地下室底板大体积混凝土施工方案.doc

1、工程概况及现场分析1.1工程概况广东省公安边防总队第七支队机关大院改造工程，项目占地面积约8820.15m2，总建筑面积为77934.38m2，框剪结构、地下三层，地上31层，0.00以上共分为4栋分体单元建筑，建筑屋面层高度99.40m，主楼部分地基基础设计等级为甲级，地下室结构抗震等级为三级。本工程地下室平面面积较大，地下室底板厚度除注明外为800mm，3、4#栋除注明外筏板基础厚度为1850mm。由一条南北向贯通后浇带、两条东西向贯通后浇带以及1、2#栋间和3、4#栋间后浇带划分为八个区。在地下室施工时，按后浇带所划分的八个区安排进行流水施工，详见图1.1。每个区作为一个整体一次性完成混凝土浇灌。地下室承台与地下室底板同时进行混凝土浇灌。图1.1 地下室分区示意图1.2现场分析在地下室混凝土施工时，重点将考虑解决以下两个问题：一是大体积混凝土的浇灌的施工组织，通过合理的组织，保证混凝土的浇灌质量，避免出现结构冷缝；二是大体积底板混凝土一次性浇灌防止开裂的问题，尽管地下室由后浇带划分为八个区，但部分区的跨度达到34m*47m以上,连续长度依然较大。我们将混凝土浇灌的内外温差的控制，作为防止砼开裂的重点。本工程的地下室底板厚度除注明外为800mm，3、4#栋除注明外筏板基础厚度为1850mm。我们控制混凝土温升的目标就是控制的混凝土表面温度与内部最高温度之差小于25，混凝土表面温度与大气温度之差小于25。我司将从两个方面来考虑以解决以上两个问题，一方面通过掺加外加剂及精心设计混凝土配合比，以达到从根本上降低水化热、优化混凝土性能的目的；另一方面通过加强混凝土浇灌过程的组织管理及质量控制。2、混凝土配合比设计2.1设计要求根据设计，承台底板混凝土的强度等级为c35，抗渗等级为p8。根据现场的实际情况，我司将在底板混凝土中掺加复合防水剂，达到将泵送混凝土的坍落度控制在12020mm范围内。2.2混凝土配合比控制首先要对底板混凝土的配合比设计把关，我们将同商品砼厂密切合作，从以下几个方面加以控制：2.2.1水灰比的选择：从工程的防开裂的角度出发，水灰比控制在0.4左右最为理想，但由于大面积施工要满足泵送的需要，坍落度有一定的要求，坍落度选择为100140mm，根据此坍落度及混凝土的标号，控制混凝土中的水灰比不大于0.45。2.2.2砂率的选择：砂率控制在42%左右，既可保证混凝土的泵送性能，又对混凝土的抗裂较为有利。2.2.3水泥的选择：选择水泥的原则是：水泥的水化热尽量比较低，水泥的强度发展时间较长，（同时该品牌水泥的质量相对稳定，可选用普通硅酸盐p.o 42.5r水泥，控制好水泥的单方用量，单方用量控制在350kg/m3以内。2.2.4骨料的选择：砂子选择偏粗中砂，含泥量控制在1%以下。碎石选择级配较好、粒径为540mm的的石子，同时要控制石子的含泥量在0.8%以内。2.2.5外加剂的选择：经与商品砼公司沟通决定，本工程选用std-1高效减水剂（水剂、浓度30%）,该外加剂可同时起到减水、缓凝、膨胀、防水和控制坍落度损失的作用。通过外加剂的减水作用，可在满足泵送的前提下，尽量减小水灰比；缓凝作用不仅便于施工，还使得混凝土的水化热的释放过程得以延缓，使混凝土的温升的峰值降低，有利于防止裂缝和产生；使用外加剂的混凝土获得0.02%的膨胀率，也对防止混凝土的开裂有一定的好处。2.2.6掺合料的选择：选用f类ii级粉煤灰作为掺合料，其用量控制合理，不仅可提高混凝土的泵送性能，还可通过部分替代作用，减少水泥用量，达到降低混凝土的水化热的综合效果。3、底板混凝土的浇灌安排3.1浇灌线路安排地下室底板由后浇带划分为八个区，分区流水施工顺序为：4#栋区3#栋区2#栋区1#栋区5区6区7区8区，每区段单独浇灌。为提高浇筑进度每区考虑两台砼输送泵（或一台砼输送泵、一台汽车泵）同时进行输送泵料。为确保供料每小时60m3以上砼，需配备15辆以上砼运输车。