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大体积混凝土施工方案  

2017-01-14 22:41:51|  分类: 102工程百科杂坛 |  标签: |举报 |字号 订阅

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目    录

 

第一章   编制依据和工程概况... 1

一、编制依据... 1

二、工程概况... 1

第二章   施工准备... 2

一、施工准备工作... 2

第三章   施工段划分及模板施工(包括砖胎模施工)... 6

一、施工区块划分... 6

二、基础梁、底板柱墙钢筋加工安装和测温管布设... 6

三、基础底板大体积混凝土模板(砖胎模)施工... 7

第四章   大体积抗渗混凝土施工... 10

一、商品混凝土供应分析... 10

二、混凝土浇筑分段... 10

三、大体积混凝土施工工期计划... 11

四、基础大体积混凝土施工浇筑平面布设及泵管安装... 11

五、大体积抗渗混凝土浇筑... 12

六、大体积混凝土温度和温度应力计算... 16

七、大体积混凝土裂缝控制方法... 22

八、主要管理措施... 22


宜兴新天地财富广场·新天地氿滨花园

L楼、H楼大体积砼工程施工方案

第一章   编制依据和工程概况

一、编制依据

1、施工图纸

图纸名称

设计单位

宜兴新天地花园L、H号楼地下室二层建筑及结构施工图

上海东亚联合建筑设计有限公司

2、主要规范、规程

序号

规范、规程名称

发布日期

施行日期

规范、规程编号

1

混凝土结构工程施工质量验收规范

2002-03-15

2002-04-01

GB50204-2002

2

混凝土泵送施工技术规程

1995-02-27

1995-10-01

JGJ/T10-95

3、施工组织设计

施工组织设计名称

编制日期

编制人

《宜兴新天地花园H、L号楼总施工组织设计》

2005年8月

 

4、2005年7月23日进行的《图纸会审、设计变更、洽商记录》。

二、工程概况

本工程为宜兴市重点工程,位于氿滨路、宜北路以及太滆西路三路交汇处,整个拟建工程分别由一幢28层(54.8m×12m、54.8m×12m )、两幢26层(54.8m×12m、54.8m×12m)、一幢24层(54.8m×12m)、两幢15层(126×12 m、126×12 m)、一幢12层(66×20 m)等高层建筑及沿三路布置的4层店铺,系框架结构,西北侧与氿滨路和氿滨广场相邻。本施工段由H、L号楼组成,均设地下室二层,其中L楼为住宅各27层,H楼为裙房4层。L号楼为平板式筏板基础,H号楼为梁板式筏板基础,本施工段设计共设三条后浇带,后浇带宽均为1000mm,共分为三大块,其中南北向16轴~17轴之间的后浇带位将H号楼与G号楼分隔开来,另因JKL楼结构东西向较长, FG号楼与JK号楼交接处的一东西向后浇带位于J轴~K轴之间,其贯穿FGH楼与JKL楼交接处的东西向结构层。基础地梁类型和底板:H号楼主要有梁截面尺寸为:1200×1200,L号楼基础梁截面尺寸为1000×1200;H号楼的基础底板厚600mm,混凝土强度为C35,该区域混凝土的抗渗等级为P8,基础梁两侧采用标准砖M10的水泥砂浆砌筑240mm的基础梁砖胎模。L号楼基础底板为平板式筏板基础,基础底板厚1200mm,L楼楼、基础底板混凝土强度为C35,混凝土抗渗等级为P8。整个地下二层结构标高为-7.640m。基础底板和基础地梁底为100mm厚C15素混凝土的垫层,H号楼、L号楼地下室底板的抗渗混凝土量约为13987m3。本工程±0.000相当于绝对标高5.400m,自然地面标高一般均在绝对标高4.9m~5.5m之间,设计要求地下室结构混凝土自防水。本工程由宜兴新天地置业有限公司开发兴建,上海东亚联合建筑设计有限公司设计,无锡市建设监理咨询有限公司监理,由浙江东阳第三建筑工程有限公司总承包。

