大体积混凝土施工方案.doc

一、工程概况南昌市房产服务中心工程为框架-剪力墙结构，地上二十五层，地下一层，地下室底板长89.60m，宽53.00 m；面积约为4750m2，78轴之间设有一道80cm宽的后浇带，承台、基础梁及地下室底板结构混凝土强度为C35，抗渗等级S8；地下室底板混凝土以后浇带为界分两次浇筑。底板混凝土总量约为3300m3一次浇筑混凝土量约1600m3。整个基础由众多大、小承台及连贯承台间的地梁、底板组成。底板混凝土厚0.35m，个别大承台混凝土厚达1.9m，以CT16为例，承台面积90.30 m2；厚度1.90 m；混凝土方量171.6 m3，混凝土浇筑施工难度大，且混凝土设计强度为C35,给混凝土施工带来极为不利的因素,其主要表现为：(1)混凝土设计强度高,为降低混凝土内部最高温度和控制混凝土内外温差在规范范围内(25)比较困难。(2)混凝土浇筑数量大。现浇施工,水泥水化热不易散失。(3)混凝土强度等级较高,必然存在早强与缓凝,高流态与低收缩,高水泥用量及低水化热等突出矛盾。(4)为保证其工作性,满足泵送,就必须满足易于浇注,捣实而不离析,长期保持的力学性能。二、施工准备工作:大体积混凝土结构浇筑后水泥的水化热量大，由于体积大，水化热聚积在内部不易散发，浇筑初期混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，混凝土内部产生压应力，而表面产生拉应力，如温差过大则易于在混凝土表面产生裂纹。浇筑后期混凝土内部逐渐散热冷却产生收缩时，由于受到基底或已浇筑的混凝土的约束，接触处将产生很大的剪应力，在混凝土正截面形成拉应力。当拉应力超过混凝土当时龄期的极限抗拉强度时，便会产生裂缝，甚至会贯穿整个混凝土断面，由此带来严重的危害。体积混凝土结构的浇筑，上述两种裂缝（尤其是后一种裂缝）都应设法防止。要防止大体积混凝土结构浇筑后产生裂缝，就要降低混凝土的温度应力，这就必须减少浇筑后混凝土的内外温差。为此应优先选用水化热低的水泥，降低水泥用量，掺入适量的粉煤灰。大体积混凝土的施工技术 要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。1、 材料选择本工程采用商品混凝土浇筑土，由江西慧华高科混凝土公司提供。公司日生产混凝土量3000m3，混凝土运输车40台，能满足混凝土浇筑要求。混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配工作，配合比的合理性不仅仅影响到混凝土自身强度要求，还会影响浇筑时的泵送要求、坍落度、和易性等，以及混凝土浇筑后的水化热产生的多少，特别是大体积混凝土水化热的控制将影响到混凝土的裂缝控制既而影响整个大体积混凝土的质量。 （1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为425号，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。（2）粗骨料：采用卵石，粒径5-31.5mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的卵石配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，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，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。（4）粉煤灰：掺级粉煤灰 ，在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。（5）外加剂：设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，每立方米混凝土2kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量及使用性能，商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位。2、混凝土配合比（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行混凝土结构工程施工及验收规范、普通混凝土配合比设计规程及粉煤灰混凝土应用技术规范中的有关技术要求进行设计。3、现场准备工作（1）基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。（2）基础底板上的地坑、积水坑采用九夹木模板支模。（3）将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。（4）浇筑混凝土时预埋的测温管及保温所需的毛毯等应提前准备好。（5）项目经理部应与建设单位联系好施工用电，以保证混凝土振捣及施工照明用。（6）管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。