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大体积施工方案

来源:华佗小知识
大体积混凝土施工方案

第1章 编制依据

1、中心36#地块施工图纸;

2、与本工程相关的现行国家规范、规程及技术标准; 3、福建省及厦门市颁布现行的法律、法规,以及规章制度; 4、施工现场及周边环境的情况。

5、ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、OSHMS18001职业安全健康管理体系标准;我单位质量、环境及职业安全健康管理手册、程序文件及其支持性文件。

6、采用规范、标准目录: 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 标准名称 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 《混凝土结构设计规范》 《工程测量规范》 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 《混凝土质量控制标准》 《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》 《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》 《普通混凝土力学性能试验方法标准》 《混凝土外加剂应用技术规范》 《混凝土泵送施工技术规程》 《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》 《普通混凝土配合比设计规程》 《大体积混凝土施工规范》 标准编号 GB50202-2002 GB50010-2010 GB50026-2007 GB50204-2002(2011版) GB14992-2007 GB501-2011 GBl75—1999 GBl344—1999 GB/T50081-2002 GB50119-2013 JGJ/G10-2011 JGJ6-2011 JGJ55-2011 GB50496-2009 序号 15 16 17 18 19 标准名称 《混凝土用水标准》 《钢筋机械连接技术规程》 《地下工程防水技术规范》 《施工现场临时用电安全技术规范》 《建筑机械使用安全技术规程》 第2章 大体积混凝土工程概况

标准编号 JGJ63-2006 JGJ107-2010 GB50108-2008 JGJ46-2005 JGJ33-2012 F楼筏板区域底板厚度主要为3500mm、7600mm、5100mm、9100mm,防水板厚度为1000mm,承台厚度有1500mm、2000mm、3500mm等。本方案只针对主楼筏板区域即F-1区底板混凝土浇筑施工,其他区域混凝土施工见地下室施工方案。

第3章 施工准备

3.1 技术准备

施工前应进行图纸会审,提出施工阶段的综合抗裂措施,制订关键部位的施工作业指导书。

应对工人进行专业培训,并应逐级进行技术交底,熟悉图纸中该部位施工的工程概况,板厚、面积、方量。同时应建立严格的岗位责任制和交制度。

大体积混凝土施工前要对混凝土的模板和支架、钢筋工程、预埋管件验收并在合格的基础上进行。

施工现场设施应按施工总平面布置图的要求按时完成,场区内道路应坚实平坦,必要时,应与市政、交管等部门协调,制订场外交通临时疏导方案。

施工现场的供水、供电应满足混凝土连续施工的需要,当有断电可能时,应有双路供电或自备电源等措施。

要对选定的商品混凝土站进行实地考察,对其加工程序、生产环节、原材料采购渠道、生产供货能力、路程远近、交通运输道路畅通情况,混凝土供应保障措施都要进行考核,确保商品混凝土的供应能力及产品质量没有问题。

大体积混凝土的供应能力应满足混凝土连续施工的需要,不宜低于单位时间所需量的1.2倍。

用于大体积混凝土施工的设备,在浇筑混凝土前应进行全面的检修和试运转,其性能和数量应满足大体积混凝土连续浇筑的需要。

混凝土的测温监控设备宜按本规范的有关规定配置和布设,标定调试应正常,保温用材料应齐备,并应派专人负责测温作业管理。

在施工之前要注意季节性气象资料的收集,进行分析,因本工程F座底板混凝土浇筑时间都为3天,宜选择在连续晴朗的天气浇筑。

3.2 商品混凝土的技术要求 3.2.1 材料 1、水泥

根据《大体积混凝土施工规范》,大体积混凝土所用水泥必须满足以下要求:

底板混凝土使用中、低热硅酸盐42.5水泥,所用水泥其3d 的水化热不宜大于240kJ/kg,7d 的水化热不宜大于270kJ/kg。

底板混凝土为抗渗混凝土,所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%; 2、粗细骨料

细骨料宜采用中砂,其细度模数宜大于2.3,含泥量不大于3%,粗骨料宜选用粒径5~31.5mm,并连续级配,含泥量不大于1%;应选用非碱活性的粗骨料;

3、外加剂

使用高性能钢筋阻锈剂和抗裂防水剂,其用量为水泥用量的4%。

所用外加剂的质量及应用技术,应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB 8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119和有关环境保护的规定。

4、掺合料

掺加一定量的粉煤灰和粒化高炉矿渣粉,其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596 和《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046的有关规定。

5、拌和用水

拌合用水的质量应符合国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ 63 的有关规定。

3.2.2 坍落度

搅拌站应根据气温条件、运输时间(白天或夜天)、运输道路的距离、混

凝土原材料(水泥品种、附加剂品种等)变化、混凝土的坍落度损失情况来调整原配合比,确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要,保证混凝土供应质量。

3.2.3 配合比

本工程底板混凝土为防水混凝土,按图纸要求,采用混凝土60d 强度作为混凝土配合比的设计依据。

拌和水用量不宜大于175kg/ m³。

粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%;矿渣粉的掺量不宜超过胶凝材料用量的50%;粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量不宜大于混凝土中胶凝材料用量的50%。水胶比不宜大于0.55。砂率宜为38~42%。 拌合物泌水量宜小于10L/m³。

3.2.4 和易性

为了保证混凝土在浇筑过程中不离析,要求混凝土要有足够的粘聚性,要求在泵送过程中不泌水、不离析。坍落度经时损失要求两小时小于40mm。扩展度不小于45mm。

3.2.5 初凝、终凝

为了保证底板混凝土的连续浇筑,避免出现施工冷缝,要求商品混凝土的初凝时间保证在10小时以上;为了保证后道工序的及时插入,要求混凝土终凝时间控制在12小时以内。

3.2.6 混凝土试配

在混凝土制备前,应进行常规配合比试验,并应进行水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需的技术参数的试验;必要时其配合比设计应当通过试泵送,根据试泵送结果来调整或者优化配合比。

初步设计出配合比如下:

配合比 P.O425.R水泥 水 砂 石 二级F类粉煤灰 矿渣粉 高性能钢筋阻锈剂 抗裂防水剂 砂率 水胶比 用量 重量比 215 156 788 1088 2.96 57 86 8.6 8.6 42 ≤0.4 1 0.42.13 5 0.16 0.23 0.04 0.04 3.3 场地及交通准备 3.3.1 交通条件

1、场内:本工程36#地块场地西侧、东侧有硬化临时道路,场地宽敞,可

作为混凝土泵车及罐车的运输通道;

2、场外:本工程位于厦门市海沧区东屿村南端,东邻海沧大道,西邻海沧内湖,与海沧体育馆隔湖相望,距海沧大道约30m。场地原为滩涂,经回填平整,地势平坦。36地块F座底板浇筑混凝土供应商为路桥建材,公司地址为海新路东侧,如图A点所示,混凝土料车可按如图所示线路行走,到达工地时间约为20min。

3.3.2 场地准备

根据周边市政道路的交通流量的分布情况,场内交通线路,主楼底板混凝土每次浇筑时最多需要配备6台输送泵(1台备用),可以将输送泵布置在基坑西侧、东侧基坑边空地上,由于现场空地较大,交通组织较为简单,可满足混凝土罐车就位布置需要。

1、场外交通维持

底板大体积需要24小时连续浇筑,混凝土施工前要与混凝土罐车沿途路线的交警取得联系,有效沟通,获得批准,适当放行。

另外还要安排一个人负责与全部混凝土搅拌车司机保持联系,了解罐车的行进状态,罐车在路途中遇到问题,及时赶赴现场,加以解决。了解罐车到达现场的时间,以便作合理安排。

2、场内交通维持

混凝土搅拌车到达现场后,由现场保安人员进行指挥,在出入口处设两名保安维持交通,全程采用对讲机进行指挥,以保证进场车辆按规定位置停靠,不能进场的在大门口指定区域停靠等候,在道路宽度或者场地不够情况下,场

内施工完毕的车辆出场后,停靠等候的车辆才能进场,防止无序进出,阻碍交通,延误时间。

3.4 降低入模温度的准备工作

因F座底板浇筑时间处于厦门的初春时间,日平均气温约为15℃至20℃,混凝土的入模温度基本满足规范要求,即不低于5℃且不高于30℃(《大体积混凝土规范》(GB50496-2009)。在混凝土与商混站进行沟通,采取以下措施降低混凝土的入模温度。

