混凝土拌和站标准化建设方案.docx
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混凝土拌和站标准化建设方案
附件：
1、《1#混凝土拌和站平面布置图》
2、《2#混凝土拌和站平面布置图》
3、《拌和站粉料罐基础处理设计图》
4、《1#混凝土拌和站粉罐基础布桩图》
5、《骨料仓设计图》
1、工程概况
武汉城市圈环线高速公路洪湖段第二标段起止桩号K185+681～K195+641，路线全长9.960km。
全线设特大桥4座，大桥1座，设互通式立交1处，服务区1处。
主要工程量为：
钻孔灌注桩80864m（直径1.2m、1.5m和1.8m）；预制小箱梁2910片。
拟分设两个分部实施，各分部混凝土数量见表1-1。
表1-1各分部混凝土数量表
分部
部位
单位
数量
备注
一分部
（K185+681～K190+841）
上部C50
m³
237325
基础、下部C30
m³
二分部
（K190+841～K195+641）
上部C50
m³
243461
基础、下部C30
m³
总合计
m³
480786
2、混凝土拌和站设计参数及设备选型
经现场勘察，结合桥梁位置及预制场地选址，根据本标段混凝土总量、单日最高用量，拟建2座混凝土拌和站，分别在大沙湖服务区南侧的1#预制梁场综合区（K192+000左侧）和燕窝互通区2#预制梁场综合区（K195+000右侧）。
每座混凝土拌和站分别供应1#、2#预制场和所辖区段桥梁混凝土。
混凝土供应原则：
遵循就近供应、确保施工进度原则。
按桥梁进度指标进行混凝土拌和站设计。
施工用水采用钻探深井取水，水量充足，可以满足施工用水需求。
砂、石料由附近合格的石料加工厂供应。
2.1混凝土最大需求量计算
根据施工计划，单日最大混凝土需用量计算见表2-1。
表2-1单日最大混凝土需用量计算表
位置
单日预制梁
单日钻孔桩
单日墩柱盖梁
总量
备注
（片）
（m³）
根
（m³）
（m³）
1#拌和站K192+000
6
240
4
600
450
1290
2#拌和站K195+000
6
240
4
600
450
1290
2.2材料量计算
根据以上单日最大混凝土需用量，则单日材料最大用量见表2-2。
表2-2单日混凝土原材料需用量计算表
拌和站
混凝土强度（m3/d）
水泥
（t）
粉煤灰
（t）
碎石
（t）
砂
（t）
备注
1#拌和站K192+000
1300
520
104
1705
895
2#拌和站K195+000
1300
520
104
1705
895
合计
2600
1040
204
3410
1790
2.3设备选型
2.3.1混凝土搅拌机选型
每个混凝土集中拌和站按照双机配置，即两套独立的混凝土生产线，采用强制间歇式拌和机，单机额定拌合能力不小于120m3/h。
拌和站主机必须采用彩钢板进行封闭；配置4仓式自动计量集料斗，采用称重式计量系统。
计量设备应通过当地政府计量部门标定后方可投入生产，使用过程中应不定期进行复检，确保计量准确。
配料仓之间隔板采用钢板焊接加高，高度不小于100cm，防止串料；配料仓上应设置顶棚，防止太阳直接照晒或雨淋。
⑴混凝土生产强度计算
①桩基施工
本工程共有桩基1750根，生产周期自2013年10月1日～2014年5月31日，即桩基施工时间为8个月，平均强度为218根/月，最高峰强度为290根/月，即最高日生产强度为11.6根，按照12根考虑，每根桩基按照147m3计算，桩基混凝土日产量为1764m3，按照1800m3/天考虑。
②系梁、墩柱和盖梁施工
本工程约系梁664个（单个墩柱按照23m3计算），墩柱约1500个（单个墩柱按照18m3计算），盖梁约664个（单个按照49m3计算），生产周期为2013年12月1日～2014年8月31日，即9个月时间。
