土建工程--大体积砼施工工法.docx

大体积混凝土施工工法一、前言一般认为：砼结构物最小断面尺寸达到1米以上，或由于水化热所引起的混凝土内最高温度与表面温度之差超过25,混凝土表面温度与大气温度之差超过20时的混凝土，均称为大体积混凝土施工。随着经济的高速发展，大体积混凝土被越来越多的运用在高层及超高层建筑的片筏基础或箱形基础、人防及地下建筑、大型公共建筑的基础底板，桩基础的承台、高层建筑转换层结构等关键部位。大体积混凝土施工过程中，如果在配合比设计、温差控制、浇筑方法、混凝土养护等方面处理不当，会造成温差应力、收缩等原因形成的裂缝，影响建筑物使用功能和安全。针对该问题，我们将以烟台龙海家园项目的大体积混凝土工程施工经验编写成工法。二、工法特点1、优化大体积混凝土配合比，配合综合温控技术，最大限度地减少因水化热引起的混凝土温差应力产生的裂缝以及混凝土收缩产生的裂缝。2、采用一次性整体浇注混凝土的方法，有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的抗震能力。3、本施工工艺，减少了施工工序之间的交叉，取消了各种施工缝的处理工作，从而简化了施工程序，加快了施工进度。三、适用范围本工法适用于工业与民用建筑中的筏板基础或箱形基础、人防及地下建筑、大型公共建筑的基础底板，桩基础的承台、高层建筑转换层结构等大体积混凝土的施工。四、工艺原理大体积混凝土施工工法是通过对混凝土配合比和外加剂的优选，在满足设计指标的前提下，降低水泥用量，采取综合温控措施，在计算混凝土内部温度场和应力的前提下，对混凝土搅拌、运输、入模、浇筑、测温、养护等全过程进行控制，防止混凝土结构裂缝的产生。五、施工工艺流程及操作要点51 工艺流程基槽底或防水层清理架设泵管（拖泵）混凝土浇筑混凝土振捣混凝土养护52 施工准备521 浇灌混凝土的模板，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。522 浇灌混凝土所用架子及走道应搭设完毕，并经检查合格。523 水泥、砂、石子及外加剂等经检查符合要求，试验室已下达混凝土配合比通知单。524 磅秤（或自动上料系统）经检查度量准确，振捣棒经检查试运转合格。525 工长根据施工方案对操作班组已进行全面施工技术交底，混凝土浇筑申请书已被批准。526 优化混凝土配合比1、混凝土配制强度等级按混凝土配合比设计规程JGJ55-2011执行，不宜超强，否则对温控不利，而且要尽可能利用后期强度，水泥宜采用中低水化热水泥，如矿渣硅酸盐类水泥。3、混凝土的水灰比宜在0.4-0.6，砂率宜为3545%，建议砂率取39%以上，初凝时间宜在4小时以上，坍落度在14-16cm。4、为了减少绝对用水量和水泥用量，改善混凝土和易性、可泵性和延长缓凝时间，可掺加优质粉煤灰和抗裂、防渗、减水、缓凝等外加剂。5、为补偿混凝土的收缩，应掺一定数量的UEA膨胀剂。6、细骨料宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应少于15%，含泥量不得大于1%。粗骨料宜采用连续级配，其针片状颗粒含量不宜大于10%，含泥量不得大于1%。527混凝土水化热试验1、大体积混凝土水泥水化发热量是温度裂缝控制最关键的一个参数，因此，在进行配合比试验时必须同时进行水化热试验研究。2、胶凝材料的水化热试验必须进行，并测量3天、7天、14天、28天的发热量。7天的水化热不宜大于270kj/kg。3、有条件时应尽可能进行混凝土的水化热试验，避免由胶凝材料的水化热推算混凝土水化热带来的误差，以提高试验的精度。