1.设计几种不同的配合比,进行试配,以确定理想水化热的最终配合比; 2.安排搅拌站准备搭设遮阳棚的相关材料,以降低砂石等原材料的温度; 3.准备一定量的冰块,或一定量的地下水,以便降低混凝土的水化热; 4.现场准备足够的麻袋和足够长的水管,在泵管全长范围覆盖湿麻袋。 3.5 施工资源配置 3.5.1 输送泵选择

根据混凝土体量的分布情况和工程进度的需要,地下室底板混凝土浇筑选择HBT60C混凝土输送泵,其性能参数如下表:

HBT60C混凝土输送泵性能参数表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 性能指标 理论混凝土输送量(低压) 理论混凝土输送量(高压) 单位 m³/h m³/h 数值 70 43 9.2 15.7 32 1500 110 1320 0.6 6685×2085×2072 250 理论混凝土输出压力(低压) m³/h 理论混凝土输出压力(高压) m³/h 液压系统压力 转速 柴油机主动力 上料高度 料斗容积 外型尺寸 理论泵送高度 Mpa r/min kw mm m³ mm m 3.5.2 输送泵配备数量

F座F1区一次性浇筑时混凝土工程量最大,约为9500m³,计划48小时,每小时混凝土浇筑量为200 m³,计算泵车数量如下:

混凝土泵的实际平均输出量 Q1= 33m³/h

N1=Qn/ Q1= 200/33=6 式中:

N1----混凝土输送泵车需用台数 Q1----每台混凝土泵的实际平均输出量 Qn----混凝土浇筑数量(m³/h) Qmax----每台混凝土泵的最大输出量 ----配管条件系数,可取0.8-0.9

η----泵车作业效率,根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的间断时间、拆装混凝土输出管和布料停歇等情况,可取0.5-0.7,取0.6

每台泵车需搅拌车数量计算公式:

Q1L(T1)N2=VS

式中: Q1----每台混凝土泵的实际平均输出量 (m³/h) N2----每台泵车需配搅拌的数量; V----混凝土搅拌运输车容量(m³)

L----搅拌站到施工现场往返距离(km),取20km

S----搅拌运输车车速(km/h);一般取30,本工程取40 km/h T1----一个运输周期总的停车时间(h),取0.5h

Q1L(T1)333020N2=VS=(0.5)=3.67取4台

9940每台输送泵需配备搅拌运输车台数n=4(台); 共需配备搅拌运输车:24(台);

根据计算结果,F座底板大体积混凝土浇筑需HBT60C型拖式输送泵为6台。另外根据实际情况联系1~2台泵车作为备用,搅拌站总共需配置混凝土输送车

24台。

3.5.3 劳动力配置

根据工程量及工程整体安排,进行合理的劳动力安排,要使F座底板施工按计划完成,各专业需要投入的劳动力数量见下表:

工 种 钢筋工 木 工 混凝土工 防水工 机电安装工 电焊工 防雷接地保守 预埋水管保守 塔吊司机 塔吊指挥 泵车放料员 震动棒手 钢筋保守工 泵车操作员 支撑体系保守 合 计 3.5.4 机械设备配置

按照工程进度及工程量安排合理的机械,以满足施工要求,机械设备配置按照下表: 序号 1 2 3 设备名称 塔式起重机 塔式起重机 砼输送泵 规格型号 MC480 T8030 HBT60C 数量 2台 1台 6台(1台备用) 国别/产地 中国 中国 武汉 人 数 120 40 42 20 15 5 3 3 2 2 6 18 3 6 12 302 随施工进度调整 备 注 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 布料机 泵管系统 振捣棒 平板振动器 钢筋切断机 钢筋弯曲机 钢筋调直机 电动套丝机 砂轮切割机 潜水泵 压刨 圆盘锯 经纬仪 全站仪 自动安平水准仪 BLG12 D=125 ZN50 ZW7 GQ-40 WQ-40 JK-3 15-50 SQ-40-1Q H=30m MB-105 MJ-134 TDJ2E GTS-602/L AT-G6 2台 6套(1套备用) 12根 4台 6台 4台 4台 4台 3台 10台 2台 8台 6台 2台 6台 上海 南京 广东 湖南 江苏 浙江 江苏 江苏 山东 福建 四川 山东 上海 日本 日本 3.5.5 主材、周转材料及辅助材料

E-1区底板施工所需主材、周转材料及辅助材料见下表: 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 材料名称 [14a#槽钢 [12.6#槽钢 50*50*4等边角钢 混凝土 18mm多层胶合板 焊条 氧气、乙炔 止水螺杆 300×3钢板止水带 保湿塑料薄膜 数量 530m 820m 2100m 9500m³ 400㎡ 5包 各两瓶 800根 280m 1180㎡ 进场时间 随现场施工进度分批进场 随现场施工进度分批进场 随现场施工进度分批进场 随现场施工进度分批进场 随现场施工进度进场 随现场施工进度进场 随现场施工进度进场 随现场施工进度进场 随现场施工进度进场 随现场施工进度进场 序号 11 12 材料名称 防雨塑料薄膜 麻袋 数量 1180 ㎡ 1180 ㎡ 第4章 施工部署

进场时间 随现场施工进度进场 随现场施工进度进场 4.1 F-1浇筑时的总平面布置及部署 。

第5章 施工方法

5.1 混凝土工程 5.1.1 混凝土浇捣

根据本工程大体积混凝土的特点,采用斜面分层连续浇筑或推移式连续浇筑,配备6台HBT60C混凝土输送泵按1:6~1:10的坡度分层浇筑。采用分段分层布料、分段分层振捣的施工方法进行施工,混凝土一次浇筑的厚度为500mm,分段的长度为10m,尽量延长上下层混凝土的覆盖时间,让混凝土充分散热,但上下层浇捣间歇时间不得超过混凝土初凝时间,布料时在2~3m范围内水平移动泵管且垂直于模板布料,混凝土采用插入式高频振动棒进行振捣,进行上层混凝土振捣时插入下层的深度不少于50mm,振动棒的移动间距以400mm为宜,应尽量避免碰撞钢筋,振动棒每一振点的振捣时间,一般控制时间为15~30s,时间过短,混凝土不易振实,过长会引起混凝土离析,混凝土振捣应注意“快插慢拔不漏点”。

每根泵管配备3根插入式振动棒,分别布置在斜面的坡顶、坡中和坡脚。在混凝土浇筑后即将凝固前,在适当的时间和位置给予二次振捣,消除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙,增加混凝土的密实度,减少内部微裂缝和改善混凝土强度,提高抗裂性。砼浇筑到收尾阶段的泌水采用污水泵抽排至坑外。混凝土在初凝前用刮尺刮平和木抹子收光,并及时用塑料薄膜覆盖,防止混凝土表面水分过快散失出现干缩裂缝。

浇注方向分层浇注示意图

5.1.2 标高控制

底板钢筋绑扎前,根据现场基坑外侧已布置的永久性标高控制线,将底板标高控制线引至现场塔吊标准节上,钢筋绑扎好后,再引至底板墙、柱钢筋上,用红油漆标出该层+100cm 线。浇筑混凝土时每个开间用尼龙线拉对角线控制标高。

5.1.3 混凝土施工作业面泌水处理

混凝土表面离析水以及沉积水对底板混凝土质量影响较大,如果施工过程中不及时排出,不但会影响混凝土的强度,而且会加剧混凝土的自身收缩,引起底板混凝土的裂缝,本工程拟在混凝土浇筑的过程中采取如下措施对沉积水、离析水进行排出:

底板大体积混凝土浇筑时,表面会沉积少量的离析水和其他水流,拟计划将电梯井底坑做临时积水坑,施工过程中派专人将基坑内的沉积水用软管及时抽排至基坑外。

5.1.4 混凝土的泵送

泵送混凝土时混凝土泵的支腿应完全伸出,并插好安全销。

混凝土泵与输送管连通后,应按所用混凝土泵使用说明书的规定进行全面检查,符合要求后方能开机进行空运转。

混凝土泵启动后应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管的内壁等直接与混凝土接触部位。

经泵送水检查确认混凝土泵和输送管中无异物后,应采用下列方法之一润滑混凝土泵和输送管内壁:

1、泵送水泥浆

2、泵送水泥砂浆

3、泵送与混凝土内除粗骨料外的其他成份相同配合比的水泥砂浆。 润滑用的水泥浆或水泥砂浆应分散布料不得集中浇筑在同一处。 开始泵送时混凝土泵应处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。泵送速度应先慢后快逐步加速,同时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况,待各系统运转顺利后,方可以正常速度进行泵送。

混凝土泵送应连续进行,如必须中断时其中断时间不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许的延续时间,泵送混凝土时活塞应保持最大行程运转。

泵送混凝土时,如输送管内吸入了空气,应立即反泵吸出混凝土至料斗中重新搅拌排出空气后再泵送。

泵送混凝土时,水箱或活塞清洗室中应经常保护充满水。

在混凝土泵送过程中若需接长3m以上的输送管时,仍应预先用水和水泥浆或水泥砂浆,进行湿润和润滑管道内壁。

混凝土泵送过程中不得把拆下的输送管内的混凝土撒落在未浇筑的地方。 当混凝土泵出现压力升高且不稳定油温升高、输送管明显振动等现象,而泵送困难时不得强行泵送并应立即查明原因采取措施排除。

可先用木槌敲击输送管弯管、锥形管等部位并进行慢速泵送或反泵防止堵塞。

当输送管被堵塞时应采取下列方法排除:

重复进行反泵和正泵逐步吸出混凝土至料斗中,重新搅拌后泵送。 用木槌敲击等方法,查明堵塞部位,将混凝土击松后重复进行反泵和正泵排除堵塞;

当上述两种方法无效时。应在混凝土卸压后,拆除堵塞部位的输送管,排出混凝土堵塞物后方可接管,重新泵送前应先排除管内空气后方可拧紧接头。

在混凝土泵送过程中有计划中断时,应在预先确定的中断浇筑部位停止泵送,且中断时间不宜超过1h。

当混凝土泵送出现非堵塞性中断时应采取下列措施:

混凝土泵车卸料清洗后重新泵送,或利用臂架将混凝土泵入料斗,进行慢速间歇循环泵送,有配管输送混凝土时可进行慢速间歇泵送。

固定式混凝土泵可利用混凝土搅拌运输车内的料进行慢速间歇泵送,或利用料斗内的料进行间歇反泵和正泵。

向下泵送混凝土时应先把输送管上气阀打开,待输送管下段混凝土有了一定压力时方可关闭气阀。

混凝土泵送即将结束前,应正确计算尚需用的混凝土数量并应及时告知混凝土搅拌站。

泵送过程中废弃的和泵送终止时多余的混凝土应按预先确定的处理方法和场所及时进行妥善处理。

泵送完毕时应将混凝土泵和输送管清洗干净。

排除堵塞重新泵送或清洗混凝土泵时布料设备的出口应朝安全方向以防堵塞物或废浆高速飞出伤人。

当多台混凝土泵同时泵送或与其他输送方法组合输送混凝土时应预先规定各自的输送能力。

5.1.5 大体积混凝土的养护

(1)为防止底板混凝土内外温差过大,导致贯通裂缝的产生,需要采取保湿保温法养护。

在混凝土初凝以后,在覆盖的塑料薄膜内混凝土表面喷洒少量水(洒水时间应在晴天中午),使混凝土内蒸发出的水分积在混凝土表面进行保湿养护,塑料薄膜上覆盖麻袋等,塑料薄膜和麻袋等覆盖时搭接长度应不小于20cm,保证保温层的整体密闭性。侧面(包括后浇带部位)满铺塑料薄膜进行保温养护。

(2)底板混凝土应连续养护不少于14d,保证塑料薄膜内时刻保持湿润状态,使水泥充分水化,达到需要的强度。

(3)地下室外墙导墙浇筑高度为500mm高,可采用如下方法养护:沿地下室外墙内侧布置一圈直径15mm的PVC管道,在管子上每隔1m开设密布式小孔,对外墙进行喷雾式养护,保证其充分水化。 超厚大体积混凝土防裂措施

武汉国际贸易中心大厦为一幢地上50层,地下2层,建筑面积12.5万m2的超高层大型综合写字楼,结构形式为内筒外框密肋梁楼板结构,位于汉口建设大道与新华路交汇处西南侧,合同工期仅26个月。

本工程主楼承台底板为超厚大体积混凝土,底板厚分别为3.1m、3.7m、4.8m,总体积1.1万m3一次性浇筑。要确保大体积混凝土的质量,除应满足强度等级、抗渗要求及内实外光等混凝土的常规要求外,关键在于严格控制混凝土在硬化过程中由于水化热而引起的内外温差,防止内外温差过大而导致混凝土裂缝,为此采取了如下措施。 第1章合理确定配合比

主楼底板设计为C40、S8混凝土,不仅要满足强度要求,而且要满足抗渗要求,更关键的是大体积混凝土各层间温度差产生的应力(最大温度收缩应力)应小于同一时间混凝土所具备的抗拉强度。根据上述要求,抓住如何降低水化热这个关键,进行了大量的试验工作,选用不同的水泥、掺合料、外加剂进行了试验。

根据试验结果,并考虑到每立方米混凝土的水泥用量,每增减10kg,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃,水泥的用量可尽量减少,通过多方考虑研究最后决定采取如表3-2-1所示的配合比。

注:采用425号矿渣水泥,中租砂,5~30mm碎石,拥落度为l6~18cm.CAS掺料系硫酸铝钙型微膨胀剂,又名钙矶石。CAS掺入混凝土中具有如下特点: (1)改善混凝土的孔结构,使总孔隙率减小,毛细孔径减小,从而提高混凝土的抗渗强度;(2)改善混凝土的应力状态,膨胀能转变为自应力,使混凝土处于受压状态,从而提高混凝土的抗裂能力;(3)CAS取代一部分水泥后还能提高混凝土的强度(特别是矿渣水泥),在保持混凝土强度不变的情况下,可节省水泥从而大幅度降低混凝土的绝对温度,减少温度裂纹的危害;(4)CAS分快凝型和缓凝型两种,缓凝型能降低水泥水化热的峰值,并推迟它的到来时间,符合大体积混凝土技术要求。

从使用效果看,掺入CAS还能改善混凝土拌合物的和易性、可靠性,不离析及保水性能良好等优点。

大体积底板的混凝土施工,既要满足强度及抗渗要求又要使混凝土在硬化过程中所产生的水化热尽可能小,在满足前者的前提下,后者就成了大体积混凝土施工的主要矛盾。按常规都采用普通水泥加UEA,但通过试验发现普通水泥用量

过大,内部水化热较高(达94℃),不利于温控和养护;而425号矿渣水泥不仅可以满足强度和抗渗要求,内部水化热也较低(只有76℃),而且水泥标号低,用量也较少,有利于大体积混凝土的施工。为此决定采用425号矿渣水泥。因水泥标号低,用量少,相应所产生的水化热就小,从而降低了温度差应力,避免了混凝土裂缝的产生。

对其他材料都按规范要求进行严格控制。对所确定的配合比还进行了抗渗试验,在抗渗试验中,4个试样未出现渗水时的最大水压力为1MPa,满足抗渗要求。 第2章混凝土浇筑量计算

由计算得知,为防止上、下、左、右、前、后各浇筑层间搭接时间差因超出混凝土初凝时间而形成施工冷缝,必须达到每小时混凝土供应量121m3,为此我们采取了现场搅拌与商品混凝土结合,利用20辆输送车、6台输送泵,从西向东一次性浇筑,日浇筑量达2200m3,1.l万m3混凝土总共用时仅l36h,有效地防止了冷缝的产生。

第3章控制混凝土出机温度和浇筑温度 第1节出机温度控制

为降低混凝土的总温升,减少结构的内外温差,控制出机温度和浇筑温度同样是一个重要的方面。

根据搅拌前混凝土原料总的热量与搅拌后混凝土热量相等的原理,可得出混凝土的出机温度T0。

在混凝土的原材料中,石子的比热较小,但每1m3混凝土中所占的重量较大;水的比热最大,但它的重量在每1m3混凝土中只占一小部分,因此对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响最小。

