漳州君悦大体积溷凝土施工方案（加冷却水管）

中国建筑工程总公司CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRC.CORP.漳州君悦黄金海岸一期工程地 下 室 大 体 积 砼 施 工 方 案中建七局第三建筑有限公司2012 年 3 月 1施 工 组 织 设 计 （ 施 工 方 案 ） 报 审 表工程名称 君悦黄金海岸一期 施工单位中建七局第三建筑有限公司主 编现报上 地下室大体积混凝土 工程施工组织总设计/施工组织设计/施工方案文件，请予以审查。 编制人编制单位 工程项目部/专业分包施工单位 （盖章） 技术负责人 总承包单位审核意见：年 月 日 审核单位总承包单位 （盖章） 审核人 审批人监理审查意见：监理审查结论： 同意实施 修改后报 重新编制专业监理工程师 日期：审查单位监理单位 （盖章）总监理工程师 日期：0目 录1. 编制依据 22. 工程概况 23. 大体积砼的特点及裂缝产生的主要原因 .23.1 大体积砼的特点 .23.2 裂缝产生的原因 .34. 大体积混凝土施工措施 .34.1 材料准备 .34.2 浇筑安排 .44.3 大体积砼的浇筑 .44.4 膨胀加强带做法 .64.5 大体积混凝土的测温与养护 .64.6 冷却水循环安装与技术保证 .114.7 砼浇筑的质量标准 .125. 安全注意事项 .136. 应急保障措施 .1311. 编制依据1.1 施工图纸1.2 规范、标准、文件 建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB502022002）混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB502042002）大体积砼施工规范 （GB504962009）1.3 建筑施工手册(第四版)2. 工程概况本工程地下一层，上部四栋楼，1#楼 39 层，24#楼 32 层，均为剪力墙结构，总建筑面积 125134.85，地下室建筑面积 19861.39。主楼及部分地下室基础采用冲孔灌注桩，部分无上部结构地下室采用筏板基础，筏板厚度 400。底板梁、 24#楼承台混凝土等级为C30，1#楼筏板为 C35 引气混凝土。1#楼整栋楼基础为一个筏板加桩基础，筏板尺寸为 69.323.1m，厚度为 2.5m，电梯部位最厚达 4.3m，中间设置两条 2m 宽的膨胀加强带；2、 3、4#楼基础为桩基加承台基础，承台高度为 3.3m（电梯井部位承台） 、1.3m、1.5m、1.6m 。本次大体积浇筑砼方案即以 1#楼筏板作为阐述的重点，其他部位均以 1#楼筏板施工方案为模板进行砼浇注。3. 大体积砼的特点及裂缝产生的主要原因3.1 大体积砼的特点3.1.1 混凝土结构厚，体形大、钢筋密、混凝土数量多；本工程基础 1#楼筏板一次性砼浇筑量达 4300 m，且最厚处达 4.3m。3.1.2 大体积砼处于在底板结构，常处于潮湿或与水接触的环境条件下。因此，除了需要满足强度外，还必须具有良好的耐久性和抗渗性，还要求具有耐侵蚀性等性能。3.1.3 大体积混凝土强度等级比较高，单位水泥用量较大，截面尺寸较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂。3.1.4 大体积砼由于其水泥水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高较大，容易产生由温度引起的裂缝。因此对温度进行控制，是大体积砼施工最突出的问题。必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的砼体积变化，以便最大限度地减少砼裂缝。23.2 裂缝产生的原因3.2.1 建筑工程中的大体积混凝土结构中，由于其结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致大体积钢筋混凝土产生裂缝的主要原因，这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种：3.2.1.1 表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成温差梯度，使混凝土内部产生应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土的抗拉强度而引起的。