环基大体积混凝土防裂施工方案4

1 编制依据 编制依据 1 1 空冷塔环基土建施工图 F1911S S6004 04 1 2 电力建设施工质量验收及评价规程 第 1 部分 土建工程 DL T5210 1 2012 1 3 电力建设施工及验收技术规范 建筑工程篇 SDJ69 87 1 4 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300 2001 1 5 火电施工质量检验及评定标准 建筑工程篇 1 6 水工混凝土施工规范 DL T5144 2001 1 7 工程建设强制性条文 工业建筑部分 2002 年版 1 8 混凝土结构工程施工及验收规范 GB50204 2002 1 9 混凝土强度检验评定标准 GBJ107 87 1 10 钢筋焊接接头试验方法标准 JGJ T27 2001 1 11 大体积混凝土施工规范 GB50496 2009 1 12 双曲线冷却塔施工验收规范 GB50573 2010 1 13 电力建设安全工作规程 火力发电厂部分 DL5009 1 2002 2 工程概况 工程概况 北方和林发电厂 2 660MW 超临界机组间冷塔工程 间冷塔环基内半径为 72 035m 外 半径为 84 035m 宽 12 00m 高 2 00m 环基施工按设计分 24 段跳仓施工 每段砼量约 490m3 混凝土强度等级均为 C35 F200 W6 3 大体积砼施工 大体积砼施工 3 3 1 1 环基混凝土浇筑环基混凝土浇筑 本次砼浇筑作业的振捣 模板维护人员安排完毕 搅拌机 振捣器 振捣棒等机具认真 检查一遍 砂 碎石 水泥进场后必须检验复试合格并进行计划储备 同时在施工开始时 组织进料 以满足混凝土连续浇筑的要求 基础为 500m3 的大体积混凝土 由于凝结过程 中水泥会散发出大量的水化热 因而形成内外温度差较大 产生温度应力 易使混凝土产 生裂缝 因此 采取以下预防措施 选用低水化热水泥 P O42 5 水泥 混凝土中掺入减水剂和粉煤灰 以减少水泥用量 降低水化热 选择合宜的砂石级配 石子 10 31 5mm 砂为中砂 尽量减少水泥用量 避免阳光直接照射 砂石骨料进行遮盖 降低水温 以此降低混凝土入模温度 3 3 1 1 1 1 浇筑机械及照明布置 浇筑机械及照明布置 采用 2 台汽车泵 振捣器 6 台 备用 2 台 搅拌站采用 180 型搅拌 另联系河南搅拌站备 用 照明 2 台大镝灯 3500W 台 6 个小镝灯以确保夜间作业光线充足 3 3 1 1 2 2 作业人员分配作业人员分配 分两班作业分两班作业 施工指挥 1 人 值 班 长 2 人 白班 夜班各 1 人 振捣工 6 人 班 机械指挥 2 人 班 泵车司机 4 人 班 搅拌司机 1 人 班 铲车司机 1 人 班 电 工 2 人 班 木工维护 2 人 班 配合振捣及瓦工的力工 12 人 班 罐车司机 6 人 班 瓦 工 6 人 班 配合 1 座搅拌站的力工 3 人 班 配合泵车的力工 4 人 班 测温 养护 4 人 机械维修 2 人 应急预备人员 20 人 3 3 2 2 混凝土搅拌 混凝土搅拌 混凝土搅拌机采用 180 型搅拌站 搅拌站平均搅拌效能力为 180m3 h 混凝土搅拌前 加水空转数分钟后 将基水倒净 试拌筒充分湿润 搅拌第一盘时 考虑 砂浆损失 石子用量应按配合比规定减半 搅拌好的混凝土要卸净 在混凝土未出料前不 得再投入板合料 搅拌时间不得少于 180s 3 3 3 3 混凝土运输 混凝土运输 采用混凝土罐车运输 每盘卸出 1 4 或 3 4 时 取样作塌落度试验 试 样塌落度之差不超过 2cm 3 3 4 4 混凝土浇筑 混凝土浇筑 混凝土泵车浇筑 由一点投入混凝土 沿两侧圆弧进行浇筑 采用 斜面分层赶浆法流水施工 每层坡角15 20 每层浇筑厚度 200 300mm 每层最 大面积 90m2 最大混凝土浇筑量为 27m3 混凝土浇筑能力 130m3 h 满足基础混凝土 连续施工要求 3 3 5 5 混混凝凝土土振振捣捣 采用分层斜坡式振捣 每个浇筑方向配置3 台插入式振捣器 振 捣要求快插慢拔 在振捣过程中 将振捣棒上下略为抽动 以使上下振捣均匀 每 混凝土初始投入点 浇筑方向 混混凝凝土土分分层层赶赶浆浆施施工工示示意意图图 