大体积混凝土施工及温度裂缝控制方案

大体积混凝土施工及温度裂缝控制方案1、概述本工程汽轮发电机底板基础、汽轮发电机上部结构12.60m平台、主厂房基础、锅炉基础等混凝土结构具有形体大、钢筋密及混凝土一次性连续浇筑量大等特点，均属大体积混凝土。为妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝，确保大体积混凝土的施工质量，特编制本方案。2、总体施工安排2.1 施工准备及条件汽轮发电机底板基础、锅炉基础等大体积混凝土的浇筑采用混凝汽车泵和拖泵联合浇筑方式。大体积混凝土结构在施工前，需要对混凝土进行浇筑规划，并按照预先规划好的流程及方法进行浇筑。搅拌站在大体积混凝土浇筑前，需对混凝土生产设备进行一次全面检查，防止混凝土生产过程中出现问题。同时，一旦混凝土生产出现问题，应有应急措施。2.2对人员的要求施工人员应经过专业培训，持证上岗。每次施工前，应由施工方案编制人针对项目的特点进行技术交底，使施工人员充分理解施工方法和质量要求。施工班组长应具有丰富的施工经验，班组应配备足够的技工。2.3 对机械的要求应有足够的性能良好的施工机械及混凝土搅拌、运输、浇筑和振捣设备。混凝土搅拌机应有科学的计量方法和准确的计量器具。2.4 对材料的要求施工用模板必须平整，表面无泥垢，并涂刷隔离剂，模板支撑必须有足够的强度。钢筋、水泥应有出厂合格证，进场的钢筋、水泥必须按规定复试，砂、石骨料的强度、含泥量、矿物质含量应满足规范要求，外加剂应有出厂合格证、使用说明书，使用前应试配。2.5对环境的要求施工作业区应足够的工作面，高空作业应有安全可靠的脚手架及上下通道。保证施工区排水畅通，防止浇筑过程雨水浸泡。3、大体积混凝土的施工方法1/123.1 混凝土的浇筑与振捣长度较大的结构如汽轮发电机底板基础采用斜面分层浇筑，一些边长近似的筏板基础采用全面分层浇筑。详见下图。模板 新浇筑混凝土模板 新浇筑混凝土全面分层浇筑示意图 斜面分层浇筑示意图大体积混凝土浇筑时，根据结构体的尺寸确定是否划分浇筑带，每个浇筑带配备5套振捣器，卸料口两套、中间两套、坡角一套，根据大流动性混凝土的特性进行适当振捣。为避免端部砂浆过于集中，当混凝土坡脚浇至顶端模板时改变浇筑方向，再反向浇筑混凝土，以便于收头和清除泌水。3.2 混凝土的表面处理在大体积混凝土的浇筑、振捣过程中，会产生一些泌水和浮浆，利用基坑周边设明排水系统抽除泌水但应注意不要吸入浮浆。混凝土初凝前，用刮杠按控制标高边压边刮平，随后用木抹子抹平压实2遍，等混凝土初凝以后覆盖保温材料，进行湿热养护。3.3混凝土的养护措施结合工程特点，在理论计算的基础上，混凝土采用棉被和塑料布相结合保温保湿养护。混凝土浇筑初凝后用塑料布覆盖，铺设棉被，棉被顶面再铺一层塑料布。浇水养护，浇水强度以表面湿润为准，禁止基础面有积水，棉被叠缝铺放。在养护期间根据混凝土内外温差和降温速率，对养护措施进行及时的调整。3.4绝热温升值和最高温升值的计算Th=mcQ/cρ(1-e-mt)Th=(mc+KF)Q/cρ式中：Th—混凝土最大绝热温升(℃)mc—混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量(Kg/m3)Q—水泥28d水化热(KJ/Kg) 见下表：水泥品种 水泥强度等级 水化热Q(KJ/Kg)2/123d7d28d硅酸盐水泥42.531435437532.5250271334矿渣水泥32.5180256334—混凝土活性掺合料用量(Kg/m3)—掺合料折减系数、粉煤灰取0.25～0.30c—混凝土比热、一般取0.97KJ/Kg.Kρ—混凝土密度、取2400(Kg/m3)e—常数、为2.718t—混凝土龄期(d)m—系数、随浇筑温度改变见下表：浇筑温度(℃)51015202530m(I/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406由于大体积混凝土并非处于完全绝热状态，而是处于上下表面一维散热的条件下，温升值比绝热状态计算的要小；不同浇筑块厚度与混凝土的绝热温升亦有密切关系，混凝土厚度愈小，散热愈快，水化热温升值低，反之混凝土块厚度愈大，散热愈慢，当混凝土块厚度在5m以上时，混凝土实际温升接近绝热温升。