528绝热温升值计算、测温点的设置及温差控制方法1、混凝土的水化热绝热温升值计算：T(t)=(WQ)/(c ) (1-e-mt)T(t)混凝土龄期为t时的绝热温升（）W每m3 混凝土的胶凝材料用量（kg/m3）Q胶凝材料水化热总量（kj/kg）c-混凝土比热，一般为0.92-1.0kj/(kg*)-混凝土的重力密度，2400-2500（kg/m3） m-与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，取值0.3-0.5（d-1）e=2.718 t混凝土龄期（d）2、对于大体积混凝土的测温，为了全面反应混凝土内温度场的变化情况，应根据大体积混凝土结构的平面形状尺寸、厚度等具体情况，合理、经济地布置测温点，并绘制测温点布置图。测温点的位置必须具有代表性，按浇筑高度断面，应包括底、中和表三种情况；按平面尺寸应分成边缘与中间两种情况。平面上利用对称性以减少测点，通常沿纵、横轴向或对角线方向分别布置在距顶面5cm、距底面5cm和中间，当结构厚度较大时，按500-800间距可适当增加测点的个数。具体测温原件的数量以及网络线的长度需根据工程的具体情况由计算确定。热电偶温度计底插入深度可按实际需要和具体情况而定，在浇筑高度方向测点距离一般为500800mm；在平面尺寸方向，一般为30005000mm，距边角和表面50mm。3、在温控工艺上一般可分为两大类，第一类是降温法，即在混凝土浇筑前，通过技术措施降低混凝土的入模温度，或在混凝土浇筑成型后，通过循环的冷却水进行降温，以减少混凝土内外的温差。第二类是保温法（又称隔热法）。即在混凝土浇筑成型后，利用混凝土初始温度加上水泥水化热的升温，使构筑物在养护过程中，通过覆盖保温材料减小混凝土表面温度的散失，使降温速率减慢，控制混凝土的内外温差，从而防止混凝土因温差过大引起变形而产生的温度裂缝。因此在实际应用中较多采用保温法。若混凝土绝热温升值较高或测温过程中温差较大，仅采用保温的方法仍不满足要求时，则需要采取暖棚加温的方法进行处理。保温材料所需厚度计算公式 =0.5hi (TB -TQ)/ 0 (Tmax -Tb)Kb-混凝土表面的保温层厚度0-混凝土的导热系数W/(m*K)i-第i层保温材料的导热系数W/(m*K)Tb-混凝土表面温度TQ-混凝土达到最高温度Tmax-混凝土体最高温度（）h-混凝土结构的实际厚度（m）TB -TQ可取15-20Tmax -Tb可取20-25Kb传热系数修正值，取1.3-2.3.在混凝土配合比、水泥水化热、混凝土绝热升温、施工方案及保温措施已基本确定的基础上，采用有限单元法，对大体积混凝土施工全过程进行分析，任意时刻、任意部位混凝土的温度场和温度应力的计算。5.2.9混凝土浇筑方案1、由于大体积混凝土温度裂缝控制是一个系统工程，涉及到方方面面，应成立由施工单位、监理单位、混凝土供应单位、温控监测单位等联合攻关小组。2、 混凝土浇筑方案应根据结构平面位置、混凝土工程量、混凝土供应能力、预期浇筑时间等确定混凝土泵的数量和平面位置以及搅拌运输车的台数等。5.2.10 输送管道设计1、混凝土输送管应根据工程和施工场地特点、混凝土浇筑方案进行配管，应尽可能缩短管线长度。为减少压力损失，少用弯管和软管。输送管的铺设应保证安全施工，便于管道清洗和故障排除。2、输送管道布置要求横平竖直。在同一条管线中，就采用相同管径的混凝土输送管；同时采用新、旧管段时，应将新管布置在压力较大处。3、混凝土输送管应根据粗骨料最大料径、输送距离等确定。当粗骨料最大料径为40mm时，混凝土输送管最小管径为125mm。53 操作工艺531 清理模板：浇筑前应将模板内的垃圾、泥土等杂物及钢筋上的油污清除干净，并检查钢筋的垫块是否垫好。如使用木模板时应浇水使模板湿润，但基层表面不应留有积水。532 混凝土的浇筑1、浇筑方案应根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、混凝土供应等具体情况，选用如下三种方式：图 大体积基础浇筑方案（a）全面分层；（h）分段分层；（c）斜面分层1）全面分层：在整个基础内全面分层浇筑混凝土，要做到第一层全面浇筑完毕回来浇筑第二层时，第一层浇筑的混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑好。