三、大体积混凝土温度和温度应力降低浇筑速度和减小浇筑层厚度，浇筑后宜进行测温，采取蓄水法或覆盖法进行降温或进行人工降温措施。控制内外温差不超过25。根据设计要求，对基础承台混凝土进行温度检测；基础承台混凝土中部中心点的温升高峰值，该温升值一般略小于绝热温升值。一般在混凝土浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不再升温，并且开始逐步降温。规范规定，对大体积混凝土养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内;当设计无具体，要求时，温差不宜超过25度;本工程设计无具体要求，即按规范执行。表面温度的控制可采取调整保温层的厚度。为做好大体积混凝土的养护、测温工作，大体积混凝土水泥水化热的预先计算是必不可少的。通过计算预估大体积混凝土内部温度及温差，才能预先提出相应的养护措施，做好养护准备工作及测温点布置、测温控制预案工作，这样才有利于保障大体积混凝土的浇筑质量。为保证大体积混凝土后续工作的质量，大体积混凝土的热功计算应力求及时、准确、全面，避免遗漏。大体积混凝土水化热计算1、 混凝土拌合物温度:T0=0.92(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-samsa-gmg)+C1(samsaTsa+gmgTg)C2(samsa+gmg)4.2mw+0.9（mce+msa+mg）=0.92(31529+67127+114327)+4.224(1584.1%6710.2%1143)+4.2(4.1%67127+0.2%114327)4.2158+0.9(315+671+1143)=27.04（）其中:mw、mce、msa、mg水、水泥、砂、石单方用量，分别为158、315、671、1143；Tw、Tce、Tsa、Tg水、水泥、砂、石的温度，分别取24、29、27、27；sa、g砂、石的含水率，%，分别为4.1%、0.2%；C1、C2水的比热，J/K，冰的融化热，KJ/，骨料温度0时，C1=4.2，C2=02、混凝土拌合物出机温度：T1=T00.16（T0Ti）=27.040.16（27.0429）=27.31（）其中： Ti搅拌楼内温度，取29。混凝土拌合物经运输到浇筑时温度（入模温度）：T2=T1（t1+0.032n）（T1Ta）=27.31（0.250.30+0.032108）（27.3128）=29.75（）其中： t1混凝土拌合物运输到浇筑的时间，h，取最远18min=0.30h；n混凝土拌合物运转次数，取10s一次，18min共108次；Ta混凝土拌合物运输时环境温度，取28；温度损失系数，h-1，用混凝土罐车运输时，取0.25.混凝土15d水化热绝热温升值：T(15)=mcQ/(c.)(1e-mt) =(315335)/(0.962400)(12.718-0.315)=45.29（）其中：T(t)浇完一段时间后,混凝土的绝热温升值, ；mc每立方米混凝土水泥用量，/m3；取315Q水泥水化热量，J/，查表求得；取335c混凝土的比热，J/K，取0.96 J/K；混凝土的质量密度，取2400/m3；e常数，取2.718；m与水泥品种，浇捣时与温度有关的经验系数，一般为0.20.4，取0.3；t混凝土浇筑后至计算时的天数，d，取15d. 混凝土的收缩变形值：根据施工工艺，M1=1.00；M2=1.25；M3=1.00；M4=1.21；M5=1.00；M6=0.93；M7=0.70；M8=1.10；M9=1.00；M10=0.95，则：y（15）=y0（1e-0.1t）M1M2M3Mn=3.2410-4（12.718-0.15）1.001.251.001.211.000.930.701.101.000.95=0.46710-4其中：Mn考虑各种非标准条件的修正系数，查表取用；y0标准状态下的最终收缩值，取3.2410-4混凝土15d收缩当量温差为：Ty（15）=y（t）/=（0.46710-4）/（110-5）=4.675（）其中：混凝土的线膨胀系数，取110-5.混凝土15d的弹性模量为：E（15）=Ec（1e-0.09t）=3.15104（12.718-0.0915）=2.33104（N/mm2）其中： Ec混凝土的最终弹性模量，MPa，可近似取28d的弹性模量，查表取用。露天养护期间混凝土综合温差为：T=T2+2/3T（t）+Ty（t）Th=29.75+2/345.29+517.8=47.14（）其中：T2混凝土的入模温度，； Th混凝土浇筑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，；南昌地区为17.8；露天养护期间混凝土产生的降温收缩应力为：（15）=E（t）T/（1v）S（t）R=2.33104110-5（-47.14）/（10.15）0.30.32=1.24（MPa）75%R1/K=75%1.3/1.15=0.85（MPa）其中：S（t）考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.30.5；R混凝土的外约束系数，取0.32；v混凝土的泊松比，取0.15；R1混凝土的抗拉强度设计值，取1.3MPa；K抗拉安全度，取1.15.