横店大厦项目大体积砼施工专项方案

横店大厦项目大体积砼施工横店大厦项目大体积砼施工专项方案专项方案 苏斌 一 工程概况 1 本工程地下室三层 底板厚 0 9m 承台厚 1 5m 基坑面积约 7456m2 基础承台体积大 数量多 设计有多条纵横向后浇带 按后浇带分成多个施工 段进行浇筑 2 凡是结构物单面散热的断面最小尺寸在 80cm 双向散热在 100cm 以上 水化热引起的砼体内最高温度与外界气温之差 超过 25 的砼 均可称为大体 积砼 大体积砼具有以下特点 砼结构物体积较大 需要浇筑大量的砼 大体积砼多用于地下或半地下建筑结构 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 有 的还要求具有抗冲击或抗震动及耐侵蚀性等性能 大体积砼强度等级比较高 单位水泥用量较大 水化热和收缩容易造成 结构开裂 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 3 工艺原理 大体积砼施工是通过对砼温度和应力的计算 主要包括拌合温度 出罐温 度 浇筑温度 绝热温度 内部实际最高温度 表面温度及温度应力计算 确 定控制温度的措施 并对砼搅拌 运输 入模 浇筑等全过程及配合比 外加 剂的优选 在确保砼具有良好的和易性和温度变化的情况下 采用科学管理方 法 严密组织施工 采取相应技术措施妥善处理温度差值 合理解决温度应力 并控制好裂缝的开展 以满足结构物浇筑的需要 4 工艺流程 施工准备 清理模板 钢筋加工安装完毕 埋设测温装置 确定砼配合 比 砼搅拌 砼运输 砼浇筑 分层 砼振捣 砼养护 测温 5 机具设备 大体积砼体积大 用量多 要求在加强带分块范围内连续施工 确保大体 积砼的整体性和施工质量 本工程考虑使用商品砼 并配用砼搅拌运输车和泵 车进行输送 根据后浇带最大分块的砼量为 1500m3 配备 2 台砼泵车 一台备 用根据运距 配备砼搅拌运输车 15 辆 砼振捣棒 10 套 平板振动器 2 台 括 尺等设备 配备 125 砼输送管及拐弯角度的短管 砼布料软管及可拆驳输送 管 配空气压缩机 清理输送管时用于推动清洗球 可减少现场搅拌设施 减 少噪声粉尘对周围环境的污染 6 劳动组织 根据本工程大体积砼数量和设计的要求 合理地组织施工现场劳动力 地 下室砼底板施工劳动组织见下表 序号工程名称人数序号工作名称人数 1泵车工48钢筋监护3 2装拆输送管69模板监护3 3吊车工210现场指挥3 4砼浇筑工4011电工值班3 5砼振捣工1512砼面括平抹压6 6砼试验员313砼养护工3 7砼测温员3 二 施工准备 1 材料准备 水泥 砂 石 外加剂 粉煤灰等材料质量及配合比设计试验委托杭州市 的商品砼公司分别控制 并统一配合比 2 作业条件 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 隐 预检手续 浇筑砼所用架子及走道应支搭完毕 并经检查合格 砼泵站应备有足够功率和稳定电压的电源 有可能停电时 还应配备发 电设备 泵车已试运转正常 振捣器已准备就绪 塔吊运转正常 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 施工前应根据砼浇筑量 工期 构件特点 泵送能力等确定砼的初凝时 间 布料方法 并编制浇筑作业方案 工地负责人已对各班组进行全面施工技术交底 三 操作工艺 1 浇筑前将模板内杂物清除干净 对砼垫层应浇水润湿 但基层表面不应 留有积水 2 砼配合比和坍落度值由商品砼公司提供 坍落度在现场测试 及时反馈 严禁在现场随意加水以增大坍落度 3 泵送工艺 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 泵送应先远后近 在浇筑中逐渐拆管 由南向北进行 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 泵送管道的水平换算距离总和应小于设备的最大泵送距离 水平距离换 算见下表 管子种类管子特征水平换算长度 m 100mm4 125mm5 向上垂直管 每 m 150mm6 橡胶软管5 8m30 转弯半径 r 1m转弯半径 r 0 5m 90 角 912 45 角4 56 30 角34 弯管 每个 15 角1 52 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 本工程采用 2 台砼泵车同时泵送 应预先规定各自的输送能力 浇筑区 域和浇筑顺序 并应分工明确 互相配合 统一指挥 四 砼的浇筑 1 砼必须连续浇筑 一般应分层浇筑 分层捣实 根据整体性要求 结构 大小 钢筋疏密 砼供应等具体情况 本工程采用斜面分层法浇筑 此法适用 于结构的长度超过厚度的三倍 本工程地下室底板及所有承台结构的砼浇筑厚 