大体积混凝土标准施工方案.docx
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大体积混凝土标准施工方案
大体积混凝土标准施工方案
一、施工方案编制依据及编制说明
二、工程概况(要附总平面布置图)
三、大体积混凝土特点
大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构,其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。
1.混凝土需要量大
2.为保证质量,需要采用特殊的材料和措施
3.大体积混凝土,由于体积大,水化热及体积收缩容易造成结构开裂。
是大体积混凝土施工最突出的特点。
四、施工工艺流程
4.对温差和温度进行控制
施工准备─→清理和润湿模板─→钢骨架、钢筋、预埋件设置─→埋设热电偶或测温套管─→混凝土搅拌─→混凝土运输─→混凝土浇筑─→混凝土养护(测温、控温)
五、机具设备
大体积混凝土一般面宽、量大,要求连续施工,确保大体积混凝土的整体性和施工质量。
施工中可以考虑使用商品混凝土。
用泵车将砼泵送入模。
也可以在现场设搅拌站,并根据工程任务的大小,现场条件具体配置混凝土吊运机械及其他机具、测温仪器。
六、劳动组织
根据实际情况,合理组织劳动力,以提高生产效率和工程质量。
七、材料选择
(一)水泥:
水泥选用发热量低的品种,如矿渣硅酸盐大坝水泥,矿渣硅酸盐水泥,粉煤灰硅酸盐水泥,采用普通硅酸盐水泥时,应采取掺缓凝型减水剂的措施。
在满足设计要求前提下,应尽量降低水泥用量。
当水泥标号高于混凝土标号二级或二级以上时,可掺入部分混合材料。
1.作用:
节约水泥,减少水泥单位用量,减少水化热对大体积砼的影响,改善和易性,有利于施工操作。
2.掺料种类:
粒化高炉矿渣,粉煤灰,火山灰质混合材料。
3.掺料质量标准、掺用范围,应符合有关规范规定。
4.掺量经试验确定,其最大掺量不得超过下表。
混合材料允许掺量表
外掺混合材料占(水泥+混合材料)的重量(%)
混合材料类别
在硅酸盐水泥中在普通硅酸盐水泥中
粒化高炉矿渣20~606~50
粉 煤 灰20~356~25
火山灰质混合材料20~456~30
(二)骨料:
骨料级配应合理选择,当天然级配不能满足要求时,可进行人工级配,以降低孔隙率。
减少单位水泥用量,减少水化热及砼收缩。
在无筋或疏筋结构中,也可掺块石,但应遵守下列规则。
1.规格:
块石规格应大于150mm,小于300mm,同时不得大于结构最小尺寸的1/3。
2.材质:
应用无裂纹、无夹层,未燃烧的块石;条状、片状的块石不宜使用;100号及100号以上的混凝土不得使用卵石。
3.强度:
不低于30MPa。
4.掺量:
不得大于结构体积的20%。
5.限制:
承受动力作用的设备基础不得掺放块石,要掺放时,应征得设计单位的同意。
6.块石处理:
块石在使用前应用水冲洗干净,但不得在其表面淋洒水泥浆。
7.铺放方法:
铺放时应大面向下,均匀分布,不得与钢筋,埋件等接触。
8.混凝土包裹层尺寸:
混凝土铺底厚度100~150mm,距模板不小于150mm,块石间净距不小于100mm,顶部覆盖层石小于100mm。
9.施工缝处:
块石应半埋半露。
(三)用水量:
为防止泌水,在砼上下浇筑层表面间,形成含水多的夹层,用水量应尽量的少,宜采用低流动性的混凝土。
在特殊情况下,如必须加大坍落度时,应在混凝土中掺外加剂。
八、混凝土浇筑前的裂缝控制计算
1.混凝土的水化热绝热温升值
T(t)=CQ(1-e-mt)/c·ρ
式中T(t)混凝土浇筑t段时间,混凝土的绝热温升值(0C);
C每立方米混凝土水泥用量(kg);
Q每千克水泥水化热量(J/kg),可参见建筑施工手册4表19-77;
c混凝土的热比,一般由0.92~1.00,取0.96(J/kg·K);
ρ混凝土的质量密度,取2400kg/m3;
e常数,e=2.718;
m与水泥品种、浇筑时与温度有关得经验系数,一般为0.2~0.4;
t混凝土浇筑后至计算时的天数(d)。
2.各龄期混凝土收缩变形值。
εy(t)=ε
(1-e-0.1t)
式中εy(t)各龄期(d)混凝土的收缩相对变形值;
ε
标准状态下最终收缩值(即极限收缩值)取3.24
10-4;
Mi考虑各种非标准条件的修正系数,按建筑施工手册4表19-78取用;
3.各龄期混凝土收缩当量温差
Ty(t)=
式中Ty(t)各龄期(d)混凝土收缩当量温差(0C);
混凝土的线膨胀系数,取1.0
