大体积混凝土施工方案文档格式.docx
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长沙金茂梅溪湖国际广场置业有限公司
设计单位
北京市建筑设计研究院有限公司
勘察单位
中国有色金属长沙设计勘察研究院有限公司
监理单位
湖南长顺工程建设监理有限公司
总包单位
中建三局第一建设有限责任公司
质量监督部门
长沙市先导区质量监督站
建筑设计概况
占地面积
99434㎡
首层建筑面积
32727㎡
总建筑面积
502691㎡
层数
地上
51/52
层高
首层
6.5m
地上面积
287028㎡
地下
三层局部两层
标准层
4.1m
地下面积
224609㎡
4.2/5.1/4.3m
结构设计概况
结构形式
南、北塔楼结构体系均采用框架—核心筒结构,其他区域结构体系采用框架或少墙框架结构。
抗震设防等级
南北塔楼主框架二级,地下2层及3层剪力墙为三级,地下1层及地上剪力墙一级。
裙房框架为二级。
豪宅区域地库框架为四级塔楼框架为三级,剪力墙地下2层位四级,地下1层为三级。
人防等级
人防设计类别为乙类人防工程,防常规武器抗力级别为常6级,防核武器抗力级别为核6级
结构设计年限
50年
2.2大体积混凝土概况
本工程大体积混凝土主要集中在13#(南塔楼)、15#栋(北塔楼)底板,13#栋筏板厚度主要区域为3.5m,局部厚度2.3m、4.7m、8.5m(电梯井部位);
15#栋筏板厚度主要区域为2.8m,局部厚度3.5m、4.7m、8.5m(电梯井部位)。
南塔楼底板混凝土浇筑方量约10000m³
,北塔楼底板混凝土浇筑方量约9000m³
,混凝土标号均为C35p8。
本工程大体积混凝主要区域及截面特征如下:
3组织机构
3.1项目管理组织架构及人员配置
3.2主要管理人员管理职责
主要岗位
岗位职责
项目经理
1)、成立南北塔大体积混凝土施工小组,并监督现场施工进度及情况;
2)、组织制定并实施本项目大体积混凝土区域施工部署;
3)、提前确认商品混凝土搅拌站的供应量是否充足,保证项目大体积混凝土可以顺利施工;
4)、组织召开混凝土浇筑部署会议,明确各部门各岗位的职责;
5)、处理好政府部门及周边关系,协调解决大体积混凝土浇筑可能出现的各种问题;
项目副经理
(南北塔楼负责人)
1)、组织南北塔楼大体积混凝土施工的人、材、机等生产资源;
2)、协调现场混凝土施工的问题,编制大体积混凝土施工计划,并按计划实施;
3)、负责现场大体积混凝土施工机械设备的布置及协调;
4)、负责对现场混凝土施工人员的工作安排并监督实施;
项目总工
1)、制定南北塔楼大体积混凝土施工部署,相应设备及交通平面布置;
2)、与混凝土公司确认大体积混凝土配合比、混凝土添加剂等相关工作;
3)、协助分包解决大体积混凝土施工过程中遇到的技术问题;
4)、主持大体积混凝土施工时重大危险源的辨识工作。
质量总监
1)、负责南北塔楼大体积混凝土施工质量工作;
2)、参与底板钢筋、混凝土施工质量验收程序;
3)、召开南北塔楼大体积混凝土施工质量专题会,明确大体积混凝土施工易出现问题和解决措施;
4)、主持混凝土进场及浇筑完成后的质量验收并分析相关质量问题的原因。
安全总监
1)、参与大体积混凝土施工时重大危险源的辨识工作;
2)、按照混凝土施工方案及项目安全管理制度对混凝土施工前的现场进行安全检查;
3)、按照大体积混凝土施工危险源识别的情况进行交底工作,监督现场安全措施实施情况;
4)、负责大体积混凝土施工现场的设备、机械、安全防护设施等组织专检,并对安全生产违纪违规情形责令整改、并给予处罚。
土建工程师
(工长)
1)、编制混凝土施工工种作业计划,报项目副经理评审;
2)、熟悉并掌握设计图纸、施工规范、规程、质量标准和施工工艺,向班组工人进行技术交底,监督指导工人的实际操作;
3)、按大体积混凝土施工方案、技术要求和施工程序组织施工;
4)、合理使用劳动力,掌握工作中的质量动态情况,组织操作工人进行质量的自检、互检;
5)、负责现场文明施工及安全交底。
质量工程师
1)、对混凝土施工班组进行质量技术交底;
2)、负责大体积混凝土施工前钢筋的验收以及混凝土施工过程商品混凝土的验收;
3)、负责并监督大体积混凝土后期养护工作。
安全工程师
1)、对进场混凝土工人进行安全知识教育,在施工前进行安全技术交底;