第二章   施工准备

一、施工准备工作

大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝,因此需要从材料选择上、技术措施和施工方法等关键环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。另外考虑到本工程H、L楼地下二层底板大体积混凝土浇筑施工为秋处,早中晚温差较小,但大体积混凝土的养护工作同样重要,须提前作好相应的准备。

1、材料选择

(1)水泥:考虑普通水泥水化热较高,特别是应用到大体积混凝土中,大量水泥水化热不易散发,在混凝土内部温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥,强度等级为42.5,通过掺入合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力,尽量减少水泥用量,试验表明每增加10kg水泥,其水化热将使用混凝土的温度相应上升1℃。

(2)选用粗骨料:尽量选用粒较大、级配良好的粗骨料,控制石含泥量,含泥量不大于1%,泥块含量不得大于0.5%,采用粒径较大和级配良好的粗骨料配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。

(3)在混凝土拌制时掺入12%的UEA系列微膨胀剂,通过在混凝土中加入膨胀剂使混凝土产生微膨胀来补偿混凝土的收缩裂缝,减少混凝土的温度应力。

(4)细骨料:采用中砂,平均粒径大于0.5mm,含泥量不得大于5%。泥块含量不得大于0.5%,选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。

(5)粉煤灰:将粉煤灰掺入混凝土拌合物中,能使泵送混凝土流动性显著增加,和易性好,且能减少混凝土拌合物的泌水和干缩,大大改善混凝土的泵送性能,便于泵送。同时掺入粉煤灰可降低大体积混凝土的水化热,有利于控制温度裂缝的产生。所以本施工段地下室基础底板大体积混凝土施工考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求,采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时,其粉煤灰取代水泥的最大限量为硅酸盐水泥30%,普通硅酸盐水泥小于25%,矿渣硅酸盐水泥小于20%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利;粉煤灰的掺入量控制在10%以内,采用外渗法,即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

(6)混凝土外加剂掺合料:根据设计要求地下室底板、顶板及外侧墙板混凝土需掺入外加剂,以改善混凝土结构构件的抗裂和抗渗性能。通过分析比较及过去在其它工程中大体积混凝土施工的使用经验,在大体积混凝土中掺入12%的UEA系列微膨胀剂,达到混凝土补偿收缩的目的。

2、混凝土配合比

(1)混凝土采用由搅拌站供应的商品混凝土,因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求,提前做好混凝土试配。

(2)按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行地下室大体积抗渗混凝土的设计。

(3)粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况,以满足施工的要求。

(4)地下室大体积混凝土配合比还应符合抗渗混凝土对水泥最小用量及混凝土含砂率的要求。

(5)泵送混凝土的坍落度还应符合不同泵送高度入泵时混凝土坍落度的要求(如下表-1)(混凝土坍落度允许偏差±30mm)

泵送高度(m)

30m以下

30~60

60~100

100以上

坍落度(mm)

100~140

140~160

160~180

180~200

3、现场准备工作

(1)基坑土方开挖标高达到设计要求后应及时浇筑基础垫层,基础垫层强度符合要求,及时组织人员砌筑基础底板外侧壁砖胎模(采用M10水泥砂浆砌筑240mm厚砖胎模)。

(2)基础底板钢筋及柱、墙插筋及电梯井、集水坑的模板安装应分段尽快施工完毕,并请建设单位、监理单位相关人员进行隐蔽工程验收。

(3)基础底板上的电梯井、积水坑及设备基础基坑支模采用胶合模板和钢管扣件及5#槽钢支固定体系支模,并用Φ25(二级)的钢筋将槽钢与相关基础部位的底板钢筋焊接牢固,拉筋间距控制在800范围内。

(4)将基础底板结构设计标高利用水准仪将其高度(同一标高)测设在柱、墙钢筋上,并用红色油漆作好标记,便于大体积混凝土浇筑时标高控制。

(5)大体积混凝土浇筑施工期间,电工必须及时事先与建设单位联系,请建设单位向供电部门了解近期施工现场的供电情况,以保证混凝土振捣及施工照明。

(6)管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜安排值班,坚守岗位,各负其责,保证混凝土连续浇灌的顺利进行。