点振捣时间控制在 20s 30s 应以混凝土表面不再显著下沉 不再出现气泡 表面泛 出灰浆为准 振捣间距不大于 500mm 振捣棒插入下层混凝土不得小于50mm 插入 振捣棒距模板 150 200mm 不宜紧靠模板振捣 并应尽量避免碰撞钢筋 3 6 压压面面 在混凝土达到初凝前 由瓦工进行表面压光处理 首先用 6m 木方在混凝土表 面上来回蹭磨 将斜面粗略找平 然后再用抹子压光 必须 24h 专人坚守 压至初凝结束 3 3 7 7 混混凝凝土土养养护护 环基混凝土采用覆盖 1 层塑料布外罩 棉被养护 养护时间不得少于 7 天 棉被必须保持湿润 在砼表面与塑料布间浇水养护 浇水间隔时间以保证砼湿润 为准 以此达到控制内外温差 22 规范要求 25 当混凝土表 中 下温差小 于 10 度时 方可拆模 拆模后为了保温根据当时气温采取相应的保温措施 3 3 8 8 测测温温 混凝土浇筑完压平 达到初凝后 开始进行混凝土测温 并建立测温记录 前 3 至 5 天每 4 至 6 小时测一次 后 2 天每天测 2 次 共测 7 天 当温差接近 22 规范要求 25 时 应在混凝土表面再加厚覆盖 棉被及一层塑料布 并及时浇水养 护 混凝土表 中 下温差小于10 度时 停止测温 测温孔均匀布置10 点 每点分 别测表 中 下三个部位 插入深度及部位如下图 20测温管 测温点位示意图 每段测温点位布置图 4 质量保证措施 质量保证措施 4 1 相邻模板的缝隙用胶带粘贴 4 2 模板与垫层间用 20 厚海棉 4 3 模板安装后应及时清理仓内杂物 4 4 指派专人进行监护 4 5 在混凝土浇筑完 达到初凝前 由瓦工进行表面压光处理 4 6 表面刷透屏油 且薄而均匀 颜色一致 4 7 如遇大雨天 混凝土浇筑无法进行时 应及时用五色布保护内外钢筋上表面 以减少 雨水进入仓中 再浇筑时 必须排除积水 混凝土初凝后 混凝土表面应凿毛 按施工缝处 理 4 8 及时调整混凝土配合比 测砂 石含水率 调整混凝土施工配合比 4 9 温度裂缝预防措施 4 9 1 优化砼配合比减小水泥用量 同时加入适量的粉煤灰 4 9 2 根据测温记录采取相应保温措施 以保证将温差控制在 22 之内 5 安全保证措施 安全保证措施 5 1 落实安全责任制度 5 2 进入施工现场必须正确佩戴安全帽 5 3 经常检查施工机械 保证正常运转 5 4 电气设备 机械设备非专业人员不得操作 5 5 所有电气设备 必须有防雨 防潮设施 并有接地或接零保护 5 6 严禁酒后进入施工现场 5 7 进入现场着装应符合施工安全要求 5 8 作业区内设置专职安全员 5 9 所有作业人员必须经过三级安全教育 并经考试合格上岗 5 10 所有作业人员必须体检 符合安全规程要求后方可上岗 5 11 浇筑混凝土用振捣棒振捣时 振捣人员应穿绝缘鞋 戴绝缘手套 5 12 一切工作必须按操作规程 安全制度及公司有关规定进行 5 13 施工前由施工技术人员对施工人员进行安全 质量交底 执行双签字制度 5 14 打混凝土时罐车由专人指挥 混凝土泵车的臂杆下不得站人 输送混凝土的钢管接 口要正确 牢固 5 15 夜间施工应有足够的照明 照明设备应使用工作行灯 如发现照明不足或故障应请 专业电工修整 非专业人员不得乱动 模板加固 施工示意图 5 16 杜绝野蛮施工 做到 三不伤害 即 不伤害他人 不伤害自己 不被他人伤 害 6 混凝土抗裂及保温验算 混凝土抗裂及保温验算 大体积混凝土浇筑裂缝控制的施工计算大体积混凝土浇筑裂缝控制的施工计算 裂缝控制原理在大体积混凝土浇筑前 根据施工拟采取的防裂措施和现有的施工条件 先 计算混凝土的水泥水化热的绝热最高温升值 各龄期收缩变形值 收缩当量 温差和弹性模量 然后通过计算 估量可能产生的最大温度收缩应力 如不 超过混凝土的抗拉强度 则表示所采取的防裂措施能有效控制 预防裂缝的 出现 如超过混凝土的抗拉强度 则可采取措施调整混凝土的入模温度 降 低水化热温升值 降低混凝土内外温差 改善施工操作工艺和混凝土拌合物 性能 提高抗拉强度或改善约束等技术措施重新计算 直至计算的应力在允 许的范围 1 计算参数 环基尺寸长度 l m 宽度 b m 厚度 h m 20 41122 00 混凝土标号C35F200W6 