底板混凝土浇灌的具体布置、安排、浇灌线路及相关说明见图2.1.1、2.1.2所示。 3.2混凝土浇灌的人员安排3.2.1管理人员：在底板混凝土浇灌施工中，施工现场实行24小时轮流值班制度，全体管理人员实行两班倒，浇灌过程中的每时每刻都处于质量、技术的受控状态。3.2.2配合工种人员：所有二线人员也都实行两班倒，材料、机械维修及所有配合工种也都24小时处于待命状态。3.2.3混凝土浇灌人员：所有第一线施工人员实行三班倒，每一班次工作8小时。每个浇灌带安排4台插入式振动棒振捣，4名混凝土振捣手；安排12人做抬管、接管及下料的工作；安排3人进行混凝土的找平。3.3混凝土施工的有关技术措施3.3.1地下室800mm厚底板范围浇灌采取斜面分层，逐渐推进的平衡浇灌方法，3、4#栋底板、电梯井底板及承台范围采用水平分层分段浇灌方法。第一区底板砼量1021m3，设2台砼输送泵同时由南向北（a轴至e轴）浇灌作业， 4m一个步距，全断面有节奏平行推进，浇灌速度每小时60 m3。每个步距所需时间：板厚800范围约1.76小时，电梯井核心底板区（1900mm板厚，约200m3砼）约3.33个小时，计划需用17小时结束浇灌作业。第二区底板砼量765m3，设2台砼输送泵同时由南向北（a轴至e轴）浇灌作业，5m一个步距，全断面有节奏平行推进，浇灌速度每小时60 m3。每个步距所需时间约1.5小时，电梯井核心底板区（1900mm板厚，约200m3砼）约3.33个小时，计划需用13小时结束浇灌作业。第三区底板砼量1830m3，设2台砼输送泵同时由东向西（3-21轴至2-14轴）浇灌作业，1850mm厚底板分两层施工（下部1米厚砼为底层，上部850mm厚与两侧后浇带范围内800mm厚地下室底板一同为面层），每施工段按4m一个步距，施工顺序：底层第1段底层第2段面层第1段底层第3段面层第2段底层第n段面层第n-1段面层第n段，全断面分层有节奏平行推进，浇灌速度每小时60 m3。每个步距所需时间约1.71小时，电梯井核心底板区（1900mm板厚，约100m3砼）约1.65个小时，计划需用31小时结束浇灌作业。第四区底板砼量1130m3，设2台砼输送泵同时由南向北（s4-a轴至s4-12轴）浇灌作业，施工方法及顺序类同第三区，施工段步距可按5m考虑，全断面分层有节奏平行推进，浇灌速度每小时60 m3。每个步距所需时间约1.5小时，电梯井核心底板区约1.5个小时，计划需用19小时结束浇灌作业。第五、六、七、八区地下室底板，设2台砼输送泵同时由东向西（长边方向）浇灌作业，5m一个步距，全断面有节奏平行推进，浇灌速度每小时60 m3。每个步距所需时间约1.8小时内。各区浇筑方量及人员设备配备计算分别如下：区段砼方量（m3）作业小组浇筑速度完成时间（h）11021260m3/h172765260m3/h1331830260m3/h3141130260m3/h195826.4260m3/h1461032.8260m3/h187800.4260m3/h148947.2260m3/h16砼缓凝时间保守取4小时。可保证砼不产生冷缝，防止砼产生渗漏。为使各浇灌带的推进速度保持一致，在混凝土浇灌时我们将安排专人进行各浇灌带的进度控制，如某一浇灌带的浇灌进度滞后，则安排邻近的速度较快的浇灌带扩大浇灌范围，以使两个浇灌带能做到同步推进。3.3.2振捣棒的操作要做到“快插慢拔”，并将振动棒上下略为抽动以便上下振捣均匀。插点要均匀排列，每次移动距离50cm，且每一插点要掌握好振捣时间，一般为2030秒，并且视混凝土表面呈显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为止。在梁与柱、剪力墙的交接点等钢筋密集处，要加强振捣。