大体积混凝土浇筑施工技术

北京城建二公司重庆分公司重庆万豪国际会展大厦,编制人：黄恒杨星杜兴龙,2004年12月20日,4.5m超厚大体积混凝土浇筑施工技术,目录,一、工程简介,二、施工难点,四、工程附图,五、技术经济指标,三、施工措施和计算,一、工程简介：,重庆万豪国际会展大厦位于解放碑闹市区，是重庆市渝中半岛形象设计中两组超高层建筑群之一，为西南第一高楼，是一幢集停车、商业、公寓、办公、会展为一体的综合性建筑。地下五层，地上七十三层，总建筑182893m2，总建筑高度为333m。采用钢混组合框架核心筒结构体系，塔楼区域采用钢结构，七层以下为钢骨混凝土结构，裙房区域采用框架剪力墙钢筋混凝土结构。,塔楼基础底板厚度为4.5m（电梯井处厚6m），长、宽均为25.8m。混凝土强度等级为C40，抗渗等级为S8。一次性浇筑混凝土方量为2800m3，为超厚大体积混凝土。,二、施工难点,1、筏板厚度为4.5m，最厚处6m，一次性浇筑方量2800m3。,2、施工期间大气温度高，平均气温在30以上。,3、重庆建筑市场没有矿渣水泥。,5、加冰降低混凝土入模温度，采用循环水降低温度峰值。,4、重庆地区没有中砂，只有细沙。,三、施工措施：,1、浇筑前的准备工作,首先，选定在生产能力、技术力量、服务质量等方面全面衡量的重庆市庆阳混凝土搅拌公司，由该公司统一进行材料的采购工作，由监理、业主和施工三方对采购的材料进行抽样检查。,其次，掺加JY-1高效减水剂，以减小水泥用量，改善和易性，推迟水化热的峰期值。加入ZY膨胀剂，使混凝土得到补偿收缩。,根据大体积混凝土的特性，为了避免产生有害裂纹，我公司从浇筑前准备、浇筑前裂缝控制计算、浇筑过程控制和浇筑后养护四方面着手考虑。,再次，由庆阳混凝土搅拌站试验室确定配合比及外加剂用量，并报甲方、监理、设计、施工单位五方进行综合讨论其合理性。在水泥品种上，因重庆地区无矿渣水泥，只能采用普通硅酸盐（P.O42.5），并加入适量的掺加粉煤灰和矿渣粉取代部分水泥，减小水泥用量，改善混凝土的塑性和可泵性；在粗骨料的选用卵石保证骨料连续积配，使混凝土具有较好的和易性和较高的抗压强度。细骨料选用机制砂（细度模数3.5）和细砂（细度模数1.2）混合砂。严格控制砂、石的含泥量，石子的含泥量控制在小于1%，砂的含泥量控制在小于2%。,第四，我方要求混凝土入泵塌落度严格控制在18020mm，控制水泥的进场时间（提前两天），控制水泥温度；对机制砂、石子进行喷淋，降低砂、石温度；在搅拌时采用冰水搅拌；运输中对罐车进行隔热措施和浇筑时对输送泵管覆盖隔热，要求混凝土入模温度不得高于30，保证混凝土质量。,第五，为了防止混凝土出现表面裂缝，经与甲方、设计协商，在30cm面层中配置12单层双向钢筋。,第六、混凝土设计配合比,a、混凝土导热系数计算=1/100（12.612.218+54.052.908+25.233.082+8.110.6）=2.678w/mk,b、混凝土比热计算C=1/100(12.610.536+54.050.708+25.230.745+8.114.178)=0.978KJ/kg.k,c、热扩散系数计算a=2.678/0.9782370=1.16106m2/s,2、混凝土浇筑前裂缝控制计算,其中：查表得石子最大粒径20，混凝土的密度=2370,d、本工程采用加冰代替部分拌和水，以降低混凝土浇筑入模温度和最高温度。浇筑混凝土期间没有雨情，测定砂含水率为5，石含水率为1。Tc=45Tw=31Ts=40Tg=36如在施工过程中天气炎热，使砂、石温度升高，可采用加大加冰以保证混凝土入模温度低于30。