系梁平均强度83个/月，最高强度按照108个/月，高峰按照5个/天考虑，共需混凝土115m3/天；墩柱平均强度188个/月，最高强度244个/月，高峰期按照10个考虑，共需混凝土180m3；盖梁平均强度83个/月，最高强度按照108个/月，高峰按照5个/天考虑，共需混凝土245m3/天；
因施工同步进行，生产高峰期相互叠加，则混凝土日产量为540m3/天，按照550m3/天考虑
③预制箱梁施工
本工程共有预制小箱梁2910片，生产周期为2014年3月1日～2015年3月31日，即13个月，按照10个月考虑，平均强度为291片/月，最高强度按照350片/月考虑，高峰强度为14片/天，单片小箱梁按照36m3计算，共需混凝土504m3，按照550m3/考虑。
④PC连续箱梁现浇段2014年2月1日～2015年1月31日，即12个月，因现浇箱梁的混凝土浇筑相对较集中，一般在24小时至48小时之内完成，单联一次性浇筑混凝土1200m3左右，在箱梁施工期间，其他工序不能停止。
桩基、系梁、墩柱、盖梁和预制梁施工相互叠加，因桥面施工期间桩基已完成，故不予考虑。
另因预制箱梁架设需要，现浇箱梁必须尽快组织，提前实施，故正常情况下混凝土浇筑强度按照2900m3/天，现浇箱梁施工时，同一天仅安排一联箱梁的浇筑，则最高强度可达4100m3/天。
⑵混凝土拌和机生产能力分析
每台HZS120拌和机理论生产能力为120m3/h，实际生产能力为80m3/h～100m3/h,最高可达110m3/h，按照每台72m3/h的生产效率计算，按照正常工作时间15小时/天，每台拌和机日产量1080m3/d，每站配备两台HZS120混凝土拌和机，4台拌和机日产量可达4320m3，能满足基础、下构和预制小箱梁和现浇箱梁同时施工的混凝土生产需要，有一定富余空间。
因此，配备4台HZS120混凝土拌和机，分设2座混凝土拌和站，2机合并建设，除控制室外各自配置供料下料系统。
2.3.2罐体选型
根据高峰期混凝土日生产强度分析，混凝土原材料需用量详见表2-2：
则每座拌和站水泥罐数量计算见表2-3。
表2-3水泥罐数量计算表
位置
单日水泥最大用量（t）
水泥罐数量（个）
满罐使用时间（天）
备注
1#拌和站K191+900
520
6
2
2#拌和站K195+000
520
6
2
合计
1040
因此，每座站另外配备2个200T粉煤灰存储罐。
2.4变压器选型
单套混凝土搅拌机功率210kW，再加上其它生产、生活用电80kW，空损系数按0.85考虑，选定630kV·A变压器即可满足该拌和站施工需要，同时设一台300kW发电机作为备用电源。
1#混凝土拌和站配备630kV·A变压器1台，2#混凝土拌和站配备800kV·A变压器1台，与实验室和职工生活区公用。
2.5混凝土运输车选型
根据混凝土需求量计算，每小时混凝土用量约129m³，选定混凝土运输车型号为8～10m³/车，每车加工、运输消耗时间共需50min计，同时考虑到机械维修保养等因素，则每座拌和站配10台混凝土运输车。
2.6其它设备
为满足施工需要，选用2台装载机/座、1台地磅/座、4台潜水泵/座等相关配套设施、设备。
3、组织机构
每座拌和站设站长1人，副站长2人，试验员1人，材料员兼调度员1人，电工及维修工1人，装载机司机4人，混凝土搅拌机司机4人，混凝土运输车司机10人，门卫兼验票员1人，共25人。
组织机构框图见图3-1。
4、拌和站配置及标准化建设
4.1拌和站设备配置
每个拌和站配备以下设备：
两台强制搅拌机、拌和楼、自动计量系统、操作间、料仓、料斗、上料输送系统、料罐、地磅、水泵、装载机、变压器、备用发电机组、配电柜等，相关设施有配电箱、蓄水池、污水处理池等相关配套设施。
具体设备配备见表4-1。