这种方案适用于结构的平面尺寸不太大，施工时从短边开始，沿长边进行较适宜。必要时亦可分为两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行。2）分段分层：适宜于厚度不太大而面积或长度较大的结构。混凝土从底层开始浇筑，进行一定距离后回来浇筑第二层，如此依次向前浇筑以上各分层。3）斜面分层：适用于结构的长度超过厚度的三倍。振捣工作应从浇筑层的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土施工质量。分层的厚度决定于振动器的棒长和振动力的大小，也要考虑混凝土的供应量大小和可能浇筑量的多少，一般控制为30-50cm。2、不同浇筑区域之间、上下层之间的混凝土浇筑间隙时间不得超过混凝土的初凝时间。3、二次抹面：当大体积混凝土按基准标高面浇完一定数量后，在混凝土初凝前，用铝合金长刮尺表面刮平，木蟹打平，这是第一遍。第二遍待收水后，表面沿钢筋位置出现收水裂缝，用滚筒滚压数遍，用木蟹揉搓，闭合收水裂缝。533 混凝土的振捣1、振捣棒的操作、要做到“快插慢拔”。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。2、每一插点要掌握好振捣时间，过短不易捣实，过长可能引起混凝土产生离析现象，一般每点振捣时间一般为15-30s，并且在20-30min后进行二次复振。浇筑混凝土每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。3、振棒插入的间距一般为400mm左右，尤其对于预留洞、预埋件和钢筋密集的部位应预先制定好相应的技术措施，确保顺利布料和振捣密实。534 混凝土测温与混凝土养护1、测温监控：混凝土测温阶段的要求：自混凝土入模开始测温，每隔2h左右测温1次。一般1014d后可停止测温，或温度梯度20时，可停止测温；每测温1次，记录、计算每个测温点的升降值及温差值；测温人员每天应及时将测温数据反馈给施工单位和监理单位。当混凝土内外温度差超过22时，应立即检查测温仪器是否发生故障，如有故障应及时加以排除。同时必须向现场施工管理人员报警。当超过25时，必须立即通知现场施工管理人员及相关人员采取相应措施：1）、对养护不到位的混凝土及时予以补救；及时加强保温或减缓拆除保温材料，从而防止产生混凝土温差应力裂缝。2）、 可考虑采用人工方法升高混凝土表面温度或增加草包覆盖层的层数。确保避免混凝土因温差应力造成的开裂。2、温度应力裂缝的预防措施：大体积混凝土在水化凝固过程中会产生大量的水化热，因混凝土表面、侧面热量散发较快，而内部热量散发较慢，故在混凝土中心与表面形成较大温差，如不采取适当措施，将在混凝土内部产生温度应力导致混凝土开裂。混凝土成型时，由于混凝土表面水泥浆较厚，选用长刮尺刮平，然后用木抹子抹平，待混凝土初凝后，再用木抹子抹压一遍，减少混凝土表面裂缝。在混凝土振捣完毕应随即覆盖，最好采用塑料薄膜密闭养护，防止混凝土脱水龟裂。加盖保温材料能有效地控制混凝土内部和表面的温差以及混凝土表面和大气的温差，从而防止混凝土因温差应力而产生的裂缝,必要时再在草包上面再覆盖一层塑料彩条布.3、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。保湿养护能防止混凝土表面脱水而产生表面干缩裂缝。在混凝土浇筑完毕12h内应选用低温下成膜性能好的养生液用农用喷雾器进行喷涂，然后覆盖两层适当湿水的草包，草包应上下错开，搭接压紧；对于底板四周侧面也采用喷涂养生液，覆盖2层草包的方式进行养护。在养护过程中可能会由于掺加外加剂的原因混凝土表面会提早泛白缺水，要浇水养护，冬季此时应在晴好天气的中午左右进行浇水，其它季节随即浇水，保温材料即掀即盖，切不可麻痹大意。4、保温材料的拆除时间应以混凝土内部和表面温差以及表面和大气温差均小于25为准。