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【红河特大桥】打造“内实外美”的混凝土

来源:红河建(个)元公路项目   作者:蒋文 李海滨   阅读:260   更新:2019年09月10日  

        9月10日,随着建水侧主塔第三十二节混凝土顺利完成浇筑,标志着全线控制性工程红河特大桥完成封顶并转序进入悬索桥上部结构施工。红河特大桥为建水至元阳高速公路的重要控制性工程,采用悬索桥设计,全长1366米,主跨为700米,桥址位于红河州南沙水电站上游,库区水面距桥面高达188.4米,其工程难度和技术要求在八局乃至中国电建集团尚属首次。

    红河特大桥的进场材料检测及混凝土质量控制任务由科研设计院试验团队承担,并取得了一项又一项重要成果:直径2.5米深度超40米的桩基混凝土C35水下自密实混凝土施工性能良好,强度评定100%合格;利用水工混凝土成功经验,提出在结构大体积混凝土大掺量掺加粉煤灰,将锚碇混凝土配合比设计龄期改为60天,降低了早期水化热,解决了大体积混凝土水化热控制难题,较大改善了混凝土施工性能和耐久性能;保证了总量6000方混凝土单个承台结构施工无裂纹的良好效果;主塔混凝土泵送垂直高度188米,总距离近200米的C50高性能混凝土施工质量良好,根据材料特性,分仓重点跟踪控制,混凝土配合比设计与现场质控达到了经济、施工、质量均优的结果。

    与同类型线性工程相比,红河特大桥混凝土质量控制达到了行业内领先水平,已多次迎接云南省、州、县等地方的观摩团队考察,并获得好评,为项目争创优质工程奠定了坚实基础。

突出前瞻性,完善体系建设保证技术力量

    根据项目总体进度要求,科研设计院从2017年春节后即派人进驻项目部开展材料调研及前期配合比设计工作。由于项目地处云南边疆山区,交通不便,属地基础建设全面开工,材料供应异常紧缺,试验室配合项目物资部门进行了全面的材料调研工作,对项目周边材料及时取样并送检至长沙总部及云南省检测机构,充分掌握了材料的品质和特性,为以后混凝土质量控制掌握基础数据。

    在试验室建设的同时,现场试验人员对于控制性工程红河特大桥前期混凝土配合比设计工作也有序进行:一方面派人跟踪长沙总部前期桩基混凝土配合比设计情况,另一方面根据施工进度对初选的配合比进行了现场验证。在项目主体开工前,试验室顺利通过业主验收,并取得质监站备案通知书,获得了现场检测的通行证,可以有效开展试验检测工作;同时前期施工配合比也已经通过监理方的批复可以正常使用。

    为满足全标段重点控制性工程红河特大桥、2座隧道、6座大桥、9段路基及1个枢纽工程的试验检测任务需要,试验室配置公路持证检测人员2师3员,项目骨干试验人员均参加过京沪高铁、青连铁路工程建设,专业涵盖公路、材料、桥梁、隧道等内容。另外根据施工进度及时抽调配置(包括公路、铁路行业)试验检测人员到岗,高峰期达25人,满足云南交通行业、项目业主、监理、现场施工任务的要求。

    试验室配有仪器设备共计165台(套),包括桥梁路基检测设备、混凝土原材料检测设备、混凝土力学、耐久性试验设备等,所有设备均经过计量单位检定及校准、自校确认合格。全部设备均由设备管理员进行管理、维护,制定了仪器设备台帐、仪器设备周期送检校准计划表和实施表等台账,实行动态管理,及时有效的掌握仪器设备的状态;定期对仪器设备进行保养维护及期间核查,确保仪器设备在使用过程中满足相关要求。

突出信息化,凝聚团队智慧实现信息共享

    元阳侧主塔桩基共18根2.8m大直径桩,入土深度40m,入岩长,地质复杂,施工难于控制,且位于陡坎上,地面原始坡面线均超过45°。建水侧主塔桩基共32根2.5m大直径桩,桩长深,地质复杂,局部有溶洞或断裂带。

    针对大直径深桩桩基混凝土,试验室从原材料控制到配合比试拌验证方面进行了大量的准备工作,由于桩基混凝土方量在120-280方左右,最长浇筑时间8-9个小时,这就要求混凝土不仅施工流动性好,而且保坍效果与凝结时间也要适当延长。试验室经过对碎石压碎值和针片状含量的控制,粉煤灰的真假鉴别,外加剂保坍成分和凝结时间的调节,历经多次调试拌制,成功设计出性能满足现场需要的混凝土。

    在桩基水下混凝土浇筑过程中,加强对混凝土源头质量控制的同时,针对传统混凝土质量控制的缺点:主要由混凝土质控人员单一的进行观察、判断、调整,混凝土质量的好坏由质控人员的能力水平决定,而每个人的能力水平又各有不同,容易造成判断不准。有时出机混凝土质量满足拌合物性能设计要求,但可能不满足现场施工要求。因此混凝土的质量很难得到保证,容易导致原材料的浪费,增加工程成本,影响施工进度,造成环境污染,留下质量隐患。红河特大桥混凝土质量控制创新利用现代化通信技术(即微信群)进行信息共享,确保混凝土生产质量:在混凝土生产之前,试验人员将原材料检测数据上报至微信群,由质控人员进行数据汇总分析,提出控制措施,在微信群进行讨论,形成统一意见。在施工过程中,拌合楼与现场质控人员随时将混凝土出机及现场检测结果在微信群共享,使混凝土出机性能满足现场施工要求。混凝土出现异常时,由质控人员@群内有经验试验人员甚至院技术专家共同研究分析,找出原因,及时提出应对措施,确保混凝土施工质量,保障了施工现场的顺利灌注,取得了良好效果。