表4-1每座拌和站投入主要设备统计表
序号
设备名称
规格或型号
数量
备注
1
混凝土搅拌机
HZS120
2台
2
料罐
200T
8个
3
计量系统
1套
4
操作平台
1套
5
料斗（含输送系统）
15m³
8个
6
发电机组
300kw
1台
7
变压器
500kw
1台
8
配电柜
1个
9
配电箱
5个
10
装载机
50C
2台
11
地磅
100T
1台
12
潜水泵
2台
13
混凝土运输车
8～10m³
10台
14
生活车
1辆
水泥及粉煤灰均采用散装料，罐内储藏，配合电脑自动输出。
每个拌和站共设置8个容量为200T的罐储存，其中2个粉煤灰罐。
水泥罐安装避雷设施，并横向连接进行加固，每月对水泥罐基础沉降情况进行观测。
4.2平面布置及标准化建设规划
每个混凝土拌和站设置遵循“布局合理、少占良田”为原则，1#、2#拌和站分别占地为12488m2（18.7亩）、10725m2（16.1亩），站内共设置拌和作业区、材料计量区、材料库、砂石料存放区（分待检区域和检验合格料区域）、混凝土运输车停放区、办公区、蓄水及污水处理区等区域。
⑴场地地基处理、基础及地面硬化
①每个混凝土拌和站设置于耕地内，首先对原地面采用10%灰土处理40cm，再填筑20cm毛碴，整平压实后场地采用厚度20cmC20混凝土硬化，场内道路采用厚度25cmC30混凝土硬化，见图4-1、4-2所示。
图4-1场地硬化示意图
图4-2场内便道硬化示意图
1#、2#混凝土拌和站平面布置详见附图。
②主机、配料器基础采用整板混凝土扩大基础；1#混凝土拌和站粉料罐基础采用双向水泥搅拌桩基础，搅拌桩间距1.2m，呈正三角形布置，深度8m，共有。
2#混凝土拌和站因地基含有4.5m厚淤泥质土层，水泥（粉煤灰）罐基础采用混凝土灌注桩处理，每个支脚下设置1根灌注桩，桩径60cm，桩长20m，桩顶浇筑C25钢筋混凝土整板基础，厚度50cm，上层布置一层Φ20@25钢筋网片，整板基础上预留钢筋，用以浇筑支脚钢筋混凝土基座，示意图见图4-5、图4-6。
图4-5HLS120拌和站布置示意图
图4-6拌和站基础布置示意图
③料仓基础：
首先对料仓基础进行换填处理后，再浇筑30cm厚C20混凝土浇筑。
④房屋及围墙基础采用C20混凝土条形基础或砖砌基础，基础宽为30cm，深度不小于30cm。
场地硬化按照四周低，中心高的原则进行，面层排水坡度1.5%，四周设排水沟，办公区和生活区进行绿化。
场地地基处理、基础及地面硬化施工工艺流程为：
清表（素土）→填砂砾并压实→整平、压实→构筑物基础施工→道路硬化（C30混凝土）→硬化地面（C20混凝土）。
⑵道路规划
站内作业区、进站便道20m范围内、及出站至施工便道运输道路均采用C30混凝土进行硬化处理，混凝土厚度不小于25cm。
⑶储料仓
①每座站设储料仓共8个，其中待检仓4个，已检仓4个，分别为：
待检砂、待检粗骨料、待检中骨料、待检细骨料，已检砂、已检粗骨料、已检中骨料、已检细骨料。
仓内尺寸15m×20m。
不同粒径、不同品种的砂石料分仓存放，不混堆或交叉堆放，并设置明显标志，分料仓采用49砖墙砌筑，墙高3.0m，采用水泥砂浆抹面，储料仓隔离墙施工时预留顶棚立柱孔，顶棚前高后低，利于排水。
仓内地面设4%的地面坡度，分料仓下部预留孔洞，防止积水。
储料仓仓口设置一道蝶形排水沟。
②严格按照规定对现场材料进行标识，标识内容包括材料名称、产地、规格型号、生产日期、出产批号、进场日期、检验状态、进场数量、使用单位等，根据不同检验状态和结果采用统一的材料标识牌进行标识。
③料仓宽度12～15m，长度24m，满足连续施工需要，以及运输车辆和装载机等作业要求。
④骨料仓、拌和机储料仓、输送带上均加设轻型钢结构顶棚，钢结构顶棚起拱线高度7m。
防止太阳直接照晒或雨淋，满足受力、防风、防雨、防雪、防老化等功能要求。
