建筑工程大体积混凝土工程施工工艺

1、建筑工程大体积混凝土工程施工工艺1 特点2 1 大体积混凝土裂缝是指大体量混凝土水化热所产生的温度、收缩变形导致的裂缝，而现浇的大体积混凝土结构必须控制这种裂缝。3 2 采用一次整体浇筑混凝土的方法和“综合温控”施工技术，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。4 3 这种大体积混凝土的施工工艺，减少了施工工序之间的交叉，取消了各种施工裂缝的处理工作，从而简化了施工程序，加快了施工进度。5 适用范围工业与民用建筑工程中超长、超厚（目前最大厚度达6m）现浇钢筋混凝土结构， 如连续性基础底板、箱形基础、设备基础等需要裂缝控制的钢筋混凝土工程。6 施工要求7 l 材料要求3 1 1

2、 水泥：应尽可能采用中低水化热的水泥，如325#、 425#号矿渣硅酸盐水泥。为减少水泥用量，降低水化热，征得设计单位同意，混凝土可采用后期 60 天或 90 天强度替代28 天设计强度。3 1 2细骨料：中粗砂，含泥量2。3 .1. 3粗骨料：525mnm£ 540mmff子，优先选用 540mms子，减少 混凝土收缩。含泥量 1%,符合筛分曲线要求。骨料中针状和片状 15% （重 量比） 。3 1 4外掺剂：在混凝土中可掺加复合型外加剂和粉煤灰，以减少绝对用水量和水泥用量，改善混凝土和易性与可泵性，延长缓凝时间。3 2 混凝土配合比采用泵送的混凝土砂率应在 40%45%之间，在满

3、足可泵性前提下，尽量降低砂率。坍落度在满足泵送条件下尽量选用小值，以减小收缩变形。3 3 控制新鲜混凝土的出机温度混凝土中的各种原材料，尤其是石子与水，对出机温度影响最大。在气温较高时，宜在砂石堆场设置简易遮阳棚，必要时可采用向骨料喷水等措施。3 4 控制浇筑入模温度夏季施工时，在输送泵送料时采取降温措施，以防人模混凝土温度升高。如在搅拌筒上搭设遮阳棚盖，在水平输送管道上加铺草包喷水。冬季施工时，对结构厚度在1.0m 以上的大体积混凝土一般宜在正温搅拌和正温浇筑，并靠自身的水化热进行蓄热保温。3 5 混凝土的施工3 5 l 混凝土浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑有利散热，不出现冷缝为原则。3 5

4、 2宜尽可能采用两次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打振实，去除浮浆，实行两次抹面，以减少表面收缩裂缝。3 5 3 混凝土在浇筑振捣过程中的泌水应予以排除。3 5 4根据土建工程大体积混凝土的特点和施工经验，实测的混凝土内部中心与表面的温差值，直控制在25之内。3 5 5利用测温技术进行信息化施工，可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部的温度场分布状况，并且根据温度梯度变化情况，可定性、 定量地指导施工，控制降温速率，控制裂缝的出现。3 6 测温3 6 1 应根据工程项目的平面形状尺寸、厚度等不同情况，合理、经济地布设测温点，并绘制测温点布置图。3 6 2 温度测

5、点以集成温度传感器作感温元件，要进行筛选和防老化处理。在埋设前应对感温元件作环氧树脂密封。在浇筑前按测温布置图的要求，对测点予以固定和保护，以确保测温工作的顺利进行。3 6 3 每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度场与温差数值，提供给施工指挥部门，以指导现场的施工。3 7 养护养护是大体积混凝土施工中的一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝士强度的正常发展及防止裂缝的产生和开展。对大面积的板面，一般可采用先一层塑料薄膜后两层草包作保温保湿养护。草包应叠缝，骑马铺放。养护必须根据混凝土内表温差和降温速率，及时调整养护措施。根据工程的具体情况，应尽