3.3.3混凝土应分层浇灌，每层的厚度不应超过100cm，在振捣上一层时应插入下一层中5cm，以消除两层之间的夹缝，上层混凝土要在初凝前介入以免出现冷缝，分层方式如 图4.7.5所示：图3.2.8.1.5 混凝土分层浇灌示意图 3.3.4为保证砼连续浇灌，可考虑提前联系两家砼厂家，提供同样配合比，要求使用产地、品种相同的水泥、砂、石、外加剂等原材料，保证砼的连续供应。根据两家公司的生产能力，对于每一浇灌区仅安排一家进行浇灌，如一家的商品混凝土供应出现中断时，立即启动另一家供应混凝土，确保混凝土不出现冷缝。3.3.5输送泵在开始压送砼前，须先压送同样配合比的水泥砂浆润滑管道，保证随后压送的砼质量，防止管道堵塞。3.3.6泌水处理：底板砼浇灌时泌水较多，会聚积于未浇砼的桩承台内，计划准备4台平底吸污泵，及时将水抽走。表面处理：砼表面在浇筑后约2h左右进行，初步按标高用刮尺刮平，在初凝前用铁滚筒碾压两遍，待砼收水后，再一次用路面抹平机压实搓平，以消除砼早期塑性收缩裂缝。3.3.7塌落度测定：每台泵车检查砼的塌落度，严格控制在122cm，如有变化，由厂方派驻现场的协调员及时同搅拌站联系。砼试块的留置：按每100m3制作一组。同时留足抗渗试块，并增加每班不少于一组进行同条件养护。 3.3.8在混凝土浇灌前，应彻底对安装在现场的发电机进行试运转，使其处于随时发动的备用状态，确保在浇灌中万一出现停电的情况时，能迅速切换到发电机进行发电。备用的发电机经验算，功率可以确保混凝土浇灌时输送泵、振捣器、照明灯具的使用，对塔吊、电焊等其它用电设备相应实行限电。 3.4混凝土水化热计算由于本工程地下室承台的厚度较大，为确保混凝土不开裂，按规范要求，混凝土表面温度与内部最高温度之差小于25，混凝土表面温度与大气温度之差小于25。另一方面，还要控制混凝土的降温速率，每小时的降温最大不超过0.5。以3、4#栋1850mm厚底板为例，进行大体积混凝土的水化热计算。由于3、4#栋底板1850mm厚度，为确保地下室大体积混凝土水化热温升不超过规范规定，我们计划底板将分层（二层）分段施工，控制其最大的厚度在1000mm左右。3.4.1关于水化热升温的计算资料： 设计情况为：最大浇灌厚度1m； 砼强度等级为c35p8； 每立方米砼中水泥用量350kg（根据类似工程相同标号砼配合比）； 水泥标号为普通硅酸盐525#； 中粗砂、碎石； 每立方米砼粉煤灰掺量为50kg； 外加剂为复合防水剂，砼初凝时间为5-7小时。 3.4.2根据砼裂缝研究的著名专家王铁梦编著钢筋混凝土裂缝控制进行计算。tmax=tk1k2k3k4 + t0式中 t0为砼初始温度，按t0=25c t(标准升温)，最大结构厚度为1.85m t=18c k1 (水泥标号系数)，525# k1 =1.13 k2 (水泥品种系数)，普通硅酸盐水泥 k2 =1.2 k3 (水泥用量系数)，350kg/m3 k3 =350/275=1.27 k4 (模板系数)，木模板及砖胎模 k4 =1.4 tmax(计算最高温度)为:181.131.21.271.4+ t0 =43.4+25 =68.43.4.3根据赵志缙主编的高层建筑施工手册，凡结构厚度在1800mm以上的混凝土结构，计算最高温升的经验公式：tmax = t0 + q/10 + f/50式中 t0为砼初始温度，按t0=25cq为每立方米混凝土中的水泥用量，如使用525#水泥时，乘以1.11.2的系数，本工程取1.15；f为每立方米混凝土中粉煤灰的用量。 tmax(计算最高温度)为: （3501.15）/10 + 50/50+ t0 = 41.3+25 =66.33.4.4根据计算，两个经验公式计算最大温升相差很小，在计算养护材料厚度时，取承台的最大温升为43.4，在入模温度为25，承台中心的最高温度将达68.4。由于计算的最大温升相对较大，同时底板混凝土施工期间（十、十一月份）的昼夜温差也可能较大，因而必须采取适当保温措施，以保证内外温差、砼外表面与大气温差及降温速率满足规定的要求。本工程底板砼养护计划采用蓄水养护。