大体积混凝土施工方案-(计算过程详细).doc

49 5MW 49 5MW 风电场项目风电场项目 49 5MW Wind Farm 承台混凝土施工方案承台混凝土施工方案 Scheme for Foundation Concrete CLIENT CONTRUCTOR SUB CONTRUCTOR 编制 审核 目录目录 第一章第一章 编制依据编制依据 1 第二章第二章 工程概况工程概况 1 第三章第三章 施工组织施工组织 2 3 1 施工流程 2 3 2 劳动力组织安排 3 3 3 材料 设备等供应计划 4 3 3 1 材料供应计划 4 3 3 2 投入机械设备计算 4 3 4 3 设备供应计划 5 3 4 混凝土输送泵布置 6 第四章第四章 混凝土配合比设计混凝土配合比设计 6 4 1 混凝土原材料技术控制 6 4 2 混凝土热工计算 7 4 2 1 混凝土拌合温度计算 7 4 2 2 混凝土浇筑温度计算 8 4 2 3 混凝土内部实际最高温升值计算 9 4 2 4 混凝土温度控制计算 10 第五章第五章 施工工艺施工工艺 12 5 1 混凝土施工流程 12 5 2 混凝土施工过程控制 12 5 2 1 混凝土的浇筑分层 13 5 2 2 混凝土的浇筑振捣 13 5 2 3 混凝土表面处理 14 5 2 4 混凝土养护 15 第六章第六章 质量保证措施质量保证措施 15 6 1 双掺技术 15 6 2 和易性 15 6 3 入模温度 16 6 3 1 砂石原材温度控制 16 6 3 2 搅拌用水温度控制 16 6 4 生产运输 16 6 5 浇筑 16 6 6 养护 17 第七章第七章 安全文明施工措施安全文明施工措施 17 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 第一章 编制依据 1 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 2011 年版 2 泵送混凝土施工技术规程 JGJ T 10 95 3 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 GB175 4 大体积混凝土施工规范 GB50496 2009 5 混凝土外加剂应用技术规范 GBJ119 6 混凝土结构工程施工及验收规范 GBJ204 7 普通混凝土配合比设计技术规定 JGJ55 8 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300 2001 9 建筑施工计算手册 第二版 10 TENAGA 风电场承台结构施工图纸 11 业主有关文件要求 第二章 工程概况 工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程 概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程 概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程 概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程 概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程 概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程 概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程 概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程概况工程 概况 已删除 图 2 1 承台截面图 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 第三章 施工组织 3 1 施工流程 本工程共 33 个独立风机基础承台 每个承台独立施工 混凝土浇筑一次完成 不留置任何施工缝 根据场区道路平面及桩基施工完成时间 施工流程如下 1 各个承台独立施工 2 承台施工由 T 开始 沿场内道路方向依次进行 到 T 位置后转到道路由 T18 沿 T 方向施工 3 每个风机具体施工过程根据现场要求调整 风机设备到场后 根据场内道路 使用及风机安装需要调整施工顺序 已删除 图 3 1 场内道路及风机平面图 3 2 劳动力组织安排 由于承台混凝土施工质量控制是整个承台施工的重点和难点 且对整个项目施 工进度影响较大 我司特配备经验专职管理人员对承台混凝土施工进行管理 表 3 2 1 管理人员配备表 