6、可能多养护一段时间，拆模后应立即回土或再覆盖保护， 同时预防近期骤冷气候影响，以便控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。3 8 设计构造上的改善在底板外约束较大的部位应考虑设置滑动层。在结构应力集中的部位，宜加抗裂钢筋作出局部加强处理，在必须分段施工的水平施工缝部位，增设暗梁防止裂缝开展等。4 质量标准混凝土及裂缝等质量标准，按现行施工规范中的有关规定。5 机具设备5 1 测温设备：可采用的测温仪有XQC 300大型长图自动平衡记录仪和WZG 010钢热电阻温度传感器配套改装的定时全自动扩展装置，以及我公司在此基础上进一步改进完善的新测温仪，大体积混凝土温度微机实时监测仪和进口的电流型集成温

7、度传感器配套。5 2 结构支模、扎筋、混凝土拌制、运输、浇筑等所需的机具设备，可根据不同工程对象按通常施工要求设置，但必须确保连续浇筑，并不得出现冷缝。6 劳动组织6 1 浇筑前与浇筑施工劳动力组织按不同工程对象的工作面大小、泵车数量等通常施工要求安排。6 2 养护阶段：按二班或三班昼夜值班考虑。人员有：每个班技术干部1人，测温人员1 人，养护工人根据工作量安排。7 效益分析施工方法施工难易程度施工周期劳动力材料质量后浇带及 跳仓浇筑施工缝处理清除垃 圾，扎筋支模有T难度技术停歇时间 长,工序环节交 叉多,工期长增加施工 缝人工处 理等大量 人工后浇部分 需提高混 凝土强度 等级因施工缝处理质

8、量 难以确保，结构整体 性、抗渗性、抗震性 较差伸缩缝方 法施工缝设置有T 难度需结构分段施 工和技术停歇 时间增加伸缩 缝结构处 理等大量 人工增加伸缩 缝处理部 分的钢筋 混凝土结构构造较复杂，防 渗无保证分层分块 方法施工缝处理清除垃 圾、扎筋支模有" 难度技术停歇时间 长，工序环节交及 叉多，工期长重复施工 k工缝 处理等大 量人工分层新老 混凝土需 增加构造 钢筋因施工缝处理质量 难以确保，结构整体 性、抗渗性、抗震性 较差采用一次 连续浇筑 不留任何 施工缝可以连续浇筑，施工 较为方便工序环节交叉 少，连续均衡施 工，工期短节省人工部分仅需 增加少量 构造钢筋确保质量无裂

9、缝，结 构整体性好，提高结 构抗渗能力与抗震 能力建筑面积63641m2,最大高度47.8m,为钢筋混凝土框剪结构，由3幢13 17层公寓组成，地上2层商场及地下1层停车场连成一体。地下室 6561m2, 1 层商场7250m2, 2层商场6857m； 3层以上为公寓42973m2,采用人工挖孔桩基 础。1工程技术特点分析本工程地下室建筑平面呈 凸”字形，长度121.4m,宽度65.7m,高度4.8m,混 凝土量6643m3,其中底板及基础梁混凝土 3867m3。为扩展地下室的空间，增加 停车位，建筑设计不宜再留设永久性伸缩缝。 为取消混凝土中永久性伸缩缝，防 止产生破坏裂缝，杜绝地下水渗入地

10、下室，除依靠合理设计，适当配筋，采用低 水化热水泥，限制水泥用量，掺外加剂、骨料的良好级配，加强施工振捣控制和 养护外，还要采用合理的浇注方案。钢筋混凝土多层建筑结构设计及施工规程 (JG3-91)中规定：高层建筑结构未采取可靠措施时，其伸缩缝间距不宜超过55m。 本工程地下室沿建筑物的大于 55m方向每隔3040m,选择结构影响较小的部 位设置5条后浇缝(见图1)。表1施工配合比混凝土水水 泥砂碎石AEA 内掺 (%)NF 减水剂 (mL/kg)坍落 度 (cm)R7 (MPa)R28(MPa)84(X0-4)&8(X0-4)注C30S80.5011.923.011210121630

