新型桶式结构冬季预制施工工艺

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摘要：随着新型桶式结构在连云港港徐圩港区直立式结构防波堤工程中应用成功，该新型结构继续推广应用于连云港港30万吨级航道二期工程围堤项目。本项目因工程体量大、工期紧张，须进行冬季施工，本文主要介绍了新型桶式结构的冬季预制施工工艺，详细阐述新型桶式结构冬季预制施工的关键点。各项措施工艺切实有效，达到了预期效果。

关键词：桶式结构；冬季预制施工

1工程概述

连云港港30万吨级航道二期工程四区围堤工程项目，位于连云港市徐圩港区内东侧，工程需制安桶式基础结构226个，分为4区1#正堤（1220.216m）、5#围堤（1100m）和2#正堤（1241.019m）、6#围堤（1286.298m），围堤全长约4850m（含150m斜坡堤衔接段）。预制施工在徐圩预制厂进行。桶式基础结构预制部分由1个下桶体和2个上筒体组成：下桶体平面呈椭圆形，长轴长36.6m，短轴长20m，高10～11.5m，无底有盖，由两道纵隔墙、三道横隔墙分12个仓格，下桶体外壁厚30～40cm，隔墙厚30cm；下桶体顶部由预制盖板和现浇盖板组成，高0.5m～0.6m。两个直径同为8.9m的上圆筒体沿下桶体短轴线方向对称布置，上筒体壁厚40cm，中间隔板相连，上筒体预制高度9～11m。（a）断面及混凝土分层示意图（b）俯视图图1桶式结构桶式基础结构预制施工分5层进行：下桶体分两层，第一层5.50m，第二层施工到盖板底部，钢筋均在台座上现场绑扎，独立分层立模浇筑；下桶体顶部盖板施工先安装预制盖板，后浇筑盖板现浇层；上圆筒钢筋在后方绑扎胎架上绑扎完成后，吊装并与下桶体顶部预留钢筋焊接连接，上筒体分2层浇筑，下层高5.5m。

2冬季施工的界定

《水运工程混凝土施工规范》（JTS202-2011）规定日平均气温连续5天稳定低于5℃时应实行冬季施工。根据历年的气象统计，连云港地区从12月上旬到次年2月为冬季。冬季施工需做好气象观测，风力不大于6级且最低温度高于-8℃时方可进行冬季施工。

3冬季施工的特点

3.1冬季混凝土凝结时间长

冬季混凝土凝结受外部低温环境影响较大，混凝土在低温（0～4℃时）凝结用时为4倍常温（15℃时）凝结用时，降温至-0.3～-1.5℃时，混凝土中水开始凝结，降温至-4℃时，混凝土水化反应完全停止，强度不再增长。在零下低温条件中，混凝土中的孔隙水易结冰致使体积变大，将已硬化混凝土冻胀。

3.2冬季施工安全、质量风险大

冬季低温天气易导致施工场地结冰影响通行安全，采用大功率电器等升温取暖时易引发触电等安全事故。冬季混凝土保温养护如有疏忽易导致混凝土肿胀破坏、产生裂纹等质量问题。因存在低温、寒潮、大风等诸多不利因素，冬季质量安全事故多发，冬季混凝土质量问题通常不易察觉且具有滞后性。

4冬季施工工艺控制

桶式基础结构预制冬季施工主要包括钢筋的加工生产、冬季模板施工、冬季混凝土施工等环节。

4.1钢筋的加工生产

4.1.1材料存放

根据冬季施工慢的特点，按略有富余原则安排钢筋原材料堆存量，避免积压。钢筋原材料严格按规范的要求放置，所有原材料堆放在钢筋棚内，并用150mm*150mm垫木支垫，雨雪天气及时进行覆盖，避免钢筋锈蚀。

4.1.2钢筋调直

根据最近20年连云港的气象资料，徐圩地区的平均最低气温不低于-3℃，可正常对钢筋进行调直。

4.1.3钢筋焊接

（1）在冬季低温条件下进行室外焊接施工时，气温不得低于-20℃，风力大于3级时要有挡风措施，根据历年统计及经验，徐圩地区极端最低气温在-10℃，不影响焊接。钢筋焊接过程中，做好挡风挡雨措施，避免未冷却的焊接接头淋碰雨雪。增加闪光对焊调节长度10%～20%，便于增大加热范围，增加热量储备，降低变压器级数1～2级，确保闪光对焊顺利进行，焊接的预热应适当提高接触压力和增加预热间歇时间。（2）需根据现场情况进行钢筋试焊试验，试验合格方可进行正式焊接施工。电弧焊采取措施防止接头区焊接时温度差较大产生不良影响。电弧焊接时需略调高电流，并减慢焊接速度。在焊接过程中，宜短弧施焊以防断弧，同时应避免产生焊接烧伤，不应在非焊接部位引弧以致钢筋断面受损。