10-5。
4.各龄期混凝土弹性模量
E(t)=E0(1-e-0.09t)
式中E(t)混凝土从浇筑至计算时的弹性模量(N/mm2);计算温度应力时,一般取平均值;
E0
混凝土的最终弹性模量(N/mm2),可按建筑施工手册4表19-79取用;
5.混凝土的温度收缩应力
混凝土因外约束引起的温度、收缩应力可按以下简化公式计算
式中
混凝土的最大综合温差(0C),
=T(t)+T0-Th;
T0混凝土的入模温度(0C);
Th混凝土浇筑后达到稳定时的温度,一般根据历年气象资料取当年平均气温;当大体积混凝土结构暴露在室外且未回填时,
值混凝土水化热最高温升值(包括浇灌入模温度)与当地月平均最低温度之差进行计算;
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;当为可滑动的垫层时,R=0;一般地基取0.25~0.50;
混凝土的泊松比,可采用0.15~0.20。
九、控制温度和收缩裂缝的技术措施
大体积砼施工的主要问题是砼水化热不易散失,引起过高的内外温度差,而产生温度裂缝。
所以温控措施是保证大体积砼施工质量的首要措施。
(一)标准控制
对于一般工程内外温差小于25°
对于特别重要的工程内外温差小于20°
当在高温季节施工时,混凝土的最高浇筑温度宜控制在28°以下
(二)水化热估算
用下式进行计算,据计算结果,决定采取相应的控制措施
T=T。
+Knc
T ── 最大水化热温升
T。
── 混凝土入模温度
nc──单方水泥用量每100kg/m3的倍数
K──水泥品种,标号温升系数
注:
①≥525号的普通硅酸盐水泥 K=12℃
②425号普通硅酸盐水泥及525号矿渣硅酸盐水泥K=10℃
③325号普通硅酸盐水泥425号矿渣硅酸盐水泥 K=9℃
④≤325号矿渣硅酸盐水泥 K=8℃
(三)降低混凝土入模温度
1.选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土,尽量避开炎热天气浇筑混凝土。
夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,可对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷,或对骨料进行护盖或设置遮阳装置避免日光直晒,运输工具如具备条件也应搭设避阳设施,以降到混凝土拌合物的入模温度。
2.掺加相应的缓凝型减水剂,如木质素磺酸钙等。
3.在混凝土入模时,采取措施改善和加强入模的通风,加速模内热量的散发。
(四)加强施工中的温度控制
1.在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力,夏季应注意避免曝晒,注意保湿,冬季应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度发生。
2.采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
3.加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在250以内,基面温差和基底面温差均控制在200以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不至过大,以有效控制有害裂缝的出现。
4.合理安排施工顺序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土拌合物堆积过大高差。
在结构完成后及时回填土,避免其侧面长期暴露。
(五)改善约束条件,削减温度应力
1.采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置施工后浇带,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量,以防止水化热的积聚,减少温度应力。
2.对大体积混凝土基础与岩石地基,或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层,可用铺设30~50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料,以消除嵌固作用,释放约束应力。
(六)提高混凝土的极限拉伸强度
1.选择良好级配的粗骨料,严格控制其含泥量,加强混凝土的振捣,提高混凝土密实度和抗拉强度,减小收缩变形,保证施工质量。