(7)施工技术人员、操作人员对各预留孔洞的位置、标高、形状予以标识记录,对照施工情况逐个比对、检查,以免出现漏埋、错埋的现象。

(8)认真检查各预留孔洞、电梯井、集水坑及地下室底板外侧壁砖胎模的支撑和加固系统是否牢靠,对不符合要求的应予以整改加固,保证混凝土浇筑时不发生移位、倾斜等不良现象。

(9)计量器具的准备:施工前对计量器具进行检测,保证计量器具的准确性。

(10)施工机具设备的准备:混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土,用混凝土运输车运到现场,施工现场拟采用3台混凝土输送泵同时浇筑,每台输送泵的出灰口处设置3-4台振捣器。

(10)其他物资的准备:温度计23支、测温管、塑料薄膜、麻袋、对拉螺杆及混凝土表面抹平、拉毛用的器具等。

(11)将基础底板内的渣物清理并冲洗干净。

(12)检查钢筋是否符合设计和规范要求;检查模板的支设是否牢靠,稳固,是否符合方案的要求。

(13)拟设混凝土泵车停靠点及商品混凝土运输车辆行走路线。

 

 

 

4、大体积混凝土施工阶段主要管理人员安排情况

值   班

时  间

负  责  人

收料员

砼养护

测温

泥工

钢筋

模板

0:00~8:00

吴永良

刘  军

张连孝

赵美华

张潮峰

肖云芬

8:00~16:00

胡利民

吴富强

赵国云

金科强

李 青

赵芬芬

16:00~0:00

杨立华

吴海波

张生高

吴新余

韦国荣

周  晓

第三章   施工段划分及模板施工(包括砖胎模施工)

一、施工区块划分

根据L、H号楼地下二层设计要求,按本施工段位于横轴M轴以南,设计共有2条后浇带,后浇带宽10000mm,深与结构同厚,本施工段的地下室二层底板结构由后浇带分隔为四个区块,即一区~四区(详见地下二层底板大体积混凝土施工分区平面图),各区块大体积抗渗混凝土数量如下表:

序号

区块名

部位

混凝土等级

混凝土

数量(m3)

强度

抗渗

1

一区

J轴/15轴西南侧

C35

P8

4949

2

二区

J轴/15轴西北侧

C35

P8

2867

3

三区

J轴/15轴东南侧

C35

P8

4113

4

四区

J轴/15轴东北侧

C35

P8

2058

合 计

 

13987

二、基础梁、底板柱墙钢筋加工安装和测温管布设

1、基础梁、底板及柱、墙楼梯钢筋安装

本工程所有结构钢筋加工均在现场钢筋场进行,基础地梁及基础底钢筋均采用钢筋墩粗直螺纹套筒机械连接。基础梁及基础底板钢筋施工完毕后,要及时将地下二层柱、墙及楼梯钢筋插入(预先插入)基础底板的钢筋骨架中。柱、墙及楼梯插筋应保证其平面位置准确。基础底板钢筋及柱、墙插筋施工完毕并组织人员进行自检合格后,报请监理进行基础梁、板钢筋加工安装的隐蔽工程验收,验收合格后方可进行大体积抗渗混凝土施工。

2、混凝土测温管布设

为及时了解大体积混凝土内、外温度变化情况,地下室基础底板钢筋中须设置相应的测温装置(具体平面位置详见H、L号楼测温孔平面布置图)。混凝土测温管需在基础底板钢筋完成后同一位置采用φ48×3.5的两根长短不一的钢管埋设。测温管需高出底板混凝土结构面100mm以上,固定在底板结构的钢筋上面,安装前事前将管底封堵密实,上口宜用软木塞或其它物体临时封堵牢固,在混凝土施工期间不得向孔内放进其它异物(测温时的水除外)。测温计量仪器采用普通测温计,待基础混凝土浇筑好后向测温管内灌注200mm~500mm的自来水。在混凝土温度上升阶段每2h~4h测温一次,在温度下降时可8h测温一次。在进行大体积内部温度监测的同时也需同时监测大气和混凝土表面的温度,大体积混凝土测温工作待混凝土中心温度下降后停止测温。混凝土测温管布设如下图