在水泥罐顶安装喷水管道，用于降温。
⑷排水设计
拌和站场内地面按中间高，两侧设1.5%横坡，四周设60×40cm排水沟。
拌和机下设置暗沟连接到排水沟。
在场地内设置沉淀池及污水过滤池，不将站内生产及生活废水直接排放。
沉淀池采用安全防护网进行围闭，高度不小于120cm，悬挂“沉淀池危险，请勿靠近”等安全警告标示。
所有污水集中汇聚到污水处理池，经过滤处理合格后才可排放，混凝土运输车在规定地点进行清洗，污水经污水处理池处理合格后排放。
具体排水系统见拌和站平面布置图。
⑸拌和站围墙
拌和站采用格栅网片围护封闭或采用砖砌围墙进行封闭，高度不小于2米，砖砌围墙用水泥砂浆抹面，围墙内、外表面刷防水涂料，并适当美化。
设进出拌和站大门一处，大门宽度6米，大门立柱采用砖砌。
立柱上统一悬挂不锈钢标牌。
牌名为“湖北交投武汉城市圈环线高速公路洪湖段第二合同段第XX混凝土拌和站”。
⑹拌和站用房
拌和站内办公用房、生活用房、实验室参照“施工驻地建设”相关规定执行。
用房均采用组合彩钢板房，区域进行绿化。
⑺库房
①库房的面积按照1.5t/m2的标准建设。
②每个拌和站共设置8个容量为200T的储存罐，罐基础进行直径50cm钢筋混凝土灌注桩及C25钢筋混凝土整板基础处理，并埋设相关预埋件，水泥罐横向连接加固。
③外加剂库房采用砖砌房屋，靠近拌和机，库房内部采用水泥粉刷，地面采用C20混凝土进行硬化，然后利用方木上搭5cm厚木板，使外加剂储存离地30cm。
外加剂存放离四周墙体30cm。
外加剂存放高度不得超过2.0m，不同批次、不同品种、不同生产日期的外加剂分开存放。
并根据不同的检验状态和结果采用统一的材料标识牌进行标识。
库房内建立详细的外加剂调拨台账，使物质的使用具有可追溯性。
⑻施工用电设计
根据现场实际情况，每个拌和站施工用电从附近高压线接入拌和站变压器，经变压为施工用电与生活用电，接入总配电柜，从主电线分线，分支器三相五线进入电箱，下线套PV塑管。
各级配电箱符合“一机一闸一漏一箱”的要求，门、锁完好，有防雨、防尘措施，箱内无杂物，箱内有良好的通风孔，每箱都挂上安全用电责任人（含联系方式）标识牌等。
夜间照明接2.5mm2电缆接聚光灯，聚光灯设置在水泥罐顶。
同时每站配备一台300kW发电机作为备用电源。
⑼标志标牌
①混凝土拌和站设“八牌一图”
工程概况牌：
主要是对项目简介、主要生产任务进行公示；
管理员人名单及监督电话牌：
对项目组织机构和工点相关负责人员进行公示；
质量保证牌：
结合工点施工内容，质量管理措施等；
安全生产牌：
安全管理制度或措施等；
消防保卫牌：
消防、保卫管理制度或措施；
文明施工牌：
结合工点施工，文明施工制度或措施；
风险告知牌：
告知施工场所和所从事工种可能存在的危害因素和预控措施等；
安全警示牌：
集中告知工点设置的安全警告、禁止、指令标牌图片、定义等；
施工现场布置图：
对施工现场的布置采用图示方式表达，注明位置、面积、功能。
②在拌和站内适当位置设置装载机、拌和机、混凝土搅拌车、混凝土输送泵（车）、临时用电等安全操作规程，尺寸为900mm×600mm。
操作规程的设置位置要注明。
③操作室外醒目位置应悬挂混凝土配合比标识牌，标识牌尺寸为900mm╳600mm。
标识牌包括：
混凝土设计与施工配合比（含外加剂）、各种材料的每盘适用量等。
④水泥罐、储料仓、库房等均要设置原材料标识牌，尺寸为400mm╳300mm。
标识牌应包括：
材料名称、产地、规格型号、生产日期、生产批号、进场日期、检验状态、检验单编号、进场数量、使用单位等。
⑤各个配料斗上均要设置标识牌，尺寸为400mm×300mm，内容包括：
配料斗名称、规格型号。
料斗下方、输送带下方设置“禁止停留”、“当心落物”等禁止、警告标识。
