钢筋混凝土箱涵施工方案
东莞市虎门镇白马路(CEC电子工业园段)新建工程
钢
筋
混
凝
土
箱
涵
施
工
方
案
东莞市现代建设有限公司
2015年8月5日
钢筋混凝土箱涵施工方案
工程概况:本工程箱涵为双孔箱涵,总长为120.66米,上游设
置20米过度段,下游设置25米过度段。箱涵垫层为30cm碎石垫层,基础为10cm厚C25混凝土基础,底板、涵身、顶板均为50cm厚的
C30钢筋混凝土结构。翼墙为C30钢筋混凝土结构40mm厚。过度段
底板为C20素混凝土30cm厚,过度段护坡为浆砌片石护坡。
编制依据:东莞市虎门镇白马路(CEC电子工业园段)新建工程
施工图及相关规范。
(一)测量与放样
1、用全站仪放出箱涵中心线和道路中心线,用水准仪测出地面高
程。
2、核对设计提供地质资料,决定开挖坡度,排水方案和支护方案,
定出开挖范围。
3、根椐箱涵中心线和道路中心线用全站仪,钢尺放出基坑底线和基
坑上口开挖线.把中心桩和开挖边线用全站仪引出护桩。
(二)基础施工
1、基坑开挖
(1)基坑开挖边坡,坡度采用1:0.5。基底四周设0.5米宽
排水沟和0.5米宽工作面。
(2)基坑采用人工配合挖掘机进行开挖,挖掘机开挖基坑,
挖至距坑底10cm时,报请监理工程师,将地基承载力检测部位挖至
设计标高进行检测,地基承载力符合要求后,人工按设计标高清理
基坑,在基底四周人工挖排水沟,挖至标高的基坑,及时检查基坑
尺寸、高程,符合要求后,立即进行下道工序施工。
2、碎石垫层施工
基坑开挖完成后,铺筑30cm厚碎石垫层,分两层填筑,用压路
机压实,压实度达到96%以上。
3、垫层混凝土施工
(1)垫层支模采用木模板,短钢筋打入碎石垫层固定.模板安
装位置、平面尺寸、轴线偏位、相邻模板高差满足设计和施工技术
规范及JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》相关要求。经现场
技术人员自检合格后,上报监理工程师检验,验收合格后进行混凝
土浇筑。
(2)混凝土浇筑:当混凝土到现场时,检查其坍落度、均匀性
等指标,合格后方可使用。
垫层采用C20混凝土,混凝土采用商品混凝土。采用平板振动器
振捣实,浇筑完成后先用刮杠刮平,再用木抹子搓平。
(3)试件制取:混凝土施工中,按施工规范及质量检验评定
标准相关要求,每工作班制取2组混凝土试件,同时多制取1-2组
标养。
(4)混凝土养生:混凝土表面二次压光以后及时用土工布覆
盖,洒水养生,养护过程中,基坑四周开挖排水沟,防止雨水进入
基坑内。
(5)模板拆除:模板拆除在混凝土强度达到80%设计强度后方
可进行,模板拆除时,报请监理工程师检查外观质量、几何尺寸并
签认,以便进行下道工序施工。
基础检查项目
缝宽2cm,缝内填塞涂沥青浆膏木板。
(三)箱涵施工
施工顺序:
箱涵分段浇筑,第一次浇注至底倒角上口。第二次浇注涵身
剩余部分。浇注时,采用隔段浇注法,沉降缝在第二次浇注的镶段
时在前一段立面处填塞涂沥青浆膏木板,利于后期沥青麻絮填充。
1、恢复中线
根椐护桩,用全站仪在基础垫层上恢复箱涵中心线和道路中
心线,放出箱涵底各平面尺寸线和沉降缝位置线。
2、钢筋加工及安装
钢筋在现场加工场进行加工后,运至施工地点,钢筋半成品的
加工必须按经审核的料单进行,先试制合格后成批加工,钢筋绑扎
严格按图纸及施工规范要求进行施工,所有伸入涵身基底钢筋一次
性绑扎成型;立墙钢筋在基底砼浇注后绑内侧分部筋,内模支完后
绑立墙剩余钢筋和顶板钢筋;支模板前安设混凝土垫块以控制钢筋
保护层,垫块采用同涵身同标号的C30混凝土制作,垫块布设横向
间距0.7m,纵向间距1.5m。钢筋的加工及绑扎经现场技术人员自
检合格后,上报监理工程师检验,验收合格后进行模板安装。
3、模板安装
模板安装前,放出模板安装控制线。
(1)涵身外侧模板:涵身外侧模板采用大块木模板进行拼装,
大块木模板尺寸为:0.92*1.82m、20mm厚。
(2)涵身内侧模板:涵身内侧采用木模板,倒角处采用小块
木模板,模板用螺栓连接紧固。
(3)模板支立:模板分两次支立,第一次支第一层外模模板
及底板以上30cm处的倒角模板,倒角模板与墙身钢筋之间横向加
焊钢筋固定,加焊横向钢筋间距70cm,在第一次混凝土浇筑到底板