 

 

 

 

 

 

三、基础底板大体积混凝土模板(砖胎模)施工

   本工程大体积抗渗混凝土占地面积大,结构层厚1200mm、600mm,集水坑和电梯井处井坑则更深,一次性浇筑的混凝土数量多,所以大体积混凝土施工中电梯井、集水坑及地下室底板外侧壁的模板施工尤为重要,也是直接影响混凝土成型质量的关键因素。结合本施工段实际情况,为方便基础模板(包括基础砖胎模)施工,在电梯井、集水坑结构部位拟采用胶合模板及相应的钢管扣件支撑,地下室底板外侧壁则采用MU30的烧结普通粘土砖240mm厚的砖胎模(M10的水泥砂浆砌筑),以加快施工进度并确保地下室大体积抗渗混凝土的施工质量。具体支模及砌筑情况如下图:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



第四章   大体积抗渗混凝土施工

一、商品混凝土供应分析

由于本施工段地下室二层结构面积相对较大,且底板结构相对较厚,大体积抗渗混凝土的需求量大,总方量约1330m3、872 m3,若该施工段混凝土施工按2台泵一次性连续不间断浇筑考虑,需商品混凝土的日供应最大量为3000m3左右,经了解宜兴市本地商品混凝土公司为两家,而这两家预拌混凝土公司日供应商品混凝土的数量均就3000 m3,考虑本工程地下室底板基础大体积混凝土施工的同时,混凝土公司还需供给其它工地混凝土施工等其它不利因素影响。所以若该区段地下室底板大体积混凝土施工期间商品混凝土日供应量较为紧张。为减少混凝土供应不足影响现场施工的现象发生,所以本施工段拟分成两大块分开进行大体积混凝土浇筑。

二、混凝土浇筑分段

从上述分析情况来看,本着质量第一的原则,为确保地下抗渗混凝土结构混凝土质量,现结合设计要求,特将本施工段基础底板按原设计要求利用16轴~17轴之间及L号楼15轴以西3000mm处后浇带分成三大块,则该区段的基础大底按现场土方开挖的先后顺序分开施工,基础分开浇筑施工,以该后浇带为界分为东、西两大施工段,即西段由一、二区组成,东段由三、四区组成,两施工段间的各区块也可根据现场的实际情况,按设计设置后浇带的位置将地下室底板分成各小区块进行底板大体积混凝土的施工,以减少基础混凝土施工商品混凝土日供应量紧张的局面,同时可减少基坑外露时间,有利于确保基坑工程的整体质量,也可相应加快地下室结构的整体施工进度。

三、大体积混凝土施工工期计划

由于H楼及L楼基础底面积较大,计划H号楼与L号楼基础底板混凝土均分开浇筑,均以后浇带为分隔线,共三大块,分成东、西两大区段基础底板混凝土分开浇筑施工,为加快施工进度,缩短基坑工程的外露时间。从工程施工总体来讲,本施工段大体积混凝土施工总体安排是:计划H楼采用2台地泵同时浇筑、L号楼基础底板采用两台地泵同进浇筑,为加快施工进度,拟同时采用2台混凝土泵车从轴处的后浇带,同时向东和向西浇筑混凝土,以缩短L、H号楼基础底板的混凝土结构的施工时间,具体各段计划时间为:

序号

楼号

施工段部位

混凝土数量(m3)

计划泵车(台)

计划日泵送量(m3/天/台)

计划时间(天)