11、.237.54.14.60泵 送C35S80.4811.803.0712107935.238.74.14.61非 泵送C40S80.4311.582.571210121639.649.04.14.60泵 送C45S80.4111.532.5012107945.151.24.14.61非 泵 送、二sn mo1 12M L30100止:用地2 1214gLI 口 if-ia ii'ifi %_ J_k*=rJ*F/34E州图1地下室后浇缝布置示意2混凝土原材料及配合比从理论上讲加入AEA膨胀剂，可以使混凝土达到防止开裂的目的。我们按照这 个思路在未施工前通过配合比试验对比，选用唐山银河实

12、业公司生产的AEA膨胀剂（一级品）、江西水泥厂生产的万年青525号水泥和厦门仁祥贸易公司生产的 NF高效减水剂，最后确定施工配合比如见表 1所示。3混凝土施工方法所有混凝土均采用商品混凝土，由混凝土厂搅拌站集中搅拌，进料全部由电脑计 量，设备、材料使用前全部经过校核、检验，AEA膨胀剂和NF减水剂在搅拌中 掺加，混凝土由运输车运至施工现场，由泵送车直接泵至浇筑点。在混凝土浇筑 完毕后，覆盖一层草席，然后浇水养护 14d,经14d和28d观察未发现混凝土表 面有任何裂缝。4后浇缝的构造要求和施工特点后浇缝是刚性接缝，宽度100cm,顶底板梁及墙身必须贯通，为了限制混凝土收 缩，要增加锚固钢筋（见

13、图24）。后浇缝之间的后浇带可在旁边混凝土 （C30S8、 C40S8）浇筑后45d,采用比设计强度等级高一级（C35S8、C45S8）的混凝土浇筑， 浇筑混凝土前先在表面刷一遍掺 2%AEA的水泥砂浆。掺AEA的混凝土工程应 在混凝土浇注812h后，指定专人覆盖草席，蓄水养护，养护期 14do,毕含31平曾厚Zrrm铜板 f小网眼）空内：止水带通员AEA !io-izIt AEA10-12%If AEA厚佳博图2地下室混凝土外墙加强后浇缝做法板而标高愫AH4苦符曾、°晋¥却加1钢板止水带通艮（小明眼）E以用于地下常底桢_ .上下均增设 pMjr77nrJ06 200仅用于

14、地-下室混板图3地下室混凝土底板加强后浇缝做法,AI粱僧塔设出】50612砌 50图4加强后浇缝及后浇缝遇梁做法5结语整个地下室经1年多两个雨季的考验无渗透现象， 说明是成功的。实践证明，在 高层建筑地下室结构设计与施工中，只要采取适当的措施，取消钢筋混凝土永久 性伸缩缝是可行的。1高强大体积混凝土施工技术主楼基础位于-19.6m处，基础承台长、宽各为64m厚4m, C50混凝土，总 量为13500m。本工程设计单位美国SOMS计事务所要求将承台分为8块浇筑， 以减少温度应力和控制混凝土裂缝。但这样既拖长了施工工期，也不利于保证混 凝土工程质量。施工技术研究课题组组织了科技人员对这一分课题进行

15、攻关。通过周密计算、配比小试、模拟中试直至实际工程施工所进行的大量研究、分析、 比较，并认真落实各项技术组织措施，终于成功地实现了：46.5h完成13500品C50商品混凝土的连续浇灌任务。根据127个测温点的混凝土温度自动测试记录， 搅拌站68组、现场157组混凝土强度测试报告以及工程中混凝土取芯试验报告 表明该基础工程质量良好，施工全过程的组织管理是成功的。其主要技术措施如1.1 科研先行、优化混凝土配合比首先优选原材料，其次通过3种不同外加剂、3种不同水泥及其不同用量的 各种配合比组合，经过反复试验比较，取优化后的混凝土配合比为水 ：水泥：中 砂:5 40mm卒石：II 级粉煤灰：EA-

