山西某铁路标段大体积混凝土夏季施工专项方案.doc

大体积混凝土夏季施工专项方案大体积混凝土夏季施工专项方案编制： 审核： 审批： 中交第二公路工程局有限公司山西中南部铁路通道zntj-17标项目经理部2011年6月15日目 录大体积混凝土夏季施工专项方案11、工程概况32、大体积混凝土温度裂缝理论分析及温控标准32.1温度裂缝理论分析32.2基本计算资料42.1.1气象特征42.1.2施工资料42.1.3计算公式模型62.3 混凝土温度控制原则72.4 温度控制标准72.5 温控标准解释83、大体积混凝土温度控制措施83.1 混凝土配合比83.2 砼拌制和运输93.3 合理地布置散热及测温系统93.4 混凝土施工123.5 温度控制133.5 养护措施143.6 严格控制拆模时间154、质量保证措施154.1 质量控制目标154.2 质量控制措施155、安全保证措施165.1安全生产教育与培训165.2基坑安全措施165.3 临电安全措施176、雨季施工安排187、施工总结19附录1：混凝土的出机温度和浇筑温度20附录2：混凝土温度记录表21大体积混凝土夏季施工专项方案1、工程概况山西中南部铁路通道zntj-17标三分部施工任务范围dk981+900至dk1009+100，路线全长:27.2km。其中混凝土工程有钻孔桩基础、扩大基础、挖井基础、承台、墩台身、连续梁、框架涵施工等。本项目承台尺寸有5.8m9.8m2.5m、5.8m11.3m2.5m、7.9m11.6m3m、9.1m15.7m3m、5.8m12.9m2.5m几种规格。本项目墩身尺寸有8.3m3m、9.7m3.8m、9.7m2.3m、7.8m2.3m、8m2.5m几种规格。对于大体积混凝土需采取有效的内部降温、外部保温措施，密切关注水化热所导致的混凝土内外温差过大而可能产生的温度裂缝。2、大体积混凝土温度裂缝理论分析及温控标准2.1温度裂缝理论分析由于水泥水化热作用，混凝土浇筑后要经历升温期，降温期和温度稳定期三个阶段，水泥产生的水化热大量聚集在混凝土内部不易散发，内外温差使混凝土内部产生压应力，外部产生拉应力，若大于相应龄期的容许拉应力时就可能产生裂缝；降温阶段，新浇混凝土受内部钢筋、砼垫层及桩头约束而不能自由收缩，此时弹性模量相对较低，若降温梯度过大就容易产生较大的温度拉应力。2.2基本计算资料2.1.1气象特征线路途径地区属暖温带亚湿润区；四季分明，冬长夏短；春季干燥多风，夏季炎热，雨量集中，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥，雨量偏少。受大陆性季风制约，冬寒干燥，春季多风，夏季多雨，秋季天高气爽，具“春旱、秋涝、晚秋又旱”特征，年平均气温介于1215，年平均降雨量介于500800mm，集中在79月。2.1.2施工资料1）配合比选用 先由试验室通过设计和试配确定砼设计配合比，并以使砼满足和易性、凝结速度等施工条件，且符合强度、耐久性等质量要求为原则，混凝土坍落度控制在14-18cm，以保证混凝土具有可泵性，并上报监理工程师批复。各种材料如下： 水泥。根据砼配制能达到设计要求、收缩小、和易性好和节约水泥的原则，水泥应符合国家标准，且应附有制造厂的水泥品质试验报告等；水泥进场后，经验收合格后方能投入使用。粉煤灰各项指标满足铁路混凝土施工技术指南中要求的c50以下混凝土用粉煤灰要求; 粗骨料。选用连续级配5mm31.5mm的碎石。 细骨料。选用级配良好的中粗砂，砂率控制在40%左右,采用水洗山砂; 水。