To=28.1,e、混凝土水化热温升值计算最终绝热温升值Th=280377/0.9782370=45.5水化热绝热温升值：T（t）=（1-e-nt）,T=1d1-e-nt=0.334T1=Tmax0.334=15.2T=2d1-e-nt=0.556T2=Tmax0.556=25.3T=3d1-e-nt=0.704T3=Tmax0.704=32.03T=4d1-e-nt=0.803T4=Tmax0.803=36.54T=5d1-e-nt=0.869T5=Tmax0.869=39.54T=6d1-e-nt=0.913T6=Tmax0.913=41.54T=7d1-e-nt=0.942T7=Tmax0.942=42.86T=8d1-e-nt=0.961T8=Tmax0.961=43.73T=9d1-e-nt=0.974T9=Tmax0.974=44.32T=10d1-e-nt=0.983T10=Tmax0.983=44.73T=11d1-e-nt=0.989T11=Tmax0.989=45T=12d1-e-nt=0.992T12=Tmax0.992=45.14T=13d1-e-nt=0.995T13=Tmax0.995=45.27T=14d1-e-nt=0.997T14=Tmax0.997=45.36T=15d1-e-nt=0.998T15=Tmax0.998=45.41T=16d1-e-nt=0.999T16=Tmax0.999=45.45,考虑表面散热情况的不同龄期水热温升值为：T=3d=0.74Th=33.67T(3)=To+T(t)=63.67T=6d=0.73Th=33.22T(6)=To+T(t)=63.22T6=0.15T=9d=0.72Th=32.76T(9)=To+T(t)=62.76T9=0.46T=12d=0.65Th=29.58T(12)=To+T(t)=59.58T12=3.18T=15d=0.55Th=25.03T(15)=To+T(t)=55.03T15=4.55T=18d=0.46Th=20.93T(18)=To+T(t)=50.93T18=4.1T=21d=0.37Th=16.84T(21)=To+T(t)=46.84T21=4.09,f、混凝土各龄期收缩变形值的计算：（15d、18d、21d）M1M2M3M4M10M1=M2=M3=1；M4=1.15；M5=1；M6=0.96；M7=1.1；M8=0.86；M9=1；M10=0.68；T=15d=3.1105T=18d=3.67105T=21d=4.22105,g、各龄期混凝土弹性模量计算：（15d、18d、21d）E(t)=Ec(1-e-0.09t)T=15dE(15)=2.55104(1-e-0.0915)=1.89104T=18dE(18)=2.55104(1-e-0.0918)=2.05104T=21dE(21)=2.55104(1-e-0.0921)=2.16104,h、混凝土的温度收缩应力T=21dT=30+2/345.51+4.22-15=49.55=1.210751.8=1.35小于75%混凝土抗拉强度，不会出现裂缝R取0.32，在做完垫层后刷一道沥青作滑移层，在四周贴苯板以减少四周及基底的约束力。,3、浇筑过程中控制：,首先，罐车运送混凝土从出搅拌机开始要求1h内必须运至施工现场，如混凝土已初凝，责令退场，现场严禁加水使用，每台地泵边必须有两台罐车等待浇筑。,其次，筏板基础采用平面分层和斜面分层结合的施工方法，可以减少泵管拆除。为防止混凝土表面开裂，我方要求底板全部掺加杜拉纤维，但由于业主只同意底板上下1m范围内要求掺加杜拉纤维，中间2m范围不加。这样，整个底板分成4层浇筑，每层厚度1m，每层内部再按斜面分层，每层厚度为50cm。混凝土浇筑采用倒退式浇筑，分成3条浇筑带，每个浇筑带宽度为8.6m，同时从同一方向进行浇筑。,再次，使用50插入式振捣棒要慢插快拔，插点呈梅花型布置，按顺序进行，不得遗漏。移动间距不得大于45cm（振捣棒作用半径的1.25倍）。