3.2.1.2 贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其它结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土的抗拉强度时所可能产生的贯通整个表面的裂缝。这两种裂缝不同程度上都属有害结构使用性能的裂缝。3.2.2 建筑工程中的大体积混凝土由于其的高强度早期收缩较大，这是由于高强度混凝土中以 30%50%矿物细掺合料替代水泥，高效减水剂掺量为胶凝材料总量的 1%2%，水胶比为 0.250.40，改善了混凝土的微观结构，给高强度混凝土带来许多优良特性，但其负面效应最突出的是混凝土收缩裂缝几率增多。4. 大体积混凝土施工措施本工程 1#楼筏板一次性浇筑砼量达 4300 m，砼最厚处达到 4.3m，属于超厚、超大的大体积砼浇筑，为了有效控制本工程底板大体积砼浇筑过程中及浇筑后有害裂缝的出现和发展，必须从组成混凝土的各种材料选用、外加剂的选用，砼配合比、砼的加工运输到现场的浇筑等一系列过程进行的控制，并采取其他技术措施，才能最大限度的减小砼的水化升温，延缓降温速率，减少混凝土收缩，提高混凝土的极限拉伸强度，改善约束和设计构造方面全面考虑，结合实际采取相应的措施，确保本工程地下室底板大体积砼的符合设计及使用的要求，确保工程的总体质量。以下为大体积砼浇筑的各项施工准备及采取的各项措施。4.1 材料准备4.1.1 水泥：使用 42.5 级普通硅酸水泥或硅酸盐水泥，水泥的含碱量控制在 0.6%以下，根据试配确定掺量，水泥用量宜控制在 380kg 以下。所用水泥均应符合设计要求及 GB175-2007硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥标准。4.1.2 外加剂：（1）使用高效减水剂，掺量控制在 0.2%0.3%。（2）引气剂，根据试配确定。34.1.3 掺合料：掺入粉煤灰，要求级或级等。4.1.4 骨料：（1）石子，选用花岗岩碎石，最大粒径 31.5，连续级配，累计筛余量为：2031.5，30%；1020，80%；510，95%；石子含泥量在 1%以下，泥块含量 0.5%以下。等级为 I 级。石子应符合 GB/T14685-2001建筑用卵石、碎石标准，（2）砂，选用河砂，细度模数 2.83.5 之间，砂的含泥量在 2%以下，等级为 I 级。砂应符合 GB/T14684-2001建筑用砂标准，4.1.5 其它各项指标：（1）水灰比：0.40.5；（2）引气混凝土强度为 C35，抗渗等级为 P6 级；（3）砂率:4055%；（4）混凝土膨胀率控制在 2.010 4，膨胀加强带按不小于 0.025控制；（5）混凝土的坍落度 140mm 左右； （6）混凝土的初凝时间，根据现场条件确定。以上的砼各项技术指标要求由本工程的商品砼供应商结合实际进行试配并最后确定混凝土的最终配合比。4.2 浇筑安排4.2.1 经与商品砼生产厂家沟通，结合现场班组的施工人员的按排，拟在该区块进行砼浇筑时布置三台固定泵，其中两台泵架于 1#楼商铺位置，一台泵架于 18 轴/ F 轴外侧，计划从 1 轴往 18 轴方向全面分层浇筑。4.2.2 砼班浇筑人员按排，每台泵配 9 个人（一个放料，四个布料，2 个振捣，2 个平整） ，配备二个班组共 54 个人轮换作业，因本次砼浇筑约在 5 月初左右，天气比较热，砼体量大，大体积砼浇筑时劳动强度很大，另安排 15 人作为机动，在作业人员的按排上确保砼的连续浇筑。4.2.3 时间按排：本次砼浇筑量较大约 4300 m，正常情况下，按每台泵 30 m/h 计算，三台泵每天可完成砼 2000 m的浇筑，考虑到在砼供应过程中及施工操作过程其它因素，故按每天 1600 m计算，本次砼浇筑约需三天两夜时间。