度均超过 500mm 可按 1 6 1 10 坡度分层浇筑 且上层砼 应超前覆盖下 层砼 500mm 以上 砼浇筑温度不宜超过 28 指在砼 50 100mm 深处的温度 当每块砼浇筑到最后离边模板 5m 左右时 应将布料管转移到边模板处 使砼从 边缘向中间浇筑 不使浮浆 砂浆集聚在边模板处 2 本工程采用输送管输送砼 应由远而近浇筑 本工程在后浇带分块范围内不允许留施工缝 区域内的砼底板 砼承台及 浇筑上下层之间的砼浇筑间歇时间 不得超过砼初凝时间 3 砼振捣 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 高刮平 用铁抹子拍压 木抹子搓平 4 砼养护 砼振捣完毕并挂平后应随即覆盖 采用塑料布密封养护 防止砼脱水龟裂 加盖保温材料能有效地控制砼内部和表面的温差 以及砼表面和大气的温差 从而防止砼因温差应力而产生的裂缝 保温材料的拆除时间应以砼内部和表面 温差以及表面和大气的温差均小于 25 为准 一般砼浇筑完毕 第三 四天为 升温的高峰 其后逐渐降温 保温材料的拆除以 10d 时间为妥 降温速度不宜 过快 以防温差应力产生裂缝 五 测温工作 在大体积砼施工中 为了控制砼两个温差以及校验计算与实测值的差别 应随时掌握砼温差动态 测温工作至关重要 可采用预埋温度传感器测温法进 行测温 同时还配合使用普通玻璃棒式温度计进行校验 测温工作内容 1 传感器在混凝土浇筑前按测温点预定的位置进行埋设 留出电线头 以 便测温 2 测温记录的内容包括测温点的编号 上表面中心温度 下表面温度 环 境温度 测温时间 记录人等 3 每次测温时 应立即记录温度数据 并计算出混凝土中心与上表面温度 的差值 作温控依据 4 测温时间安排 A 从开始测温至混凝土中心达到最高温度并稳定下降 1 天 每小时测温一 次 预计在开始浇筑后第三天前后混凝土中的温度升至最高温度 之后混凝土 中的温度逐渐下降 B 之后 4 天 每 4 小时测温一次 再这 4 天后 每 8 小时测温一次 由此 至结束 每 12 小时测温一次 C 以上过程从第二个 4 天起 当出现混凝土中心与大气温度之差小于 25 时 该测点可结束测温 测温原理概述 为了全面反应砼在温度场的变化情况 应根据结构的具体情况埋设热电偶 温度计 测温度的位置必须具有代表性 按浇筑高度断面 应包括底面 中心 和表面三种情况 本工程在底板厚度为 1m 以上的承台中 每测点在上表面内 100mm 处设一测点 在离上表面 600mm 处 中心 设一测点 在离上表面 0 9m 处 底部 设一测点 在底板厚度为 2 8m 的承台中 每测点在上表面内 100mm 处设一测点 在离上表面 750mm 处 中心 设一测点 在离上表面 1400mm 处 底部 设一测点 按平面尺寸方向 一般为 10m 左右设观测点 并应距结构 边缘 1m 在测温过程中 警戒温度为 23 当发现温度差超过 25 时 应及时 加强保温或减缓拆除保温材料 从而防止产生砼温差应力裂缝 1 大体积混凝土的特点 由于大体积混凝土的截面尺寸较大 在混凝土硬化期间水泥水化过程中所 释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩 以及外界约束条件的共同作用 所产生的温度应力和收缩应力 是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素 在大体积混凝土施工中 必须考虑温度应力的影响 并设法降低混凝土内部的 最高温度 减少其内外温差 温度应力的特性等多种因素 所以采用温度差控 制的方法以确保混凝土质量 作为大体积混凝土在设计上为了满足生产工艺 使用功能和构造要求 其截面尺寸往往很大 而布局则相应显得较为规则 外 荷载或次应力引起裂缝的可能性很小 由于混凝土各项技术指标要求高 水泥 用量多 水泥水化所释放的热量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混凝土产生裂缝的主要原因 由于大体积高强混凝土具有结构厚大 数量多 钢筋密 工作环境复杂和 技术要求高等特点 故除了满足必要的强度 刚度耐久性外 还应满足下列要 求 充分利用 双掺 技术 外加剂加掺合料 在降低混凝土成本的同时 提高混凝土的性能 满足高强低热混凝土所应达到的各项技术指标 本工程砼中考虑掺入适量膨胀剂 作为大体积混凝土 其首先应解决的问题是混凝土中因温度变化所引起 的应力状态对结构的影响 故混凝土的试配应充分考虑减少单方混凝土水泥用 量 降低混凝土内部绝热温升 2 大体积混凝土温度控制 混凝土内部最高温升的理论计算 根据精确度要求 在混凝土内部最高温升值计算中只考虑单位胶凝材料用 量和混凝土入模温度两个主要因素 而忽略其他次要因素 根据所掌握的混凝 土配合 