3.5蓄水养护水深度的计算混凝土终凝后，在其表面蓄存一定深度的水，具有一定的隔热保温效果，可有效延缓混凝土内部水化热的降温速率，缩小混凝土中心和混凝土表面的温差值，从而可控制混凝土的裂缝开展。根据热交换的原理，每一立方混凝土在规定的时间内，内部中心温度降到表面温度时所放出的热量，等于混凝土在此养护期间散失到大气中的热量。此时混凝土表面所需的热阻系数可按下式计算：r = xm（tmax-ta）k/（700tb+0.28qw）式中 r 混凝土表面的热阻系数（k/w）； x 混凝土维持到指定温度的延续时间，本工程取14天，共336小时； m 混凝土结构物的表面系数； m = f/v = 结构与大气接触的表面面积/结构物的体积 对于（1.85m厚底板）m = 1/1.85 = 0.541 （1/m） tmax 混凝土中心最高温度； ta 混凝土与水接触面的温度；在本工程中，令tmax-ta = 20，比规定的25温差留有一定余地； k 传热系数的修正值，蓄水养护时取1.3； 700 混凝土的热容量，即比热与容重的乘积（kj/m3k）； tb 混凝土浇灌、振捣完毕开始养护时的温度，取25c； q 每立方米混凝土中的水泥用量，为350kg；w 混凝土在指定龄期内水泥的水化热，普通硅酸盐水泥14天水化热为360kj/kg；则经计算，混凝土表面所需的热阻系数为：r =（3360.541201.3）/（70025 + 0.28350360） = 0.090 k/w 蓄水养护的蓄水深度为： h = r = 0.0900.58 = 0.052m = 5.2cm 上式中，为水的导热系数，取0.58 w/mk。 计算在不采取提高水温的措施，计算调整后的蓄水深度：h= ht/t = （5.243.4）/25 = 9.03cm 式中t为需要的蓄水养护温度，t=tmax-25=43.4 t为施工时的旬平均气温，10、11月份深圳市的平均气温取25c。 因此在3、4#栋底板部位蓄水养护的深度为9 cm。其它部位经上式计算，5cm的蓄水深度均能满足要求。3.6降低水化热升温、降低混凝土温度的技术措施 3.6.1混凝土配料中掺加粉煤灰以减少水泥用量和降低水化热。通过掺加粉煤灰可以减少水泥用量1520%，这是降低水化热升温使底板顺利施工最有效的安全保障。 3.6.2混凝土配料中使用复合防水剂。连同粉煤灰的使用，可使混凝土的水泥用量控制在350kg/m3以内。 3.6.3控制混凝土的入模温度在25，以控制承台混凝土的最高温度。控制混凝土的入模温度主要通过降低石子和水的温度来实现。如在底板混凝土施工时，气候出现反常高温时，应向石子浇水以降低骨料温度。3.6.4超厚筏板基础浇灌分层分段流水以降低温升。3.7混凝土测温 3.7.1混凝土测温本工程的大体积混凝土测温采用电子测温仪，地下室底板混凝土分八个区浇灌，3、4区1850mm厚底板各设置三个测温点，每区的电梯井底板及超厚底板部位各选取一个测温点，每个测温点埋置两个测温探头，一个埋在构件的中心位置以测量内部最高温度，另一个探头设置在离混凝土表面510cm处以测量混凝土表面温度。测温孔可采用48钢管埋设，深度为超过构件厚度1/2下200mm为宜，亦可采用人工手动测温。测温安排专人进行，在混凝土浇灌后15天，每2个小时测一次温，混凝土浇灌5天后，每4小时测一次温，同时应测大气温度，直至内外温差及表面与大气温差均低于10时，停止测温。3.7.2混凝土温控的应急措施在测温过程中，出现下列情况：混凝土结构内外温差较大（超过25）、温降过快（每小时降温超过1.5）及气温过低（低于8）。应采用下列应急保温措施：底板面加遮塑料布防止空气流通，并调整蓄水深度。3.8混凝土养护 混凝土浇筑后待面层收水完成后（混凝土初凝后）开始浇水养护，每区地下室底板整体浇筑完成后开始蓄水，养护时间不少于7天，蓄水7天后安排专人进行浇水养护，总计养护时间不少于28天。