采用井水，以降低混凝土的温升值。 外加剂。减水剂掺量为胶凝材料总量的1.1%。通过试配掺加粉煤灰，以节约水泥用量，同时为调整砼初凝时间以满足砼浇筑，可掺入一定量的缓凝剂，缓凝时间应控制在30小时以上,其用量通过试验确定。施工时，试验室根据实际采用的粗细骨料的含水量，对混凝土用水量做相应调整，待满足施工要求后方可进行混凝土浇筑。2）物理热学性能胶凝材料水化热曲线见下图：胶凝材料水化放热曲线混凝土物理、热性能参数 表2-4物理特性最终弹性模量（mpa）线膨胀系数（105）泊松比比重（103 kg/m3）导热系数（kj/m .h .）比热（kj/kg .）绝热温升（）c30砼3.51040.860.1672.407.951.0137.1注：物理特性参数中，弹性模量、线涨系数、泊松比根据以往经验取值；比重试验测得；绝热温升通过水化热试验估算，导热系数和比热通过材料组成估算。2.1.3计算公式模型绝热温升绝热温升数值模型取双曲线函数： (2-1)式中：最终绝热温升，为绝热温升变化系数。弹性模量 弹性模量随时间的增长曲线采用四参数双指数形式，即 （2-2）式中：为初始弹模，为最终弹模与初始弹模之差，为与弹模增长速率有关的两个参数。徐变度 根据工程经验，取混凝土徐变度如下（单位：10-6mpa）： （2-3）式中：c10.23e2，c20.52e2，e2为最终弹模。放热系数混凝土表面通过保温层向周围介质放热的等效放热系数可由下式计算： （2-4）式中：为等效放热系数，为放热系数，为保温层厚度，为保温材料导热系数。2.3 混凝土温度控制原则（1）升温不要太早和太高；（2）降温不要太快；（3）混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间以及混凝土表面和气温之间的温差不要太大。2.4 温度控制标准综合考虑混凝土入模温度，混凝土水化热的变化规律、养护条件，通水散热等因素，结合铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设2010-241号）中关于混凝土与大体积混凝土施工的相关要求，制定以下混凝土温度控制标准：（1）混凝土入模温度不超过28c，尽量降低混凝土入模温度。（2）新浇筑砼与邻近的已硬化混凝土或岩土介质之间温差不超过15c。（3）养护期间混凝土内部温度不超过65c，内部与表面温度，表面温度与环境温度之差不大于20c（墩台、梁体混凝土不宜大于15c）。 （4）拆模时混凝土芯部与表层，表层与环境之间的温差不得大于20c。2.5 温控标准解释（1）混凝土入模温度混凝土入模振捣完成后，混凝土表面5-10cm处的温度，不宜高于28c。（2）混凝土表面温度温凝土表面温度是指混凝土表面10cm深度处的温度。（3）混凝土内部最高温度是指混凝土内部各测点温度的最高值。（4）混凝土芯部温度是指混凝土中心处的温度值。3、大体积混凝土温度控制措施通过对大体积混凝土产生裂缝的机理分析，主要从降低水泥水化热，降低混凝土入模温度，通水散热，混凝土养护，严格控制拆模时间等几方面做好混凝土温度控制工作，确保内外温差控制在20c以内，尽量降低混凝土内部温度的升温速率。3.1 混凝土配合比为降低水化热，同时推迟混凝土温度峰值出现的时间，相应提高同龄期容许拉应力，掺入一定量的矿物质超细粉，等量取代水泥；掺入一定量的高效缓凝减水剂，改善混凝土的和易性，减少拌和用水量，降低水灰比。