2)、在混凝土施工过程督促执行安全责任制;
3)、参与大体积混凝土施工方案中的安全措施的制定工作;
4)、在混凝土施工现场设置安全标志,施工前进行安全检查,对事故隐患督促整改。
技术员
1)、在项目总工领导下,负责编制大体积混凝土施工方案,确保施工方案符合工程实际需要;
2)、组织大体积混凝土施工方案交底,确保现场按方案实施;
3)、做好混凝土测温设备的预留预埋工作;
4)、监测大体积混凝土温度,并做好相关记录;
5)、监控混凝土养护措施是否到位。
商务人员
1)、做好大体积混凝土方量计算;
2)、混凝土浇筑完成后做好混凝土盈亏分析。
实验人员
1)、混凝土浇筑过程中按规范要求做好混凝土留置试块并做好试块养护工作;
2)、混凝土养护时间到达后,及时将试块送检并领取检测报告。
4施工安排
4.1施工安排
4.1.1施工安排原则
原则一:
确保混凝土施工质量。
原则二:
充分考虑结构设计特点,合理组织安排施工区段划分及确定施工流向。
原则三:
结合现场平面布置情况,合理安排泵管布置及交通组织。
4.1.2施工安排
本工程大体积混凝土均采用商品混凝土。
对大体积混凝土施工区域进行分段、分块,确定分段施工流向、分块施工流向及各分块混凝土浇筑时泵管布置。
重点对单次混凝土浇筑量大的各构件进行温度控制。
以施工缝及后浇带为界分块进行浇筑,保证混凝土连续浇筑,以避免产生冷缝,确保施工质量。
4.2施工区段及步骤划分
南塔楼底板面积为2846㎡,北塔楼底板面积为2894㎡,南塔楼筏板主要区域厚度3.5m,北塔楼筏板主要区域厚度2.8m,局部(电梯井和集水井)厚度达到8.5m,混凝土浇筑方量大,局部高差大,集水井、电梯井深度深,浇筑难度大。
根据图纸和现场情况,将南北塔楼底板大体积混凝土竖向分层、平面上分段顺序浇筑。
在竖向(大体积混凝土截面上),为避免电梯井、集水井模板在混凝土浇筑过程中出现上浮、倾斜等质量问题,分为三个步骤组织浇筑;
第一步先浇筑电梯井、集水井所在区域,浇筑至电梯井和集水井底板顶标高,采用4台泵车;
第二步从大部分区域底板底浇筑至底板完成面,此步骤浇筑方量大,采用4台泵车(调整泵管布置),为了防止冷缝,四台泵车泵管平行布置,统一由南向北斜面分层浇筑;
第三步浇筑凸出底板面以上的结构(主要为柱墩),采用1台天泵,由南向北顺序配合浇筑。
南塔楼大体积混凝土施工浇筑具体步骤如下表所示:
1、第一步
电梯井、集水井混凝土的浇筑,浇筑方量约1500m³
,浇筑至电梯井和集水井底板顶标高(-20.6m),浇筑厚度为5m,布置1~4号四台泵车,第一步浇筑剖面图及平面图如下图所示:
大体积混凝土浇筑第一步平面图
2、第二步
底板区域混凝土的浇筑,浇筑方量约7200m³
,浇筑至底板完成面(-17.7m),浇筑厚度为3.1m,布置1~4号四台泵车及一台天泵,第二步浇筑剖面图及平面图如下图所示:
大体积混凝土浇筑第二步平面图
3、第三步
凸出底板面以上的结构(主要为柱墩)的混凝土浇筑,浇筑方量约1300m³
,浇筑厚度为0.7~1.5m,采用1台天泵,由南向北浇筑,第三步浇筑剖面图及泵管布置如下图所示
大体积混凝土浇筑第三步平面图
北塔楼底板混凝土浇筑分区
第一步
主要为电梯井等位置,总方量1216m³
左右
第二步
北塔底板混凝土第二阶段混凝土浇筑剖面和平面图,主要是底板,总方量6600m³
左右,浇筑标高为-18.2m
第三步
北塔底板混凝土第三阶段混凝土浇筑剖面,主要是高低跨和柱帽处,总方量1200m³
左右,浇筑标高为-17.0m和-16.7m
4.3施工流程
4.4现场平面布置
4.5泵管布置及交通组织
4.5.1南塔楼基础底板混凝土浇筑交通组织
大体积混凝土浇筑交通组织,在南北塔区域形成环形道路,混凝土运输车只从一号出入口进入,到南北塔施工区域后,必须沿蓝色箭头方向行使,不得逆向行使,以免造成交通混乱,影响大体积混凝土浇筑。
布置1~5号泵车,满足大体积混凝土的浇筑。
南塔楼交通组织图
4.5.2北塔基础底板浇筑混凝土交通组织
北塔楼交通组织图
4.6准备施工
4.6.1大体积混凝土设计要求
根据施工图纸,本次大体积混凝土设计要求如下:
混凝土耐久性设计:
环境类别
最大水胶比
最低混凝土等级
最大氯离子含量(%)
最大碱含量(kg/m³
)
二b
0.5
C30
0.15
混凝土其他要求设计:
混凝土设计年限
混凝土等级
抗渗等级
膨胀剂
C35
P8
SY-K
4.6.2技术准备
1配合比设计
1)大体积混凝土配合比设计,除应符合国家现行标准《普通混凝土配合比设计规范》JGJ55的有关规定外,尚应符合下列规定:
①采用混凝土60d强度做指标时,应将其作为混凝土配合比的设计依据。
②所配制的混凝土拌合物,到浇筑工作面的坍落度不宜大于160mm。
③拌和水用量不宜大于160kg/m3。
④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30%;
粉煤灰和矿渣掺合料的总量不宜大于混凝土中胶凝材料用量的40%。
⑤水胶比不宜大于0.4,胶凝材料用量为340kg/m³
~450kg/m³
。
⑥砂率宜为35%~42%。
2)在混凝土配备前,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要的技术参数的试验;
必要时其配合比设计应当通过试泵送。
3)在确定混凝土配合比时,应根据混凝土的绝热升温、温控施工方案的要求等,提出混凝土制备时水泥、粗细骨料和拌和用水及入模温度控制的技术措施如下:
①水泥
配制混凝土所用的水泥应符合国家标准;
为降低混凝土水化热,宜采用矿渣水泥配制大体积混凝土,不宜采用抗硫酸盐硅酸盐水泥,严禁采用早强水泥;
配制大体积混凝土所用水泥应进行水化热测定,水泥水化热测定按现行国家标准进行,其7天的水化热不大于270KJ/kg。
②粗骨料
粗骨料选用5~40mm连续级配石子,含泥量<1%,泥块含量<0.5%,针状、片状颗粒含量<10%,粗骨料的空隙率小于40%;
必要时应进行人工级配优化,控制空隙率小于40%,压碎指标不大于7%,吸水率不大于2%,针、片状颗粒含量应小于5%;
粗骨料粒径宜为20mm左右,不宜超过25mm,且不应超过保护层厚度的2/3,根据结构不同部位具体调整。
粗骨料应满足《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》。
③细骨料
选用级配良好的中砂,含泥量控制在1%~1.5%,细度模数宜为2.8,平均粒径宜为0.38mm,同时应满足《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》。
④拌制水
拌制混凝土的水,其质量应符合《混凝土拌合用水标准》,一般采用自来水即可。
⑤入模温度
为了防止混凝土内部温度过高产生温度裂缝,对混凝土的入模温度必须严格控制。
为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度。
混凝土中石子比热较小,但每立方米混凝土中石子所占重量最大,所以降低石子温度可有效降低入模温度。
本次浇筑混凝土时,入模温度控制在25℃。
混凝土配合比为:
材料名称
水泥
砂
石
水
外加剂
早强剂
掺合料
华新
P.O42.5
中砂
卵石
5-31.5mm
自来水
PC聚羧酸减水剂
SY-K高效抗裂防水剂
粉煤灰
II级
矿粉
S95
每m³
用料(kg)
255
704
1085
150
4.3
32
20
70
砂含水率
5.0%
石含水率
0.9%
调整后每m³
739
1095
105
2大体积混凝土测温点布置及埋设
测温点的布置按照其布设原则布置于每栋楼的典型位置处。
每个测温点根据混凝土的厚度,传感器探头按间距按不大于600mm布置,传感器探头线与竖向钢筋绑扎固定,各连接线不打结缠绕,平行引出至钢筋上端。
注意传感器垂直向下不碰触钢筋,以便混凝土充分包裹传感器探头,每个传感器接头分别标号对应每个传感器所埋置的深度。
北塔测温点布置图
5资源配置计划
5.1劳动力配置
根据劳务队伍安排情况,南北塔楼各有一个劳务队伍施工,每个劳务队均成立1个混凝土施工班组,要求能够组织2班作业,并有相应的后备人员。
明确人员分工,各行其责,每个班组人员组织如下∶
人员
人数
交通指挥
砼振捣
30
砼放料
磨压、摊平
临水
临电
试验员
5.2物资配置
现场浇筑时,采用二家搅拌站,避免搅拌站出现故障而影响项目施工。
本工程大体积混凝土未预埋冷凝管,采用麻袋加薄膜养护,混凝土浇筑前需准备以下材料:
数量
备注
麻袋
20000张
薄膜
7000㎡
5.3机械设备配置
