修改后的大体积混凝土施工方案(2008.6.4)

1一、施工简介平房乡姚家园新村（农民房部分）G-1楼基础筏板厚度1000mm，而且与其相邻的车库筏板基础相连。主楼底板底标高为-5.50m，车库与住宅相邻部分的车库筏板厚度1000mm，板底标高为-7.90m，两者高差为2.40m。主楼南北向设置一道后浇带，将主楼分为二段；车库南北向设置二道施工带（○1～○11轴范围），东西向设置一道后浇带，将整个车库分为四个部分，因此与主楼结合部的车库筏板基础要与主楼基础筏板同时浇筑施工。作为1000mm厚C30强度等级的主楼筏板基础为大体积混凝土，因此特制定本施工方案。作为大体积混凝土施工，主要控制混凝土内部和混凝土表面、混凝土表面和大气之间的温差，这样才能有效的控制混凝土由于温差过大而产生的应力裂缝；同时为避免由于混凝土的接茬范围随浇筑的时间增加而越来越长，因此而产生接茬部位的混凝土出现冷缝等。为此，本方案针对上述情况，采取相应技术措施，保证混凝土施工质量。二、大体积混凝土温度计算1、混凝土中心温度混凝土中心温度＝最大绝热温升+混凝土入模温度1.1最大绝热温升根据搅拌站所提供的C30/P8混凝土配合比，计算最大绝热温升和入模温度，配合比为：2强度等级C30/P8水胶比0.41水灰比0.43砂率43％材料名称项目水泥水砂石外加剂掺和料（粉煤灰）膨胀剂其他每m3用量（kg）28117075510018.511234混凝土碱含量（kg/m3）2.21备注水泥为P.O42.5Th=(mc+K·F)Q/C·ρ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）；K—掺合料折减系数，粉煤灰取0.25～0.30，本计算按0.275考虑；F—混凝土活性掺合料用量（kg/m3）；c—混凝土比热，取0.97[kJ/(㎏·K)]；ρ混凝土密度（㎏/m3）Q—水泥水化热（kJ/kg）,见下表：水泥的水化热水泥品种水泥强度等级水化热Q（kJ/kg）3d4d5d6d7d硅酸盐水泥42.5270～280282.5～292.5295～305307.5～317.5320～330注本记算Q取295～305的中间值300Th=(mc+K·F)Q/C·ρ＝（315+0.275×112）×300/0.97×2362=43.85℃1.2混凝土入模温度混凝土浇筑温度Tj取混凝土拌和后的温度T0:Tj=T0=[0.9(mcTc+msTs+mgTg)+4.2Tw(mg-wsms-wgmg)+C1(wsmsTs+wgmgTg)-C2(wsms+wgmg)]÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg)]3式中mw、mc、ms、mg—水、水泥、砂、石的用量（kg）；Tw、Tc、Ts、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃）,取水温15℃、水泥15℃、砂15℃、石15℃；ws、wg—砂、石的含水率（%），取砂、石含水率为0％；C1、C2—水的比热[kJ/(kg·K)]及溶解热（kJ/kg），取C1为4.2、C2为0。故Tj=T0=35.31℃2、混凝土中心计算温度式中T1(t)=Tj+Th·ξ(t)T1(t)—t龄期混凝土中心计算温度（℃）；Tj—混凝土浇筑温度（℃），取25℃；ξ(t)—t龄期降温系数(见下表)浇筑层厚度（m）龄期t(d)3691.00.360.290.17T1(3)=Tj+Th·ξ(t)＝35.31+43.85×0.36＝51.1℃；T1(6)=Tj+Th·ξ(t)＝35.31+43.85×0.29＝48.03℃；T1(9)=Tj+Th·ξ(t)＝35.31+43.85×0.17＝42.76℃3、混凝土表层温度（1）保温材料厚度δ＝0.5h·λx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)式中δ—保温材料厚度（m）；4λx—所选保温材料导热系数[W/（m·k）]，草帘λ＝0.14；T2—混凝土表面温度（℃）；Tq—施工期大气平均温度（℃）；λ—混凝土导热系数，取2.33W/（m·k）；Tmax—计算得混凝土最高温度（℃）；计算时可取T2-Tq＝15～20（℃），取20℃；Tmax-T2＝20～25（℃），取20℃；Kb—传热系数修正值，取1.3～2.0，取1.65。