由计算知基础承台在露天养护期间混凝土有可能出现裂缝，在此期间混凝土表面应采取养护和保温措施，使养护温度加大（即Th加大），综合温差T减小，使计算的（15）小于0.85Mpa，则可控制裂缝出现。大体积混凝土结构的浇筑方案：因地下室底板面积大（2400m2），承台混凝土浇筑强度较大，为缩短浇筑时间，防止混凝土出现冷缝，混凝土应一次浇筑完成。拟采用两台泵车由东向西、由低跨向高跨并根据本工程承台结构的具体尺寸、捣实方法和混凝土供应能力结合现场实际情况施工。承台浇筑可按全面分层法施工。混凝土密实成型混凝土振动密实的原理是产生振动的机械将振动能量通过某种方式传递给混凝土拌合物时,受振混凝土拌合物中所有的骨料颗粒都受到强迫振动,它们之间原来赖以保持平衡并使混凝土拌合物保持一定塑性状态的粘着力和内摩擦力随之大大降低,受振混凝土拌合物呈现出所谓的“重质液体状态”,因而混凝土拌合物中的骨料犹如悬浮在液体中,在其自重作用下向新的稳定位置沉落,排除存在于混凝土拌合物中的气体,消除孔隙,使骨料和水泥浆在模板中得到致密的排列。因此振捣时应使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点一动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。插入式振动器时的振捣方法有两种：一种是垂直振捣，即振动棒 与混凝土表面垂直，其特点是容易掌握插点距离、控制插入深度(不得超过振动 棒长度的1.25倍)、不易产生漏振、不易触及钢筋和模板、混凝土受振后能自然沉实、均匀密实。另一种是斜向振捣，即振动棒与混凝土表面成一定角度，其特点是操作省力、效率高、出浆快、易于排除空气、不会发生严重的离析现象、振动棒拔出时不会形成孔洞。使用插入式振动器垂直操作时的要点是：“直上和直下，快插与慢拔；插点要均匀，切勿漏插点；上下要插动，层层要扣搭；时间掌握好，密实质量佳”。操作要点中的“快插慢拔”。快插是为了防止先将表面混凝土振实而无法振捣下部混凝土，与下面混凝土发生分层、离析现象；慢拔是为了使混凝土填满振动 棒抽出时所形成的空隙。振动过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使上下混凝土振捣均匀。振捣时插点排列要均匀，可采用“行列式”或“交错式”的次序移动，且不得混用，以免漏振。每次移动间距应不大于振捣器作用半径的1.5倍，一般振动棒的作用半径为3040cm。振捣上一层时应插入下层5cm，以消除两层间的接缝。表面振捣器的移动间距，应保证振动器的平板覆盖已振实部分的边缘。振动器与模板的距离不应大于振动器作用半径的0.5倍，并应避免碰撞模板、钢筋、芯管、预埋件等。浇筑砼时应连续进行如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层砼凝结前，将次层砼浇筑完毕。间歇的最长时间按所用水泥品种、气温及砼凝结条件确定。混凝土的测温 1、测温管理。设专职测温员，将当日测温表项填写完整并签字后，及时交给技术管理人员，使管理层掌握第一手资料。另一方面各管理层应及时对有代表性的孔位掌握测温记录值，绘制该孔位的中部温度和上部温度变化曲线，以便准确推算温度变化趋势，确认是否增加覆盖和采取其他措施。 测温范围包括：大气温度、混凝土入模温度、混凝土养护温度。 测温次数：大气温度每天测四次，即每天2时、8时、14时、20时；在混凝土温度上升阶段每2-4小时测温一次，温度下降阶段每8小时测温一次。 2、测温点的布置。为保证测温点的代表性和可比性，混凝土测温孔按不大于25mm一个孔的原则布置，工程共布置12个中层测温点和12个表层测温点。 中层测温点处预埋900mm长测温管，测温管用DN20铁管制作，底部用铁板封死，埋入混凝土内850mm，上部外露50mm。表面测温点预埋300mm长测温管，埋入混凝土内250mm，外露50mm。待底板钢筋绑扎好后，将测温孔的铁管点焊在排架钢筋上，上部管口用塑料袋包住以防灌进混凝土。测温管口在测温和不测温时，都要用棉花堵紧，测温仪在测温孔停留时间应在大于3分钟时进行读数，并作好记录。注意：一个测温孔只能反映一个点的数据，不能采取通过沿孔洞高度变动测温探头的方法来测孔中不同高度位置的温度。 混凝土养护包括人工养护和自然养护,现场施工多采用自然养护。混凝土浇捣后所以能逐渐硬化,主要是因为水泥水化作用的结果, 而水化作用则需要适当的温度和湿度条件。所谓混凝土的自然养护,即在平均气温高于+5的条件下于一定时间内使混凝土保持湿润状态。混凝土浇筑完毕12h以内就应开始养护,干硬性混凝土应于浇筑完毕后立即进行养护。 本工程混凝土掺有缓凝剂并有抗渗要求，混凝土养护时间不少于14d。采用洒水养护即用能含较多水分的毛毯等将混凝土覆盖,