机械名称
车载泵
拖车泵
混凝土运输车
40
混凝土振动棒
15
混凝土面磨光机
5.4泵管配置
泵管布置根据拟定的施工顺序进行布置,混凝浇筑前,要准备好直管240米、弯管40米、软管20米和备用泵管100米。
具体泵管布置详见大体积混凝土施工顺序章节。
6施工方法
6.1大体积混凝土施工工艺
6.1.1大体积混凝土施工工艺说明
1)采用斜面分层施工工艺,分层厚度为500mm,不得大于振动棒长的1.2倍。
2)输送泵遵循“同步浇捣,同时后退,分层堆积,逐步到顶,循序渐进”的布送工艺。
3)每一层混凝土振捣在自然形成的坡面上进行,振捣移动距离不得大于振动半径的1.5倍。
4)加深部位分两至三次浇捣,避免漏振而影响混凝土的施工质量。
5)混凝土浇筑时,宜从低处开始,沿长方向自一端向另一端进行,分层浇筑层间的间隔时间应尽量缩短,层间最长时间间隔应不大于混凝土初凝时间。
6)振捣时,重点控制两头,即混凝土流淌的最近点和最远点,振动点振动定时,不能漏振,尽可能采用两次振捣工艺,以提高混凝土的密实度。
7)除了钢筋稠密处采用斜向振捣外,其他部位均采用垂直振捣,振捣点的间距为400mm左右,插点距离板底200mm。
高频振动棒要垂直插入,快插慢拔,插点交错均匀布置。
8)在浇筑和振捣过程中,上浮的泌水和浮浆顺混凝土面流到坑底,随混凝土向前推进,由集水坑处抽排。
9)在振捣上一层混凝土时,应插入下一层5cm左右,以消除两层间的接缝,同时在振捣上层混凝土时,要在下层混凝土初凝之前进行。
10)振动器在每一插点上的振捣延续时间,以混凝土表面呈水平并出现水泥浆及不再出现气泡、不再明显沉落为度。
11)混凝土表面处理,应做到“三压三平”,振捣完成后,用长刮尺刮平,最后在终凝前用磨光机打磨,以防混凝土表面裂缝出现。
6.1.2关键施工工艺控制
3大体积混凝土裂缝产生原因:
大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。
这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。
1)在混凝土升温阶段易产生表面裂缝
大体积混凝土在硬化期间的水泥水化过程,会释放大量的水化热,使混凝土中心及基础块中部区域产生很高的温度(基础块厚度越大,温度越高),而混凝土表面和边界受气温影响,温度较低,这样形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当温差超过一定的限度,其所产生的温度应力极易使新浇筑混凝土产生裂缝,根据规范和图纸要求,要求温差控制在25℃以内。
2)在混凝土降温阶段易产生贯穿裂缝
当混凝土降温时,混凝土由于逐渐散热而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发,以及胶质体的胶凝等作用,促进了混凝土的收缩。
这两种收缩在进行时由于受到基底及结构本身的约束,以致产生较大的收缩应力(拉应力),当这种收缩应力超过一定的限度,其所产生的温度应力就会在新浇筑混凝土基础中产生收缩裂缝.这种收缩裂缝有时会贯穿混凝土基础全断面,成为结构性裂缝。
4大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施
为了有效地控制有害裂缝的出现和发展,必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑,结合实际采取措施。
1)降低水泥水化热和变形
①选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。
②充分利用混凝土的后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。
根据试验每增减10kg水泥,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
③使用粗骨料,尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料;
控制砂石含泥量;
掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂,改善和易性、降低水灰比,以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。