国贸大厦底板施工在8月底,正值武汉市高温季节,白天环境温度达35℃,为进一步降低混凝土的出机温度,在中心搅拌站打了一口深井,用井水搅拌混凝土,并用编织袋覆盖砂石,防止太阳直接照射,通过实测各原材料的温度,计算出混凝土的出机温度为26.95℃,由于入模温度较低,因此有效地降低了混凝土的总温升。 第2节浇筑温度控制

为控制浇筑温度,应尽量缩短混凝土的运输时间,及时卸料,泵管用麻袋包裹以防日光曝晒而升温,输送泵、搅拌台全部搭棚以防阳光照射,现场用编织袋遮阳,通过采取这些措施,现场测定混凝土浇筑温度为30℃。

5.1.6 泵管加固

将混凝土输送泵就位,按照底板混凝土浇筑线路,布置输送管走向,输送管布置本着尽量缩短管线长度,少用弯管和软管的原则。本工程泵管从36地块西北侧二级放坡处及西南侧土坡处进入基坑,采用Φ48.3钢管搭设钢管架从底板至坡面对输送管进行加固,在底板处采用钢管做抛撑进行加固稳定。基坑内水平输送管采用废旧轮胎铺垫,间隔2000mm设置一个,以保护底板钢筋。

竖向泵管架示意图

废旧轮胎在混凝土浇筑的过程中依次移除,在底板大体积混凝土浇筑完成后收集备下次利用。

5.2 模板施工

5.2.1 底板及承台模板

因36地块承台底面与底板面持平,承台顶面高出底板面500mm,1000mm等,故地下室外墙、承台部位采用吊模施工。

5.2.2 电梯井基坑、集水坑模板

电梯基坑、集水坑模板采用18mm厚木模板, 50×100mm木枋,Φ48.3×3.6mm钢管支撑加固。

50×100mm木枋

钢管支撑

电梯基坑、集水井模板安装示意图

电梯基坑、集水井模板固定钢筋支架示意图

底板积水井、电梯井周围无支撑物体,故该部位模板采用散拼吊模,主楞间距400mm,次楞间距250mm,阴角做200mm宽压脚板和50×100mm木枋,上口和下口用调节撑对撑。

5.3 钢筋施工 5.3.1 底板钢筋

为节省底板钢筋支架的施工时间,结合我司的大体积混凝土施工经验。我司拟采用先行搭设钢管架、在底板面筋钢筋绑扎期间焊接型钢支架来换撑钢管架的方法进行底板钢筋支架的施工。从而形成型钢支架焊接与底板钢筋绑扎同步施工,立体作业,节省钢筋支架的施工时间。该做法施工流程如下:

型钢支撑布置见下图

5.3.2 底板钢筋支架受力计算 (1)参数信息:

钢筋支架采用钢筋焊接制的支架来支承上层钢筋的重量,控制钢筋的标高和上部操作平台的全部施工荷载。型钢主要采用角钢和槽钢组成。

型钢支架一般按排布置,立柱和上层一般采用型钢,斜杆可采用钢筋和型钢,焊接成一片进行布置。对水平杆,进行强度和刚度验算,对立柱和斜杆,进行强度和稳定验算。

作用的荷载包括自重和施工荷载。

钢筋支架所承受的荷载包括上层钢筋的自重、施工人员及施工设备荷载。钢筋支架的材料根据上下层钢筋间距的大小以及荷载的大小来确定,可采用钢筋或者型钢。

支架搭设高度为8.8米, 搭设尺寸为:型钢立柱采用[14a#槽钢间距2×3 m,横梁采用[12.6#槽钢间距3m。

上层钢筋的自重荷载标准值为 6.420kN/m 施工设备荷载标准值为 4.500kN/m 施工人员荷载标准值为4.500kN/m 横梁的截面抵抗矩 W=62.137cm3 横梁钢材的弹性模量 E=2.05×105N/mm2 横梁的截面惯性矩 I=391.466cm4 立柱的高度 h=8.8m

立柱的间距 l=2m

钢材强度设计值 f=205N/mm2 立柱的截面抵抗矩 W=80.5cm3 二、支架横梁的计算

支架横梁按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,支架横梁在小横杆的上面。 按照支架横梁上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算支架横梁的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

静荷载的计算值 q1=1.2×6.420+1.2×4.500=13.104kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×4.500=6.300kN/m

支架横梁计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

支架横梁计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为

M1=(0.08×13.104+0.10×6.300)×2.002=6.713kN.m 支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-(0.10×13.104+0.117×6.300)×2.002=-8.190kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算: =8.190×106/62137.0=131.806N/mm2

支架横梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下:

静荷载标准值q1=6.420+4.500=10.920kN/m 活荷载标准值q2=4.500kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=(0.677×10.920+0.990×4.500)×2000.04/(100×2.05×105×3914660.0)=2.362mm

支架横梁的最大挠度小于2000.0/150与10mm,满足要求! 三、支架立柱的计算

支架立柱的截面积A=18.51cm2 截面回转半径i=5.520cm 立柱的截面抵抗矩W=80.5cm3

支架立柱作为轴心受压构件进行稳定验算,计算长度按上下层钢筋间距确定:

式中 ──立柱的压应力; N──轴向压力设计值;

──轴心受压杆件稳定系数,根据立杆的长细比

=h/i,经过查表得

到,=0.277;

A──立杆的截面面积,A=18.51cm2;

[f]──立杆的抗压强度设计值,[f]=205N/mm2;

采用第二步的荷载组合计算方法,可得到支架立柱对支架横梁的最大支座反力为

经计算得到 N=23.52kN, =147.604N/mm2; 立杆的稳定性验算 σ<=[f],满足要求! 3、3.5m厚筏板区域型钢支架计算 (1)参数信息:

钢筋支架采用钢筋焊接制的支架来支承上层钢筋的重量,控制钢筋的标高和上部操作平台的全部施工荷载。型钢主要采用角钢和槽钢组成。

型钢支架一般按排布置,立柱和上层一般采用型钢,斜杆可采用钢筋和型钢,焊接成一片进行布置。对水平杆,进行强度和刚度验算,对立柱和斜杆,进行强度和稳定验算。

作用的荷载包括自重和施工荷载。

钢筋支架所承受的荷载包括上层钢筋的自重、施工人员及施工设备荷载。钢筋支架的材料根据上下层钢筋间距的大小以及荷载的大小来确定,可采用钢筋或者型钢。

支架搭设高度为3.5米,

搭设尺寸为:型钢立柱采用[12.6#槽钢间距2×3m,横梁采用[12.6#槽钢间距3m。

上层钢筋的自重荷载标准值为 6.420kN/m 施工设备荷载标准值为 4.500kN/m 施工人员荷载标准值为4.500kN/m 横梁的截面抵抗矩 W=62.137cm3 横梁钢材的弹性模量 E=2.05×105N/mm2 横梁的截面惯性矩 I=391.466cm4 立柱的高度 h=3.2m 立柱的间距 l=2m

钢材强度设计值 f=205N/mm2 立柱的截面抵抗矩 W=62.137cm3 二、支架横梁的计算

支架横梁按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,支架横梁在小横杆的上面。 按照支架横梁上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算支架横梁的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

静荷载的计算值 q1=1.2×6.420+1.2×4.500=13.104kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×4.500=6.300kN/m

支架横梁计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

支架横梁计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为

M1=(0.08×13.104+0.10×6.300)×2.002=6.713kN.m 支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-(0.10×13.104+0.117×6.300)×2.002=-8.190kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算: =8.190×106/62137.0=131.806N/mm2

支架横梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下:

静荷载标准值q1=6.420+4.500=10.920kN/m 活荷载标准值q2=4.500kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=(0.677×10.920+0.990×4.500)×2000.04/(100×2.05×105×3914660.0)=2.362mm

支架横梁的最大挠度小于2000.0/150与10mm,满足要求! 三、支架立柱的计算

支架立柱的截面积A=15.69cm2

截面回转半径i=4.953cm,立柱的截面抵抗矩W=62.137cm3

支架立柱作为轴心受压构件进行稳定验算,计算长度按上下层钢筋间距确定:

式中 ──立柱的压应力; N──轴向压力设计值;

──轴心受压杆件稳定系数,根据立杆的长细比到,=0.802;

A──立杆的截面面积,A=15.69cm2;

[f]──立杆的抗压强度设计值,[f]=205N/mm2;

采用第二步的荷载组合计算方法,可得到支架立柱对支架横梁的最大支座反力为

经计算得到 N=23.52kN, =150.494N/mm2; 立杆的稳定性验算 σ<=[f],满足要求!