所以调整后的混凝土内部中心温度按下式计算：T1(t)=Tj+Thξ(t)式中：T1(t)—t龄期混凝土中心计算温度(℃)Tj—混凝土浇筑温度(℃)T(t)—在t龄期的混凝土绝热温升ξ(t)—t龄期温降系数见下表：浇筑不同龄期(d)的ξ值块厚36912151821242730度(m)1.000.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24根据施工配合比水泥的用量和现场实测混凝土入模温度，可计算求得需覆盖的棉被厚度。3/12δ=0.5hλx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)式中：δ —保温材料厚度(m)—基础厚度λx—保温材料导热系数(w/mk)—混凝土导热系数，取2.3w/mkT2—混凝土表面温度(℃)Tq—施工期大气平均温度(℃)Tmax—计算得混凝土最高温度(℃)计算时可取T2-Tq=15～20(℃)Tmax-T2=20～25(℃)Kb—传热系数修正值根据以上公式及混凝土配合比，可以计算出各种厚度大体积混凝土的绝热温升值和调整温升及养护材料厚度。3.5 自约束裂缝控制计算浇筑大体积混凝土时，由于水化热的作用，中心温度高，表面温度低，当混凝土表面受外界气温影响急剧冷却收缩时，外部混凝土质点与内部混凝土质点之间相互约束，使表面产生拉应力，内部降温慢受自约束产生压应力。由于温差产生的拉应力和压应力由下式计算：σt=2E(t)α△T1/[3(1-v)] σc=1E(t)α△T1/[3(1-v)]σt、σc—分别为混凝土的拉应力和压应力(N/mm2)E(t)—混凝土的弹性模量(N/mm2)α—混凝土线膨胀系数1×10-5(1/℃)△T1—混凝土中心与表面之间的温差(℃)v—混凝土的泊松比，取0.15～0.20大体积混凝土的水化热在施工后约3d内达到最高。以C30混凝土为例，其在3d龄期弹性模量：E(t)=E0(1-e-0.09t)=3.0×104(1-e-0.09×3)=0.71×104N/mm2σt=2×0.71×104×1×10-5×25/[3×(1-0.15)]=1.39(N/mm2)<fc=1.5(N/mm2)σc=1×0.71×104×1×10-5×25/[3×(1-0.15)]=0.69(N/mm2)<ft=16.5(N/mm2)由以上计算可知采用保温保湿养护控制大体积混凝土内外温差在25℃内时，由混凝土自约束引起的拉应力不会使混凝土表面开裂。3.6 混凝土外约束裂缝计算大体积混凝土最可能开裂时间段是15d龄期，以5m厚板为例，在其浇筑完并经过15d养护后，计算混凝土受拉应力，以验算混凝土外约束力最可能生的裂缝。4/123.7 计算混凝土的绝热温升值(公式符号的含义同前)Th=mcQ/cρ(1-e-mt)=377×334/0.97×2400(1-2.718-0.362×15)=58.84℃调整后：Th=54.32×0.55=29.87℃3.8 各龄期混凝土收缩变形值εy(t)=εy0(1-e-bt)M1M2M3----M10εy0=3.24×10-4b=0.01M2M3M8M9均为1M1=1.25M4=1.21M5=1.2M6=0.93M7=0.7M10=0.86εy(15)=0.3625×10-43.9 