造粒塔新建工程施工技术
1.工程概况
该工程平面布置方圆结合形状,其占地面积293.2平方米,总高109.2米,筒体直径为16m。由三部分组成,即:21.1m 标高以下结构,21.1m 至90m标高段塔身及90m 标高以上结构。壁厚21.10m 标高以下为500mm(楼电梯间外壁为450mm),21.10m 标高以上为300mm,塔顶有一道环行梁(断面500×2000)。圆筒中有三层操作层:90m标高处为造粒喷头层,96m 标高处为硝铵二段浓缩层,102m 标高处为承水层,90m、96m、102m的主梁为钢-混凝土组合大梁;102.0m为电梯机房。漏斗、楼梯、为钢结构,楼梯平台梁为钢-混凝土组合梁,板为现浇钢筋混凝土。
造粒塔工程位于剑江河Ⅰ级阶地上,基础为板筏式基础,基础持力层为中风化石灰岩(P2m),承载力特征值为3500KP,基础垫层为C25混凝土(-10m以下为C20毛石砼),基础底板厚度为1000mm,嵌岩深度大于500mm,基础环梁顶标高为-6.0m,-6.0m~±0.00标高段的筒壁厚为500mm,楼电梯间外壁为450mm。
2、施工难点及重点(工序质量控制点)
1深基坑施工;
2水下混凝土施工
3液压滑模施工;
4 造粒塔90.00m、96.00m、102.00m、108.5m标高处的梁板施工;
二、 主要部位施工措施
(一)土石方工程
1、土石方开挖
考虑到造粒塔工程-8.0m~±0.00标高段的施工作业面,造粒塔基坑底部的开挖线为塔体外壁以外2000mm, 造粒塔工程土石方为机械挖运,待机械挖至风化岩石时,采取控制爆破方式施爆至嵌岩500深度,人工清底达到设计要求为止。
先用挖机挖至-3.0米(坡度应大于设计要求),然后人工修理边坡达设计坡比。当-3.0米以上部分支护完毕后,按基坑支护设计开挖-3.0米~-4.5米段的土方,待人工修理边坡到位,随即进行支护。如次循环进行,每循环进尺为1.5米,直到基岩。基岩的爆破作业应在喷射100厚C20混凝土施工结束后的24小时后进行。
2、基坑支护为花管灌注浆-挂网喷射混凝土联合支护形式
1)花管(¢48×3.2钢管)制作:在¢48×3.2钢管上钻孔(¢12@150),为确保孔洞不被泥土堵塞,在孔边焊角钢(ㄥ30)形成鱼尾形状。
2)花管(¢48×3.2钢管)安装:按基坑支护设计要求布置梅花管(-3.0米以上:¢48×3.2×2000,间距2000;-3.0米以下:¢48×3.2×3000,间距1200)花管的安装采用人工击入。
3)注浆
a)水泥浆材料:水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5;
水为自来水;
速凝剂:水玻璃、三乙醇胺等
b)配合比:1:1—0.8:1,速凝剂的掺量为水泥用量的4%(或按材料使用说明书执行)。
c)灌浆方式:采用孔口封闭,自上而下分段进行。
d)挂网喷射100厚C20混凝土:
f)注浆工作结束后,随即挂网(¢6@200双向),钢筋网需与外露钢管焊接。
g) 挂网工作完成后,即可喷射100厚C20混凝土。混凝土中需按水泥用量的4%掺速凝剂。
h) 为确保基坑支护不被地表水的侵蚀,应在坡顶地坪上喷射100厚C20混凝土宽度为1000。
(二)基础混凝土工程
1、 -8.0 m以下基础水下混凝土施工
采用常规翻模,由于涌水量较大(约900m3/小时),无法将水排干,为确保工程质量,该部分砼采用水下砼浇筑施工方法。
a、在砼中掺入水泥用量的2.5%UWB絮凝剂(砼抗分散外加剂)。b、采用泵用砼浇筑,泵管出口距作业面不大于1.5米。
c、为确保工程工期,砼中须掺水泥用量的1%高效缓凝减水剂
d、该砼为自密实砼,所以砼无需振捣。
e、水下砼相关材料的掺量需严格按照设计配合比执行。
f、-8 m以下混凝土已达到大体积砼的相关条件,应按大体积混凝土的施工来控制混凝土的温度裂缝,以确保工程的耐久性。
2、 -6.0m ~-8.0m以下基础混凝土施工:
该阶段施工难点是基础底板及环行梁的施工,降低混凝土水化热,控制混凝土温度裂缝是该施工段的关键所在。为确保混凝土的施工质量采取如下施工措施:
a 钢筋工程:由于底板厚度为1000mm,钢筋为Φ22@150双层双向,为确保上下层钢筋的正确位置,应用Φ22的钢筋制作马凳,马凳间距为1200mm(双向)。