以上30cm,且混凝土强度满足要求后,再支剩余模板。模板采用螺
栓连接。在浇筑混凝土前紧固模板,避免混凝土浇注时漏浆。
(4)模板支撑:内模采用满堂红支架支撑(详见模板支撑示
意图),外设双排脚手架支撑固定就位后,通过内外脚手架和对拉
螺杆调整模板的垂直度与平整度及稳定性,经现场技术人员自检合
格后,上报结构监理工程师到现场检验,验收合格后进行下道工序
混凝土浇筑施工。
1)、脚手架杆件采用外径48mm、壁厚3.0mm的焊接钢管,其力
学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GB/T700-2006中Q235A
钢的规定,用于立杆、大横杆、斜杆的钢管长度为4-6米,小横杆、
拉结杆2.1-2.3米,使用的钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺
陷,并涂有防锈漆作防腐处理,不合格的钢管决不允许使用。
2)、扣件使用生产厂家合格的产品,并持有产品合格证,扣件锻
铸铁的技术性能符合《钢管脚手架》GB15831-2006规定的要求,对
使用的扣件要全数进行检查,不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷。
扣件与钢管的贴合面要严格整形,保证与钢管扣紧的接触良好,扣件
夹紧钢管时,开口处的最小距离不小于5mm,扣件的活动部位转动灵
活,旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm,扣件螺栓的拧紧力距达
60N.M时扣件不得破坏。
3)、木脚手板的选用必须严格,脚手板材质坚硬,不腐烂,横向
裂纹不得大于四分之一板宽,脚手板宽一般为200~300mm,厚度不小
于50mm。脚手板端部(80mm~100mm处)用铁皮或铁丝扎紧2-3圈。竹
笆板的选用必须严格,竹笆宜采用毛竹或南竹制作,进场竹笆必须紧
密、有良好的韧性及弹性模数。
楼板厚度大部分为h=100,局部120、180厚。框架梁以200*700、
200*600为主,次梁为200*500、200*400等,预留洞口设置梁结构,
尺寸为200*300、200*400等。
结合本工程结构形式、实际施工特点,室内采用满堂脚手架模板
支撑体系来满足梁、板的施工。必须保证其整体性和抗倾覆性。
1、基本要求
(1)搭设楼地面应平整且保证混凝土楼板的承载力达到要求,
立杆下垫短木方并加设扫地杆。
(2)剪刀撑:四边连续设剪刀撑,应由下向上连续设置。
2、脚手架的搭设
(1)钢管扣件脚手架的搭设工艺流程如下:
基础准备→安放垫板→按设计尺寸排放扫地杆→竖立管并同时
安纵横向扫地杆→搭设纵横水平杆→搭设剪刀撑→铺脚手板→搭挡
脚板和栏杆。
(2) 脚手架配合施工进度搭设,一次搭设高度高出操作层不宜
大于一步架。
(3) 垫板、底座均应准确地放在定位线上,垫板面积不宜小于
0.1m2,宽度不宜小于220mm,木垫板长度不宜小于2跨,厚度不宜小
于40mm。
(4) 立管的排距和间距按计算确定。
(5) 底部立管采用不同长度的钢管,立管的联接必须交错布置,
相邻立管的联接不应在同一高度,其错开的垂直距离不得小于50mm,
并不得在同一步内。
(6) 大横杆应水平设置,钢管长度不应小于3跨,接头宜采用
对接扣件联接,内外两根相邻纵向水平杆的接头不应在同步同跨内,
上下两个相邻接头应错开一跨,其错开的水平距离不应小于500mm。
当水平管采用搭接时,其搭接长度不应小于1m,不少于2个旋
转扣件固定,其固定的间距不应少于400mm,相邻扣件中心至杆端的
距离不应小于150mm。
(7) 每根立管的底座向上200mm处,必须设置纵横向扫地杆,
用直角扣件与立管固定。
(8)必须严格按照要求在外圈四周连续设置剪刀撑。剪刀撑与纵
向水平杆呈45~60°角。
3、支撑脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规
范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、
《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB
50017-2003)等规范。
本工程层高超过4.5m的层高有:5.1m,本方案中按照5.1m进行
计算。
1)、构造要求
(1)立杆:纵横向立杆间距1.0×1.0 m,允许搭设偏差±5cm,
立杆垂直度允许搭设偏差±10 cm。下部设扫地杆,扫地杆从垫板往
上20 cm处设置,扫地杆采用对接接长。扫地杆在端头与立杆交接处
伸出扣件长度不小于10 cm。
(2)横杆:立杆之间满设双向水平杆,纵横向水平拉杆步距1.8m,
确保其在两个方向都具有足够的设计刚度,横杆用对接方法接长,一
根横杆两端的高差,不能超过2 cm,纵向水平杆全长平整度不小于
±10cm。为防止水平横杆对立杆产生偏心弯距的影响,在搭设模板支
架时,将横杆对称相间布置。
(3)剪刀撑:沿支架四周外满设剪力撑,且应连续设置。
(4)接头节点要求:纵向水平杆对接接头应交错布置,不应设
在同步、同跨内,相邻接头水平距离不应小于500cm,并应避免设在
纵向水平杆的跨中。
(5)梁板模板支架的搭设要求
a.严格按照设计尺寸要求搭设,立杆和水平杆的接头应错开在不
同的框格中设置;
b.确保立杆的垂直度和横杆的水平偏差符合《扣件架规范》的规
定;
c.斜杆尽量同立杆连接,节点构造符合规范规定;
d.确保每个扣件的拧紧力矩控制在40—60N.M;
e.楼板上脚手架支座的设置和承载力均应达到设计要求。
(6)施工作业要求
a.上架作业人员必须持证上岗,戴安全帽,系安全带。
b.混凝土浇注过程中,要确保模板支架均衡受荷,宜从中部开始
向两边扩展浇注方式进行。
c.严格控制施工荷载,在混凝土浇注过程中,派专人检查支架及
其支撑情况,发现下沉、松动和变形时,及时解决。
2)、扣件钢管楼板模板支架计算书
模板支架搭设高度为3.9-5.1米。
搭设尺寸为:立杆的纵距 b=1.00米,立杆的横距 l=1.00米,
立杆的步距 h=1.50米。(除5.1m楼层外立杆纵横距为1.2米) 采用的钢管类型为48×3.5。
(1)模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照
三跨连续梁计算。
静荷载标准值
q1 = 25.000×0.120×1.000+0.350×1.000=3.350kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)×1.000=3.000kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 100.00×1.80×1.80/6 = 54.00cm;
I = 100.00×1.80×1.80×1.80/12 = 48.60cm;
A、抗弯强度计算
f = M / W
其中 f —— 面板的抗弯强度计算值(N/mm);
M —— 面板的最大弯距(N.mm);
W —— 面板的净截面抵抗矩;
[f] —— 面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm; M = 0.100ql
其中 q —— 荷载设计值(kN/m);
经计算得到 M = 0.100×(1.2×3.350+1.4×3.000)×0.500×0.500=0.206kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值
f = 0.206×1000×1000/54000=3.806N/mm
面板的抗弯强度验算 f
B、抗剪计算
T = 3Q/2bh
其中最大剪力
Q=0.600×(1.2×3.350+1.4×3.000)×0.500=2.466kN
截面抗剪强度计算值
T=3×2466.0/(2×1000.000×18.000)=0.206N/mm
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm22
抗剪强度验算 T
C、挠度计算
v = 0.677ql4 / 100EI
面板最大挠度计算值
v = 0.677×3.350×5004/(100×6000×486000)=0.486mm 面板的最大挠度小于500.0/250,满足要求!