⑥拌和站配电箱（柜）设置“高压危险”等警告标识和责任人；维修作业时，设置“禁止合闸，正在维修”标识牌。
⑦拌和机操作室及磅房悬挂“机房重地，闲人免进”标志；拌和站出入口处设置“施工重地，闲人免进”标牌。
⑽消防设施
拌和站内各功能区在明显位置设有防火设施。
每个功能区的灭火器不少于10个，每个功能区设置一个消防池并配备相应的灭火器材。
5、2#拌合楼基础相关力学计算
5.1地基承载力计算
5.1.1拌合楼料罐自重
1#、2#梁场内各配备2套生产线，每套生产线配备3个水泥储存罐及1个粉煤灰储存罐，每个料罐满载容量为200t，自重约20t。
粉料罐基础力学计算有：
f料罐压应力=（200+20）×10KN/t=2200KN
5.1.2拌合楼料管扩大基础
单个料管扩大基础尺寸为3.63m×3.63m×0.5m（长*宽*高），料罐每个支腿设一个0.6m×0.6m×0.5m（长×宽×高）的承台。
混凝土标号为C25，钢筋自重按照1t计，则力学计算有：
f基础压应力=（3.63×3.63×0.5+4×0.6×0.6×0.5）×25KN/m³=182.7KN
f钢筋压应力=10KN
5.1.3灌注桩承载力计算
暂定桩径为0.6m，桩深度为18m参加计算，边界条件为桩侧土摩阻力标准值q及土层承载力基本容许值qpk，安全系数取1.2。
则力学计算有：
f摩阻力=1/2qsikl=1/2×π×d×l×k=1/2×3.14×0.6×7×40=263.76KN
f延米阻力=Σn1/2qsikl=620.83KN
A桩截面面积=πr2=3.14×0.3×0.3=0.283㎡
f竖向承载力=qpk*A桩截面面积=153×0.283=43.3KPa
Quk=Σn1/2qsikl+qpk*A桩截面面积=620.83+43.3=664.13KPa（单桩承载力）
f复合承载力=4×664.13=2656.52KPa＜r安全系数*（f料罐+f基础+f钢筋）=2859.24KPa（不能满足要求）
拟定桩深度为20m参加计算，则有：
f摩阻力=1/2qsikl=1/2×π×d×l×k=1/2×3.14×0.6×2×40=75.36KN
f延米阻力=Σn1/2qsikl=696.2KN
A桩截面面积=πr2=3.14×0.3×0.3=0.283㎡
f竖向承载力=qpk*A桩截面面积=153×0.283=43.3KPa
Quk=Σn1/2qsikl+qpk*A桩截面面积=696.2+43.3=739.5KPa（单桩承载力）
f复合承载力=4×739.5=2958KPa＞r安全系数×（f料罐+f基础+f钢筋）=2859.24KPa（满足要求）
结论：
采用0.6m混凝土灌注桩，深度20m可满足地基承载要求。
1#混凝土拌和站粉罐基础采用双向水泥搅拌桩，桩径50cm,间距1.2m，桩长9m，自然地面以下50cm破除桩头，采用钢筋混凝土扩大基础，基础厚度0.5m，详见附图。
5.1.4主机扩大基础承载力计算
主机部分两座拌合楼共用一座扩大基础，尺寸为9.94m×14.135m×0.6m（长×宽×高），每个主机立柱对应一个承台。
其中0.6m×0.6m×0.5m（长×宽×高）承台有8个，0.38m×0.38m×0.6m（长×宽×高）承台有4个，0.28m×0.28m×0.5m（长×宽×高）承台有8个。
2座主机共重36.62t（包括搅拌主机、搅拌主机支架、主梁、称量架、控制室等），边界条件地基承载容许值qpk=96KPa，安全系数取1.2。
则力学计算有：
f地基承载力=qpk×A=96×9.94×14.135=13488.18KPa
f主机压应力=r安全系数（f主机压应力+f钢筋混凝土压应力）=1.2×（366.2+2160+90）=3139.44KPa
f地基承载力＞f主机压应力（满足要求）
5.1.5配料器扩大基础承载力计算