1

L号楼

L-1~L-33/V~W-1轴

1330

2

864

2

2

H号楼

16轴~17轴之间后浇带以西

872

2

864

1

四、基础大体积混凝土施工浇筑平面布设及泵管安装

为方便L、H楼大体积抗渗混凝土浇筑,明确混凝土的浇筑方向和浇筑顺序,在混凝土浇筑前项目经理部根据现场实际情况对上述拟浇混凝土部位的混凝土泵车进行平面布设,以保证混凝土运输车辆行车方便,保证每台混凝土泵车泵送混凝土的过程正常化,从而保证混凝土泵车的日泵送混凝土数量与原计划数量基本持平或超量,以加快本施工段的施工进度(具体详见(L、H号楼地下二层底板大体积混凝土浇筑平面布置图)。大体积抗渗混凝土采用宜兴市混凝土供应站供应的商品混凝土,为加快施工进度,减轻劳动强度,节省脚手材料,提高基础底板混凝土的浇筑质量,所以本工程大体积抗渗混凝土采用混凝土运输车辆运输混凝土输送泵泵送浇筑的方案进行施工。为方便施工,减少拆、装混凝土输送管的时间,拟采用固定式混凝土泵车泵送。地下室基础外至混凝土泵车的输送管采用钢管扣件作为支撑并加于固定,在基础底板上的混凝土输送管则采用特制的钢筋支架支撑,钢筋支撑架下面布设模板,避免钢筋支架直接与底板钢筋接触。采用钢筋支架支撑混凝土输送泵,可避免混凝土输送泵工作而降低基础钢筋安装质量。

五、大体积抗渗混凝土浇筑

1、混凝土浇筑

(1)本工程大体积抗渗混凝土采用商品混凝土,用混凝土运输车将其运至施工现场,同时在2号大门处设置2台混凝土输送泵进行泵送浇筑。

(2)混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度(斜坡)、循序推进、一次到顶”的浇筑方法进行施工,即采用自然流淌。根据划定区域,各台混凝土泵应分区配合施工。原则上H楼投入2台、L号楼投入2台混凝土输送泵浇筑基础大体积混凝土,浇筑时先在一个部位进行,直至达到设计标高,混凝土形成扇形向前流动,然后在其坡面上连续浇筑,循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺,使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上,确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的问题,也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。

(3)混凝土浇筑需连续进行,间歇时间不得超过6h,如遇特殊情况,混凝土在4h仍不能连续浇筑时,需采取应急措施。即当设计院同意留置施工缝时,施工缝留置在变截面处,施工缝位置留设ф12的插筋,间距500mm,长度为900mm,呈梅花形在混凝土表面布置。施工缝的位置混凝土表面予以凿毛,在混凝土浇筑前用水冲洗干净,润湿后在表面上抹10~15mm厚与混凝土强度相同的一层水泥砂浆。施工缝处的混凝土应加强捣实,使新旧混凝土紧密结合。

(4)混凝土浇筑时在每台泵车输送泵的出灰口处配置3~4台插入式振捣器,因为商品混凝土的坍落度相对较大,在1200mm厚的底板内可斜向流淌1000mm远左右,1台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实,另外1~3台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。

(5)由于混凝土坍落度相对较大,会在表面钢筋下部产生水分,或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝,在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

(6)泵送混凝土斜面浇筑及泌水处理

因基础底板厚度较厚,混凝土的和易性较好、流动性大,所以在混凝土浇筑过程其基础底面和顶面之间的混凝土必将形成一斜面(如下图所示),随着混凝土灌筑该斜面也不断向前推进,为使大体积抗渗混凝土振捣密实,必须加强各混凝土斜面处的振捣。混凝土坍落度相对较大,在混凝土的浇筑及振捣过程中,混凝土表面会产生泌水现象,为了不使混凝土泌水现象不至影响混凝土施工,必须及时进行抽水处理。详下图(电梯井及集水坑中的排水详《基坑围护施工方案》)

 

 

 

 

 

 

(7)现场按每浇筑200方(或一个台班)制作3组试块,1组压7d强度,1组28d强度进行标准养护,1组作14d强度备用。

(8)防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组,考虑本工程混凝土数量大,按规范规定取相当数量的防水混凝土抗渗试块。

2、混凝土振捣

(1)混凝土的振捣:混凝土的振捣采用插入式振动棒,振捣采用垂直振捣和斜向振捣;斜向振捣时,振动棒与混凝土面成40~45度的倾角。

(2)混凝土的振捣要快插慢拔,快插是为了先将混凝土表面振实,与下面的混凝土产生分层离析现象,慢拔是为了使混凝土填满振动棒抽出时形成的空洞。

(3)振捣器插点要均匀布置,可采取行列式或交错式,防止漏振。振实混凝土每次移动的距离不应大于50cm,每一插点的振捣延续时间应使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落。一般每点振捣时间为20~30秒。