2.采取二次投料法,二次振捣法,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。
3.在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋,在截面突变和转折处,底、顶板与墙转折处,孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝的出现。
(七)夹面保温措施
1.覆盖薄膜,用塑料薄膜覆盖或用喷膜法。
2.保温层:
用草垫等多的保温材料,加以覆盖,以减缓混凝土表面温度的下降速度。
3.模板保温:
对不使覆盖的竖壁,可用保温性能好的材料,制成不透水的模板,并处长拆模时间实行带模养护。
4.暖棚法:
在严冬或气温骤降频繁的季节,可在浇筑区上部,搭设防寒棚,棚内加热升温,温度不得低于5℃。
(八)测温规定
1.测量范围:
浇筑时应测量原料温度、出机温度、混凝土浇筑温度和气温。
养护时测混凝土块体内部,混凝土表面温度和气温。
2.测温次数:
原材料(含水)混凝土搅拌和浇筑温度,每2h测量一次,每班不少于4次,蓄热养护的混凝土和环境温度,每4h应测量一次,每昼夜不得少于4次。
3.块体测温方法,可用预埋测温套管用测温表进行测温,测温时将表置于孔内不少于3mm,并应与外界空气隔离;也可在混凝土块体中预埋铜── 铜热电偶。
4.测点设置:
基础及底板按每100平方米面积不少于1个测点。
每一层不少于3个测点。
墙体应按高度分上、中、下设点,并按墙厚在中心及两侧设点,测点距墙表面100mm处。
基础沿高度分层设点一般不少于三层,全部测点应编号。
5.作好测温记录。
十、操作工艺
(一)施工准备:
混凝土浇筑前应备足所需材料积配备好混凝土搅拌机、振捣器、材料计量器、混凝土运输设备和做好大体积混凝土结构物基层。
(二)清理模板:
配制好大体积混凝土结构物的侧模板。
清理混凝土基层并浇水润湿,但不得有积水。
(三)钢骨架、钢筋、预埋件设置:
安装好钢骨架,绑扎或焊接钢筋,埋设好预埋件,并检查其位置准确性,作好隐检记录,进行隐蔽验收。
(四)埋设热电偶:
埋设好热电偶,检查位置是否正确,注意埋入深度和相邻热电偶的间距,作好记录。
(五)混凝土配合比选择:
应根据使用的材料,通过试配确定混凝土材料的配合比,严格控制其准确性,在搅拌机旁挂牌公布,以便检查。
使用的衡器应有检校合格证和校验制度,经常保持其准确性,材料的配合比偏差,不得超过规定的数值:
1.水泥和干燥状态的掺合料:
按质量计允许偏差为2%
2.砂、石子:
按质量计允许偏差为5%
3.水、潮湿状态的掺合料:
允许偏差为1%
大体积混凝土施工宜在气温10~30℃之内进行。
冬期施工水温应根据热工计算进行加热,以确保混凝土在覆盖前温度不低于5℃砂应适当加热,以确保无冻块。
暑期施工一般采取各种降温措施,保证砼入模温度。
(六)混凝土的搅拌
1.计量:
根据每盘各种材料的用量及车辆(或箩筐)的质量,分别固定如水泥、砂、石子、掺合料各个磅秤标量,在上料时必须严格按需要量分别过秤。
倒入搅拌机料斗的顺序是:
先石子,后水泥,最后是砂、粉煤灰等粉状掺合料应与水泥一道加入,减水剂等外加剂应制成一定浓度的溶液,按定量与水同时加入搅拌机。
2.搅拌时间:
因掺有掺合料和外加剂,为使砼搅拌均匀,自全部拌合料装入搅拌筒内起到混凝土开始卸料止,其间一般不得少于
1.5分钟。
开盘后,应检查混凝土的坍落度、和易性、搅拌时间等。
(七)混凝土的运输:
混凝土自搅拌机中卸出后,应及时运到浇灌地点。
在运输过程中,要防止混凝土离折、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝现象。
当施工场地窄小无处设搅拌站时,可采用商品混凝土。
(八)混凝土的浇筑
1.混凝土浇筑路线图。
2.禁止用吊车在高处直接往模内下料,混凝土自高处倾落时,自由倾落高度不超过2m。
如超过2m时,应设串筒或淄槽,以保证混凝土不发生离杆现象。
3.大体积混凝土结构工程整体性要求高,混凝土必须连续浇筑,一般应分层浇灌,分层捣实。
根据整体性要求,结构大小,钢筋疏密、混凝土供应等具体情况,可选用如下灌筑方案:
(1)全面分层(见图1):
在整个基础内全平面分层浇筑混凝土。
在第一层全面浇筑完毕,再回来浇筑第二层时,覆盖位置的第一层混凝土还未初凝,如此逐层进行,直至浇筑好。
引方案适用于平面尺寸不太大的结构,或每一层混凝土的浇筑时间在3小时之内。