4.3 大体积砼的浇筑4.3.1 浇筑砼的模板、钢筋及管线等应事先全部安装完毕，经检查合格并办理预、隐检手4续。4.3.2 浇筑砼所用的泵管架子及走道应支搭完毕，并经检查合格。4.3.3 商品砼公司材料供应及设备均能满足本次大体积砼浇筑的需要，砼浇筑的天气适合砼的浇筑，与各主管部门沟通协调明确，现场配备发电设备，班组人员、振捣器具已准备就绪，塔吊运转正常。4.3.4 砼配合比通知单已由商品砼公司提交到，坍落度数据已掌握，坍落度筒及试模已准备就绪。4.3.5 项目部对班组，班组对工人已进行全面施工技术交底。做到项目管理人员心中明确，一线工人心中明确。4.3.6 泵送砼前，先向料斗内加入与砼配比相同的水泥砂浆，润滑管道后即可开始泵送砼。开始泵送时，泵送速度宜放慢，油压变化应在允许值范围内，待泵送顺利时，才用正常速度进行泵送。泵送期间，料斗内的砼量应保持不低于缸筒口上 100mm，到料斗口下 150mm 之间为宜，避免吸入效率低，容易吸入空气而造成塞管，太多则反抽时会溢出并加大搅拌轴负荷。砼泵送宜连续作业，当砼供应不及时，需降低泵送速度，泵送暂时中断时，搅拌不应停止。当叶片被卡死时，需反转排除，再正转、反转一定时间，待正转顺利后可继续泵送。泵送中途若停歇时间超过 20min，管道又较长时，应每隔 5min 开泵一次，泵送小量砼，管道较短时，可采用每隔 5min 正反转 2-3 个行程，使管内砼蠕动，防止泌水离析，长时间停泵（超过 45min）气温高、砼坍落度小时可能造成塞管，宜将砼从泵和输送管中清除。在高温季节泵送，宜用湿麻袋覆盖管道进行降温，以降低入模温度。4.3.7 砼必须连续浇筑，一般应分层浇筑，分层捣实。本工程电梯井部位砼最厚达 4.3m，必须采用分层浇筑法，分层浇筑时必须控制分层砼厚度不超过 1.5m，且上下层砼浇筑间隔不得超过砼的初凝时间，分层砼浇筑时采用全面分层法浇筑，本大体积砼浇筑按排三台泵机，三台泵机浇筑时应预先计划各自的浇筑区域和浇筑顺序。班组人员应分工明确、互相配合、统一指挥，极大的发挥汽车泵的机动能力，控制好分层砼浇筑的间隔时间，确保砼的浇筑质量。4.3.8 振捣棒的操作要做到“快插慢拔” ，快插是为了防止先将表面砼振实，而与下面砼发生分层离析现象；慢拔是为了使砼能填满振动棒抽出时所造成的空洞。在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以便上下振动均匀。每一插点要掌握好振捣时间，过短不易振实，过长可能引起砼产生离析现象，一般每点振捣时间为 20-30s，且隔 20-30min 后，进行第二次复振。浇筑砼每振捣完一段，应用平板振动器压振一遍，并用长刮尺按测设出的地坪标高刮5平，用铁板拍压，木蟹搓平。4.3.9 浇捣混凝土，应经常观察模板，钢筋、预留孔和埋件，发现问题随时纠正。基础墙板止水钢板以下部份与板不能连续浇筑，在水平交接处，应适当间歇 1-2h，待混凝土振实，再继续浇筑，以防 “吊脚” 。4.3.10 泵送完毕，应立即清洗砼泵，布料器和管道，管道拆卸后按不同规格分类堆放。4.4 膨胀加强带做法膨 胀 加 强 带 中 间 设 双 层 快 易 收 口 网 。 浇 筑 时 保 持 补 偿 收 缩 混 凝 土 与 底 板 混 凝 土 平 衡 浇注 ， 不 使 底 板 混 凝 土 大 量 流 入 膨 胀 加 强 带 ， 详 下 图 。4.5 大体积混凝土的测温与养护4.5.1 测温目的国家标准 GB502042002混凝土结构工程施工质量验收规范规定：对大体积混凝土的养护应根据气候条件采取温控措施，并按需要测定浇注后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求范围内，当设计无具体要求时，温差不超过 25oC.大体积混凝土施工时，混凝土内部热量较难散发，外部表面热量散发较快（在夜间及下雨更甚） ，内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土表面产生拉应力。