混凝土配合比水泥水砂石粉煤灰 外加 剂 42 5 普硅中砂碎石 5 31 5 重量 kg m3 37016868610709512 比容热 C Kj kg K 0 84 4 20 840 840 920 92 热当量 Wc Kj 295 68663 6556 92948 3691 08 8 09 6 砼浇筑示意图 材料温度 Ti 摄氏度 302424243024 热量 Ti Wc 8870 415926 413366 0822760 642732 4 194 30 4 混凝土浇筑温度 Tj 25 40 混凝土入模温度 T0 25 40 外界气温 24 2 混凝土的最终绝热温升 Tmax Tmax mc Q c 56 7 其中mc 每立方米混凝土中水泥用量 kg m3 370 Q 水泥 28d 水化热 kJ kg 375 c 混凝土的比热 J kg K 0 97 混凝土的密度 kg m3 2400 3 各龄期混凝土的绝热温升 T t T t Tmax 1 e mt 其中m 经验系数 随水泥品种 比表面及浇筑温度而异 0 384 e 常数 2 718 t d 混凝土的龄期 计算结果混凝土龄期 t d T t 3 38 8 6 51 0 9 54 9 12 56 1 15 56 5 18 56 6 21 56 7 24 56 7 27 56 7 30 56 7 4 各龄期混凝土内部最高温度 Tn t Tn t Tj T t 其中 不同龄期和浇筑厚度的降温系数 查表 混凝土龄期 t d 3 0 65 6 0 62 9 0 59 12 0 48 15 0 38 18 0 29 21 0 23 24 0 19 27 0 16 30 0 15 计算结果混凝土龄期 t d Tn t Tn t 3 50 6 6 57 0 6 4 9 57 8 0 8 12 52 3 5 5 15 46 9 5 5 18 41 8 5 1 21 38 4 3 4 24 36 2 2 3 27 34 5 1 7 30 33 9 0 6 混凝土龄期 t d 与外界气温之差 T1 t T1 t Tn t Tj 3 26 6 6 33 0 9 33 8 12 28 3 15 22 9 18 17 8 21 14 4 24 12 2 27 10 5 30 9 9 5 各龄期混凝土表面温度 Tb t Tb t Tq 4 h H h T1 t H2 其中Tq 不同龄期的大气平均温度 24 H 混凝土的计算厚度 m H h 2h 3 67 h 混凝土的虚厚度 m h K 0 83 K 计算折减系数 0 666 混凝土的导热系数 W m K 2 3 模板及保温层的传热系数 W m2 K 1 i i 1 q 1 84 i 各种保温材料的厚度 m 棉被 0 03 0 0025 i 各种保温材料的导热系数 W m2 K 0 06 58 00 q 空气层传热系数 W m2 K 23 计算结果混凝土龄期 t d Tb t 3 42 7 6 47 2 9 47 7 12 43 9 15 40 1 18 36 5 21 34 1 24 32 5 27 31 4 30 31 0 龄期 t d 内部温度与表面温度之差表面温度与大气温度之差 T2 t Tn t Tb t T3 t Tb t Tq 37 9 18 7 69 8 23 2 910 1 23 7 128 4 19 9 156 8 16 1 185 3 12 5 214 3 10 1 243 6 8 5 273 1 7 4 302 9 7 0 6 各龄期混凝土收缩相对变形值 y t y t y0 1 e 0 01t M1 M2 M3 M10 其中混凝土在标准状态下的最终 极限 收缩值 y0 0 000 324 混凝土收缩变形不同条件影响修正系数 M M1普通水泥 1 00 M2水泥细度为 5000 孔 1 35 M3骨料为花岗岩 1 00 M4水灰比为 0 40 1 00 M5水泥浆量为 0 25 1 20 M6自然养护 28 天 0 93 M7环境相对湿度为 70 0 77 M8水力半径的倒数为 0 21 1 00 M9机械振捣 1 00 M10配筋率 0 07 0 86 M1 M2 M10 1 00 计算结果混凝土龄期 t d y t 3 9 