4、混凝土浇筑应急预案 底板混凝土浇筑是施工的关键工作，将直接影响工程施工进度及结构质量，为保证混凝土浇筑施工质量，特编制混凝土浇筑应急预案，为混凝土浇筑时 不是人为因素而直接造成影响施工的应急措施。41 应急准备序号名称数量备注1浇筑人员20项目代工班（应急备用）2发电机15kw仓库（应急备用）3混凝土车5-10辆在搅拌站（应急备用）4汽车拖泵1台在搅拌站（应急备用）5振动器3台仓库（应急备用）6对讲机5台通讯（应急备用）42现场停电应急措施 4.2.1停电应急领导小组组长：陈必行 副组长：陈勇组员：董满长、相关分区砼工长、吴传丹 4.2.2预防措施 配备 15kw 发电机一台，在施工现场二级配电箱处临时搭设发电机棚，作好相关防雨措施，发电机要有专人保养，防止应急时无法发电。 汽车拖泵为柴油发动机，防止工地停电时混凝土无法往楼层输送混凝 土，造成施工缝留设不当，产生结构陷患。 机电班组要有专人值班，停电时可采取有效、高速应变效力。 4.2.3应急措施 一当工地发生停电时，而混凝土还必须继续施工，组长必须直接到现场 协调处理此事。 副组长应第一时间安排应急措施，督促机电工长发电，督促混凝土工长做好施工现场施工缝预留工作， 以防混凝土不能继续施工而施工缝预留不当造成结构隐患。 机电工长立即组织电工，首先对配电房直流电输送进行处理，其次合理 分配因临时发电所产生的一系列工作。混凝土工长要预先做好施工缝预留工作，发电机发电正常时，可继续施工。混凝土工长要随时掌握好混凝土初凝时间，每一交接部位都应在初凝前 完成。利用发电机发电施工时，混凝土工长要做好万一发电机产生故障时应变措施，随时跟踪浇筑混凝土路线，在底板上做好垂直挡板（用方木预挡，当混凝 土浇筑此部位时拔出，再换到前面可留设施工缝位置） ，一当发生类似情况应做好施工缝处理。 及时做好发电机的维修工作。随时了解正常送电时间。4.3 机械故障应急措施 4.3.1机械故障应急领导小组组长：陈必行副组长：陈勇组员：相关分区砼工长、混凝土搅拌站现场技术员 、机修工4.3.2预防措施 混凝土浇筑前，应预先通知搅拌站，预备一台泵机备用。预备 3 台振动机，预防因振动机机械故障应急措施。 提前半天对振动机、振动捧、平板机进行维护，保证机械运转正常。 提前一天通知搅拌站浇筑混凝土时间，以便搅拌站可以做好泵机维护工 作。 机修工作人员要跟踪到时位，施工时要及时检查。 4.3.3应急措施当发生机械故障时，应急小组组长产即协调处理工作。 当泵机发生机械故障时，副组长应通知现场搅拌站技术人员，了解故障 原因及抢修最慢时间为多少，及时通知搅拌站，随时准备调动一台泵机到现场。 如故障复杂无法估计抢修时间，以免故障泵机抢修不及时，调动一台泵 机到现场。泵机发生故障时，混凝土工长要随时掌握好混凝土初凝时间，发现混凝土浇筑时间快 4个小时或用脚踩去脚印不深， 就立即用塔吊运输将另台泵混凝土吊至该处再振捣密实，铺设宽度应超过一米。 如塔吊运输不及时，可把另台泵管接到此处或在钢筋面上铺设模板， 再用翻斗车拉至该处施工。保证在初凝前完成混凝土交接工作，不产生冷缝。 当利用翻斗车拉至该处施工，会增加施工人员，应组织预先准备的代工 班施工人员，根据现场实际情况增加人员。搅拌站调动泵机到安装完成可以使用应在 2 个小时内完成。当振动器发生机械故障时，可把预先准备好的振动器拿支使用，再组织机修人员对振动机进行抢修。 4.4路线阻滞应急措施 4.4.1路线阻滞应急领导小组组长：陈必形副组长：相关分区综合工长 组员：相关分区砼工长、混凝土搅拌站现场技术员 4.4.2预防措施 混凝土施工前应要求搅拌站预备好不少于 5 辆混凝土车。根据深圳市交通路线及节假期时间，合理调整运输路线。 要保证有一条无阻滞的交通路线，以便普通路线产生交通阻塞时应急运 输。 因施工区内无场地布置输送泵，输送泵主要布置在红岭路侧两大门处（松园西街处大门可作备用临时输送点），砼浇筑前1至2天必须与甲方、七支队沟通作好施工前准备，并相关交通部门取得联系，征得同意占用