3.2 砼拌制和运输对进站的水泥、砂石、的储存仓、料堆等进行遮阳防晒处理，或在砂石堆上喷水降温，以降低原材料进入搅拌机的温度。采用冷却装置冷却拌和水，并对水管及水箱加遮阳和隔热设施。水泥进入搅拌机的温度不宜大于40。搅拌站料斗、储水器、皮带运输机、搅拌楼要尽量采取遮阳措施，尽量缩短搅拌时间。经常测定混凝土的坍落度，调整混凝土的配合比以满足施工所必须的坍落度的要求 。应做好施工组织设计，以避免在日最高气温时浇筑砼。在高温干燥季节，晚间浇筑砼受风和温度的影响相对较小，且可在接近日出时终凝，而此时的相对湿度较高，因而早期干燥和开裂的可能性最小。对于高温季节里长距离运输砼的情况，可以考虑搅拌车的延迟搅拌，使砼到达工地时仍处于搅拌状态。在夏季，以1h的运输距离为例，处在白色搅拌筒中的砼，其温度要比一般红色搅拌筒中的至少低1。或套装防晒帆布套或棉质保温被避免运输过程中温升过快、过大，保证砼正常温度入模浇筑。3.3 合理地布置散热及测温系统 对于跨京沪高速公路特大桥连续梁主墩承台及挖井基础施工时要预埋散热装置，其他墩身及承台采取分层浇注。（1）散热管的布置散热管采用481.4mm钢管，与钢筋一起绑扎。在使用前要求通水做密闭性试验，防止管道在焊接接头位置处漏水或阻塞。通水散热后对散热管作压浆处理。散热管预埋后将进出水口均留在承台混凝土顶面便于进行通水散热。散热管按照距边、底1m分层布设，每层间距1m左右，水平管间距不超过1m。（2）测温设备为提供可靠的数据控制混凝土内外温差，在结构的对角线及纵横轴线上布置温度应变片，用温度显示仪采集数据。沿承台纵、横及对角线对称布置。采集的数据主要包括不同施工时段的入模温度、每个温度应变片处混凝土不同龄期温度、保温材料内温度、外界温度、散热管进出水温度。温度检测仪采用wjy100型智能化数字多回路温度巡检仪，温度传感器为pn结温度传感器。wjy100型智能化温度巡检仪可自动、手动巡回检测128点温度，并具有数据记录和数据掉电保护、历史记录查询、实时显示和数据报表处理等功能。该仪器测量结果可直接用计算机采集，人机界面友好，并且测温反应灵敏、迅速，测量准确，主要性能指标：测温范围：-50+150 ；工作误差：1 ；分辨率：0.1 ；巡检点数：64点；显示方式：lcd（240*128）；功耗：15w；外形尺寸：230130220；重量：1.5kg。温度传感器的主要技术性能：测温范围：-50150；工作误差：0.5；分辨率：0.1；平均灵敏度：-2.1mv/。（3）通水散热在基坑顶部和底部各放置5个去除顶盖的油桶，并将油桶中盛满水，基坑顶部的油桶之间采用塑料管相连，塑料管外径为1.5寸，利用连通器的原理，保持各油桶之间水流通畅，基坑底部各油桶之间相连与基坑顶部同。从基坑顶部油桶引出一根进水总管，总管口设多个分管，各分管与承台混凝土顶面的进水口相连，总管与分管之间设阀门控制各进水口流量，利用基坑顶部与承台之间的势差对散热管进行通水，同时在油桶中放置一2.2kw的潜水排污泵，如需增大流速时，通过水泵与阀门调解流速。承台顶各出水管通过外径为1.5寸的塑料管将水引至基坑底部的油桶中，在油桶中放置一2.2kw的潜水排污泵，将水泵送到基坑顶部的油桶中，形成循环水。当混凝土浇筑至该层散热管高程时，即通水散热，单根散热管流量按不小于1.5m3/h控制，根据温度测试结果，决定通水时间，一般不小于12d，以混凝土内部最高温度与表面温度，表面温度与环境温度之差不大于20c为准。通水时控制进出水温差在10c以内。承台施工结束后在冷却管内进行压浆处理。具体结构及布置见下图。