δ＝0.5h·λx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)＝0.5×1×0.14×20×1.65/2.33×20＝0.05m（2）若采用蓄水养护时，蓄水深度计算如下：hw＝x·M(Tmax-T2)Kb·λw/(700Tj+0.28mc·Q)式中hw—养护水深度（m）；x—混凝土维持到指定温度的延续时间，即蓄水养护时间（h）；M—混凝土结构表面系数（1/m），M＝F/V；F—与大气接触的表面积（m2）；V—混凝土体积（m3）；Tmax-T2—一般取20～25（℃），取22.5℃；Kb—传热系数修正值，取Kb＝2；700—折算系数[kJ/(m3·K)]；λw—水的导热系数，取0.58[W/(m·K)]。养护时间按6d（144h）计算：5hw＝x·M(Tmax-T2)Kb·λw/(700Tj+0.28mc·Q)＝144×1×22.5×2×0.58/（700×35.31＋0.28×315×312.5）＝0.07m（3）混凝土表面模板及保温层的传热系数（用50厚草帘）β＝1/[Σδi/λi+1/βq]式中β—混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/(m2·K)]；δi—各保温材料厚度(m)；λi—各保温材料导热系数[W/(m·K)]；βq—空气层的传热系数，取23[W/(m2·K)]A、如选用60厚草帘保温，则β＝1/（Σδi/λi+1/βq）＝1/（0.05/0.14+1/23）＝2.5B、如选用0.07m深蓄水时，则β＝1/（Σδi/λi+1/βq）＝1/（0.07/0.58+1/23）＝6.09（4）混凝土虚厚度h′=k·λ/β式中h’—混凝土虚厚度（m）；k—折减系数，取2/3；λ—混凝土导热系数，取2.33[W/(m·K)]；A、如采用50厚草帘时，则h′=k·λ/β＝（2/3）×2.33/2.5＝0.62m；B、如采用70深蓄水时，则h′=k·λ/β＝（2/3）×2.33/6.09＝0.26m；（5）混凝土计算厚度6H＝h+2h’式中H—混凝土计算厚度（m）；h—混凝土实际厚度（m）；A、如采用50厚草帘时，则H＝h+2h’＝1+2×0.62＝2.24m；B、如采用70深蓄水时，则H＝h+2h’＝1+2×0.26＝1.52m（6）混凝土表层温度T2（t）=Tq+4·h’(H-h’)[T1（t）-Tq]/H2式中T2（t）—混凝土表面温度（℃）；Tq—施工期大气平均温度（℃），假设为25℃；h‘—混凝土虚厚度（m）；H—混凝土计算厚度（m）；T1（t）—混凝土中心温度（℃）；A、如采用50厚草帘时，则T2（t）=Tq+4h’(H-h’)[T1（3）-Tq]/H2＝25+4×0.62（2.24-0.62）（51.1-25）/2.242＝50.88℃B、如采用70深蓄水时，则T2（t）=Tq+4h’(H-h’)[T1（3）-Tq]/H2＝25+4×0.26（1.52-0.26）（51.1-25）/1.522＝39.8℃（7）混凝土内平均温度A、如采用50厚草帘时，则7Tm(t)=[T1(t)+T2(t)]/2＝（51.1+50.88）/2＝51℃B、如采用70深蓄水时，则Tm(t)=[T1(t)+T2(t)]/2＝（51.1+39.8）/2＝45.45℃（8）结论经计算选择70深蓄水养护方法，混凝土中心与表面的温差以及混凝土表面与大气温差均小于25℃，满足规范要求，符合大体积混凝土施工条件。三、具体措施及施工方法（一）控制混凝土产生裂缝的措施如何保证大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，关键要控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝，具体措施为：1、委托混凝土供应商，提出项目部的具体要求，优选材料，控制水泥、砂、石、水及掺合料等原材料的温度，尽可能降低混凝土的搅拌温度和出机温度；因此，要求混凝土供应商采取相应措施，如砂、石的遮阳及浇水降温等措施。