(4)混凝土振捣上一层时插入下一层混凝土深度不应小于5cm,以消除两层间的接缝,同时要在下层混凝土初凝前进行。在振捣过程中,将振动棒上下略微抽动,使上下振捣均匀。

3、混凝土标高控制和表面抹平

   地下二层底板结构混凝土表面标高,必须严格按照设计要求控制,测量人员应事先将设计标高(地下二层结构标高)以上1000mm的控制点利用水准仪将其测设在相应的柱、墙钢筋上面,并用红色油漆标示出来,便于在混凝土浇筑过程的标高控制,或采用φ8的钢筋,将其焊在底板筋上,间距控制在2000mm左右,然后将设计标高测设在钢筋上面并用红胶布粘贴在该标高位置处,标高以红胶布的下口为准。

由于大体积抗渗混凝土表面水泥浆较厚,基础底板混凝土的表面应分二次抹平,以保证混凝土表面的质量。第一次抹平在混凝土振捣1h~2h混凝土稳定后用3m长的刮尺初步刮平。第二次在混凝土初凝前,用铁滚筒碾压1~2遍然后抹平,再用木抹子搓平压实,以保证混凝土表面的密实,避免产生表面收缩裂缝。

4、大体积混凝土测温

(1)基础底板混凝土浇筑时间设专人配合预埋测温管。测温管应按测温平面布置图的要求进行预埋,预埋时测温管与基础结构钢筋绑扎牢固,以免位移或损坏。测温线用塑料带罩好,绑扎牢固,不能使测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志,便于保温后查找。

(2)配备专职测温人员,按三班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责,按时按孔测温,不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁,换班时要进行交底。

(3)测温工作应连续进行,根据现场的实测温差的变化结果,经技术部门同意后方可停止测温。

(4)测温时发现混凝土内部最高温度与外表面温度之差达到25度或以上时(基础大体积混凝土的基面和基底的温差控制在20℃以内),并出现明显的温度异常现象,应及时通知技术部门和项目技术负责人,以便及时采取措施。

(5)测温器具采用普通温度仪测温。

5、混凝土养护

(1)为确保新浇注混凝土有适宜的硬化条件,防止混凝土早期由于干缩而产生裂缝,混凝土浇筑后12h内应浇水覆盖养护,浇水后再麻袋保湿,混凝土的养护要每4小时浇水一次,养护时间不得少于14天,经计算需采用覆盖2层麻袋洒水养护即可满足要求。

(2)柱、墙插筋部位是保温的难点,要特别注意盖严,防止造成温差较大。

(3)停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后,可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉,使混凝土散热。

(4)大体积混凝土施工前,必须进行温度和温度应力计算事先采取相应的技术措施控制大体积混凝土的温度差,以控制裂缝的开展,并指导现场施工,从而确保大体积混凝土的施工质量。

(5)混凝土浇筑完毕后,基础模板在混凝土温度上升阶段不得拆除,模板的拆除必须等到混凝土温度下降到与室外温差相差不到10度时进行。

六、大体积混凝土温度和温度应力计算(计附后)

根据建设单位及设计要求,对大体积抗渗混凝土基础底板混凝土进行温度检测;基础底板混凝土中部中心点的温升高峰值,该温升值一般略小于绝热温升值。一般在混凝土浇筑后3d左右产生,以后趋于稳定不在升温,并开始逐步降温。规范规定,对大体积混凝土养护,应根据气候条件采取控温措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计及规范规定的范围内;当设计无具体要求时,混凝土内外温差不宜超过25度;本工程设计无具体要求,即按规范执行。表面温度的控制可采取调整保温层的厚度。

(一)温度计算

根据以往工地上大体积商品混凝土搅拌站提供的强度为C30的混凝土配合比中每立方米混凝土中的原材用量及温度情况如下:(参考计算,因目前尚无商品混凝土的配合比通知单)

水泥:   420   kg,   25   ℃;

UEA—H:   50   kg,   25   ℃;

砂子:   573   kg,   25   ℃,含水率为   3   %;