振捣上一层时插入下一层混凝土5cm以消除两层间的接缝。振捣时间以混凝土表面出现浮浆及不出现气泡、下沉为宜。当混凝土出现泌水现象时将水赶至低洼处，用大功率抽水泵及时的抽出混凝土产生的泌水和基坑内的雨水。,最后，对已浇筑的混凝土，采取每隔半小时，进行一次二次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，增强密实度，提高抗裂性。浇筑成型后按设计标高用刮尺刮平，在初凝前用木抹子抹平、压实，以闭合收水裂缝。,4、浇筑完毕后的养护工作,首先，筏板基础混凝土养护除表面蓄水养护措施，另在混凝土内部采用循环冷却水降温方法进行养护，养护时派专人进行。,a、内部养护采用循环水进行养护，主要在筏板基础旁边砌筑一水池。冷却水用的循环水管采用普通钢管加工制成，循环水管主管管径为150mm，支管管径为48mm，整个基础布置4层冷却水管，水管每层间距1m，每层水管水平间距为2m,边管距基槽边为0.75m(详见循环管布置图)。每层水管在安装完毕时，必须进行压水试验，以检验水管连接的严密性。循环冷却时水管内的流量控制在1520L/min范围内，水管内的水流方向每12h变换一次，每隔半个小时进行循环一次，每次循环冷却时间为半小时。,b、外部养护是在混凝土表面先覆盖一层塑料薄膜，再覆盖湿麻袋一层，再混凝土表面蓄水深20cm进行养护。蓄水时主要将混凝土内部循环完的冷却水（水温可达到60）排到底板表面，这样利用混凝土内部的循环水对混凝土表面进行养护，可以有效降低混凝土内外的温差，也节约了对养护水的加热措施的经济投入。,c、混凝土表面蓄水深度计算保证混凝土内外温差控制在20以内，采取内部循环水降低内部混凝土温升和表面蓄水养护，保证表面温度。=20240.631201.3058/70030+0.28377=0.09m0.2m,其次，为了掌握基础内部实际温度的变化情况，对基础内外部及进出水管进行测温记录，以确保混凝土的养护工作，并同时控制冷却水的水流方向。在筏板基础中取具有代表性的部位布置测温点，每个测温点分别测4个不同深度的温度，同时还应测量大气温度。测温采用自动测温器，从混凝土浇筑24小时后开始监测，在混凝土处于升温阶段时按每2h/次进行监测，当混凝土内处于降温阶段时每监测，并作好记录。每天大气温度则每隔6h/次监测。直到混凝土中心温度与大气温度差值稳定在20范围内，则不再进行测温。试验人员将每天测温情况及时向项目部技术主管汇报。,再次，根据记录的温度值变化，在筏板基础浇筑完毕后，内部温度开始快速上升，在持续8天后，混凝土内部温度才缓缓的回降，直到8月26日混凝土内部温度才符合规范要求，因此不再对其进行测温监控。,5、施工总结,粗细骨料的良好级配将改善混凝土的和易性，提高混凝土的密实度。采用双掺技术，一方面代替部分水泥，降低水化热，一方面改善混凝土的和易性。,基础的内外温差值控制在20，在一定的技术措施配合下，达到了这一指标，混凝土未产生有害裂缝。,基础内部预埋冷却水管，通水冷却过程中混凝土降温速率为23/d。经抗裂理论验算，施工中的降温和收缩不会引起混凝土的结构裂缝。,筏板混凝土浇筑后未发现有害裂缝，取得甲方、监理、设计一致好评，已于2004年10月24日由市质检站验收通过。,四、工程附图,循环水管安装布置图,温度检测点布置图,电梯井,五、技术经济指标,1、底板混凝土于2004年7月21日开始，浇筑过程中严格按照施工规范进行，3台混凝土输送泵进行浇筑，因采用原槽浇筑，混凝土总方量达到了3000m3,用时40小时。因混凝土中掺加粉煤灰代替水泥用量，共节省：水泥成本费（230元/吨3000m30.1吨/m3=69000元）矿渣粉煤灰成本费（50元/吨3000m30.1吨/m3=15000元）=54000元。,2、基础底板采用平面