3.4 混凝土施工混凝土施工严格按铁路混凝土施工验收补充标准中的相关要求进行，并特别注意以下几方面工作。因结构物混凝土浇筑方量较大，施工时按一定厚度、顺序和方向分层进行浇筑，每层浇筑厚度不大于30cm，注意振捣，防止出现漏振。承台混凝土浇筑顺序为自墩身预留钢筋位置向外浇筑，浇筑时要防止承台边部浮浆太多，造成表面收缩裂缝。混凝土浇时间长，应注意保持混凝土坍落度均匀一致，保证其和易性。混凝土浇筑时易产生的泌水和浮浆，为此在现场准备好小桶与拌和用水泥，及时将泌水与浮浆清理出模板，少量泌水可将水泥均匀的洒布在泌水部位，进行稀释，提高混凝土的密实性。砼下垂直下落时采用串筒，串筒砼自由下落高度不大于200cm，保证混凝土不产生离析现象，同时避免污染钢筋，与溅起的混凝土污染模板，造成粘模现象。严格控制混凝土施工时间。开始浇筑时间选在一天中气温较低的时候；因承台的面积较大，表面收光需要的时间较长，若混凝土在白天气温较高时结束，因表面的水分散发较快，在表面容易产生收缩裂缝，因此将混凝土结束时间控制在下午4:00以后。3.5 温度控制仿真计算温控措施实时监控数据处理最终成果信息反馈图6-1 温控实施流程图为检验施工质量和温控效果，掌握温控信息，以便及时调整和改进温控措施，做到信息化施工，需对混凝土进行温度监测。大体积混凝土的温度、应力发展是一个十分复杂的问题，外界温度、湿度、施工条件、原材料变化等都会引起温度、应力的变化，只有通过温控监测，才能更准确地了解结构的质量与抗裂安全状况。在施工现场设置测温箱，用于测量大气温度，测温箱内悬挂管式温度记。温度记不能被阳光直射与雨淋。混凝土开始浇筑前，首先测量环境温度，基坑底混凝土垫层、模板、钢筋的温度，如各种介质温差与环境温度大于15c，则采取洒水降温的措施，必要时加设遮阳棚。首罐混凝土入模，并振捣完成后，测量入模温度，每层混凝土都要测量入模温度。最后一层混凝土入模振捣完毕后，开始记录各温度应变片温度，以后每三小时测温一次，每次测温要记录环境温度，养护材料内侧温度，混凝土内部温度，混凝土表面温度。养护材料内侧温度测量采用管式温度计，按每三米设一个温度计设置。温度计外加防护框，悬挂于养护材料内侧。3.5 养护措施养护主要是起到保温和保湿作用，保温的主要目的是减少混凝土表面的热扩散，降低表面的温度梯度，防止产生表面裂缝；保湿的主要目的是防止混凝土表面出现收缩裂缝。混凝土浇筑前即用一层土工布与两层草袋将侧面模板覆盖，降低混凝土的内外温差，最后一层混凝土施工完毕，混凝土表面初步抹平后，立即用塑料布将混凝土表面覆盖，待收浆压光后用一层土工布覆盖，并在土工布上覆盖塑料布。注意在土工布上洒水，使砼表面始终处于湿润状态，土工布可以保湿，塑料布可以保温。表 不同混凝土潮湿养护的最低期限混凝土类型水胶比大气潮湿(50%rh75%)，无风，无阳光直射大气干燥(rh50%)，有风，或阳光直射日平均气温t（）潮湿养护期限（d）日平均气温t（）潮湿养护期限（d）胶凝材料中掺有矿物掺和料0.455t1010t2020t202114105t1010t2020t2821140.455t1010t2020t141075t1010t2020t211410胶凝材料中未掺矿物掺和料0.455t1010t2020t141075t1010t2020t2114100.455t1010t2020t10775t1010t2020t141073.6 严格控制拆模时间根据测量的混凝土内部温度与外界气温的差值来决定拆模时间，若混凝土内部最高温度值与环境温差大于20c，则不能拆模，续通水散热，直至外界气温与混凝土内部温差小于20c才可以拆模。