石子:   1143    kg,   25   ℃,含水率为   3   %;

水:   175    kg,   25   ℃;

粉煤灰:   80    kg,   25   ℃;

外加剂:   9.0   kg,   25   ℃;

1、混凝土拌和物温度

T0=[0.9(MceTce+MsaTsa+MgTg)+4.2Tw(Mw-WsaMsa-WgMg)+C1(WsaMsa×Tsa+WgMgTg)- C2(WsaMsa+WgMg)]÷[4.2Mw+0.9(Mce+Msa+Mg)]

=[0.9×(509×25+573×25+1143×25)+4.2×25×(175-573×0.03-1143×0.02)+4.2×(0.03×573×25+0.02×1143×25)-0]÷[4.2×175+0.9(509+573×1143)]

≈25.0(℃)

为计算简便粉煤灰与外加剂UEA—H的重量均计算在水泥重量内。

式中:

T0——混凝土搅拌物温度(℃)

Mw、Mce、Msa、Mg——水、水泥、砂、石的用量(kg)

Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度(℃)

Wsa、Wg——砂、石的含水率(%);

C1、C2——水的比热容(KJ/kg·K)及溶解热(KJ/kg);

当骨料温度为  >0℃时    C1=4.2    C2=0;

≤0℃时    C1=2.1    C2=335;

2、混凝土拌和物的出机温度

T1=T0-0.16(T0-Ti)

  =25.0-0.16(25.0-25)

  =25.0(℃)

式中:T1——混凝土拌和物的出机温度;

Ti——搅拌棚内温度;

3、混凝土拌和物浇筑完成时的温度

T2= T1-(dtt+0.032n)(T1- Ta)

  =25.0-(0.25×0.7+0.032×3)×(25.0-25)

  =25.0(℃)

式中:T2——混凝土拌和物经运输至浇筑完成时的温度(℃);

d——混凝土温度损失系数(h-1);

tt——混凝土自运输至浇筑完成时的时间(h);

n——混凝土转运次数;取3

Ta——运输时的环境温度(℃);

混凝土拌和物完成时的温度计算中略去模板和钢筋的吸热影响。

4、混凝土最高温值

Tmax= T2+Mce/10+F/50

=25.0+420/10+80/50

=68.6(℃)

式中: Tmax——混凝土最高温升值(℃);

Mce——水泥和UEA—H用量(kg);

F——粉煤灰用量(kg);

该温度为基础底板混凝土内部中心点温升高峰值,温升值一般都略小于绝热温升值,一般在混凝土浇筑后3d左右产生,以后趋于稳定不再升温,并且开始逐步降温。

5、混凝土表面温度

规范规定:对于大体积混凝土的养护,应根据气候条件采取控温措施,并按需要测定浇筑后混凝土表面和内部温度,将温差控制在25℃以内。

6、保温材料厚度计算

δ={[0.5·H·λ(Ta- Tb)]/[λ1(Tmax- Ta)]}·k

={[0.5×1.2×0.14×(43.6-25)]+[2.3×68.6-43.6]}×1.3

=0.035(m)

混凝土表面覆盖二层麻袋能满足保温材料厚度要求。

式中:δ——养护材料所需要厚度(m);

H——结构物厚度(m);

λ——养护材料的预热系数(W/m·K);

λ1——混凝土的预热系数(W/m·K);取2.3 W/m·K

Tmax——混凝土中最高温度(℃);

Ta——混凝土与养护材料接触面处温度(℃);取Ta= Tmax-25℃

Tb——传热系数修正值;取1.3

(二)温度应力计算

混凝土浇筑后18d左右,水化热量值基本达到最大,所以计算此时由温差和收缩收起的温度应力。

1、混凝土收缩变形值计算

εy(t)=ε0y(1-e-bt)×M1×M2×M3×……×M10

 ={3.24×10-4(1-2.718-0.01×18)×1.0×1.0×1.0×1.45×0.93×0.77×1.0×1.0×0.9}

  =0.50×10-4

式中:εy(t)——各龄期混凝土的收缩变形值;