序号姓名职务主要职责备注 1 现场经理资源调度 2 项目总工技术指导 3 总工长现场管理 4 水电工程师水电 预埋 锚板 5 土建工程师施工管理 6 HSE工程师安全管理 7 实验员试验管理 8 资料员资料管理 9 表 3 2 2 劳动人需求计划表 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 序号工 种人数 中方 人数 巴方 备注 1 木工 1020 2 钢筋工 1030 3 砼工 1220 4 水电 610 5 预埋锚板安装 815 6 焊工 610 3 3 材料 设备等供应计划 3 3 1 材料供应计划 1 混凝土 承台使用强度等级为 C40 的自拌混凝土 2 塑料薄膜 透明塑料薄膜 厚度约为 0 4mm 3 麻袋 满足需要 3 3 2 投入机械设备计算 综合考虑混凝土一次性浇筑量 浇筑时间 搅拌站生产及运输能力 运输路线 等因素 要求混凝土运输满足连续浇筑 搅拌站与承台之间的距离分别为最近的 T10 约 1 5km 和 T13 约 5km 根据计算 承台混凝土浇筑时 需同时投入 1 台混凝土泵 混凝土搅拌运输车 至少 50 辆 1 泵车平均输出量计算 泵车采用 HBTS80 16 195 混凝土输送泵 理论混凝土输送量为 95m3 h 则泵车 的平均输出量为 QA qmax 式中 QA 泵车的平均输出量 采用与搅拌站配套泵车 95M3 h 配管系数 可取 0 8 0 9 作业效率 根据混凝土搅拌运输车混凝土泵车供料的间歇时间 拆 装混凝土输送管和布料停歇等情况 可取 0 5 0 7 故 QA 95 0 8 0 5 38m3 h 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 2 投入泵车计算 承台混凝土一次性浇筑量为 390m3 计划 12h 内一次性浇筑完成 则需要同时投入 输送泵 390 38 10 1 02 取 1 台 3 混凝土搅拌车投入计算 当输送泵连续作业时 每台泵所需搅拌运输车数量按下式计算 N1 1 0 1 1 1 60 60 T S L V Q 式中 Q1 输送泵的实际输出量 V1 搅拌运输车容量 取 5m3 L1 混凝土搅拌运输车往返距离 按最远距离计算 取 L1 5km S0 搅拌运输车平均行车速度 根据场内道路限速情况取 15km h T1 每台搅拌运输车总计停歇时间 单位 min 根据实际条件取 20min 则每台输送泵需配套搅拌运输车数量为 N1 5 06 取 5 辆 20 15 560 560 38 则承台泵送阶段最多需同时配套混凝土搅拌运输车数量为 5 辆 为避免运输不 连续 本项目配 8 辆 3 4 3 设备供应计划 设备供应计划见表 3 4 1 表 3 5 1 设备供应计划表 序号设备名称需求量备注 1 混凝土泵1台 HBTS80 16 195 2 装载机1台 3 振动棒10台 HZ 50 4 混凝土搅拌运输车8辆 5M3 5 汽车吊一辆 25T 6 柴油发电机1台 HDC250 7 柴油发电机2台 HDC60 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 3 4 混凝土输送泵布置 由于每座风机与道路相对位置不一样 泵车施工位置已现场需要布置 已方便 施工为原则 第四章 混凝土配合比设计 4 1 混凝土原材料技术控制 为了有效地控制混凝土中有害裂缝的出现和发展 必须从控制混凝土的水化升 温 延缓降温速率和减小混凝土收缩等方面考虑 因此在混凝土原材料选用时 应 根据原材料的技术性能进行择优选择 1 水泥 在施工中应尽可能采用中低热水泥 水泥采用低水化热水泥 要求水泥的比表 面积小于 350m2 kg 水泥的碱含量小于 0 6 水泥的水化热 3 天小于 265kJ kg 7 天小于 300kJ kg 本工程选用当地 THATHA 牌抗硫酸盐酸盐水泥 属低水化热水泥 由于无历史数据 水化热值取国内普通硅酸盐水泥水化热值 377 kJ kg 2 粗骨料 采用碎石 粒径 5 40mm 检验标准为现行行业标准 普通混凝土用矿石或者 卵石质量标准及检验方法 JGJ53 选用粒径较大 级配良好的石子配制的混凝土 和易性较好 抗压强度较高 同时可以减少单方用水量和水泥用量 从而使水泥水 化热减少 降低混凝土温升 3 细骨料 采用中砂 细度模数 2 6mm 检验标准为现行行业标准 普通混凝土用砂质量 标准及检验方法 JGJ52 2006 选用平均粒径较大的中砂拌制的混凝土比采用细 砂拌制的混凝土减少单方用水量 10 左右 同时相应减少水泥用量 使水泥水化热 减少 降低混凝土升温 并可减少混凝土的收缩 4 混合材 混合材选用 级粉煤灰 