体育场大体积混凝土专项方案及裂缝控制施工计算

1、一、编制依据体育场施工图体育场施工组织设计大体积混凝土施工规范GB50496-2009砼泵送施工技术规程JGJ/T10-95砼结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002混凝土外加剂应用技术规范GB50119-2003建筑工程冬期施工规程JGJ104-97混凝土泵送施工技术规程JGJ/T10-95建筑施工计算手册集团公司相关文件二、工程概况三、拱脚施工顺序及部署1拱脚施工顺序碎垫层-底板及侧壁钢筋绑扎-模板支模-水平钢筋网片绑扎-第一次浇灌碎至-11.000m钢筋绑扎-模板支模-第二次浇灌碎至-5.500m-钢筋绑扎-模板支模-第三次浇灌碎至钢拱脚结合平面-固定钢拱脚-绑扎钢筋-浇筑第四

2、步碎因构件体积大，施工时每次浇筑量为单个拱脚分层。最大单次浇筑量2000m3 左右。2拱脚施工部署本工程混凝土计划在现场搅拌， 搅拌站位于拟建建筑物西北侧。 A 、 B 两区采用地泵， C、D 两区采用砼搅拌输送车和汽车泵。1、 施工准备1）技术准备各岗位管理人员认真学习相关规范和图纸；技术部编制大体积混凝土方案；召开技术交底会议，就大体积混凝土施工技术要求对工长交底，使其施工前作好充分准备。工长对各专业队伍进行施工前技术、质量交底。技术部向工长提供混凝土浇筑申请单、钢筋隐蔽单。混凝土浇筑前，预先与混凝土供应单位办理预拌混凝土委托单及浇筑申请，委托单的 内容包括：混凝土强度等级、方量、坍落度、

3、初凝终凝时间以及浇筑时间等。必要时与 混凝土供应商签定质量保证合同。2）生产准备检查现场临水临电情况，并确保施工用水电能满足大体积混凝土的浇筑。根据技术方案要求组织施工机械的进场、报验、安装、调试工作，使其在施工过程中 能满足工程需要。试验人员及时对混凝土进行取样、送检。各种计量、测量用具及时检查、送检并且检定证书材料齐全。根据施工方案准备必要的塑料薄膜、保温材料及测温用具等。当浇筑混凝土当日气温低于-5C时，混凝土搅拌运输车的搅拌筒采用棉被包裹；泵管 采用棉被包裹保温，以确保混凝土入模温度45c o动力部门应提前一个星期与建设单位联系好施工用电，保证混凝土振捣及施工照明。在浇筑大体积混凝土期

4、间，管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班， 坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇筑的顺利进行。3、作业条件各种专业管线已埋设完毕，钢筋隐检、模板预检已完成。施工人员的通道架设完毕、泵管架设完毕；振捣设备调试正常及备用一定数量的振捣棒。放料处与浇筑点的联络信号已准备就绪。4、物资准备1）冬期施工材料准备在舁 厅P名称单位数量1塑料薄膜m250002毛毡m250003水银温度计根54电子测温仪台22）劳动力准备在舁 丁 P工种人数备注1混凝土工102架子工5在舁 厅P工种人数备注3养护工34钢筋工2负责看钢筋5木工2负责看模板7试验员29测温工24、大体积混凝土施工1）大体积混凝土施工

5、采用斜面分层推进浇筑。2）为使上下层不产生冷缝，上层混凝土振捣实应在下层混凝土初凝前完成，且振捣棒下插5cm。振捣要采取快插慢拔的原则并略微上下抽动，使混凝土振捣密实。振捣时间一 般控制在表面出浮浆且不再下沉为止，一般为1530s,并且在2030min后对其进行二次振捣。3）在浇筑和振捣过程中，上浮的泌水和浮浆顺混凝土面流到坑边，随混凝土向前推进， 最后一起抽排。混凝土排除泌水和浮浆后，按标高用长刮尺刮平，用木抹子搓压、拍实;在接近终凝前，用木抹子压光，使收缩裂缝闭合四、大体积碎结构裂缝控制的措施1 .设计方面1、底板：底板下皮设置双层钢筋，25100副筋，双向设置钢筋共四层；底板中层设置双向

6、钢筋网，18200X 200;底板上皮设置双向钢筋网，25200X 200钢筋。Q拱脚：拱脚中部设置双向钢筋网，16300X300,竖向间距1500；拱脚周边面层下设置双向钢筋网,18200X 200；拱脚受压面层下设置双向钢筋网,共四层间距分别100、200、300, 18200x 200；拱脚中部垂直向设置钢筋，14600x 600。2、拱脚底面及周边钢筋保护层厚度为100mm, 隔埋件部分保护层厚度为50mm,钢筋保护层厚度为 100mm时，保护层内设 4150附加筋。3、采用C35碎。2 .碎配合比及材料选择在混凝土制备前，进行常规配合比试验，并进行水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝

7、土控制裂缝所需的技术参数的试验；其配合比设计应当通过试泵送。混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土 的单位用水量，采用 三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性 能引气剂）一高（高矿粉掺量） ”的设计准则，生产出 “高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值” 的抗裂混凝土。采用混凝土90d 强度作为指标，将其作为混凝土配合比的设计依据。混凝土坍落度160mm。 拌和水用量不宜大于175kg/m3。 矿粉总量不大于混凝土中胶凝材料用量的 50%。水胶比不大于0.55。砂率为3842%。拌合物泌水量小于10L/m3。1）砼配合比选择原则降低水泥用量

8、，降低水化热，采用低热矿渣硅酸盐水泥；选用非碱活性的粗骨料；粗骨料选用粒径531.5mm,并连续级配，含泥量不大于1%;细骨料采用中砂，具细度模数宜大于 2.3,含泥量不大于3%；选用优质缓凝减水剂，缓凝时间控制在812小时；大量掺合优质矿渣复合磨细粉，以降低水化热；适量掺入膨胀剂，补偿收缩裂缝。2）配合比选用C35 砼选用如下配合比：水泥 矿粉掺合料膨胀剂 减水剂 砂 石子水280kg/m3 92 kg/m3 30kg/m3 （外掺 ） 8.3 kg/m3 756 kg/m3 1029 kg/m3 175kg/m33）材料选择水泥：选用42.5低热矿渣硅酸盐水泥。粗骨料：石子选用530mm粒

9、径连续集配机碎石，控制含泥量小于 1%。细骨料：采用中、粗砂，控制含泥量小于2.5%。掺合料：优质矿粉。外加剂：选用ZY型膨胀剂及优质高效减水缓凝剂。水选用饮用水。3砼的浇筑与养护1）碎采用泵送，分四次浇筑成型，水平施工缝处附加垂直12300钢筋伸入上下碎处各 500mm。2）每次浇筑分层连续浇筑，摊铺厚度600mm,保证在前层碎初凝之前，将该次层碎浇筑完毕（当层间间隔时间超过砼的初凝时间时，层面按施工缝处理） 。分层连续浇筑便于振捣，易保证砼的浇筑质量，可利用砼层面散热，对降低大体积砼浇筑块的温升有利。3）水平施工缝的处理清除表面的浮浆，软弱砼层及松动石子，并均匀的露出骨料；在上层碎浇筑前，

10、用压力水冲洗碎表面的污物，充分湿润，但不得有积水。4）碎的拌制运输必须满足连续浇筑施工及尽量降低碎出灌温度等方面的要求。5）在大体积碎浇筑过程中，由于碎表面沁水现象普遍存在，为保证硅浇筑质量，必须及 时清除碎表面沁水，否则会降低结构碎的质量。6）在碎浇筑完毕后，及时按温控措施的要求进行保温养护，保温养护的持续时间，根据温度应力（包括硅收缩产生的应力）加以控制确定，不得少于 15天，保温覆盖层的拆除 应分层逐步进行，以保证碎内部温度与表面温度差不大于 25 C,硅表面温度与其所覆盖 间的环境温度差不大于25c为准。保温养护过程中，保持碎表面的湿润。7）采用塑料薄膜、毛毡、草袋作为保温材料覆盖碎和

11、模板，覆盖层的厚度根据温控指标 的要求计算得出。8）硅浇筑后46小时内可能表面上出现塑性裂缝，采取多次压光处理。9）在大体积碎保温养护过程中，对碎浇筑块体得里外温差和降温速度进行监测，根据实 测结果调整保温养护措施满足温控指标的要求。10）碎浇筑完成后及时拆模进行回填土覆盖。4 .温控施工的现场监测1）监测内容碎浇筑过程中对浇筑温度得监测在养护过程中对碎块体升降温、里外温差、降温速度及环境温度监测。2）监测仪器电子测温仪一部，测温导线550m。3）测温次数碎浇筑温度得测试每工作班（8h）不少于2次。块体里外温差、降温速度及环境温度监测每昼夜不少于4次。4）测温点布置每一测温点位传感器由距离板底