(2)支撑木方的计算
木方按照均布荷载下三跨连续梁计算。
A、荷载的计算
钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11 = 25.000×0.120×0.500=1.500kN/m
模板的自重线荷载(kN/m):
q12 = 0.350×0.500=0.175kN/m
B、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值
q2 = (1.000+2.000)×0.500=1.500kN/m
静荷载 q1 = 1.2×1.500+1.2×0.175=2.010kN/m
活荷载 q2 = 1.4×1.500=2.100kN/m
C、木方的计算
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载 q = 4.110/1.000=4.110kN/m
最大弯矩
M = 0.1ql2=0.1×4.11×1.00×1.00=0.411kN.m
最大剪力 Q=0.6×1.000×4.110=2.466kN
最大支座力 N=1.1×1.000×4.110=4.521kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm;
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm;
A、木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.411×106/83333.3=4.93N/mm
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm,满足要求!
B、木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q = 0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh
截面抗剪强度计算值
T=3×2466/(2×50×100)=0.740N/mm
22 截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm
木方的抗剪强度计算满足要求!
C、木方挠度计算
最大变形 v =0.677×1.675×1000.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.286mm
木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!
(3)横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取木方支撑传递力。
4.52kN
4.52kN 4.52kN 4.52kN 4.52kN 4.52kN 4.52kN
支撑钢管计算简图
0.678
支撑钢管弯矩图
(kN.m)
0.127
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.791kN.m
最大变形 vmax=2.356mm
最大支座力 Qmax=9.720kN
抗弯计算强度 f=0.791×106/4491.0=176.17N/mm
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
(4)扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取6.0kN;
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=9.72kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件! 22
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
(5)立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
A、静荷载标准值包括以下内容:
①脚手架钢管的自重(kN):
NG1 = 0.129×9.000=1.162kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
②模板的自重(kN):
NG2 = 0.350×1.000×1.000=0.350kN
③钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25.000×0.120×1.000×1.000=3.000kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.512kN。
B、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。 经计算得到,活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000)×1.000×1.000=3.000kN
C、不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ
(6)立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N = 9.61kN;
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到;
i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm);i = 1.60