一般混凝土浇筑完毕，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以上为妥。不能一次全部拆除，必须在实时监控的基础上分期分批地逐渐拆除。降温速度不宜过快，以防温差应力产生裂缝。尤其要注意的是天气的变化，特别是寒潮来临之前一定要加强保温。5.3.5 大体积混凝土泌水处理大体积泵送混凝土属于大流动混凝土，混凝土采用分块分层浇筑，混凝土浇筑间歇时间较长（一般为1.5-3h即控制在混凝土初凝前），易产生泌水层。解决办法：在混凝土抄平时设置1的坡度将泌出水就近排入排水沟内，用隔膜泵通过集水井将多余水集中抽走，决不允许混凝土在水中浇捣，避免因水浸泡导致混凝土产生蜂窝、气孔，不密实。5.3.6 此外，还可采取一些构造措施以削弱温度应力,例如：1、对大体积混凝土基础与岩石、厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如铺沥青油毛毡等。2、在大体积混凝土基础内配置必要的温度钢筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。54劳动组织混凝土工程施工工种组成：混凝土工、木工、钢筋工、架子工、水电工、普工等（各工种具体人数视工程大小及进度要求进行安排）。541 根据大体积混凝土工程的规模大小和设计要求，合理地组织施工现场劳动力，一般施工现场劳动力组织与普通钢筋混凝土工程施工基本相同。542养护阶段：按二班、三班昼夜值班考虑，每台班技术干部一人，养护工人根据工作量安排。六、材料与设备大体积混凝土体积大、用量多，要求连续施工，确保大体积混凝土的整体性和施工质量。因此一般使用商品混凝土，并配用泵车进行输送。混凝土泵和搅拌运输车的台数可根据混凝土工程的大小及预计的浇捣时间来确定。61 材料611 水泥：应选用水化热低、初凝时间较长的矿渣水泥，如P32.5、P42.5矿渣硅酸盐水泥。其强度等级应符合设计要求，进场时必须有质量证明书及进场试验报告。612 砂：宜选用粗砂或中砂，混凝土等级高于C30时，含泥量2；混凝土等级高于C60时，含泥量1。6.1.3 石子：粒径531.5mm连续级配的碎石或卵石均可。当混凝土采用泵送时，碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于13；卵石宜小于或等于12.5。混凝土等级高于C30时，含泥量不大于1；混凝土等级高于C60时，含泥量不大于0.5。614 混凝土外加剂：选用缓凝减水剂，根据气温变化调整其掺量，具体掺量应由试验室试配确定。6.1.4 粉煤灰：粉煤灰可以提高混凝土的和易性，改善混凝土的工作性能，同时可以代替水泥，降低水化热。掺量宜为水泥用量的15-20，其质量应符合国家现行有关标准。6.2 主要机具：混凝土搅拌台、混凝土运输车、混凝土泵车、混凝土输送管、布锹、插入式振动器、抹子、铁插尺、胶皮水管、铁板、串桶。机具设备详见下表机具设备表序号名称规格或型号单位数量备注1混凝土泵车根据工程规模及工程量确定台数量均由计算确定泵送混凝土2混凝土运输车辆运输混凝土3混凝土输送管米输送混凝土4布料杆台输送混凝土5插入式振动器台振捣混凝土6混凝土试模个制作试块7坍落度筒测坍落度8塑料薄膜用于保湿9彩条布用于保湿10毛 毡用于保温11测温原件（热电偶）个用于测温12网络线米用于测温13巡检仪台用于测温14计算机台用于测温七、质量控制7.1 混凝土配合比应准确，混凝土平均强度应不低于设计强度。严格控制混凝土原材料的质量和技术标准，水泥应现场进行抽检实验，外加剂应应进行相关性能试验，有条件的单位应进行水化热试验，控制粗细骨料的含泥量。严格按混凝土配合比进行，计量准确。7.2 控制混凝土水灰比和坍落度。 7.3 采用综合措施，控制混凝土初始温度。7.4 根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少水泥和用水量，减少水化热和收缩