混凝土15d当量温差Ty(15)=εy(15)/α=3.63℃α—混凝土线膨胀系数取1×10-53.10以C30混凝土为例，其15d龄期弹性模量E(15)=Ec(1-e-0.09t)=3.0×104(1-e-0.09×15)=2.22×104N/mm23.11混凝土的最大综合温差△T=T0+2×Th/3+Ty(t)-Tq△T—混凝土综合温差(℃)T0—混凝土入模温度(℃)Th—混凝土的绝热温升(℃)Ty(t)—混凝土的收缩当量温差(℃)Tq—混凝土达到稳定的温度，一般取当地当年平均气温(℃)△T=20+2×29.87/3+3.63-8.2=35.34(℃)3.12混凝土最大降温收缩应力δ=E(t)α△TS(t)R/(1-v)S(t)—考虑徐变影响的松弛系数取0.233R—混凝土外约束系数，当为岩石地基时为1，当为可滑动地基时为0，一般土地基取0.25～0.50v—混凝土泊松比0.15～0.2δ=2.22×104×1×10-5×35.34×0.233×0.5/(1-0.15)=1.08<fc=1.5(N/mm2)，满足要求。3.13混凝土测温为了进一步了解大体积混凝土各部位水化热的大小，不同深度温度升降的变化和施工阶段的早、中、后期温差的发展规律，根据本工程基础的平面尺寸、形状及厚度，布置多个测温点。测温采用数字测温仪进行。混凝土浇筑阶段，在测温点被混凝土覆盖2h后即开始测验温，每4h测5/12温一次。混凝土浇筑完毕后，根据大体积混凝土早期升温快，后期降温慢的特点，在混凝土温度应力计算的基础上，确定测温时间为45d。养护期间前3d每2h测温一次，第4d以后每4h测温一次。当混凝土内外温差大于25℃时，作好记录，及时增加外部保温塑料布及棉被的层数。防止混凝土因温差过大而产生裂缝。大体积混凝土测温孔深度要达到混凝土厚度的3/4。4、消除各种质量通病的措施和方法大体积混凝土施工中，欲使构件外型尺寸、外观质量、构件强度达到优良标准，有效地控制裂缝的出现和发展，必须控制混凝土水化热升温、延缓降温速率、减小混凝土的收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件，确保不出现温度裂缝，消除各种质量通病，必须对施工进行全过程监控。具体措施如下：4.1 防止混凝土表面龟裂的方法钢筋绑扎过程中，严格控制上层钢筋保护层厚度。采取二次投料法，浇筑至距顶面100mm处时，混凝土自然下沉20min，振捣后进行二次布料，以提高表面混凝土密实度。二次振捣法，混凝土第一次振捣后自然下沉20min(视气温确定)，对已振捣的混凝土进行二次振捣，提高混凝土密实度。结构表面混凝土振捣要掌握好尺度，严禁过振造成混凝土离析。混凝土表面不采用铁抹子压光，用木抹子搓成毛面。做法：在混凝土振捣后，用靠尺刮平，木抹子抹平，抹压时要用力，以保证混凝土表面压实，低洼处和砂浆聚集处采用混凝土充填，振捣后抹平、压面，在初凝前抹压2遍，接近初凝时搓成毛面，抹压人员每人负责1.6～1.8m宽度抹压范围，随时观察表面凝结情况，做到闭合混凝土表面裂缝。浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。4.2防止出现温度裂缝的方法选择低水化热的水泥，如矿渣硅酸盐水泥。在基础内部布置S形薄壁焊接钢管降温，混凝土养护时内部通冷水以降低混凝土内部温度，减小内外温差。在基础内设置必要的温度配筋，在截面突变和转折处，底、顶板与墙角转折处，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。掺加细度模数符合要求的粉煤灰，即能减少混凝土配合比中的水泥用量，同时又改善混凝土合易性和泵送性。选用级配良好的粗骨料，增加混凝土的密实度，提高混凝土的极限拉伸强度。同时严格控制砂、石骨料的含泥量(砂含泥量不超过3%，石子含泥量不超1%)。