55237E 06 6 1 88224E 05 9 2 78186E 05 12 3 65489E 05 15 4 50212E 05 18 5 32431E 05 21 6 1222E 05 24 6 89652E 05 27 7 64795E 05 30 8 37718E 05 7 各龄期混凝土的当量温差 Ty t Ty t y t 其中 混凝土的线膨胀系数 0 00001 计算结果混凝土龄期 t d Ty t Ty t 3 0 96 6 1 88 0 93 9 2 78 0 90 12 3 65 0 87 15 4 50 0 85 18 5 32 0 82 21 6 12 0 80 24 6 90 0 77 27 7 65 0 75 30 8 38 0 73 8 各龄期混凝土的弹性模量 E t N mm2 E t E0 1 e 0 09t 其中E0 混凝土的最终 28d 弹性模量 N mm2 3000 0 计算结果混凝土龄期 t d E t N mm2 3 7098 6 12517 9 16653 12 19811 15 22222 18 24062 21 25467 24 26539 27 27358 30 27983 9 混凝土的综合温度差 Tt T t T1 t Th 其中Th 混凝土浇筑后达到稳定时的温度 24 0 计算结果混凝土龄期 t d T t 6 9 04 9 9 80 12 4 34 15 1 12 18 6 17 21 9 56 24 11 83 27 13 53 30 14 09 10 各龄期混凝土的温度 包括收缩 应力 t N mm2 t E t T t S t R 1 其中S t 考虑混凝土徐变影响的松弛系数 查表 混凝土龄期 t d S t 6 0 519 9 0 475 12 0 442 15 0 411 18 0 389 21 0 369 24 0 355 27 0 341 30 0 331 R 混凝土的外约束系数 0 25 混凝土的泊松比 0 15 计算结果混凝土龄期 t d t N mm2 6 0 1728 9 0 2279 12 0 1119 150 0301 180 1699 210 2643 240 3278 270 3712 300 3840 11 计算结论 28d 混凝土抗拉强度 ft 2 01 N mm2 通过计算 说明由于降温和收缩产生的温度应力小于混凝土的抗拉强度 可采取一次连续浇筑环基混凝 土 不会产生贯穿的有害裂缝 大体积混凝土浇筑后裂缝控制的施工计算大体积混凝土浇筑后裂缝控制的施工计算 裂缝控制原理在大体积混凝土浇筑后 应根据实测温度值和绘制的温度升降曲线 分别计 算各降温阶段的混凝土温度收缩应力 如累计的总拉应力不超过同龄期的混 凝土抗拉强度 则说明采取的防裂措施能够有效控制和预防有害裂缝的出现 如超过该阶段的混凝土抗拉强度 则应采取措施加强养护 减缓其降温的速 度 提高该龄期的混凝土抗拉强度 以达到控制裂缝的出现 12 各龄期混凝土实际水化热最高温升值 Td Td Tn T0 其中Tn 各龄期混凝土温度值 计算结果混凝土龄期 t d Td 325 2 631 6 932 4 1226 9 1521 5 1816 4 2113 0 2410 8 279 1 308 5 13 混凝土水化热平均温度 Tx t Tx t Tb 2 Tn Tb 3 计算结果混凝土龄期 t d Tx t Tx t 348 0 653 8 5 8 954 4 0 7 1249 5 4 9 1544 6 4 9 1840 1 4 6 2137 0 3 1 2435 0 2 0 2733 4 1 5 3032 9 0 5 14 各龄期混凝土综合温差 T t T t Tx t Ty t 计算结果混凝土龄期 t d T t 6 4 9 90 2 125 8 155 8 185 4 213 9 242 8 272 3 301 2 15 各龄期混凝土总温差 T0 t T0 t T t 22 5 16 最大温度应力值 t N mm2 t 1 1 1 cosh l 2 E t T t S t 其中 约束状态影响系数 Cx h E t 1 2 Cx 地基水平阻力系数 N mm3 1 50 l 混凝土结构物长度 mm 20260 S t 考