配料器自重21.62t（包括配料器、皮带机支架等）,扩大基础尺寸3.8m×17.813m×0.6m，每个配料器立柱对应一个承台，有10个0.42m×0.42m×0.66m，边界条件地基承载容许值qpk=96KPa，安全系数取1.2。
则力学计算有：
f地基承载力=qpk*A=96×17.813×3.8=6498.182KPa
f配料器压应力=21.62×10=216.2KPa
f钢筋混凝土压应力=（3.8×17.813×0.6+10×0.42×0.42×0.66）×25+44=1088.447KPa
f地基承载力＞r安全系数（f配料器压应力+f钢筋混凝土压应力）=1.2×（1088.447+216.2）=1565.58KPa（满足要求）
5.2风荷载强度
W=K1K2K3W0=K1K2K3×1/1.6×v2=164KN
K1、K2、K3—风荷载系数，取0.8、1.13、1
v—风速，取17m/s
5.3基础抗倾覆计算
Kc=M1/M2=（P1*0.5*基础面积）/（P2*受风面*14）≥1.5即满足要求
P1（料罐及基础自重）=17600KN+4897.72KN=22497.72KN
P2（风荷载）=164KN
Kc=（22497.72×0.5×14.135×9.94）/（164×14.135×13×14）=3.7＞1.5
（满足要求）
5.4基础抗滑稳定计算
K0=P1*f/P2≥1.3
P1（料罐及基础自重）=17600KN+4897.72KN=22497.72KN
P2（风荷载）=164KN
f—基底部摩擦系数，取得0.25
K0=22497.72×0.25/164=34.4＞1.3
（满足要求）
5.5结论
综上所述，如附图设计拌合楼基础在地基承载、抗倾覆、抗滑稳定方面均能满足要求，拌合楼的各项受力计算符合安全指标。
6、1#拌和站相关力学计算
6.1机具条件
直径：
D=0.5m，桩截面面积：
Ap=3.14×0.3×0.3=0.283m2，桩周长：
up=3.14×0.6=1.884m
6.2岩土特征值
粉质粘土，深度：
17.9m，桩侧土摩阻力标准值：
qik=qsik=50Kpa，承载力基本容许值：
fa0=qp=160Kpa
6.3单桩承载力计算
6.3.1各项参数选值
桩深强度折减系数：
η=0.3，桩端天然土承载力折减系数:
α=0.5，桩间土承载力折减系数：
β=0.3，桩身水泥土无侧限抗压强度标准值fcu=2Mpa
6.3.2粉罐满载压应力
f粉罐压应力=220×4×10=8800Kpa
6.3.3混凝土基础压应力
S面积=95m2，V=50m3，f混凝土基础压应力=50×2.5=125Kpa
6.3.4桩端阻力
f桩端阻力=20800+125=8925Kpa
6.3.5单桩需承受应力
f1=8925÷85=105Kpa
6.3.6复合地基需承受应力
f2=8925÷95=93Kpa
6.4、地基验算
6.4.1单桩承载力特征值
Ra=μp*∑qsia*li+α*A*qp=1.57×450+0.5×0.19625×160=722.2
Ra=η*fcu*Ap=0.3×2×0.19625×1000=117.75
取最小值Ra=117.75＞f1=105Kpa
6.4.2复合地基承载力值
fspk=m*Ra/Ap+β*（1-m）*fsk=0.2×117.75÷0.19625+0.3×（1-0.2）×160=158.4＞f2=93Kpa
6.5结论
综上所述，1#拌合楼粉料罐基础采用直径0.5m粉喷桩，施工深度9m，在地基承载方面能满足要求，拌合楼的各项受力计算符合安全指标。
7、拌和站管理制度
7.1拌和站生产管理制度
⑴没有混凝
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