温差大到一定程度，混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时，在混凝土表面会产生有害裂缝，有时甚至贯穿裂缝。另外，混凝土硬化后随温度降低产生收缩，由于受到地基约束，会产生很大的约束力，当超过当时的混凝土极限抗拉强度时，也会产生裂缝。为了了解基础大体积混凝土内部由于水化热引起的温度升降规律，掌握基础混凝土中心与表面、表面与大气温度间的温度变化情况，以便采取必要的措施,当温度梯度超过 30 oC 时应严防混凝土出现裂缝。当温C40P6微 膨 胀35膨 胀 加 强 带 做 法 图 C35P66度梯度低于 20oC 时，则可以取消混凝土表面的保护措施，以便进行后道工序施工。为此通过测温仪器对本工程大体积混凝土进行测温变化的监测。经验表面，在各个季节，虽然环境温度有很大差异，导致混凝土最高温度不同，但大体积混凝土的绝对水化热温升一般均在 50 左右范围内。减少温度裂缝的技术手段一般可采用调整水泥品种与外掺剂、改良混凝土级配，利用后期强度来控制混凝土的温度与改善约束条件，而采用先进测温手段则为决定技术措施提供了先决条件。通过先进的测温、控温手段，可以及时了解到混凝土内部与自然温度的实际差异，通过采用相应的技术措施，能将温差控制在 25oC， （22 时预报警，采取加盖保温覆盖物办法） ，可以有效的消除由于温度因素造成的混凝土有害裂缝。4.5.2 测温点布置在大体积砼内部设置测温孔，测温孔采用直径 50 的钢管，分底部测温孔、中部测温孔和上部测温孔三种，这些测度孔待砼的水化热基本消失后用水泥浆液灌注密实。测温孔的布置具体详下图。4.5.3 测温阶段的要求4.5.3.1 自混凝土入模至浇捣完毕的四天期间内每隔二小时测温一次，以后每隔四小时测温一次。一般十十四天后可停止测温，或温度梯度20 度时，可停止测温。4.5.3.2 每测温一次，应记录、计算每个测温点的升降值及温差值。4.5.3.3 当混凝土中心温度差超过 22 度时，必须向现场施工管理人员报警。当超过 25时，现场施工方必须加盖麻袋及塑料薄膜，并采用温水进行养护。4.5.3.4 测温人员应坚守岗位，认真操作，加强责任心，并仔细作好记录。74.5.4 温控措施4.5.4.1 保温覆盖物：塑料薄膜厚度 0.6mm 两层及两层麻袋。4.5.4.2 覆盖时间：塑料簿膜覆盖应及时，在砼浇捣过程中逐步覆盖先浇捣完部分，平整后即先铺设。 1 铺完塑料薄膜后铺设两层麻袋，再铺一层塑料薄膜。4.5.4.3 覆盖及掀麻袋方式：覆盖时塑料簿膜幅与幅之间接缝处应有 5cm 重迭，每只麻袋之间应有 10cm 重迭。插筋垂直方向应盖麻袋一层。麻袋量一般不宜成片掀去，应在测温设备监测下以夹花方式掀去1/2 或 1/3。 4.5.5 大体积砼测温计算本工程大体积混凝土计算选建筑施工手册 （第四版）A、水化热绝热温升值混凝土施工时在四月份左右，平均气温按 T=25Th mcQ/c （ 1 e-mt） 379354/0.972400（1-2.718 -0.3847）53.71 0C式中 Th混凝土最大绝热温升（） ；mc混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m 3） ；Q水泥 28d 水化热（kJ/kg）查表 10-81c混凝土比热、取 0.97kJ/（kgK） ；混凝土密度、取 2400（kg/m 3） ；e为常数，取 2.718；t混凝土的龄期（ d） ；m系数、随浇筑温度改变。查表 10-82。B、混凝土中心计算温度T1（t） =TjT h （t） （ （t） 选 4m 厚 3 天）=2353.710.73=64.2（ 0C）8式中 T 1（t） -t龄期混凝土中心计算温度（ 0C） ；Tj-混凝土浇筑温度（ 0C） ； （t） -t龄期降温系数、查表 10-82。C、各龄期混凝土收缩变形值各龄期混凝土收缩变形值 y（t）随许多具体条件和因素的差异而变化。 