第6章 混凝土热工计算

考虑到主楼电梯基坑、集水坑底板混凝土厚度最大为9.1m,且强度等级为C40,理论上该处混凝土内部温度最高,容易产生裂缝,所以将此部位混凝土作为范例进行热工计算。

底板混凝土配合比定为:水泥215kg,水156kg,砂788kg,石1088kg,粉煤灰57kg,矿渣粉86kg,高性能钢筋阻锈剂8.6kg,抗裂防水剂8.6kg。

6.1 混凝土表面温度裂缝控制计算

大体积混凝土结构施工应该使混凝土中心与表面温度、表面温度与大气温

=h/i,经过查表得

度之差在允许范围内,则可控制混凝土裂缝的出现。

6.1.1混凝土的绝热温升

水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。 混凝土的绝热温升:T(t)=mc×Q×(1-e)/(C×ρ) 式中:T(t)—混凝土的绝热温升(℃)

mc—每立方混凝土的水泥用量(kg/m3),取215kg/m3

Q—每公斤水泥的水化热,本工程为P.O42.5水泥,查计算手册,Q分别为270kJ/kg

C—混凝土比热0.96kJ/(kg·K); ρ—混凝土容重2400㎏/m3; t—混凝土龄期(天);

m—常数,与水泥品种、浇筑时温度有关,取0.406; e—常数,e=2.718;

混凝土入模温度取30℃,经过计算,得到3天,5天,7天混凝土最高水化热绝热温升:T(3)=27.336(22.4)℃,T(5)=33.722℃,T(7)=36.558℃。(25.2)

6.1.2混凝土的内部最高温度 Tmax(t) =Tp+Th×ζ(t)

式中Tmax (t)—混凝土t龄期内部最高温度(℃);分别取3、5、7天计算;

Tp—混凝土浇筑温度(℃),取30℃;

ζ—混凝土t龄期的散热 系数,混凝土分层浇筑最大厚度为9m,混凝土温度上升等于绝热温升,则ζ=1;

按上式计算,3天,5天,7天的结果为Tmax(3)=57.336℃,Tmax(5)=63.722℃,Tmax(7)=66.558℃。

6.1.3混凝土表面最高温度(考虑保温材料的保温作用之后) 本工程混凝土表面保温层拟采用3层塑料薄膜和1层土工布。 β—混凝土表面保温层的传热系数(W/m2·K);

-mt

i---各种保温材料的厚度

i----各种保温材料的导热系数

n----空气导热系数,可取23w/(m2.K)

式中Tb(t)--混凝土表面最高温度(℃); Tq—大气的平均温度(℃); H—混凝土的计算厚度; h'—混凝土的虚厚度; h—混凝土的实际厚度;

ΔT—混凝土中心温度与外界气温之差的最大值; λ—混凝土的导热系数,此处可取 2.33W/m·k; k—计算折减系数,根据试验资料可取0.67; Tb(t)=Tq+4×(H- h')×h'×△T/H2

i110.0010.01in)=1/(β=1/(32)=3.826

230.040.14h'=k×λ/βt=0.666×2.33/3.826=0.406 H=h+2×h'=8.8+2×0.406=9.612

Tbmax=30+4×(9.612-0.406)×0.406×38.822/9.6122=34.151℃ 6.1.4温度差

中心温度与表面温度之差

Tmax- Tb=58.822-34.151=24.671℃ 小于25℃ 混凝土表面温度与大气温度之差 Tb- Tq=34.151-27=7.151℃,小于20℃ 故知,满足防裂要求。

6.1.5混凝土浇筑体表面蓄水深度计算 1)计算公式:

(1) 混凝土表面所需的热阻系数计算公式:

(2) 蓄水深度计算公式:

式中 R----混凝土表面的热阻系数(k/W); X----混凝土维持到预定温度的延续时间(h); M----混凝土结构物表面系数(1/m); Tmax---混凝土中心最高温度(℃); Tb---混凝土表面温度(℃); K----透风系数,取 K=1.30;

700----混凝土的热容量,即比热与密度之乘积(kJ/m3.K); T0---混凝土浇筑、振捣完毕开始养护时的温度(℃); Tc---每立方米混凝土的水泥用量(kg/m3); Q(t)---混凝土在规定龄期内水泥的水化热(kJ/kg); λw---水导热系数,取0.58W/m.k。 2)计算参数

(1) 大体积混凝土结构长a=18.70(m); (2) 大体积混凝土结构宽b=8.40(m); (3) 大体积混凝土结构厚c=8.80(m); (4) 混凝土表面温度Tb=34.15(℃); (5) 混凝土中心温度Tmax=66.56(℃); (6) 开始养护时的温度T0=20.00(℃); (7) 维持到预定温度的延续时间X=7.00(d); (8) 每立方米混凝土的水泥用量mc=215.00(kg/m3); (9) 在规定龄期内水泥的水化热Q(t)=270.00(kJ/kg)。 3)计算结果

(1) 混凝土表面的热阻系数R=0.11(k/W); (2) 混凝土表面蓄水深度hw = 0.06(m);

根据计算,蓄水深度需达到6cm以上,因F座核心筒区域大体积混凝土面

积达到52m×52m,混凝土浇筑时间长达80小时,故根据现场实际的浇筑完成面先后进行分区蓄水养护,养护深度采用20cm深,每一蓄水分区用砖模进行围挡。

6.1.6大体积混凝土冷凝管布置

为大体积混凝土内外温差小于25℃提供进一步保障措施,大体积混凝土内布设循环冷却水管,通过冷却水将混凝土水化热传导到混凝土外。冷却水管布置详见下图。

冷凝管平面布置图

说明:1、冷凝管均采用直径40mm镀锌管

2、循环冷凝管支撑在钢筋网片上和采用直径12钢筋焊接在槽钢上

6.2 自约束裂缝控制热工计算

浇筑混凝土时,由于水化热作用,中心温度高,与外界接触的表面温度低,当混凝土表面受天气影响急剧冷却收缩时,外部混凝土质点与混凝土内部各质点之间相互约束,使表面产生拉应力。

由于温度产生的最大拉应力可按下式计算

t2E(t)T131

32E(3)T1=0.667×E(3)×1×10P-5P×T1/(1-0.15)= 0.667×0.75×

3110P4P×1×10P-5P×24.9=1.25 N/mmP2

52E(5)T1=0.667×1.15×10P4P×1×10P-5P×22.3=1.71N/mmP2P

31

72E(7)T1=0.667×1.487×104×1×10P-5P×23.03=2.28N/mmP2

31第t天的混凝土弹性模量按下式计算 E(t)=12EC×(1-eP-0.09tP)

E(3)=0.99×1.02×3.15×10P4 P ×(1-2.718P-0.09×3P)= 0.99×1.02×3.15×10P4 P ×0.237=0.75×10P4

E(5)=0.99×1.02×3.15×10P×(1-2.718P10P4 P×0.362=1.15×10P4P

E(7)=0.99×1.02×3.15×10P4 P×(1-2.718P-0.09×7P)= 0.99×1.02×3.15×10P4 P×0.4674=1.487×10P4P

混凝土抗拉强度按下式计算 fBtkB(t)= fBtkB(1-eP-4 P

-0.09×5P

)= 0.99×1.02×3.15×

tP)

tP)=2.2×(1-2.718P-0.3×3P)=1.306N/mmP2P tP)=2.2×(1-2.718P-0.3×5P)=1.708N/mmP2P tP)=2.2×(1-2.718P-0.3×7P)=1.930N/mmP2

fBtkB(3)= fBtkB(1-2.718P-fBtkB(5)= fBtkB(1-2.718P-fBtkB(7)= fBtkB(1-2.718P-

混凝土浇筑体的内外温差按下式计算

T1=Tmax(t)-Tb(t)