砂石骨料含泥过多将增加混凝土收缩，降低混凝土的抗拉强度。混凝土中掺加复合型泵送剂(具有泵送、减水、缓凝作用)，减少了水泥6/12用量，降低了水化热，同时又起到减慢水泥水化热进行速度，避免水化热在短时间内集中释放，缓凝时间控制在1.5h内。混凝土坡层浇筑，均匀布料，分层振捣，上下两层浇筑时间间隔不能超1h。减缓浇筑速度，加快热量散失，振捣捧排距小于500mm，插入下层混凝土内50～100mm，使混凝土振捣密实，提高混凝土抗拉强度减小收缩变形。加强插筋、地脚螺栓位置的振捣、抹压、养护，由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个重要环节。加强混凝土的测温，安排专人定时进行测温，并做好记录。随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底温差均控制在25℃以内。条件允许情况下，基础模板拆除后立即进行土方回填，起到继续保温保湿的作用。4.3防止预埋件位置偏移的方法将预埋件或固定架点焊在加固系统上。钢结构地脚螺栓需用型钢作固定架，固定架要安装牢固。固定架之间用大截面型钢连接起来。浇筑混凝土时，避免将混凝土直接冲到预埋件上，同时预埋件周围应小心振捣。4.4控制施工缝的措施机械检修完好，并处于常备使用状态。搅拌站贮存场内砂、石、水泥、外加剂等材料准备充足。现场施工道路畅通、路基坚硬，有良好排水措施，做到雨天照常通车。混凝土中掺加缓凝剂，测试出掺加减缓剂后混凝土的初凝时间。现场设立搅拌站60m3/h的HZS-60型混凝土搅拌站1座。4.5施工缝的处理在浇筑过程中，如遇停电、恶劣天气或机械故障等原因，无法继续浇筑或间隔时间已超过混凝土的初凝时间时，必须按施工缝处理。设置施工缝时必须将已浇筑完的混凝土振捣密实，并垂直于结合面插800mm长Φ12mm钢筋，两面插入深度均达到400mm，钢筋间距为500mm。并做混凝土试件，不少于2组。当混凝土强度大于1.2N/mm2时，方可重新浇筑混凝土。施工前，应清除表面浮灰、松动砂石及杂物，使混凝土露出新槎。浇筑前用水冲洗混凝土表面，并保持湿润24h以上，但不得积水。混凝土浇筑前在混凝土接槎处铺设与混凝土同配比的砂浆30～50mm厚。混凝土浇筑后加强振捣，保证混凝土接搓部位接合良好。7/12地下钢筋混凝土结构施工方案5、工程概述5.1 本方案主要包括：主厂房基础、汽机附属设备基础、锅炉基础、锅炉附属设备基础、集控楼基础等。电除尘器基础、除灰综合楼基础、引风机（室）、烟道支架基础、脱硫设备基础等。贮灰库、灰库汽化风机房、除渣设备基础等。A排外建（构）筑物：变压器基础、构支架基础、防火墙基础等设备基础。5.2基础形式主要为钢筋混凝土独立基础和钢筋混凝土设备基础。6、施工总体安排6.1 施工顺序按照先深后浅，先大后小的原则施工。工序顺序为：测量放线→清基→地基处理→审底→垫层浇筑→测量放线→钢筋绑扎（铁件安装、地脚螺栓或孔安装）→木工支模→检查验收→混凝土浇筑→砼浇水养护→拆模、清理→检查验收→回填。6.2施工方法6.2.1模板工程为加快施工进度，基础模板采用组合式定型钢模板，模板接缝粘贴双面胶海棉条。为保证混凝土表面工艺达到预期效果，使用对拉螺栓时靠模板内侧安Φ50mm厚20mm木块，拆模后将木块凿除，用107胶与白水泥和普通水泥拌制而成的水泥砂浆抹平，抹光。其中白水泥与普通水泥的掺兑比例根据混凝土的颜色试配后确定，保证整修后的混凝土表面颜色与大面积混凝土的颜色一致。设备基础地脚螺栓孔的模板分两种情况来处理，深且断面小的采用木方形成内骨架，深且断面大的采用木模板形成内骨架，外面用聚苯乙烯板缠裹宽胶带纸来施工，这样做可以使拆模方便容易。拆完模板的地脚螺栓孔凿毛且清理干净，上口用模板块盖好，周圈用水泥砂浆封堵严实。