大风或气温急剧变化时不得拆模。4、质量保证措施4.1 质量控制目标通过温度控制，使混凝土不出现温度裂缝。温度控制目标为芯部温度峰值与外表面温度温差不大于45c。4.2 质量控制措施（1）成立测温小组为了实现质量控制目标，成立以项目总工为首的测温领导小组。（2）对现场施工人员进行技术交底，使施工人员掌握大体积混凝土施工方法。（3）施工前根据施工方案，保温与保湿材料准备充分，正确布设散热管，与测温应变片，实时动态的监控，是保证大体积混凝土施工成功的基础。（4）合理地设置降温系统、严格的施工过程控制和周密的养护措施是大体积混凝土工程施工成功的关键。（5）从混凝土开始浇筑到通水散热结束，安排专人职班，认真进行测温，掌握混凝土与外界环境温度的动态变化，根据不同情况采取相应的措施。（6）混凝土浇筑完成后如升温较快，则应增加散热管内水流速度，增大内部降温，混凝土外部增强保温、保湿。拆模时，如环境气温变化较大，或大风天，则不可以拆模。5、安全保证措施5.1安全生产教育与培训开工前，对所有参加人员进行上岗前的安全教育。对于从事电器、起重、焊接、机动车驾驶等特殊工种的人员，经过专业培训，获得安全操作合格证后，方准持证上岗。5.2基坑安全措施基坑开挖对邻近建（构）筑物或临时设施有影响时，提前采取安全防护措施。基坑顶面应提前做好地面防、排水设施。基坑开挖时，不得采用局部开挖深坑及从底层向四周掏土。基坑顶有动载时，坑口边缘与动载间的安全距离应根据基坑深度、坡度、地质和水文条件及动载大小等情况确定，且不应小于1.0m。必要时采取其他措施。在粉、细砂层中开挖基坑时，应先作好安全防护；土质松软层基坑开挖必须进行支护。基坑开挖时，应观测坡面稳定情况。当发现坑沿顶面出现裂缝、坑壁松塌或遇涌水、涌砂时，应立即停止施工，加固处理后，方可继续施工。5.3 临电安全措施、配电箱及开关箱配电系统应设置配电柜或总配电箱、分配电箱，实行三级配电。必须采用铁制配电箱，不得使用木质配电箱。配电箱、开关箱必须按照下列顺序操作：送电顺序：总配电箱分配电箱开关箱。停电顺序：开关箱分配电箱总配电箱。漏电保护器每天使用前启动漏电实验按钮试跳一次，跳不正常严禁继续使用。、电器设备安装各种电动机用电必须符合“一机、一闸、一漏、一箱”的规定，其在正常情况下不带电的金属外壳，必须按规定做保护接零或接地。临时停电、停工休息或下班时必须拉闸断电，锁好开关箱。、安全用电由于电力工作人员在作业过程中经常要接触到电力设备，存在触电危险，因此在作业室时必须保证人身安全。为防止事故发生，必须加强安全生产管理。电力工作人员要严格遵守各项安全规章制度，服从命令，克服麻痹侥幸心理，坚决消除各种不安全因素，防止事故发生。6、雨季施工安排准备工作：雨季施工主要以预防为主，采用防雨措施及加强排水手段，确保雨季正常进行施工，不受季节性气候的影响。开工前与当地气象部门签订服务合同，及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，以利于安排施工，做好预防准备工作。雨季的重点放在道路运输以及如何保证施工效率等问题采取有效措施，做到雨季施工的连续性。对施工现场及构件生产基地根据地形，对场地排水系统进行疏通，以保证水流畅通，不积水，并防止周围地面水倒流进入场内。主要运输道路路基碾压坚实，做好路拱并以天然级配砂石和泥结碎石作路面，道路两侧排水系统完善，保证不堵、不积和冲刷路面。雨季施工由专人负责天