Tm(t)-龄期为t时,混凝土浇筑体内的最高温度,可通过温度场计算或者实测求得。

Tb(t)-龄期为t时,混凝土浇筑体表的最高温度,可通过温度场计算或者实测求得。

从上可知,前3天混凝土温度拉应力小于对应龄期的混凝土抗拉强度,不会出现表面裂缝,但从第5天开始,温度拉应力逐渐大于对应龄期的混凝土抗拉强度,需要再覆盖一层塑料薄膜以减小内外温差。

6.3 外约束裂缝控制热工计算 6.3.1混凝土浇筑前裂缝控制计算 一、计算原理 (依据<<建筑施工计算手册>> :

大体积混凝土基础或结构(厚度大于1m)贯穿性或深进的裂缝,主要是由于平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成的。混凝土因外约束引起的温度(包括收缩)应力(二维时),一般用约束系数法来计算约束应力,按以下简化公式计算:

式中 ──混凝土的温度(包括收缩)应力(N/mm2);

E(t)──混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2),一般取平均值; ──混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5;

△T──混凝土的最大综合温差(℃)绝对值,如为降温取负值;当大体积混凝土基础长期裸露在室外,且未回填土时,△T值按混凝土水化热最高温升值(包括浇筑入模温度)与当月平均最低温度之差进行计算;计算结果为负值,则表示降温,按下式计算:

计算所得,综合温差△T=11.31度 T0──混凝土的浇筑入模温度(℃);

T(t)──浇筑完一段时间t,混凝土的绝热温升值(℃),按下式计算:

计算所得,绝热温升值T(t)=50.30度

Ty(t)──混凝土收缩当量温差(℃),按下式计算:

计算所得,收缩当量温差Ty(t)=-1.92度

Th──混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度,一般根据历年气象资料取当

年平均气温(℃);

S(t)──考虑徐变影响的松弛系数,一般取0.3-0.5;

R──混凝土的外约束系数,当为岩石地基时,R=1;当为可滑动垫层时,R=0,一般土地基取0.25-0.50;

c──混凝土的泊松比。 二、计算:

取S(t)=0.20,R=1.00,=1×10-5,=0.15。 1) 混凝土7d的弹性模量由式:

计算得: E(7)=1.47×104 2) 最大综合温差 △T=11.31℃

3) 基础混凝土最大降温收缩应力,由式:

计算得: =0.39N/mm2

4) 不同龄期的抗拉强度由式:

计算得: ft(7)=1.12N/mmP2 5) 抗裂缝安全度:

K=1.12/0.39=2.87>1.15 满足抗裂条件

第7章 温度监测

为及时掌握混凝土内外温差及温度应力,及时调整保温措施,调整养护时间,保证混凝土内外温差小于25℃及降温速率小于2℃/d,根据大体积混凝土的施工要求,将对主楼基础底板施工进行大体积混凝土的信息化测温工作。

7.1 测温系统工作原理及测温部署 7.1.1 测温系统工作原理

数据传输线将各个现场数据采集器和数据适配器串联起来,数据适配器负责计算机和各个现场数据采集器之间进行数据通讯,计算机软件通过对数据适

配器的控制和收发数据,能控制各个现场数据采集器的运行,并采集各个现场数据采集器的测量数据,然后进行汇总、处理。

7.1.2 测温频率

大体积混凝土浇筑后,应对每块大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度进行测试,测试时间安排如下:

(1)入模温度进行测量,每台班不少于2次。

(2)砼浇注完6至10小时开始测温,龄期2天内,每2小时测温一次;龄期4~8天内,每四小时测温一次,8天后一天测一次。

(3)停止监测:10天后或砼浇筑体表面与大气温差不大于20℃时。 每次测温同时监测出周围环境的温度 7.1.3 温控指标:

大体积砼温度监测的检测结果参考委托方和设计图纸的要求,并根据国家《大体积混凝土施工规范》(GB 50496-2009)中的相关规定。

温控指标宜符合下列规定:

(1)砼浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃; (2)砼浇筑体的里表温差(不含砼收缩的当量温度)不宜大于25℃; (3)砼浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d; (4)砼浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。 7.1.4 测温过程注意事项

1、指派相关施工管理人员在现场与测温公司监测人员对测温工作进行配合;

2、在测温工作开始前,提供固定测温导线的Φ12钢筋,钢筋长度应满足伸至混凝土底部且高出板面约0.8~1.5m,测温头导线固定后,对固定有测温导线的Φ12钢筋进行加固工作;

3、在测温期内,尽量做到对检测系统正常用电的连续性,对测点、测点间连接线及施工现场到测温系统控制办公室的电缆线进行保护;同时适当加强做好防盗工作。

4、严格按照制定的本工程施工方案中大体积混凝土养护措施进行养护;

5、测试过程中宜及时描绘出各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线; 6、每天,我公司人员会将前一天的测温数据汇总,发给相关单位;如果发现温控数值异常,我方会及时通报,要求相关单位采取相应措施。

7.1.5 监测布点

大体积混凝土浇筑体内监测点的布置,以真实地反映出混凝土浇筑体内最高温升、最大应变、里表温差、降温速率及环境温度为原则,按下列方式布置:

(1)考虑结构的几何尺寸,监测点的平面布置可参见图一。

(2)沿混凝土浇筑体厚度方向,布置底层、中心和面层温度测点,该工程测点沿厚度方向布置可详见图二。

(3)混凝土浇筑体的外表温度,以混凝土外表以内50mm处的温度为准。 (4)混凝土浇筑体底面的温度,以混凝土浇筑体底面上50mm处的温度为准。

基础大体积混凝土冬期施工

冬期施工准备工作 7-2-1-1材料选择

1. 水泥:按施工规范中防水混凝土对水泥材料的要求,宜采用普通硅酸盐水泥,标号不低于425号,但考虑到大体积混凝土水化热高,宜采用水化热较低的水泥。经分析,防止产生温度裂缝是主要的,掺外加剂可改善混凝土性能,提高抗渗防水能力。因此确定选用矿渣硅酸盐水泥,标号为425号,并确保为大窑水泥。

2. 砂子:采用中砂,平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于3%。 3. 石子:采用碎卵石,粒径5~40mm,含泥量不大于1%。

4. 粉煤灰:为便于泵送,考虑掺加适量粉煤灰。按规范要求,粉煤灰取代水泥的最大限量为30%,考虑粉煤灰对降低水化热有利,而对混凝土抗渗不利,故不采取等量取代法,而采取外掺法,每立方米混凝土掺加30㎏。

5. 外加剂:根据设计提供的两种外加剂,确定采用FS-H防裂型及FS-D早强抗冻型外加剂,适用温度为0~-10℃两种。该外加剂具有明显的抗渗功能

,还具有降低水化热峰值的效果,对混凝土收缩有明显的补偿作用,同时还有提高强度、节约水泥的作用。该外加剂不含氯盐,对钢筋无锈蚀影响。其掺量为水泥重量的8%。

7-2-1-2混凝土供应

由于混凝土需求量大(80~100m3/h)故选定距现场较近的2个搅拌站供应混凝土。

7-2-1-3混凝土配合比

由于2个搅拌站同时供应混凝土,故要求搅拌站提前做好混凝土试配,且配合比应大致相同,以免造成混凝土强度的较大波动。

7-2-1-4现场准备

1. 由于底板混凝土施工处于冬季最寒冷时期,因此做完防水保护层后应在其上加以覆盖。放线时掀开,施工完后再行覆盖,以防地基土受冻起拱。

2. 钢筋绑扎及插筋施工完毕后,须做好隐检验收并办理手续。 3. 抹立面(侧壁)防水层的砂浆保护层。

4. 若钢筋绑扎后至浇筑混凝土前遇雪,应及时在钢筋上满铺苦布,以免因雪进入钢筋骨架内无法清除而影响质量及进度。

5. 现场应安装发电机,以防停电影响混凝土连续施工,并保证昼夜施工用电。

主要施工工艺

7-2-2-l施工段的划分及流水顺序

施工按后浇带分为5段,即A、B、C、D、E段,见图7-2-1。

施工顺序为先浇筑塔吊部位混凝土,为安装塔吊做好基础。然后按A、B、C、D、E顺序依次浇筑。

7-2-2-2模板

底板外围砌240mm厚砖墙充当模板,在浇筑混凝土前须做好回填,以增加墙体模板强度。中间E段及后浇带采用木脚手板充当模板,在后浇带中用木方做支顶。

7-2-2-3钢筋

钢筋由料厂加工,Φ22以上钢筋采用锥螺纹连接,Φ22以下采用搭接焊。钢筋施工完毕经验收合格后方可浇筑混凝土。

7-2-2-4混凝土浇筑工艺

1. 两个搅拌站提供32m、l7m臂长混凝土输送泵车各1台,另有2台备用,混凝土供应量分别为1000m3/d和500 m3/d,每天混凝土供应总量约1500 m3。A、B、C、D各段需混凝土量约6000 m3,E段约5800 m3。两站施工区域划分详见图7-2-2(以A段为例)。B、C、D段浇筑方法同A段布置。E段采用泵车与配管进行施工。