b、降低水泥用量,以减少水化热。试验单位根据现场材料调整混凝土配合比,在保证混凝土质量的前提下降低水泥用量。
c、掺粉煤灰,以确保混凝土的施工性能。
d、掺高效缓凝减水剂,混凝土缓凝时间控制在9—10小时,以推迟混凝土水化热峰值。
e、为加快施工进度,采用泵送混凝土施工工艺。
f、混凝土分层浇筑,分层厚度不大于300。
g、加强养护,底板混凝土浇筑完毕,立即进行覆盖:先用塑料薄膜盖第一层,然后用经水浇湿的麻袋盖层,最后用彩条布盖第三层,养护时间为7天。
(三)–6.0m—107m标高段筒壁采用液压滑模施工工艺;
1、滑模系统的组装
组装顺序:模板组装—围圈连接—模板、围圈的调整—安装提升架—全系统的调整。
模板:内模为P2015、P1515、P1015及1500mm长的特制角模组装而成;外模为P2012、P1512、P1012及1500mm特制角模组装而成。
围圈:采用ø48×3.2的加工,围圈与模板间的连接采用蝴蝶卡。
开字架:利用公司自有开字架,共106榀。
千斤顶(GYD-35):共130台,其中24台备用。控制台为YH72一台。
2、操作平台的施工
操作平台的刚度是滑模系统的关键问题,它直接关系到滑模施工
的顺利进行,操作平台不但要服务于滑模施工阶段,而且还要作为
90m标高处梁板施工的操作平台,经对各阶段荷载验算,操作平台采用了钢管、扣件空间网架体系。
组装完毕后的滑模系统
3、精度控制主要是用垂直激光垂准仪来控制,同时用经纬仪辅助观测控制。筒体垂直度的允许偏差为高度的1‰,但总偏差不得大于50mm,通过观测若有偏移,应立即采取纠偏措施:
(1)调整平台高差,即把处于较底位置的千斤顶起高一定程度,使平台有意向反方向滑升,把垂直偏差调整过来。
(2)重新布置平台荷载。
(3)重新调整油管长度,使各千斤顶进油,回油时间尽量相同,从而使各千斤顶动作同步。
4、-2.0m 、21.1m标高塔体壁厚变化处的施工措施:
a 当滑模模板上口达到-2.0m、 21.1m标高时,停止混凝土的浇筑,进入空滑施工。
b 严格按设计要求绑扎钢筋,同时按《支承杆加固措施图》对支承杆进行加固。
c 待外模板下口到达-2.0m、 21.1m标高时停止滑升,更换异型角模,调整外模到设计要求。
d 处理-2.0m、 21.1m标高出的施工缝,按初滑程序浇筑混凝土,一旦达到正常滑升条件,就立即进入正常施工阶段。
5、108.5m、90m、96m、102m标高层混凝土梁板施工
(1)操作平台的固定
当滑模施工至107.0m标高时,即可立即拆除千斤顶以外的所有液压装置,照明线路等其他与下步施工无关的一些设施和平台的固定工作。
在固定平台同时,为了方便塔顶施工,需将内侧开形架立柱降至107.0m以下(立柱顶标高),平台固定完毕即可进行塔顶施工。由于在塔顶施工时,荷载较大,为了保证施工安全,需要对滑模操作平台进行加固,并采用钢管-扣件桁架作为模板支撑体系。(2) 90m、96m、102m标高层混凝土梁板施工:待107m标高以上结构混凝土强度达到100%后,将滑模内操作平台下放至88m标高,利用该平台施工90 m标高层,然后采用常规翻模方法逐层向上施工。
(3)钢筋混凝土劲性大梁施工:在塔体滑模施工过程中,组织对劲性大梁的钢桁架按单榀进行预制,待梁底模板施工完毕后,用塔吊吊装就位,然后进行两端节点及水平连接杆件的焊接施工。
喷头层施工过程
6、内平台拆除:
圆筒内平台用18台5t 手拉葫芦整体下放至地面拆除。楼电梯间内平台待电梯机房楼面施工结束,就地拆除。
滑模外平台作为外壁防腐平台,待防腐施工(自上而下)18.2m标高时拆除。
三、 施工效果评价
(一)深基坑支护
施工方法简单,施工成本较低,施工速度快,保证了基础工程的正常施工作业,周边建筑物及构筑物正常安全运行,有效服务时间满足施工要求。
(二)施工质量满足现行验收标准:
1、塔体体垂直度:35mm(规范要求构筑物高度的1‰,且不大于70mm。)
2、筒体同心度:15mm。
3、混凝土实测强度为设计强度的125%。水下混凝土经现场取芯,混凝土强度及密实度均满足标准要求。
4、材料及半成品质量:经现场复检及随机抽检均满足规范要求。
主体完工后的造粒塔
(三)施工安全
施工前按程序编制了施工组织设计及专项安全施工方案,并按重大危险源管理要求,进行了施工组织设计及方案的评审及报验程序,施工中严格按施工组织设计组织施工,严格执行建筑施工安全规范相关条款,全过程无重伤以上安全事故发生。