ε0y——标准状态下的混凝土最终收缩值;取3.24×10-4

e——常数;为2.718

b——经验系数,取0.01

t——从混凝土浇筑后至计算时的天数;

M1、M2、M3、……、M10——考虑各种非标准条件的修正系数;

2、混凝土收缩当量温差计算

Ty(t)=-εy(t)/a

=-(0.50×10-4)/1.0×10-5

=-5.0(℃)

注式中:Ty(t)——各龄期混凝土收缩当量温差(℃)

        εy(t)——各龄期混凝土的收缩变形值;

        a——混凝土的线膨胀系数:取1.0×10-5

3、混凝土的最大综合温度差

△T=T2+2/3·Tmax+ Ty(t)-Th

   =25.0+2/3×68.6+(-5.0)-18

   =47.7(℃)

注式中:△T——混凝土的最大综合温度差(℃)

T2——混凝土拌和物经运输至浇筑完成时的温度(℃)

Tmax——混凝土最高温升值(℃)

Ty(t)——各龄期混凝土收缩当量温差(℃)

Th——混凝土浇筑后达到稳定时的温度;取年平均气温18℃

4、混凝土弹性模量计算

E(t)=Ee(1-e-0.09t)

=3.25×104(1- e-0.09×18)

=2.607×104(N/mm2)

注式中:E(t)——混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量;

        Ee——混凝土的最终弹性模量;近视取28d的弹性模量,C40为3.25×104

        t——混凝土从浇筑后至计算时的天数;

5、温度变化混凝土收缩应力计算

σ=-{(E(t)·a·△T)/(1-γ)}·H(t)·R

  =-{(2.607×104×1.0×10-5×47.7)/(1-0.15)}×0.386×0.25

  =-1.412 N/mm2

注式中:σ——混凝土的温度应力;

        H(t)——考虑徐变影响的松池系数;取0.386

        R——混凝土的外约束系数;(0.25-0.5)

        γ——混凝土的泊松比;取0.15

采用42.5R普通水泥拌制的混凝土,龄期18d时混凝土强度达到设计强度的85%左右。C40混凝土的抗拉强度设计值2.1N/mm2,即设计强度的85%为1.785 N/mm2。

K=1.785+1.315

     ≈1.357>1.05

故满足要求。

七、大体积混凝土裂缝控制方法

大体积混凝土由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速度快,使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。施工前应进行计算分析,采取措施控制温度裂缝。

1、控制内约束温度裂缝的措施

(1)控制混凝土内外温差、表面与外界温差,防止混凝土表面急剧冷却,采用混凝土表面保温措施或蓄水养护措施;

(2)加强混凝土养护,严格控制混凝土升温速度,使混凝土表面覆盖温差小于8-10℃。

2、控制外约束温度裂缝的措施

(1)从采取控制混凝土出机温度、温升、减少温差等方面以及改善施工操作工艺。

(2)采用低热水泥,如优先选择矿渣硅酸盐水泥;利用混凝土后期强度,商品混凝土中掺入一定比例的粉煤灰、高效减水剂或缓凝剂等;

(3)掺入膨胀剂,在最初14d潮湿养护中,使混凝土体积微膨胀,补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝;

(4)改善骨料级配;

(5)合理安排施工工序进行薄层浇捣,均匀上升,以便于散热;

(6)加强混凝土的养护,适当延长养护时间和拆模时间,使混凝土表面缓慢冷却。

(7)适当配置温度钢筋,减少混凝土温度应力;      

八、主要管理措施

1、拌制混凝土的原材料均需进行检验,合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度,以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。

2、在商品混凝土拌制过程掺入外加剂,掺量要准确。

3、施工现场对商品混凝土要逐车进行检查,测定混凝土的坍落度和温度,检查混凝土量是否相符。严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。

4、混凝土浇筑应连续进行,间歇时间不得超过3~5h,同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于2度。

5、设专人负责测温及保养的管理工作,发现问题应及时向项目技术负责人汇报。

6、浇筑混凝土前应将基坑内的各种杂物清理干净。

7、加强混凝土试块制作及养护的管理,试块拆模后及时编号并送入标养室进行养护。

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