模板的支撑及加固主要采用Φ12（或根据计算确定）对拉螺栓（其间距根据计算确定）、#8铁线，Φ48×3.5钢脚手管（或型钢）。马凳采用Φ20钢筋与50×50×10角铁焊接制成，支设在模板中间。独立基础或条型基础模板支撑及加固断面图如下，其它形式的基础及设备基础的支撑和加固方法参照施工。采用示图二方法时，同范围内的基础加固所用的排架要相互连接在一起，成为一个受力整体，尤其是基础较大时。模板拆完后，混凝土经过浇水养护，通过甲方及监理人员的检查验收后8/12方可回填。柱插筋木方钢模板60x90Φ12对拉螺木方栓Φ48x3.5钢管脚手管100x100马凳混凝土垫层基础标高基础模板示意图一双排脚手架柱插筋钢模板脚手管 木方马凳基础模板示意图二注：当独立基础采用基坑开挖时参照图一；当独立基础采用大开挖时参照图二。6.2.2钢筋工程钢筋到场后必须有合格证，并在监理的见证下进行取样试验，试验合格后才可以用于正式工程上使用，并作好所有钢筋的标识和跟踪管理，保证已用钢9/12筋的可追溯性。根据《招标文件》及图纸设计有具体要求需采用钢筋机械连接方式采用钢套筒直螺纹接头。当无具体要求时将采用符合规范要求的电弧焊接和搭接等方式。保证钢筋的表面洁净，无锈蚀、无油污，较长时间存放的钢筋做好防雨工作。在焊接前，焊点处的水锈必须清除干净。钢筋由钢筋加工厂统一加工，汽车运至施工现场，并准确分类堆放，标牌清晰。钢筋加工时根据图纸设计，依据钢筋料表进行加工，加工完的半成品，分类堆放、标识清晰、准确。并核对成品钢筋的钢号、直径、形状、尺寸和数量等是否与料单料牌相符。如有错漏，及时纠正增补。钢筋采用人工绑扎，绑扎时严格按图施工，保证钢筋的型号、间距以及搭接、锚固长度。排放前，先在垫层上放出基础边线、中心线和主要控制部位的中心线或边线并标识清楚，画出钢筋间距标识，按标识布置上、下排钢筋，底部四周两行钢筋交叉点应每点扎牢，中间部分交叉点相隔交错扎牢，必须保证受力钢筋不位移。双向受力主筋的钢筋网，将全部钢筋相交点扎牢。钢筋工程作业过程中若出现钢筋代换时，必须以书面形式征得设计院工代和监理部门的同意。施工基础短柱的钢筋时为了保证其位置准确，在其顶部用∠75×5的角钢制作钢筋间距固定框（如图所示）。设备基础的插筋参照此方法施工。浇筑混凝土时设专人维护预留插筋，检查其位置、垂直度在误差允许范围内。四角设找正用Φ8拉线环25计设宽按柱距间

75×5角钢依据设计直径，间距半开孔，用#8钢丝将主筋固定在钢框上，以利找正柱长钢筋间距固定框示意图

52钢筋保护层采用预制水泥砂浆和细石混凝土垫块，保证保护层尺寸。当基础底板采用双层钢筋网时，在上层钢筋网下面设置钢筋或型钢制作的马凳，以保证钢筋位置正确。6.2.3地脚螺栓的安装螺栓的安装采用独立钢架加固，在浇筑螺栓架底部混凝土时，在螺栓架四角位置（或根据需要）预埋Φ25（长400mm，外露100mm），安装螺栓时，10/12∠50×5的等边角钢立柱与预埋钢筋焊牢，立柱上焊角钢作横梁，用∠75×5角钢作横向支撑，形成独立钢架。先在固定槽钢上按螺栓的相对距离开固定孔（用台钻成孔），孔径比螺栓2mm，根据图纸尺寸将固定槽钢调整好位置点焊在横梁上，螺栓穿过槽钢上的固定孔，调整准确后用螺母上下夹紧。螺栓底部同样利用槽钢钻孔紧固在钢架上，参见示意图。定位槽钢螺栓固定架螺栓螺母螺栓固定示意图待螺栓及其支撑系统安装完成后，进行严格细致的验收。验收合格后将螺栓与固定架焊牢。必须注意，螺栓固定支架和钢筋、模板支撑系统及操作脚手架各自独立，互不相连。设备基础侧面及上表面铁件的安装固定参照钢筋混凝土框架和板施工方案中所描述的有关方法施工。6.2.4混凝土工程混凝土采用搅拌站集中搅拌、混凝土罐车水平运输，混凝土泵车浇灌的方法。采用插入式振捣棒振捣，控制混凝土振捣时间，以混凝土表面不再明显下沉、不出现气泡为宜。分层浇注，分层振捣。操作振动器必须是