对粉煤灰检验执行现行国家标准 用于水泥和混凝土 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 中的粉煤灰 GBT1596 2005 在混凝土中掺加粉煤灰 可以减少水泥用量 改善 混凝土和易性和可泵性 延迟水化热释放的速度 放热峰能够推迟 减少温度应力 减小混凝土施工过程中冷接缝的可能性 5 外加剂 外加剂采用 Fospak SP 561 缓凝高效减水剂 减水剂作用是降低水化热峰值 减水增强 降低混凝土收缩量 可提高混凝土的抗裂性能 外加剂检验执行现行标 准 混凝土外加剂 GB8076 中一等品的技术要求 使用前必须先做试验 不得出 现假凝 速凝 分层或离析现象 6 水 本工程搅拌站用水采用当地饮用水 4 2 混凝土热工计算 4 2 1 混凝土拌合温度计算 承台基础混凝土强度等级为 C40 采用表格法计算混凝土的拌合物温度 根据 混凝土配合比 将有关数据列入表 4 2 1 中 表 4 2 1 混凝土拌合物计算表 材料名称 重量 m kg 1 比热C 2 kj kg k 热当量WC kj 3 1 2 温度Ti 4 热量 TimC kj 5 水泥 4300 84361 23010836 砂子 7820 84656 882013137 6 石子 9470 84795 482015909 6 拌合水 1684 2705 61611289 6 合计 23272519 1651172 8 注 砂石重量为扣除游离水的净重 根据计算公式 T0 见施工计算手册第二版 P609 mC mCTi T0 混凝土拌合物温度 mi 各种材料的重量 kg 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 Ci 各种材料的比热容 kJ kg K Ti 各种材料的初始温度温度 可得出混凝土的拌合温度为 T0 20 31 mC mCTi 3 5 16 2519 8 51172 根据计算结果 混凝土在搅拌过程中不需采用其他降温措施 4 2 2 混凝土浇筑温度计算 混凝土拌和出机后 经运输平仓振捣等过程后的温度称之为浇筑温度 混凝土 浇筑温度受外界气温影响 当外界气温高于拌和温度时浇筑温度比拌和温度高 当 外界气温比拌和温度低时则会相反 根据实践 混凝土的浇筑温度可按下式计算 Tp T0 Ta T0 1 2 3 n Tp 混凝土浇筑温度 T0 混凝土的拌合温度 n 混凝土拌合物运转次数 罐车 混凝土泵 入模 故 n 2 Ta 混凝土拌合物运输时环境温度 取 27 温度损失系数 按以下规定取用 1 混凝土装卸和转运 每次 0 032 2 混凝土运输时 At t 为运输时间 min 查表 A 0 0042 3 浇筑过程中 0 003t t 为浇筑时间 min 由上可知 各项温度损失系数值 1 装料 转运 卸料 1 0 032 3 0 096 2 汽车运输 运输时间按 20min 计 2 0 0042 20 0 084 3 振捣混凝土 按每车 20min 计 3 0 003 20 0 006 0 096 0 084 0 006 0 186 3 1i i 故 Tp 20 31 27 20 31 0 186 21 55 根据计算结果 混凝土的入模温度低于 28 混凝土浇筑时不需要采取其他控 温措施 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 4 2 3 混凝土内部实际最高温升值计算 假定构筑物四周没有任何散热和热损失条件 水泥水化热全部转化成温升后的 数值 则混凝土的水化热绝对升温值按下式计算 Tt mtc e C Qm 1 混凝土最高水化热绝热温度 Tmax C Qmc 式中 mc 每立方混凝土的水泥用量 kg m3 取 430 kg m3 Q 每千克水泥累计水化热 J kg 取 377J kg C 混凝土比热在 0 84 1 05 之间 一般取 0 96 kJ kg K 混凝土的质量密度 取 2400 m3 t 混凝土龄期 d m 常数 与水泥品种比表面 浇筑时温度有关的经验系数 查建筑施 工计算手册第二版中表 11 10 浇筑温度为 20 取 0 362 e 常数 e 2 718 自然对数的底 Tmax 混凝土最大水化热升温值 即最终温升值 由上可知 混凝土的最高水化热绝热温度 Tmax 70 4 C Qmc 240096 0 377430 实际上混凝土并非完全处于绝热状态 而是处于散热条件下 上下表面一维散 热 升温值比按绝热状态计算的要小 且不同厚度升温有差异 厚度小则散热快 水化热升温值低 反之则升温快 本工程混凝土一次浇筑厚度最薄和最厚部分分别 为 0 9m 和 3 2m 取最厚处作为计算依据 根据经验 