16、2（缓）=0.45 : 1: 1.49: 2.50: 0.167: 0.008 （每品混凝土水泥用量为420kg）。1.2 混凝土的制备与均速、连续供应混凝土制备质量和匀速连续供应是保证大体积混凝土质量的关键，为此建筑工程材料公司组织5个混凝土搅拌站拌制混凝土（其中1个备用），各搅拌站均采 用德国产的ELBA-105型双阶式搅拌楼，其计量、搅拌等整个系统由微机全自动 控制，工艺先进，搅拌效率高，计量精度优于国标要求，并具有自动补偿功能， 确保混凝土质量的稳定、匀质。各搅拌站采用相同的金茂大厦专用原材料和同一 配合比，且严格签署混凝土生产供应令制度、加强原材料检验，在关键工序、岗 位建立技术复验

17、制度，加强生产、施工全过程的动态控制，通过严密的组织体制 和岗位职责，从而有力地保证混凝土质量。同时配备100辆6m混凝土搅拌车以保证混凝土的匀速、连续供应。1.3 外蓄内散综合养护措施厚度为4m的C50混凝土基础承台，如何减少温度应力和控制混凝土裂缝至关重要， 除了优化混凝土配合比、降低混凝土水化热，混凝土输送管道全程覆盖洒冷水， 以减少混凝土在泵送过程中吸收太阳的辐射热，最大限度地降低混凝土入模温度以及在承台表面增设钢筋网以控制表面收缩裂缝等措施外，还采用外蓄内散法的综合养护措施。1.4 信息化自控技术为了掌握基础承台内部混凝土实际温度变化，了解冷却水的进、出水温， 将温度传感器预先埋设在

18、混凝土的内外各测点处，并用 “大体积混凝土温度微机自动测试仪”对各测点定时进行即时测温。高强大体积混凝土基础承台施工中，由于采取了上述一系列技术组织措施，不仅保证了质量、防止了裂缝的出现，而且缩短了施工周期。1.2 超高层泵送商品混凝土技术主楼核心筒混凝土泵送高度达382.5m,如何将商品混凝土输送至如此高度又是一个关键的技术难题。如果采用塔吊吊运，显然无法满足施工需求；如果增设接力泵采用分级泵送，则必定增加施工步骤，多用施工机械，而且排污问题很难解决； 故决定采用一次泵送工艺。课题组本着利用现有的生产工艺，通过对原材料资源的合理选择、复合型高性能外加剂的研制和配合比的优化设计及适宜调整以及泵

19、送设备的选配等方面进行了反复试验研究，终于攻克了一次泵送至382.5 m的技术难题。382.6 原材料的选择水泥选用质量稳定的宁国525 号普通硅酸盐水泥；粗骨料选用压碎值、空隙率、针片状含量均较小的尖山石矿和新开元石矿的525mm卒石；细骨料选用九江或巴河的优质中砂；外加剂采用专门研制的FTH系列高性能外加剂。382.7 混凝土配合比的优化和调整(1) 混凝土强度等级、数量及泵送高度主楼从基础承台面开始以上部分混凝土总量为80715m，其各工程部位的混凝土强度等级、数量及其泵送高度如表1 所示。(2) 混凝土配合比课题组对各强度等级的混凝土配合比进行了综合分析和研究后认为：C30混凝土泵送高

20、度为333.7m问题不大，确定对C4R C50 C603个混凝土强度等级的不同泵送高度的商品混凝土配合比进行研究试验。通过调整水泥用量、外加剂品种及其掺量对3 个强度等级的不同混凝土配合比的混凝土拌合物性能和混凝土强度的试验结果进行分析比较，从而确定各强度等级的混凝土配合比如表2 所示。(3) 适时调整配合比本工程施工过程中的混凝土配合比调整对实现一次泵送工艺至关重要。当时气温处于高温季节，这对商品混凝土的运输、泵送带来较大困难。 为了保证混凝土工程质量，对运送至现场的商品混凝土进行全面质量控制， 不仅跟踪检测混凝土坍落度，而且经常检测混凝土的含气量和凝结时间，并将现场所测得的第一手资料及时反

