石灰石机制砂混凝土在现浇箱梁中的应用与施工控制

2017-06-21唐明

商品混凝土 2017年6期

关键词：石灰石匝道腹板

唐明

（广西鱼峰混凝土柳东有限公司，广西柳州 545616）

石灰石机制砂混凝土在现浇箱梁中的应用与施工控制

唐明

（广西鱼峰混凝土柳东有限公司，广西柳州 545616）

本文以柳州市东外环立交桥主桥项目为例，对石灰石机制砂混凝土的配比设计、生产控制及现场施工监控进行介绍。

石灰石机制砂混凝土；现浇箱梁；施工控制

0 前言

近年来，随着科技进步和建筑行业的高速发展，使得超长、超宽、超厚、配筋率高等特殊要求的大体积混凝土工程不断增加[1]。高强、预应力混凝土对混凝土本身、配合比设计、过程控制和施工控制提出了高要求和高标准。但是，在天然河砂匮乏和环境保护等多重限制下，使得机制砂逐渐替代或完全替代天然砂，这对机制砂用于高强、预应力混凝土提出了新要求。我公司在2012年建成投产的机制砂生产线就是利用石灰石矿山资源，将石灰石破碎成砂，生产出合格的石灰石机制砂混凝土，应用至现在，取得了良好的经济效益和社会效益。本文就结合柳州东外环立交桥工程案例，将石灰石机制砂用于 C50 混凝土中，确定了适用于该立交项目的最优配比，将生产、施工过程中的心得体会与同行探讨学习。

1 工程概况

图1 施工平面图

广西柳州市汽车城—东外环柳东段工程是柳州汽车城北部片区、花岭片区、北环高速及汽车城核心区交通转换的枢纽立交。设计单位为四川西南交大土木工程设计公司，施工单位为中铁上海局、中铁五局和中铁十六局共同分段施工，监理方为湖南湖大监理公司，预拌混凝土由广西鱼峰混凝土柳东有限公司生产供应。该桥是柳州市柳东新区首座大型立交桥，横跨公路铁路，立交桥桥体为预应力箱梁式结构，共包括匝道桥4134.55m/7 座，分别为主线左幅桥、主线右幅桥、A 匝道桥、B 匝道桥、C 匝道桥、D 匝道桥、E 匝道桥（见图 1）。

2 混凝土原材料及配比确定

2.1 混凝土原材料选择

预应力箱梁结构体对混凝土原材料本身有着十分严格的要求。由于本次配比设计强度等级为 C50，结合公司自有材料和施工环境等因素，在满足设计施工的条件下，降低水泥用量，使绝热温升变小，抗压、抗拉强度变大、极限拉伸变形能力变大，避免产生有害裂缝。配比设计掺用一定比例的矿粉，可延缓早期混凝土的水化。原材料具体情况如下：

（1）水泥

选用公司自产的普通硅酸盐水泥 P·O42.5，其各项技术指标见表 1。

表1 水泥物理力学技术指标

（2）集料

细集料为石灰石机制砂，细度模数 Mx=2.8，石粉含量 2.6%，泥块含量 0.5%。粗集料为鱼峰自有矿山生产的 5～25mm 连续粒径碎石，含泥量 1.0%，泥块含量0.1%，针片状颗粒含量 3.0%，压碎指标 9%。

（3）矿粉

选用广西鱼峰水泥有限公司生产的 S75 级矿粉，其各项技术指标见表 2。

（4）减水剂

选用广西华思远聚羧酸系高性能减水剂，减水率26%。

表2 矿粉技术指标 %

2.2 配比确定

预应力混凝土的配比设计，需要考虑其抗压强度、弹性模量等指标。依据标准 GB/T 50476－2008《混凝土结构耐久性设计规范》、GB/T 50496－2009《大体积混凝土施工规范》和 JGJ 55－2011《普通混凝土配合比设计规程》，经过多批次混凝土试配、对比调整分析和优选下，确定生产配合比，见表 3。