12、 200mm、板中间距500-1000mm、距板表面50mm各测 温点构成，各传感器分别附着于16圆钢支架上，各测温点间距不大于6m,如图所示：5）监测人：赵乃斌-5.5007-11.00016圆钢露出硅表面500-剖面图0.000 .000拱脚基础测温布置图5 .防意外措施为防止碎温度升高过快，采取在碎内盘 6分金属蛇皮管做循环水排管的措施。在拱脚中 横向设置冷却管，冷却管间距为 1.5m；冷却管水平方向按间距 0.5m设置，距离四边缘 为1m。其中，排管最外一圈直径为所在碎面宽度的1/2,盘管每周间距50cm,外露长度为50cm 完成降温后，金属排管采取注浆封闭处理。五、裂缝控制施工计算已

13、知条件：碎分四次浇筑，如图所示，结构厚度按6m计算，保温材料选用一层塑料薄膜和毛毡，选用PS42.5矿渣水泥，C35微膨胀碎， mc=280KG/M3, Q=335J/KG ,C=0.97KJ/KG - K, p =2400KG/M3 ,浇筑时，混凝土入模温度按 T0为8c计算，环境温 度为-8C。1.外约束裂缝控制计算1)碎浇筑前裂缝控制施工计算计算碎最大绝热温升值： mc?Q T (t)=C?p280X3350.97X 2400=40.29C碎内部中心温度:Tmax' = T0+T (t) 2=8+40.29=48.29C2)计算各龄期碎收缩变形值查表知 M1=1.25, M2、M

14、3、M5、M8、M9 均为 1, M4=1.42, M6(3d)=1.09, M6(6d)=1 ,M6(9d)=0.96, M6(12d)=0.93, M7=0.7 , M10=0.95则碎的收缩变形值为： y(3)= C0y(1-e-bt)XM1 XM2XM3 X Mn=3.24X 10-4 (1-2.718-0.03) X 1.25X1.42X 1.09X0.7X 0.95=0.123X 10-4 y(6)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.06) X 1.25X1.4X0.7X0.95=0.223X 10-4 y(9)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.09) X 1

15、.25X1.42X0.96X0.7X0.95=0.316X 10-4y(12)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.12)=0.402X 10-4y(15)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.15)=0.495X 10-4y(18)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.18)=0.586X 10-4y(21)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.21)=0.674X 10-4 y(24)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.24)=0.759X 10-4 y(27)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.27)=0.842X 10-4义 1.25

16、X 1.42X0.93X 0.7X0.95X 1.25X 1.42X0.93X0.7X0.95X 1.25X 1.42X0.93X0.7X0.95义 1.25X 1.42X0.93X0.7X0.95义 1.25X 1.42X0.93X0.7X0.95义 1.25X 1.42X0.93X0.7X0.95 y(30)= 3.24X10-4 (1-2.718-0.3) X 1.25X1.42X0.93X0.7X0.95=0.922X 10-43)计算碎的收缩当量温差ey(3)Ty(3)= 一a=0.123X 10-4= -1.23 C1.0X 10-5 0.223X 10-4Ty(6) = = -2

17、.23C1.0X 10-50.316X 10-4 -=-3.16 CTy(9) =1.0 X 10-5Ty(12)= 0.402 x 10-4_= -4.02C 1.0X 10-5Ty(15)= 0.495 X 10-4_= -4.95C 1.0X 10-5Ty(18)= 0.586 x 10-4_=巧.86 c 1.0X 10-5Ty(21)= 0.674 x 10-4_= -6.74C 1.0X 10-5Ty(24)= 0.759 x 10-4_= -7.59C 1.0X 10-5Ty(27)= 0.842 X 10-4_= -8.42 £ 1.0X 10-50.922X 10-

18、4Ty(30) = = -9.22 C1.0X 10-54)计算各龄期碎的弹性模量E (3) = E (c) - (1-e-0.09x 3) =3.15X 104X ( 1-2.718-0.27) =0.75X 104E (6) = E (c) - (1-e-0.09X6) =3.15X 104X ( 1-2.718-0.54) =1.31X104E (9) = E (c) - (1-e-0.09x9) =3.15X 104X (1-2.718-0.81) =1.75X 104E (12) = E (c) - (1-e-0.09x 12) =3.15X 104X ( 1-2.718-1.08)

19、8=2.08X 104E (15) = E (c) - (1-e-0.09x 15) =3.15X 104X ( 1-2.718-1.35) =2.33X 104E (18) = E (c) - (1-e-0.09X 18) =3.15X 104X ( 1-2.718-1.62) =2.53X 104E (21) = E (c) (1-e-0.09X21) =3.15X 104X ( 1-2.718-1.89) =2.68X 104E (24) = E (c) (1-e-0.09x 24) =3.15X 104X (1-2.718-2.16) =2.78X 104E (27) = E (c)

20、(1-e-0.09x 27) =3.15X 104X ( 1-2.718-2.43) =2.88X 104E (30) = E (c) (1-e-0.09X 30) =3.15X 104X (1-2.718-2.7) =2.94X 1045）计算碎的温度收缩应力 碎的各龄期综合温差为：AT(3) = T0+ - T (t) + Ty (3) - T (h) 3=8+ x40.29-1.23+8=41.63C3AT (6) =25.86-2.23+16=39.63AT (9) =25.86-3.16+16=38.70AT (12) =25.86-4.02+16=37.84AT (18) =25.