尽量缩短混凝土的运输时间，合理安排浇筑顺序，及时卸料；如果气温较高、阳光较足时泵管应用麻布包裹，并浇水降温。2、保证混凝土浇筑质量，浇筑采用“一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方针。根据混凝土泵送时形成的坡度，在上层与下层布置两道振捣点。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部振实；第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。先振捣料口处混凝土，8以形成自然流淌坡度，然后全面振捣。为提高混凝土的极限拉伸强度，防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，提高混凝土密实度；同时，还要采取二次振捣法，在振捣棒拨出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞，这时是施加二次振捣的合适时机。由于泵送混凝土表面水泥浆较厚，在浇筑2～6小时后（根据实际出凝时间确定），先用长杠尺按标高刮平，然后用木抹反复搓压数遍，使其表面密实，在初凝前用铁抹压光，这样既能较好地控制混凝土表面龟裂，又能减少混凝土表面水分散发。3、加强混凝土的养护及测温工作。为防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，应根据当时的施工情况和环境温度，采用“蓄水法”进行混凝土养护。具体做法是：待混凝土初凝并完成二次抹压后，在混凝土表面覆盖一层塑料布，保持混凝土表面不失水以及温度损失。当混凝土终凝后蓄水养护，蓄水深度≥70（要求抗压板部分外侧模板高于混凝土表面200）。为及时掌握混凝土内部温度与表面温度的变化值，在基础混凝土内埋设DN15钢管，钢管高出底板面200mm，蓄水时不要将水灌入测温管内，测温采用测温表完成。测量混凝土温度的同时，还要进行大气温度测量，具体测温记录详见测温记录表。1000厚底板范围布置10个测温点，高低跨结合部位布置9个测温点（详见测温点平面布置图）。测温点布置深度：1m厚底板（编号1～10）分别布置在距板底50(A)、500(B)、950(C)位置；高低跨处测温点（编号11～19）布置在距板底100(A)、833(B)、1566(C)、2300(D)位置。910根据以往的经验，混凝土中心温度在3～5天达到最高峰值阶段。测温频率为：各测温点从浇筑到位以后开始每2小时测温1次，一直测到第5天；如果第6天混凝土内部温度开始下降，说明由此开始水泥水化热正在逐渐减弱，混凝土内部温度不会反弹上升，当中心温度与表层温度接近、表层温度又与大气温度接近，同时中心温度与大气温度差又不超过25℃时可以停止测温。在测温期间，要随时监控内外温差是否在25℃以内，如果出现异常时要立即采取措施，比如用增加混凝土蓄水深度的方法等来提高表面温度，减小温差值，满足Δt＜25℃之要求，或采取其他相应的有效措施加以解决。（二）混凝土浇筑的具体施工方法1、以车库与住宅楼结合部位以南的车库东西向后浇带划分的区域，后浇带以北车库与住宅楼结合部分必须与住宅楼同时施工；以南部分的车库底板，按车库南北向二道后浇带划分为三个流水段进行混凝土施工。2、混凝土施工采用商品混凝土。由于一次性浇筑量大（800m3）,且受现场场地条件限制，因此，设置二台拖式HBT—80柴油发动机混凝土输送泵，混凝土理论输送量80m3/时（折减后的实际输送量约为50m3/时左右），管径DN125，同时采用6015塔吊1台协助吊运部分混凝土（吊斗容量为1m3），避免混凝土浇筑过程中产生冷缝。3、由于底板混凝土一次浇筑量大，且为梁板式筏板基础，施工难度相应加大，因此，浇筑混凝土之前要做好各项组织工作：11（1）劳动力组织：考虑混凝土施工的连续性，提前组织充足的劳动力，并分成三个作业班组，上个班组未接班前下个班组不得下班，且要向下个班组进行交接班交底；另外，作为夜间施工的班组从人力上需要加强；（2）机械及工具准备：要保证混凝土的连续作业，从施工机械、工具方面要做好足够备份，避免因机械及工具问题影响混凝土质量；（3）混凝土供应问题：提前与供应商联系，并签订供应协议，同时还要提醒供应商考虑一旦发生意外的应急措施；（4）夜间施工照明问