表3 配合比及性能指标

根据上述配合比进行抗压和静力受压弹性模量试验，力学性能数据见表 4、图 2～3。

表4 力学性能数据

图2 混凝土抗压强度

图2 显示混凝土的抗压强度在 7d 时发展较快，达到了49.8MPa，之后强度发展相对缓慢，60d 的抗压强度达到了 70.4MPa。混凝土的强度发展没有突变情况，这对工程上的应用是很有帮助的，可有效减小干燥收缩带来的危害。

图3 混凝土弹性模量

图3 是混凝土的弹性模量曲线图。7d 弹性模量值为 31.7GPa，28d 值为 43.7GPa，之后发展趋于平稳，满足 GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》设计要求，同时增大了构筑物的徐变能力，松弛应力的作用得以加强，混凝土内部的应力可以得到释放，这样可以减少混凝土结构裂缝的产生。

3 混凝土生产与出厂

针对高强度等级、大体积混凝土建立专门的生产供应预案及问题处理措施。在生产前，做好机械设备的检查，原材料的储备、检验等工作。生产前，对该强度等级混凝土做好开盘鉴定，应反复确认是否与设计试配状态相近，确保到达施工现场的混凝土完全满足设计施工要求；由于配合比中胶凝材料较多，在搅拌时应延长时间，保持在 70～90 秒之间，保证搅拌均匀又不耽误生产效率；生产中，质检员和操作员应随时观察主机电流，发现异常及时纠正；对生产进行详细的文字记录，以备查阅。由于混凝土出厂产品是否满足要求与合格的一个重要环节，应对混凝土的工作性能，包括粘聚性、流动性、保水性等和易性进行观测，特别是坍落扩展度和 T500的试验测试，避免混凝土浆体偏多，粘性加大，即使有流动性，但扩展性差的状况出现，最终影响施工效率。

4 混凝土的浇筑

4.1 现场准备

在通知混凝土公司生产前，施工方应对模板、钢筋、预埋件、预应力管道及翼板挂篮预留孔位置等按设计要求和施工规范进行检查验收，模板内不能有杂物，钢筋上的油污应清除干净，全部检查项目待监理方通过签字后，才可下达生产开盘浇筑指令。考虑到每次箱梁浇筑数量较多，浇筑时间较长，混凝土公司试验室和工地现场试验室均要核对试验确定的水泥的初凝时间和混凝土的初凝时间，控制好浇筑速度。柳州市东外环立交桥的施工季处在秋冬时期，天气干燥。为使混凝土与钢筋能够很快很好的结合，施工前要对模板等构件进行充分润湿后，方可进行浇筑，如图 3。

4.2 现场施工

现浇箱梁混凝土浇筑通常分为两次浇注成型，第一次浇筑箱梁底腹板及横梁，第二次浇筑箱梁顶板和翼板。具体为：①浇筑底腹板和横梁的顺序：腹板和横梁内底板→腹板和横梁外底板→腹板和横梁，浇筑高度至与顶板、翼板的交角连接处即可。浇筑横梁时，要对称浇筑，即从两头向中间浇筑或从中间向两头浇筑；纵向浇筑顺序根据现浇箱梁现场场地情况来确定，如坡度较小，可从坡底部开始浇筑至坡顶。②现浇顶板和翼板的顺序参照浇筑底腹板的顺序，纵桥向应从整体一联的一端往另一端依次浇筑。

东外环立交项目采用泵送施工，布料管直接下料时应防止距施工面过高致使粗集料堆积或混凝土分离；底板设计浇筑厚度为 25cm，在分层浇筑厚约 30cm 时应及时振捣，严禁以腹板作溜槽浇筑底板混凝土。与底板相连的梗肋及腹板部分混凝土会因为振捣引起梗肋下部翻浆，易出蜂窝、麻面、露筋等缺陷，应加强振捣。图4 是混凝土实际浇筑时的照片，从图 4 中可以看出，混凝土的流动性、粘聚性和均匀性都是非常好的。现场测试坍落度为 230mm，扩展度 580mm，T500流动时间为5～6s，符合施工要求；图 5 是 A 匝道箱梁浇筑的具体情况。