21、86-5.86+16=36.00AT (21) =25.86-6.74+16=35.12AT (24) =25.86-7.59+16=34.27AT (27) =25.86-8.42+16=33.44AT (30) =25.86-9.22+16=32.64则碎的各龄期降温收缩应力为：1T(3) = E a AT . s (t) R1- u c0.75X 10-1 X (-41.63)= 一 X0.186X 0.4=0.27N/mm21-0.15(T (6) =1.31X39.63X 0.208X 0.471 X 10-1=0.509N/mm2(T (9) =1.75X 38.70X 0.214

22、X 0.471 X 10-1=0.681N/mm2(T( 12)=2.08X37.84X 0.215X 0.471X 10-1=0.797N/mm2(T( 15)=2.33X36.91 X0.233X 0.471X 10-1=0.944N/mm2(T( 18)=2.53X36.00X 0.252X 0.471X 10-1=1.081N/mm2(T(21)=2.68x35.12X 0.301 X 0.471X 10-1=1.334N/mm2(T(27)=2.78x33.44X 0.570X 0.471X 10-1=2.493N/mm2(T (30) =2.88x 32.64X 0.471 X 1

23、0-1=4.428N/mm2o- >1.5 N/mm2故此，拱脚基础在养护期间有可能出现裂缝，碎表面应采取养护和保温措施，为防止碎温度升高过快，采取在碎内横向设置6分金属蛇皮管做冷却循环水排管的措施，用循环水疏散碎内热量。完成降温后，金属排管采取注浆封闭处理。2)碎浇筑后裂缝控制施工计算碎浇筑后，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产生的碎温度 收缩拉应力，其累计总拉应力值如不超过同龄期的碎抗拉强度，则表示所采取的防裂措 施能有效的控制预防裂缝的出现，不至于引起结构的贯穿性裂缝；如超过该阶段时的混 凝土抗拉强度，则应进一步改进养护和保温措施。2.保温计算保温材料选用一层

24、塑料薄膜和毛毡进行养护保温，保温材料所需厚度按下式计算：6i =0.5h?入 i (Tb-Ta)?K入？（Tmax-Tb）6i 保温材料所需厚度h 结构厚度（m）入i 保温材料白导热系数（ W/M?K） （0.06W/M?K）入碎的导热系数（取2.3 W/M?K）Tmax碎中心最高温度（40.29C）Tb 硅表面温度（C）（取Tmax W5C）Ta 碎浇筑后35d空气平均温度（C）（取-8C）0.5指中心温度向边界散热的距离，为结构厚度的一半。K 透风系数（取1.3）T0入模温度T （t）最佳绝热温升值，由前面计算得 40.29C o（温降系数（取0.79）0.5X6X 0.06X （40.2

25、9-25+8）§ i = X 2=0.15m 即 15cm 厚2.3X25故用15cm厚毛毡覆盖保温即可。毛毡必须防水。与混凝土面间用塑料薄膜隔离。 保温养 护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温 差值以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度， 充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受外约束廊力的抗裂能力，达到防止 或控制温度裂缝的目的。所以在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在良 好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积混凝土浇 筑后的养护措施。六、其他措施1 .保证措施

26、1、落实施工技术保证措施、施工技术交底、安全交底，严格执行有关规定。大体积混凝土水平施工缝的处理应符合下列规定：清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有水。2、合理调度搅拌输送车送料时间，逐车测量混凝土的坍落度。3、严格控制每次下料的高度和厚度，保证分层厚度A500mm。振捣方法要求正确，不得漏振和过振。可采用二次振捣法，以减少表面气泡，即第一次在混凝土浇筑时振捣，第二次待混凝土静置一段时间再振捣，而顶层一般在0.5h 后进行第二次振捣。4、严格控制振捣时间和振捣棒插入下一层混凝土的深度，保证深度在 50100mm,振捣时间以混凝土翻浆不再下沉和表面无气泡泛起为止。5、浇筑混凝土过程中，为了防止钢筋位置的偏移，在人员主要通道处的底板钢筋上铺设脚手板，操作工人站立在脚手板上，避免直接踩踏钢筋。6、在混凝土浇筑完毕后，要派工