21、馈至混凝土搅拌站，以适时调整混凝土配合比，满足晴天、雨天、白天、夜晚的不同气温、不同道路交通状况的泵送商品混凝土对混凝土拌合物的可泵性要求。382.8 泵送设备的配置超高层泵送混凝土能否顺利进行，除了混凝土拌合物必须具有良好的可泵性外，还与混凝土泵的选配、泵管的布置以及混凝土泵的操作人员技术水平等相关。 主楼混凝土泵选用德国生产的普茨曼 BSA-2100HM定泵并配有备泵。其次，在 泵管布置中，尽量增长水平硬管、减少弯管、锥形管；遇有 90°弯管时，尽量 采用大弯管，并以最大限度地降低泵送管道的总阻力。 混凝土泵操作人员应严格 遵守操作规程，防止空气吸入泵管而增大阻力，以防止混凝土拌

22、合物离析和堵管。 2.4 严密的施工组织体系超高层泵送商品混凝土是一个系统工程。 在混凝土拌制、运输及泵送的整个 过程中，若有一个环节出现偏差，即会造成堵泵，这不仅影响进度而且影响混凝 土工程质量，故从商品混凝土搅拌站到施工现场的全过程要全方位严格管理、严格执行规范、规程和各项特定的技术措施，保证混凝土拌合物质量均匀、 运量适 当。凡不符合要求的混凝土拌合物坚决不予入泵，混凝土泵操作人员必须有熟练的操作技能，只有这样才能顺利完成每一次泵送全过程。由于采取了上述一系列有效措施，成功地将 C40商品混凝土一次泵送到382.9 m的高度。表1混凝土强度等级和泵送高度强 度 等 级混凝土量 (m3)核

23、心筒巨型柱楼面层次泵送高度(m)层次泵送高度(m)层次泵送高度(m)C6032558B3 A55-15.0 229.7B3 A42-15.0 173.55C5011810A56A65229.7264.9A43A65173.55264.9C4023335A66A88264.9340.1A66A88264.9340.1A88A92340.1 382.5C3013012B2 A87-10.0 333.7小 计80715表2混凝土配合比丁 P混凝土 强度 等级混凝土配合比水泥用量 3(kg/m )最大泵 送高度 (m)备注水水中砂525 碎石粉煤灰外加剂品种掺量(%)1C6010.3531.1421.

24、8790.075FTH-2E2.36530173.55加助宗剂2C5010.4831.8622.0330.167FTH-2G3.5420264.9加助宗剂3C4010.4951.8782.0240.195FTH-2P3.2410382.5加人工砂 加助泵剂3混凝土拌合物性能及硬化后混凝土抗压强度基础承台混凝土和主楼混凝土拌合物性能如表 3所示。从表3看出，商品混 凝土拌合物经时坍落度损失能得到较好控制、 满足施工需要；其次含气量控制在 2%r-3%寸可泵性较好，而 2%寸则较差。基础承台及主楼混凝土的抗压强度(施工现场制作试件的强度)按混凝土强 度检验评定标准(GBJ107-87)进行，评定结

25、果如表4所示。表3、4阐明采用一系列技术措施以后，利用现有生产工艺制备、运输泵送 的商品混凝土,不仅能满足一次泵送至 382.5m高度的可泵性要求,而且其抗压 强度完全符合设计所要求的强度标准值。表3混凝土拌合物性能序 号结构部位混凝 土强度 等级 (56d)浇灌日期混凝土拌合物性能搅拌 站测 得坍 落度 (mm)施工现场测试结果坍落 度 (mm)含 气 量 (%)初凝 （h： min）终凝 （h： min）泵压（MPa）和易性1基础承台C5019950918 09191201551001401.613:0014：17810良 好2主楼 核心 筒及 巨型 柱-5.5 0.075mC601995