可按下式计算 Tmax T0 T t 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 式中 Tmax 混凝土内部中心最高温度 T0 混凝土浇筑时的入模温度 T t 在 t 龄期时的混凝土绝热温升 不同浇注块厚度的温降系数 Tm Th 查建筑施工计算手册第 二版 P614 表 11 12 取值如下 龄期 3d6d9d12d15d18d 0 690 680 640 580 460 37 Tm 混凝土的最终绝热升温值 Th 混凝土由水化热引起的实际升温 根据以上公式 可计算出 3 2m 厚承台的绝热温升和混凝土内部中心实际最高温 度见表 4 2 2 表 4 2 2 3 2m 厚承台混凝土不同龄期内温度变化理论计算值 龄期 3d6d9d12d15d18d 绝热温升 46 662 467 769 570 170 3 内部最高温度 32 242 443 340 332 226 0 环境平均温度 202020202020 内部与环境温差 12 222 423 320 312 26 0 上表理论计算中 3 2m 厚承台混凝土内部最高温度与环境温度最高温差为 22 4 当混凝土内部与表面温差达到 20 25 时 混凝土达到极限抗拉强度 混 凝土内部与表面温差超过 20 25 时 会造成混凝土内部微观裂缝 影响混凝土结 构性能 为保证混凝土的质量 需对此部分承台混凝土进行温度监控 并采取保温 防护措施 4 2 4 混凝土温度控制计算 根据上面的计算结果 承台混凝土内外温差超过了 20 需对混凝土养护过程 中采取保温措施 本工程混凝土保温采用在表面先覆盖一层塑料薄膜 厚度约为 0 4mm 再在上 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 面覆盖麻袋 则表面的保温材料的厚度为 i K TT TTh b abi max 5 0 式中 i 保温材料所需厚度 h 结构厚度 m i 保温材料的导热系数 W m K 塑料薄模 0 03 0 05 取 0 04 混凝土的导热系数 W m K 查表取 2 3 Tmax 混凝土的中心最高温度 Tb 混凝土表面温度 取 35 Ta 混凝土浇筑 3 5 天后的空气温度 取夜间低温 15 0 5 指中心温度向边界散热的距离 为结构厚度的一半 K 传热系数的修正值 即透风系数 本工程表面用一层塑料薄膜 上面再用麻袋 导热系数取 2 1 由上式可知 i 0 0109m 1 1cm K TT TTh b abi max 5 0 1 2 3504 863 2 153504 0 2 35 0 由计算结果可知 本工程除底部覆盖一层薄膜 上部覆盖 1 1cm 厚麻袋 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 第五章 施工工艺 5 1 混凝土施工流程 土方开挖 换填 垫层施工 钢筋绑扎 模板安装 混凝土浇筑 养护 防腐涂料 破桩头 预埋锚板组装 安 装 土方回填 预埋件 5 2 混凝土施工过程控制 混凝土硬化期间 在水泥水化热产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用下 产生的温度应力和收缩应力会导致承台产生裂缝 因此混凝土除了要满足强度 刚 度 整体性和耐久性等要求外 还必须对温度变形进行控制 以防止混凝土产生裂 缝 我们采用综合法进行混凝土裂缝的控制 遵循先放后抗的原则 在承台浇捣时 从混凝土配合比设计 浇捣工艺 施工组织 信息化施工及养护等方面进行全过程 控制 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 考虑充分利用混凝土的中后期强度 有效地降低水泥用量 从而控制混凝土的 温升 要求搅拌站技术人员全程跟踪 及时反馈现场混凝土实际坍落度 可泵性 和易性等质量信息 以有利于控制搅拌站出料质量 在策划砼浇筑方案时 充分重视信息化施工的要求 重视现场监测 在混凝土 内部设置温度测点 严格控制内外温差 保证温差不超过 25 混凝土搅拌车进场 要严格把好混凝土品质关 检查搅拌车运输时间 砼坍落 度 可泵性 入模温度是否达到规定要求 对不合格者坚决予以退车 严禁不合格 混凝土进入泵车输送 5 2 1 混凝土的浇筑分层 混凝土采用分层浇筑的方法 由深到浅 全面分层进行 每层浇注厚度为 300mm 最大不超过 500mm 均衡摊铺 保持各处沿基础全高大体均匀上升 施工从 中间向四周推进 浇完一层再浇第二层 顺序连续浇筑到顶 沿模板内侧施工不得 直接将混凝土喷射在模板上 保持距离 500mm 左右 利用振动棒摊铺 以防止把模 板位置挤偏及变形 5 2 