4.2冬季模板施工

在桶体外模板的外侧统一喷涂13cm厚保温棉保温板作为保温层进行保温措施。在冬季模板拆除需同时满足强度要求及内外温差要求。同条件试件抗压强度未达到设计强度50%之前，不得拆除模板。同时提前测量混凝土与外部环境温差，模板拆除时，两者温差应低于15℃。

4.3冬季混凝土施工

4.3.1混凝土原材料的施工措施

碎石、黄砂等材料堆存要做好防止雨雪措施，及时检查清扫，确保骨料中无积水、积雪、冰块等。（1）水泥、粉煤灰、矿粉等掺合料充入水泥罐储存，且水泥只能蓄热，禁止加热。（2）冬期混凝土施工时，对集料棚进行封闭包裹及暖风炮加热，砂石料传送带覆盖保温，拌合用水采用电加热，供水管道包裹保温，实时监测水、外加剂及砂石料加入搅拌机时的温度。

4.3.2混凝土配比控制

为保证混凝土的强度，在冬季混凝土浇筑施工时，根据现场实际情况，试验室应及时对混凝土配合比作适当调整。（1）根据低水胶比和较小坍落度等原则，进行配合比选定试验以确定冬季混凝土施工配合比。（2）禁止随意改动冬季混凝土配合比，混凝土浇筑施工尽量选择在白天气温较高时（9:00～16:00）进行。

4.3.3混凝土拌制

（1）混凝土使用搅拌机进行拌制，拌制过程尽可能地减少混凝土的热量损失，混凝土搅拌时间不得少于3分钟，搅拌时先使水和砂、石料搅拌一定时间，然后再投放水泥，混凝土温度在拌制出机时应高于10℃，浇灌入模时应高于5℃。（2）混凝土拌制时提前对部分原材料进行加热，随机检查各原材料加热温度，以满足混凝土拌和物搅拌合成后所需要的温度。严格控制混凝土的水灰比和坍落度。如拌制混凝土塌损变小或出现速凝，应及时对拌合材料温度进行检查并通过加热调整。（3）混凝土采用冬季施工配合比，报监理审核验证后投入冬季施工，为保证冬季混凝土施工强度增长，采用防冻型减水剂。

4.3.4混凝土浇筑

（1）在混凝土浇筑前，应提前检查并清理钢筋模板。桶式基础混凝土浇筑时，采用带胶帆布对模板四周包裹，挡风保暖。提前做好设备检修，保障设备完好，在混凝土浇筑过程中，做好运输通道保障，使混凝土尽快入模。混凝土按规定分层布料振捣密实，严格控制分层间隔时间。（2）现场严禁向混凝土中加水进行二次搅拌，实时监测现场混凝土出料温度及入模温度。（3）混凝土分层浇注的过程不得中断，尽量减少混凝土散热面。倒入模板的混凝土及时振捣密实，及时将混凝土表层泌水淘干,防止结冰受冻。（4）混凝土浇筑尽量安排在气温较高（9:00～16:00）时进行，避免夜间低温施工。

4.3.5桶式基础构件养护

（1）混凝土养护期在每个隔仓内放置暖风炮，桶体底部四周设置保温布围挡，桶壁顶部覆盖加绒帆布，减少热量散失。桶体面层采用土工布覆盖保温。并在混凝土养护期间实时测定调整混凝土养护温度，确保隔仓内温度不低于10℃；待混凝土强度和龄期达到设计值的50%时拆除模板。（2）预制盖板采用450g/m2土工布覆盖保温。（3）除按常规要求留置标养试件外，需根据现场养护、拆模要求和桶体移动出运等需求，增加同条件养护试件不少于3组。

5总结

新型桶式基础结构冬季预制施工工艺是在结合工程所在地冬季气候特点的情况下，从原材料保护、施工过程保温、成品（半成品）养护等方面入手，不断修正并完善的，2017年12月中旬至2018年2月底，共预制桶式结构31个，质量优良，水上安装反应气密性良好，完全符合设计要求，为完成工程总体工期提供了保障。

参考文献：

[1]中交第三航务工程勘察设计院有限公司.连云港港30万吨级航道二期工程围堤（含出装码头及潮位站）施工项目（LYG-302-WD4标段）施工图设计说明[Z].2017.

[2]高自兵,丁海龙,杭建忠.桶式结构预制施工工艺[J].中国港湾建设,2016(3)64-68.

作者：李苗 陈永义 单位：中交第三航务工程局有限公司江苏分公司