26、 11 222051702.69: 5711:121618良 好356.8060.8mC6019964101701.219 21较 粘4205.8209.8mC601996 12 122302102.410:5012:202022良 好5264.9268.1mC4019973142052.62022良 好6296.9300.1mC401997 4 92302151.02224较 粘7306.5309.7mC4019974202052.72022良 好8316.10 319.3mC4019974282302202.02022良 好9382.5mC4019978262303.22223良 好表4混

27、凝土强度评定序 号结构部位混凝 土 强度 等级试 块 组 数 (n)抗压 强度 标准 值 fcu,k(MPa)抗压强度数量统计合格评定强度 均值 mfcu,k (MPa)强度 最小 值 fcu,min (MPa)强度 标准 值 sfcu,k (MPa)变 异 系 数 Cv (%)判定系 数评 定 结 论2121基础承台(56d) C50157(56d) 5056.253.84.357.751.600.85合 格2主楼核 心筒-15.0 133.55m 145.55225.8mC60254607064.42.934.191.600.85合 格3133.55145.55mC50125059.557

28、.91.081.821.700.90合 格4225.8261.7mC50245057.553.72.344.071.650.85合 格5261.7 333.7mC40424047.641.13.36.931.600.85合 格6主楼 巨型 柱-15.0 177.5mC601496068.863.72.363.431.600.85合 格7177.5 264.9mC50595058.254.02.674.591.600.85合 格8264.9333.7mC40244046.742.83.056.531.600.85合 格46.5h连续浇筑完成C50大体积混凝土基础承台和一次泵送 C40商品混凝土

29、至382.5m高度的工程实践证明，上述一系列技术组织措施是有效的，它不仅使 混凝土工程施工技术有所创新，有所发展；而且为加快工程建设、创造高强度等 级大体积混凝土基础承台一次连续浇筑以及 1个月施工13层的超高层建筑施工 新速度提供了保证。总建筑面积45000mi,地下1层为停车场，地上3层为商场，局部6层为办 公用房。3层屋面为300m跑道和田径场，屋面面积1万m2,采用钢筋混凝土整 浇屋面板，不设伸缩缝，平面轴线尺寸为 63.6mX 157m建筑物柱网尺寸7.8mX 7.8m,屋面结构纵向框架梁为 500mrK 650mm横向 框架梁为500m由700mm双十字形次梁为 300m由500m

30、m屋面板厚170mm为 了保证屋面板的质量，防止出现开裂和渗漏现象，采用了补偿收缩混凝土、屋面 板通长配筋、框架梁双向无粘结预应力、设置后浇带及加强屋面防水、保温和隔 热等技术措施。1无粘结预应力施工屋面板在纵横向框架梁中均配16束 15预应力筋，在横轴线、轴和、轴间设两道后浇带，在纵轴线 、公轴间设一道后浇带，将平面分割成6个区（见图1）图1 屋面结构平面示意1.1 预应力筋配筋形式 纵向框架梁共20 5§（19X7.8m+8.8m）,为减少预应力 损失及预应力筋配筋数量，同时为了配合模板工程施工，以后浇带为界，在纵向 框架梁中分3段配筋，在后浇带跨单独配交叉预应力筋（见图2）。图2纵向框架梁局部预应力筋配筋示意1.2 预应力筋安装多跨预应力筋采用两端张拉，后浇带跨预应力筋采用一端 张拉。预应力筋束安装配合非预应力筋安装同时进行，利用框架梁箍筋作为固定 预应力筋矢高的支柱，每1.5m设 小12横筋，并与立筋焊接，保证矢高的准确 性。混凝土浇捣前，根据设计要求，核查预应力筋