2 混凝土的浇筑振捣 由于该设备基础面积大 应分区下灰进行振捣 每区段内应配备振捣设备 3 4 台 每台振动器工作范围为 3 4m 振动器振捣顺序 应依浇筑顺序而定 可沿垂直 于浇筑的前进方向往返进行 插入点要均匀排列 逐点移动 依次进行 不得遗漏 达到均匀振实 插点排列通常成行列式或交错式顺序前进 各点之间成梅花状布置 振动棒的移动距离不得超过其振动半径的 1 5 倍 间距 50cm 左右 每次振动时间应 视情况而定 如钢筋稠密部位应适当增加时间 总之 振动棒应垂直插入 快插慢 拔 逐点移动 每次插入抽拔时间应不少于 8 15s 以表面泛浆 不出现气泡 无 明显下沉现象为宜 振动要尽量避免过分振捣 否则会使混凝土产生离析 对混凝 土的均质性有害 振动棒插入深度以穿过被捣层 3 5cm 但不超过下层表面 10cm 为 宜 不得过深或过浅 同时应防止用振动棒去振动模板 钢筋 穿墙螺栓 螺栓固 定架 预埋件及预埋防水套管等 以避免发生偏移变形 分层浇筑应注意同一部位高低相差不应过大 避免捣固后 灰浆流向低处 而 造成离析现象 当出现高差过大 可将分层度调整一遍 求得高差相近后 再继续 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 分层浇筑 基础每一部位浇筑到顶振捣收水后 应随即整平 用抹子反复搓 压实 抹光 以避免出现风干和干缩裂缝 基础环靠混凝土的锚固来传递设备荷载 周围混凝土应捣固密实 以保证良好 的粘结 避免产生松动或在锚板下出现缝隙 因此 浇筑该部位混凝土时要控制混 凝土的浇捣速度 要均匀下料 使期四周逐渐均匀上升 水泥浆充满缝隙 且四周 的混凝土应每层较其他部位稍高一些 使混凝土中析出的泌水 水泥浆 不在周围 积骤 以免泌水顺基础环四周下渗产生空隙或形成水泡 影响混凝土与基础环螺栓 表面之间的握裹力 降低该处混凝土的强度 捣固时 振动器与螺栓之间保持 15 20cm 距离 要对称垂直插入 以避免碰动螺栓和固定架造成位移或偏斜 因基础内埋设有大量的管群 成束紧密排列 纵横交错达 2 层 使混凝土浇筑 捣固困难 一般将混凝土先浇筑到管道下 200mm 处 然后两侧对称均匀下灰 用振 动器逐渐向管道底送混凝土 防止挤偏管道 振动器从两侧斜向插入捣实 便混凝 土从上层管道缝隙中涌出并充满混凝土为止 然后再继续向上浇筑混凝土 混凝土由大斜面分层下料 分层振捣 每层厚度为 50 cm 左右 采用 分段定 点 一个坡度 薄层浇筑 循序推进 一次到顶 的方法确保避免出现施工冷缝 如图 5 2 1 所示 后振捣棒 中振捣棒 前振捣棒 图 5 2 2 振捣棒振位设置示意图 5 2 3 混凝土表面处理 混凝土表面处理做到 三压三平 首先按面标高用拍板压实 长刮尺刮平 其 次初凝前用铁滚筒数遍碾压 滚平 最后 终凝前 用木抹打磨压实 整平 以闭 合混凝土收水裂缝 在砼浇筑后 4 8 小时内 将部分浮浆清掉 初步用长刮尺刮平 然后用木抹子 搓平压实 在初凝以后 混凝土表面会出现龟裂 终凝要前进行二次抹压 以防龟 巴基斯坦 TENAGA49 5MW 风电项目大体积混凝土施工方案 二 0 一五十二月 裂 抹压时间应严格掌握 5 2 4 混凝土养护 混凝土养护主要是保温保湿养护 保温养护能减少混凝土表面的热扩散 减小 混凝土表面的温差 防止产生表面裂缝 保温养护还能控制砼内外温差过高 防止 产生贯穿裂缝 保湿养护能防止混凝土表面脱水而产生表面干缩裂缝 并能使水泥 水化顺利进行 提高混凝土的极限拉伸强度 砼养护采用保温 保湿养护方法 即在砼表面用木抹压实平整后 覆盖一层塑 料薄膜 覆盖工作必须严格认真贴实 薄膜幅边之间搭接宽度不少于 10cm 前期养 护严禁浇水 以防砼产生干缩裂缝 并使水泥水化顺利进行 根据每天测温记录 根据表 4 2 2 14 天混凝土内外温差仍大于 250C 因此养护不得低于 14 天 若内外 温差小于 250C 且混凝土表面温度与环境温度温差小于 250C 后可将塑料薄膜逐层 掀掉 使混凝土散热 第六章 质量保证措施 6 1 双掺技术 掺加具有一定活性的矿物掺和料 即在混凝土内掺加一定量的 级磨细粉煤灰 在混凝土中加入适量具有一定活性的 级磨细粉煤灰取代一部分水泥 不但可以降 低单方水泥的水化热防止出现温度裂缝 还可以改善混凝土的施工性能 增大混凝 土的密实度 提高混凝土耐久性 加入掺合料还可以降低拌合物中碱的浓度 减少 混凝土拌合物的泌水现象和坍落度损失 抑制混凝土中的碱 骨料反应 具体参量 详配合比设计报告 6 2 和易性 控制混凝土的坍落度 要求承台混凝土的入泵坍落度为 180mm 20mm 严禁在 施工现场对混凝土加水 控制混凝土的单方用水量 天气变化时应根据砂 石的含水 率的