y（t）= （1-e ）* * * * * N0yt1.0 y（3）=3.24*10 -4*（1-2.178 -0.03）*1.25*1.42*0.93*0.7*0.95=1.1*10 5同理可得： y（7）=2.4*10 5 y（15）=4.9*10 y（21）=6.8*10 5 、 、 、 N考虑非标准条件的修正系数，查表得 标准状态下得最终收缩值（极限收缩值） ，取 3.24*100y 4D、各龄期混凝土收缩当量温差Ty（t） = y（t）/Ty（3） = =1.1510*.同理可得：Ty（7） =2.4Ty（15） =4.9Ty（21） =6.8混凝土的线膨胀系数，取 1.0*10 5E、各龄期混凝土弹性模量E（t）=E c（1-e ）t09.Ec混凝土的最终弹性模量（N/mm 2） ，近似取 28d 的弹性模量。E（3）=3.25*10 -4（1-2.718 ）=0.77*10 N/mm23*09.49同理可得：E（7）=1.5*10 N/mm24E（15）=1.89*10 N/mm2E（21）=2.8*10 N/mm24F、混凝土的温度收缩应力大体积结构贯穿性或深进的裂缝，主要是由平均降温差和收缩差引起的大温度收缩应力造成的。混凝土因外约束引起的温度（包括收缩）应力（二维时） ，按以下公式计算T = T 0+ T（t）+ T y（t ） -Th32=-（E（t）T）/（1-r）S （t） RT混凝土的最大综合温差（） ，如为负则为降温Th混凝土浇注后达到稳定时的温度，一般根据历年气象资料取当年平均气温（ ）S（t） 考虑徐变影响的松弛系数，一般取 0.3-0.5R混凝土的外约束系数，当为岩石地基时，R=1；当为可滑动的地层时，R=0；一般地基取 0.25-0.50T=35（21）=（2.8*10 *1.0*10 *35）/0.85*0.3*0.3=1.03n/mm 245所以，符合要求。G、保温材料厚度 0.5h x（ T2 Tq） Kb/ （ Tmax T2）0.52.50.03（39.2 25）1.3/ （2.3325）0.012m式中 保温材料厚度（m） ； x所选保温材料导热系数W/（mK） 查表 10-84；T2混凝土表面温度（） ；Tq施工期大气平均温度（） ； 混凝土导热系数，取 2.33W/（mK ） ；10Tmax计算得混凝土最高温度（） ；计算时可取 T2T q1520TmaxT 22025Kb传热系数修正值，取 1.32.0，查表 10-85。因此从上计算可知，待混凝土浇筑完毕后，本承台混凝土表面采用加盖一层塑料薄膜加二层麻袋,上面再加盖一层塑料薄膜养护，养护时间 14 天，可以满足混凝土内外温差控制在 25以内，同时不会出现混凝土表面收缩裂缝。4.5.6 测温技术资料a. 测温结束后应及时整理原始记录。b. 出具二份测温报告（包括温度变化曲线） 。4.6 冷却水循环安装与技术保证4.6.1 冷却水管布置1#楼筏板基础在施工时天气较热，混凝土散热较困难，要求在电梯井部位 4.3m 厚位置采用冷却管降温，冷却管采用壁厚 3mm，直径为 50的钢管，冷却水为自来水。冷却管上下埋设两层，从下往上分别是 1.4m、2.8m 位置设置，具体位置如下图。在两个进水口位置设置两台高压水泵进行 24 小时送水，在筏板承台边上设置两台污水泵进行抽水，将多余的水抽出基坑，同时根据 4.5.3.1 条进行测温，为保证混凝土质量，在混凝土浇筑 6 天后及内外温差低于 20 度时停止冷却水循环。4.6.2 冷却水循环的技术保证效果114.6.2.1 在混凝土结构内部预埋冷却水管，通过循环水散热降温，破坏了混凝土在水硬化过程中释放的热量积聚后形成的温度场应力集中现象。通过冷却水流量调节，切断混凝土中心周围媒介温度的递增，限制了水化热的叠加，使其不能形成高温区。4.6.2.2 冷却水管散热降温施工，是通过冷媒不断循环排出混凝土中心区域积聚的水化热量，施工时具有主动性，可操作性强，改善了被动保温的常规做法，降低了施工难度，减少了工程风险。4.6.2.3 混凝土在水硬化过程中释放的热量，通过水循环排出，只要调节好进水的水量和水温，就能有效的控制好混凝土中心温度与表面温度差，施工质量安全可靠。4.6.2.4 混凝土表面蓄水养护，采用冷却水循环调整养护水的水温，蓄热养护保持合理的温差，有利于控制混凝土强度增长和收缩裂缝的产生。同时降低了覆盖成本，提高