施工时宜从短边开始,再沿长边进行;必要时可分为两段从中间向两端或从两端向中间间时进行。
(2)分层分段(见图2):
适用于厚度不太大而面积或长充较大的结构。
把整个结构在平面上沿长充方向分成若干段,一般以2m宽为一段。
在高度上分成若干层,每层厚度取不大于0.4m为宜。
从一端开始,向另一端逐层逐段踏步式的浇筑直至完成。
它要求每段岔处和第二层覆盖新浇筑的混凝土能够在前一次(或一层)的混凝土尚未达到初凝前就要浇筑。
(3)当结构的厚茺或面积很大时,为减少收缩和温度应力,对结构应分层或分块施工;分层厚度以控制在1.5m左右为好,分块的最大尺寸以控制在30m以内为宜。
分块接岔时,可以在大块混凝土中预留后浇带,将整块大体积混凝土分成两块或若干块,待所浇筑的混凝土经过一段时间的养护干缩后,再在预留的后浇带中浇筑补偿收缩混凝土,使分块的混凝土连成一个整体。
分层持续时间间隔,一般约需10d到16d,或应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好,如考虑进度要求,最少间隔时间应不少于5d,或不少于混凝土内部最高温度出现时间,否则两层混凝土共同发热,就难于控制其温差均小于或等于25℃。
(九)混凝土的振捣
1.因混凝土中有不少钢筋,振动棒应垂直插入,振捣混凝土时,振动棒不得碰撞钢筋、预埋件。
2.振动棒的操作,应做到“快插慢拔”。
快插是为了防止先将表面混凝土振实,而与下面混凝土发生分层、离折现象。
慢拔是为了使混凝土能填满振动棒抽出时所造成的空隙。
在振动混凝土过程中,宜将振动棒上下略有抽动,以便上下振动均匀。
3.每一插点要掌握好振捣时间,过短不易捣实混凝土,过长可能引起混凝土离折,一般每一插点振捣时间为20~30s。
浇筑混凝土每振捣完一段,应随即用铁板摊平抽实。
(十)温控测量
为了控制大体积砼在施工中的温升影响,要求砼最大温差不超过25℃,以减小砼约束应力,防止出现裂缝,因此,对大体积砼的施工除季节上的选择,材料选择以及配合比的选择外,更重要的是施工的防备措施,其中砼的测温就是观察砼内部温升变化的一项措施。
1.例如采用铜-镛铜热电偶和国产UJ-33A型电位差计进行测温,它可以任意选点测试,根据技术处在其它工程中的运用情况来看,效果较好。
2.测温点平面布置图。
3.铜-镛铜热电偶测温的要求。
(1)、所有热电偶的埋设,必须按测温布置图进行编号,并在埋设前作测试检验合格后才能作用。
(2)、热电偶必须在钢筋绑扎完毕和砼浇灌前好,热电偶焊点必须与钢筋绝缘隔离,测区的导线绑在竖向钢筋上引出接在接线板上对号入座。
(3)、测温须按编号顺序进行,并记录所测数据,作出时间一温度曲线。
以时间为横座标,温度为纵座标,温度取平均温度。
(4)、测温每隔6小时进行一次,一致持续到温度下降时为止。
(十一)混凝土养护:
大体积混凝土的养护主要是达到保温和保湿的目的。
保温是为了保持混凝土表面温度不致过快散失,减小混凝土表面的温度梯度,防止产生表面裂缝;另则是充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性。
使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度,防止产生贯穿裂缝。
保温的作用是使尚在混凝土强度发展阶段,潮湿的条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝,另外可使水泥的水化顺利进行,提高混凝土的极限拉伸强度。
大体积混凝土除按一般混凝养护外,必须按前述的温控措施养护。
并及时监测,温度变化,并在砼温差大于规定值时,采取加强保温的相应措施。
十一、质量要求
(一)混凝土按配合比计量准确,混凝土强度等级不得低于设计的强度等级。
(二)混凝土表面做到平整、密实,不准有蜂窝、露筋、裂缝等缺陷。
十二、安全措施
(一)振捣器的电源胶皮线要常检查,防止破损,操作时戴绝缘手套,穿胶鞋。
(二)翻斗车在使用前务必检查刹车。
(三)夜间施工、运输道路及施工现场应架设照明设备。
(四)采用塔吊或行车运送混凝土,必须有专人指挥,盛混凝土的料斗的开关要灵活、可靠。
料斗的吊环必须经计算后选用未冷拉的Ⅰ级钢筋,且焊接牢固。
(五)浇筑混凝土使用的淄槽或串筒节间必须连接牢固,操作部位应有护身栏,不准站在淄槽带上操作。
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