突出创新性,打破常规经验力争最优方案

    红河特大桥索塔承台建水侧高达7米,单个承台混凝土浇筑量近6000方,元阳侧承台及塔座分左右幅浇筑,混凝土方量近5000方,均属于大体积混凝土。

    建水侧锚碇为埋置式重力锚,临近S214省道,最近处仅有6m,基坑底离地面最深处约50m,锚碇基础与锚块混凝土数量5万多方。元阳侧锚碇为重力式嵌岩锚,锚碇及锚块混凝土数量3万多方,如此大体积混凝土必须分层分块浇筑,并按大体积混凝土工艺控制混凝土温度以防开裂。

    针对锚碇混凝土大体积浇筑,试验室从配合比设计阶段开始查阅图纸,与技术部门、设计单位多次沟通,设计方面原要求锚碇混凝土使用低热水泥,一方面项目所处地原材料紧缺,没有单独生产低热水泥的厂家,另一方面如采用低热水泥又与其他普通混凝土水泥不一致,造成拌合站粉料罐周转及操作困难。

    试验室通过不断努力,查阅同类型工程经验,咨询混凝土专家,提出用普通硅酸盐水泥通过掺加大掺量粉煤灰来降低混凝土水化热,并通过设计将混凝土配合比设计龄期改成60天的试验方案,经长沙总部试验中心和项目工地试验室的多次验证,得出了掺用30%粉煤灰及使用普通硅酸盐水泥来降低水化热的效果,试拌出来的混凝土满足现场施工性能的同时也保证了混凝土的耐久性能,得到了业主、设计、监理方的一致认可,认为此配合比设计方案切实可行,并称赞八局试验检测工作做得仔细、全面,真正在为建个元高速公路百年优质工程质量管理方面努力。

    针对主塔承台、锚碇大体积混凝土浇筑,试验室结合环境温度,材料特性及配合比设计情况,在混凝土试拌过程中引入水工混凝土质控经验,进行混凝土热工计算控制出机及入模混凝土温度。由于项目地处红河州干热河谷元阳县周边,气候炎热,如果用普通混凝土施工方式,不足以保证混凝土温度能满足规范要求。试验室通过现场跟踪验证,采用冷水机组及包裹搅拌车并洒水降温,在施工过程中薄层台阶式浇筑并用雾炮机对浇筑仓面喷雾降温等方式,保证了混凝土出机温度和入仓温度满足大体积混凝土浇筑要求,为建个元项目首个大体积承台零裂纹打下了坚实的基础,承台浇筑完成后“内实外美”的效果,得到了业主、监理及兄弟单位的一致认可。

突出针对性,紧跟施工节奏解决现场难题

    红河特大桥建水侧主塔采用门形塔,混凝土框架结构,自承台顶至鞍座底高为181.286m,塔柱采用矩形单箱室混凝土结构,主塔设上、中、下三道横梁,均采用预应力混凝土箱型结构。元阳侧主塔采用门形塔,混凝土框架结构,自承台顶至鞍座底高为118.486m(包含2m高塔座),主塔设上、下两道横梁,均采用预应力混凝土箱型结构。建水侧主塔塔柱分32节段浇筑,元阳侧主塔塔柱分22节段浇筑,每节混凝土方量从110方至280方不等,塔柱及横梁混凝土均采用两台地泵同时一次性泵送至所需高度,混凝土泵送施工性能要求很高,原材料及混凝土质量控制要求非常严格。

    在主塔塔柱浇筑前,为了保证混凝土施工性能、外观和内在质量,试验室联合技术部门进行索塔C50混凝土试拌及试验首件浇筑工作。根据不同的原材料设计出多套不同的配合比,在临建部位进行小方量试拌工作,得出最适宜的方案。通过在索塔塔柱试验首件中模拟现场施工,不同的振捣方式,不同的脱模剂组合等施工参数在首件中综合评价得出最佳施工配合方式。

    主塔塔柱混凝土控制过程中出现了较多难点,一方面混凝土性能会因为温损、运损、泵损、时损,出机混凝土和入仓混凝土性能会有较大的差异。试验室通过在拌合站和施工现场安排试验人员,及时对混凝土性能变化进行跟踪,并将信息及时反馈共享至微信群,使混凝土质控前后联动,实时控制调整,保证混凝土出机状态稳定。另一方面,由于项目地处高速公路密集建设区域,多条高速公路同时开工,原材料供应和质量存在较大的波动。试验室通过加强对原材料检测工作,重点控制原材料易发生波动的情况,对进场砂石、粉煤灰增加检测频率,做到每车抽检。对质量容易产生波动指标:碎石压碎值、砂含泥量、级配、真假粉煤灰甄别、外加剂减水率和保坍效果作为重点控制。对于现场质量控制,建立了各种管理制度,如:“首份报告确认制”、“检测频率及要求手册”、“试验检测流程图”,试验员工人手一册,易于熟悉、掌握、执行。

    内实外美,是工程建设质量的追求,也是工程建设效益的保证。建(个)元高速公路项目试验团队将继续秉承“现场即市场,品牌即生命”的工作理念,发挥专业优势,坚持优质服务,为工程建设建言献策,为红河特大桥争创优质工程保驾护航。