所计算的大体积混凝土水化热所产生内部内最高温升值如下 Tmax a w0 10 wf 50 T0 式中 T0为混凝土入模温度 气候常温 Wf为粉煤灰用量 kg W0为水泥用 量 kg a 为采用普通硅酸盐水泥时的系数 取 1 15 养护保温计算 大体积混凝土的养护 其主要作用是为了保温和保湿 尽量大可能控制混 凝土的内外温差 防止大体积混凝土出现贯穿性裂缝 为便于施工和提高养护 效率 采用草袋加 2 层塑料薄膜的复合养护方法 塑料薄蜡的密封性能改变了 草袋易于通风透气的问题 草袋养护材料的厚度由下式计算可得 0 5H Tn Th K 1 Tmax Tn 式中 为草袋厚度 m H 为大体积混凝土厚度 为草袋的导热系数 0 14W m k 1为混凝土的导热系数 2 3W m k Tn为混凝土与养护材料 接触面温度 当混凝土内外温差控制在 25 时 Tn Tmax 25 46 Th施工时大 气平均气温 K 传热系数修正值 K 1 3 由此得 0 5 H Tn Th K 1 Tmax Tn 0 045m 4 5cm 即通过理论计算采用草袋进行大体积混凝土养护时 草袋 2 层 其内 外 部温差可控制在 25 以内 以满足规范规定的要求 计算机在大体积混凝土温控中的应用 随时掌握混凝土内部温度变化情况是指导大体积混凝土养护工作的关键所 在 为及时控制和了解底板施工时 混凝土内部各阶段 各部位温度变化情况 做到信息化施工 该工程采用温度传感器联电子计算机的全自动测温方法 采 用了热电偶测温仪 把铜 康铜热电偶埋置于混凝土中 利用电位差计原理 测出测点和冰点间的电位差 然后通过计算机处理后 换算出两点间的温度差 从而确定测点的温度 该仪器装置读数精度为 0 1 以内 计算机与打印机相 连 可设置间隔 30min 自动打印记录 其测温原因如图所示 测温点根据底板形状进行布置 具体详附图 在中轴线上 斜线上以及一 些特殊位置上找出具有代表性的点 其点位布置基本应将整个底板覆盖起来 每个测温点按混凝土内上下底面及混凝土中心 3 处布置 3 个温度感应器 热电 偶 以便把同一立面上不同层次的混凝土内外温度差直接反映出来 为了使热 电偶准确反映出该处温度 混凝土浇筑前必须安装好测温系统 并且必须做到 以下几点 各热电偶及铜连线处套小瓷管在浇筑混凝土时 不使热电偶和线受损 热电偶加瓷套管后 按不同位置绑在钢筋上 但触头绝对不能碰到钢筋 以减少钢筋传热的影响 测温系统连接起来 必须做好基准点工作 这里用冰瓶来控制 0 基准 点 冰瓶内必须保持冰水混存 时常注意加冰 注意保护计算机与打印机 施工现场设工作棚 内要有良好通风和整洁 环境 使系统能正常工作 在混凝土初凝后 大约浇筑后 2h 开始测温 通过打印结果 列表分析划 出温度曲线 作为在施工过程中保持温差在控制范围内所采取保温措施依据 通过温度监测增加对混凝土表面草袋覆盖和围护 保持内外温差控制在 25 以内 以及底面和上表面混凝土温差在 20 取得相当好的效果 通过对 大体积混凝土浇筑凝结阶段的内外温差监测和采用适当的措施 使混凝土的温 度引起的应力和裂缝得到了控制 大大地降低了混凝土由于温差引起的质量问 题 使大体积混凝土质量得到保护 从而保证了建筑物基础工程质量 3 计算机电子测温的优点 通过计算机所提供的测温数据 在混凝土降温过程中 当混凝土内外温 差趋于平衡时 可在底板混凝土表面逐层取走草袋 有意识地加快混凝土降温 速率 使其逐渐趋于常温 顺利完成大体积的养护工作 在大体积混凝土浇筑后 用动态的监测手段对混凝土内部温度变化 用 数值表示出来 既科学又直观 更有利于做好混凝土保温保湿养护工作 做到 使混凝土缓缓降温 免发生急剧的温度梯度发生 加强测温和温度监测管理 实行信息化控制 随时控制混凝土内外的温 度变化差在 25 以内 基面和基底温差控制在 20 以内 及时调整保温及养护 措施 有效控制有害裂缝的出现 结合我公司以往的施工经验 通过对温测曲线分析 混凝土在浇筑后约 3 天后升温较快并且达到最高值 这时的内外温差也较大 可达 20 以上 超 过 23 时要采取技术措施 不宜在超过 25 再采用紧急措施 在浇筑 4d 后 温度下降较快 而且内外温差值也日趋减小 7 10d 后 温度变化日趋平缓 通过温度监测 也验证了混凝土水化热及养护保温的理论计算为今后施 工提供了有效依据 也给大体积混凝土浇筑与养护提供实践经验 六 质量及安全措施 1 质量标准 砼配合比应计量准确 砼平均强度应不低于设计强度 砼表面应平整 振捣密实 不准有蜂窝 露筋 裂缝等缺陷 砼在现场测定的坍落度与出站前测定的坍落度允许偏差不大于 20mm 2 施工注意事项及安全措施 施工注意事项 砼搅拌车卸料前应检查拌筒内拌合物是否搅拌均匀 砼搅拌车在现场交 货地点抽检的坍落度超过允许偏差值 20mm 时应及时处理 砼搅拌车卸车前已超 过配比中规定的缓凝时间应及时处理 砼输送管经过的位置