④在拌合混凝土时,还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥,使混凝土得到补偿收缩,减少混凝土的温度应力。
⑤改善配筋。
为了保证每个浇筑层上下均有温度筋,可建议设计人员将分布筋做适当调整。
温度筋宜分布细密,一般用φ8钢筋,双向配筋,间距15cm。
这样可以增强抵抗温度应力的能力。
上层钢筋的绑扎,应在浇筑完下层混凝土之后进行。
⑥设置后浇缝。
当大体积混凝土平面尺寸过大时,可以适当设置后浇缝,以减小外应力和温度应力;
同时也有利于散热,降低混凝土的内部温度。
2)降低混凝土温度差
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,或对骨料进行覆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,以降低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模内的通风,加速模内热量的散发。
3)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,冬期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25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃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合理安排施工程序,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。
4)改善约束条件,削减温度应力
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,防止水化热的积聚,减少温度应力。
5)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。
6.2商品混凝土进场验收和检验
1)交货检验混凝土试样的采取及坍落度试验应在混凝土运到交货地点时开始算起15min内完成,试件的制作在40min内完成。
坍落度检验试样的取样频率应与混凝土强度检验的取样频率一致。
2)交货检验的试样随机从同一运输车中抽取,混凝土试样在卸料过程中卸料量的1/4至3/4之间采取。
3)预拌混凝土交货验收后,在工程监理、建设单位的见证下,随机取样并制作试块,并对试块进行标准养护和同条件下养护。
试块应在监理单位见证下,送至有见证取样检测试验资格的检测机构进行检测。
4)本次浇筑混凝土,南北塔楼各需留置50组标准养护试件、4组抗渗试件及10组的同条件养护试件作为评定混凝土结构强度的依据。
在混凝土开始浇筑8车以后开始取样,取样过程中在四个浇筑点轮流取样,在每个浇筑点取样组数基本相同。
6.3大体积混凝土养护
6.3.1大体积混凝土养护要求
本工程大体积混凝土养护采取麻袋加薄膜的保温措施,减小混凝土内外温差,混凝土中心和外表面的最大温差严格控制在25℃以内。
1)养护时先铺设薄膜,保证铺设均匀,再铺设麻袋时,每张麻袋相互搭接5CM。
2)保温养护的持续时间不得少于28d,并应经常检查保温层的完整情况,保持混凝土表面湿润;
3)混凝土中心和外表面的最大温差严格控制在25℃以内,降速低于2℃/h。
保温覆盖层的拆除应分层逐步进行,当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时,可全部拆除。
4)在保温养护中,应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测,当实测结果不满足温控指标的要求时,应及时调整保温层厚度。
6.3.2大体积混凝土养护措施
柱墩保温层厚度δ1=72mm;
底板保温层厚度δ2=60mm;
电梯井保温层厚度δ3=86mm;
故可采用1层薄膜+2层麻袋进行覆盖养护,具体计算过程详见本
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