2. 混凝土入模温度宜控制在7~12℃,若超出此范围应将混凝土泵车退回,这一点须严格执行。要求每辆混凝土运输车到现场后均进行温度测定。

3. 混凝土初凝时间为3.5h,施工人员可据此安排施工及混凝土的养护。 4. 商品混凝土坍落度大,特别是上口浇筑点,插入振捣器后,混凝土在1.8m高度内可斜向流淌10~12m,甚至更长一些,即使浇筑厚度1m,流淌距离也难以控制,不可能在3.5h之内又覆盖一层混凝土,且施工时正值冬季严寒季节,薄层混凝土抗冻能力差,故未采用分层浇筑方法,而采取“分段定点、一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方法。这种自然流淌形成的斜坡混凝土的浇筑方法能较好地适应泵送混凝土,但须保证上下层混凝土在不超过初凝时间内连续浇筑。

5. 大体积混凝土施工易产生裂缝,其原因很多,但温度裂缝是主要原因之一,因此施工时应严格控制配合比和出罐温度,既要保证混凝土早期不受冻,又要保证混凝土内部与表面温差不超过25℃,混凝土表面与环境温度差不超过25℃。

6. 混凝土振捣:根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况,在每个浇筑带前后布置2台振捣器,中间布置1台。一台布置在混凝土的卸料点,主要用于上部混凝土的捣实;由于底皮钢筋间距较密,另一台布置在混凝土的坡脚处,以确保下部混凝土的密实。为确保整个高度内混凝土质量,对混凝土振捣工艺进行了改进,即对浇筑后的混凝土在振动界限以前给予二次振

捣,以排除混凝土内因泌水在粗骨料水平筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,减小内部微裂,提高混凝土密实度。

混凝土二次振捣的恰当时间是将运转着的振捣棒以其自身的重力逐渐插入混凝土中进行振捣,如混凝土仍可恢复塑性(将振捣棒小心拔出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留下孔穴),这时施加二次振捣是适宜的。因此要求振捣者认真执行混凝土操作规程,注意观察混凝土的施工状态。

7.应急措施:若混凝土在3.5h以上不能连续浇筑时,则应在已浇筑的混凝土面上插入1m长的Φ12钢筋,间距500mm,按梅花形布置,然后沿钢筋上端覆盖岩棉被,将岩棉被卷塞在钢筋之间,尽可能堵严,且尽量缩小空间,以保证混凝土表面不受冻(图7-2-3)。

混凝土的测温与养护

1. 培训专职测温人员进行安全交底,备齐测温计、测温管及标志旗,测温管长0.26~1.6m,标志旗100个。测温点的布置详见图7-2-4。浇筑混凝土时要根据段位插测温管,测温管应与钢筋绑牢,以免浇筑时位移或漏孔位。保温及测温工作要持续到混凝土温度与大气平均温度差在15℃以内,混凝土强度达设计强度的85%以上,并经技术部门同意方可终止。

2. 对混凝土温度应预先计算,为保温措施的确定和材料的准备提供理论依据。经计算,l层5m厚岩棉被即可满足保温要求。因此在每步每段浇筑的混凝土达到能上人的强度后应及时覆盖保温。为避免岩棉被因吸水而影响保温效果,在混凝土表面先覆盖一层塑料薄膜。

墙体插筋处的保温措施不可忽视,其外侧用岩棉被堆角,并用40cm宽的岩棉条铺在钢筋中间。

7-2-4管理措施

1. 所有混凝土原材料均须经检验,合格后方可使用。混凝土配合比及外加剂掺量要准确,需专人负责。

2. 严格按冬季施工的各项规范、规定及方案进行施工。

3. 混凝土浇筑前须清除基槽内的冰雪及杂物,浇筑过程中须注意在下一层混凝土的温度下降到+5℃之前及3.5h内,必须浇筑上一层混凝土,以保证混凝土的连续浇筑和混凝土内部温度在正常范围内。

7-2-5测温记录整理与分析

理论计算与施工情况相比(混凝土的搅拌温度、浇筑温度、最高温升值)基本一致。最高温为42±2℃(图7-2-5),只有个别点达到47℃。计算最高温值为44.5℃,现场表层温度值25℃±2℃,完全满足大体积混凝土对温度制度的要求。从温度曲线看,混凝土的中心与表面温度差均在20℃以内,表面与大气温度超过了25℃,但因采取了保温措施,且与预计的温度大致相近,故认为符合规定。

从测温资料来看,采用矿渣水泥配制的混凝土,浇筑后24h开始大量产生水化热,最高值出现在72~l20h,因此对大体积混凝土施工,早期的温度监测非常重要。测温记录还表明,在升温阶段,混凝土内部的最低温度均发生在后浇带、边、角处,皆因该位置受环境气温变化影响较大,所以应对边角和不易覆盖的部位加强保温,以防由于温度散失过快而产生裂缝。

测温记录表明,底板混凝土的温度变化在控制范围内,也证明上述考虑和采取的各项措施是可行的。7-2-6实施效果和施工体会

从混凝土施工过程来看,施工安排在12月31日至次年1月31日,但实际仅用了15d,混凝土量为29937m3,其各项指标均达到要求。选择这个季节进行施工是有利的,不用将粗细骨料预冷,降低了混凝土的入模温度,同时也降低了混凝土的最高温升值,有利于避免温度裂缝。

为确保工程质量,在理论计算中未考虑外加剂FS的作用,但从混凝土7d抗压试验报告看,FS防裂、减水、提高早期强度、降低水化热的作用是非常明显的。

第8章 施工质量技术保证措施

8.1 确保工程质量的管理措施

各级技术、工程管理人员必须熟悉图纸,了解设计意图,掌握施工及验收规范、规程。

编制施工方案要切实可行,经审批后实施。

认真做好底板施工方案的技术交底,工长要对班组长进行交底,交底要认真、细致、可操作。

选派从事过类似规模工程的管理人员、技术人员和熟练的作业工人。 严格执行“三检制”,确保道道工序受控是保证工程质量的重要方法。 严格按设计、规程要求对材料进行的检验和试验。着重抓好钢材、水泥、外加剂和防水材料的复试。

抓好计量管理,保证底板混凝土配合比的正确性。 做好大体积混凝土施工养护保温措施,确保工程质量。

抓好成品的保护,在混凝土强度达到4Mpa之前,不允许在混凝土上堆放钢筋及脚手架、大模板等重物,放线时,随打点随覆盖。并抓好职工教育和成品的防护设施。

保证技术资料及时、真实、准确。

在终凝之前反复用木抹子搓平,保证大体积混凝土表面不龟裂。 及时向技术部报告大体积混凝土各测温点的温度情况。在测温超出控制指标内时,采取如下相应措施:

混凝土的内外温差大于25℃时,须提高混凝土表面温度,采用碘钨灯照射混凝土表面或水面,使混凝土表面温度升高,达到内外温差<25℃后,立即用麻袋进行覆盖。

混凝土的降温速率大于2.0℃时,对混凝土表面浇适量热水后用麻袋覆盖,升高混凝土表面温度,直至降温速率<2.0℃。

混凝土表面与大气温差大于20℃时,即气温骤降后(下雨天),用彩条布覆盖在保温层上,采用碘钨灯照射,使混凝土表面周围的大气温度升高,保持混凝土表面与大气的温差在20℃,直至天气恢复正常。