A —— 立杆净截面面积 (cm); A = 4.24
W —— 立杆净截面抵抗矩(cm);W = 4.49
—— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm);
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm;
l0 —— 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式(1)或
(2)计算
l0 = k1uh (1)
l0 = (h+2a) (2)
k1 —— 计算长度附加系数,按照表1取值为1.185; u —— 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u =
1.70
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.50m;
公式(1)
的计算结果: = 112.84N/mm,立杆的稳定性计算
公式(2)的计算结果: = 78.94N/mm,立杆的稳定性计算
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 —— 计算长度附加系数,按照表2取值为1.016;
公式(3)
的计算结果: = 111.67N/mm,立杆的稳定性计算
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
4、浇筑混凝土
箱身混凝土分两次浇筑,第一次先浇至底板内壁以上30cm,第二次浇筑剩余部分。两次浇筑的接缝处凿毛处理,保证衔接面的粗糙干净,无散落的混凝土。两次浇筑的接缝处保证有良好的衔接面,涵身砼施工时采用从一端开始水平分层连续浇筑,每层不超过30cm。两层砼浇筑时间不大于45分钟,两侧墙砼浇注高度基本保持平衡,避免偏压变形。混凝土采用泵送方式浇筑,第二次浇筑时为了防止污染模板,采用串通注入模板内。振动棒振捣时不能触及模板,与模板的距离不小于150mm,移动间距不超过振动器作业半径的1.5倍;模板角落以及振捣器不能达到的地方,辅以插针振捣,以保证混凝土密实及其表面光滑。混凝土振捣直至充分密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆均匀为止,严禁过振。 22
5、试件制取:混凝土施工中,按施工规范及质量检验评定标准相关要求,每工作班制取2组混凝土试件,同时多制取1-2组标养。
6、混凝土养生:混凝土表面二次压光以后及时用土工布覆盖,洒水养生期不少于28天。
7、模板拆除
模板拆除在混凝土强度达到80%设计强度后方可进行,并注意拆模时防止混凝土表面及棱角受损伤。模板拆除时,报请监理工程师检查外观质量、几何尺寸并签认,以便进行下道工序施工。
箱涵浇筑检查项目
1、模板施工:模板安装前,放出模板安装控制线。模板采用大块木模板,每块模板尺寸为:0.92*1。84m、20mm厚。模板底部坚硬垫平,模板安装平整光滑,均匀、满涂脱模剂。接缝密封条严密,模板安装位置、模板的平面尺寸、轴线偏位、相邻模板高差满足设计和施工技术规范及JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》相关要求。经现场技术人员自检合格后,上报结构监理工程师检验,
验收合格后方可进行下道工序混凝土浇筑施工。
2、混凝土浇筑:当混凝土到现场时,检查其坍落度、均匀性等指标,合格后方可使用。
翼墙基础及墙身采用C30混凝土。
3、试件制取:混凝土施工中,按施工规范及质量检验评定标准相关要求,每工作班制取2组混凝土试件,同时多制取1-2组标养。
4、混凝土养生:混凝土表面二次压光以后及时用土工布覆盖,洒水养生期不少于28天。
5、模板拆除:模板拆除在混凝土强度达到80%设计强度时方可进行,并注意拆模时防止混凝土表面及棱角受损伤。模板拆除时,报请监理工程师检查外观质量、几何尺寸并签认,以便进行下道工序施工。
(五)浆砌施工
1、砂:采用试验检测合格的中砂,进场的砂进行过筛,并经试验室检验合格后使用。
2、水泥:采用日华润水泥公司生产的42.5级普通硅酸盐水泥。经检测合格。
3、片石:石料强度满足设计要求,片石厚度不小于15cm。
4、砂浆拌和机械采用350型滚筒式砂浆搅拌机。施工时砂浆搅拌严格按批准的施工配合比生产,其拌和时间大于1.5分钟。拌和得砂浆均匀,颜色一致,具有良好的和易性,用砂浆稠度仪检测5-7cm为宜。
5、砂浆随拌随用,保持适宜的稠度,在2-3小时内使用完毕。在运输过程或在贮存器中发生离析泌水的砂浆,砌筑前重新拌和;已凝结的砂浆,不得使用。
6、砌石施工顺序:先砌角石—再砌面石—后砌腹石。角石、面石、腹石间相互咬合搭接紧密,砂浆饱满。
7、砌筑统一采用挤浆法施工。
(1)砌筑时首先试砌,合适后即可坐浆砌筑。较大的石块大面朝下用于下层,安砌时选取形状及尺寸较合适的石块,尖锐突出部分敲除。从第二层要内外搭砌、上下错缝、封层卧砌。较宽的竖缝在砂浆中挤塞小石块,挤浆时用手敲打石块使砌缝挤紧不留空隙,不得在石块下面用高于砂浆砌缝的小石片支垫。严禁先码石块再灌浆。
(2)相对长和短的石块交错铺在同一层并与帮衬石或腹石交错锁结。各工作层竖缝相互错开,错开距离不小于8cm,严禁出现通缝现象。
(3)砌缝:采用平面压槽的方法施工,施工时严格控制砌缝宽度,勾缝深为2cm,砌筑完成后统一进行勾缝。
8、试件制取:砌筑施工中,按施工规范及质量检验评定标准相关要求,每工作班制取2组砂浆试件,同时多制作1-2组试件进行标养。
9、砌体工程在收工或结束后,采用棉毯覆盖养生,养生期不少于7天,养生期间避免碰撞、振动或承重。