为保证大体积混凝土的施工质量,每台混凝土输送泵配一名专职收料员,对每车砼的坍落度进行检查,对砼方量进行抽检,对小票各项内容进行核对、填写,对不符合技术要求的混凝土坚决要求退场。

在施工中坚持三检制、样板制、挂牌制、技术交底制、质量奖惩制度及追根会诊制度等管理措施,规范项目部各部门的工作程序和原则,使各项工作在有序的受控中进行。

8.2 混凝土表面外观检查

板面标高是否正确;施工缝接槎是否平整,高差是否明显,接槎有没有痕迹存在;墙根至墙根外25cm处是否平整,地面平整度用2米大杠检查;

浇筑到顶后,检查顶面标高,校正钢筋位置。浇筑过程中设专人看护钢筋、模板,发现问题及时处理。

8.3 混凝土的进场检验

混凝土进场后,核对混凝土供应小票内容是否为本部位所需之混凝土。 检查混凝土的出站时间,出站时间与混凝土的浇筑时间差不得超过混凝土的初凝时间。

混凝土工长目测检查混凝土的和易性,检查随车所带资料是否符合要求,并由试验员实测混凝土的塌落度作好相应记录,施工时测量混凝土的浇筑温度,由混凝土工长记录混凝土的四个时刻,即:1砼出站时间(由搅拌站填写);2到场时间;3下料时间;4浇筑完时间;六个时间,即:1运输时间;2等待时间;3浇筑时间;4出站到浇筑完时间;5间隔时间;6初凝时间。

8.4 混凝土试块留置

在砼浇筑过程中,未经项目总工程师同意,任何人不得随意变动配合比。 砼试块留量:依据《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2012),每500m³留置一组抗渗试块(每组6个),每一工作班不少于一组。按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)要求留设抗压试块和同条件试块。同一配合比、同一台班、每100m³取一组抗压强度试件,当一次连续浇筑超过1000m³时,同一配合比的混凝土每200m³取样一组(每组3个)。

8.5 混凝土抗裂缝保证措施

大体积混凝土的裂缝主要是温度裂缝、干缩裂缝和塑性裂缝,因此在控制筏板大体积混凝土裂缝时主要针对以上裂缝产生的原因采取措施:

以60天的强度作为砼配合比及强度评定的标准。

尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;减少水泥用量,将水泥用量控制在350kg/m3以下;降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.5以下;

改善骨料级配,控制粗细骨料的含泥量,掺加粉煤灰或高效减水剂等来取代部分水泥,减少单方混凝土中的水泥用量,降低水化热,另外在掺加一定量的具有微膨胀作用的掺合料也可以防止裂缝的产生;

改善混凝土的搅拌加工工艺,可以搅拌水中加入适量冰块,并将骨料和水泥进行降温,从而降低混凝土的入模温度;

浇筑前应认真规划浇筑顺序,避免约束和不均匀的沉降,从而产生裂缝,相反,采取恰当的浇筑顺序会减少开裂。正确进行混凝土振捣,使用振捣棒时绝对禁止用振捣棒横拖赶动混凝土拌和物。否则必然造成离下料口远处砂浆过多而开裂。

在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间;

大体积混凝土要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束;混凝土运到工地后应立即检测坍落度,并尽快浇筑。如发现坍落度不足,不得擅自加水,应当在技术人员指导下用追加减水剂的方法解决;

加强混凝土养护,混凝土浇筑后,在终凝后及时浇水养护,并覆盖塑料薄膜和草袋保温,并适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却;

8.6 大体积砼施工的应急措施 8.6.1 不能连续浇筑的应急措施

(1)现场用电:在施工前,由现场施工员、安全员、现场电工、工长对现场施工用线路、用电设备进行检查,以确保施工用电,施工中配置值班电工随时对现场用电情况进行管理。

(2)输送泵故障、泵管堵塞:施工前将输送泵(包括备用泵)进行调试,并在施工中配备专职泵管维护人员现场待命,发生堵管情况迅速进行处理,确保在最短时间内恢复使用,备用输送泵司机现场待命,如发生输送泵故障,及时启用,以确保施工连续进行。

(3)混凝土供应不及时:因混凝土预拌单位选择主站及备用站为同一单位的不同地理位置的分站,其所用原材料差异不大,故在混凝土浇筑之前,与备用站签订供应协议,如需要使用相同配合比进行拌制,在混凝土供应中出现搅拌材料短缺或交通问题不能及时供应时,及时通知备用站进行混凝土的供应。

8.6.2 天气突变的应急措施

(1)密切关注气象信息,根据大体积混凝土的施工进度计划,购买浇筑前后各30天的气象资料,确保避免大体积砼在雨期浇筑。

(2)养护期间(尤其是浇筑后7天内)遇天气大幅降温、降雨情况,做好砼表面保温措施,配备碘钨灯、钢管、塑料布等应急材料。遇大幅降温天气时,用碘钨灯照射混凝土表面,以保证混凝土内外温差不大于25℃,避免产生裂缝。遇降雨天气,用塑料布覆盖混凝土保温层,同时,基坑周边进行24小时不间断抽排水,以保证降雨不影响混凝土养护。

8.6.3 大体积混凝土温度异常处理措施

做好混凝土浇筑过程和成型后养护措施,定时测温并做好记录,覆盖保温材料养护时,若混凝土内部最高温度与表面温度差达到25℃或者混凝土表面温度与大气温差达到20℃,采取以下措施进行避免和处理:

(1)要加大保湿养护的力度,保持塑料薄膜内时刻充分湿润,在麻袋表面再盖一层塑料薄膜,薄膜上再覆盖毛毯或麻袋,上述塑料薄膜和毛毯等覆盖时搭接长度应不小于20cm。以降低保温材料的综合导热系数,减小混凝土内外温差,

(2)要增加养护周期,保持连续25天养护,保持内部温度综合降每天在1.5度以下。

第9章 安全文明施工保证措施

(1)施工人员必须是经培训合格的有证人员,严禁无证操作。

(2)泵管的质量应符合要求,对已经磨损严重及局部穿孔现象的泵管不准使用,以防爆管伤人,施工前准备好洗管、清洗用品、接球器及有关装置,作业前必须用同配比的砂浆润管。

(3)泵管架设的支架要牢固,转弯处必须设置井字式固定架。泵管转弯宜缓,接头密封要严。

(4)泵车料斗内的砼保持一定的高度,防止吸入空气造成堵管或管中气锤声和造成管尾甩伤人的现象。

(5)泵车安全阀必须完好,泵送时先试送,注意观察泵的液压表和各部位工作正常后加大行程。在砼坍落度较小和开始起动时使用短行程。检修时必须卸压后进行。

(6)当发生堵管现象时,立即将泵机反转把砼退回料斗,然后正转小行程泵送,如仍然堵管,则必须经拆管排堵处理后开车,不得强行加压泵送,以防发生炸管等事故。

(7)砼浇筑结束前用压力水压泵时,泵管口前面严禁站人。

(8)插入式振捣器电动机电源上,应安装漏电保护装置,熔断器选用应符合要求。接地安全可靠电动机未接地线或接地线不良时严禁使用。

(9)操作振捣器作业时,应穿戴好胶鞋和绝缘橡皮手套。

(10)振捣器停止使用时,应立即关闭电动机,搬动振捣器时,应切断电源,以确保安全,不得用软管和电缆线拖拉、扯动电动机。

(11)电缆线上不得有裸露之处,电缆线必须放置在干燥、明亮处;不允许在电缆线上堆放其它物品。

(12)振捣器必须由操作人员掌握,作业后必须做好清洗、保养工作,振捣器要安放在干燥处。

(13)砼罐车进场必须听从现场指挥人员调度,严禁乱停乱靠。

(14)砼施工后,应及时清理管内余砼,施工现场做到“活完料净脚下清”。 (15)清理竖管时,高空作业人员必须戴好安全帽,系好安全带,保证安全带高挂低用。

(16)严禁工人打架斗殴,以确保文明、安全施工。

(17)积水坑施工中应注意埋于坑底降水泵的电源的保护。

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