兰州大体积混凝土施工方案.docx
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兰州大体积混凝土施工方案
一、工程概况
兰怡·幸福里住宅小区位于兰州市安宁区北滨河路北侧,南临甘肃省农业科学院。
由我司承建的4#、5#楼,卵石层最大埋深5.7m,厚度大于100米,地下三层进入卵石层6.0m左右,地下勘察水位距地下室地面约5.0m。
地下水对混凝土结构具有微腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋在干湿交替条件下具有微腐蚀性。
基础采用平板式筏基,最大厚度2000mm,最小厚度1000mm。
筏板、-3.43m以下梁板、地下室所有墙体的混凝土强度为C35,基础垫层为C15。
筏板、地下室外墙及人防顶板混凝土均为抗渗混凝土,抗渗等级为P6。
施工现场采用预拌混凝土,由混凝土搅拌站直接运输到施工现场。
根据«大体积混凝土施工规范及条文说明»GB50496-2009以及施工现场实际情况确定主楼筏板为大体积混凝土施工。
二、大体积混凝土施工特点
大体积混凝土施工具有结构复杂、体形大、钢筋密、混凝土数量多等特点;工程条件复杂和施工技术要求较高;筏板混凝土要求连续浇筑,不留施工缝。
三、混凝土的原材料控制
1、材料选择
本工程采用预拌混凝土浇筑,对主要材料要求如下:
(1)水泥:
配制大体积混凝土所用水泥的选择及其质量,应符合下列规定:
1)所用水泥应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175的有关规定,当采用其他品种时,其性能指标必须符合国家现行有关标准的规定;
2)优先选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,大体积混凝土施工所用水泥其3d天的水化热不宜大于240kJ/kg,7d天的水化热不宜大于270kJ/kg。
3)当混凝土有抗渗指标要求时,所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%;
4)所用水泥在搅拌站的入机温度不应大于60℃。
(2)骨料选择,除应符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的有关规定外,尚应符合下列规定:
1)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%;
2)粗骨料宜选用粒径5~31.5mm,并连续级配,含泥量不大于1%;
3)应选用非碱活性的粗骨料;
(4)粉煤灰:
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/T18046的有关规定。
(5)外加剂:
所用外加剂的质量及应用技术,除应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119和有关环境保护的规定外尚应符合下列要求:
1)外加剂的品种、掺量应根据工程所用胶凝材料经试验确定;
2)应提供外加剂对硬化混凝土收缩等性能的影响的报告;
3)耐久性要求较高或寒冷地区的大体积混凝土,宜采用引气剂或引气减水剂。
2、混凝土配合比
大体积混凝土配合比设计,除应符合现行国家现行标准《普通混凝土配合比设计规范》JGJ55外,尚应符合下列规定:
1)采用混凝土60d或90d强度作为指标时,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低于160mm。
3)拌和水用量不宜大于175kg/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%。
5)水灰比不宜大于0.55。
6)砂率宜为38~42%。
7)拌合物泌水量宜小于10L/m3。
3、现场准备工作
(1)基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕,并进行隐蔽工程验收。
(2)基础底板上的基坑、积水坑采用竹胶板或组合钢模板支模。
(3)将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上,并作明显标记,供浇筑混凝土时找平用。
(4)浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、草席等应提前准备好。
(5)项目经理部应与建设单位联系好施工用电,以保证混凝土振捣及施工照明用(6)管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班,坚守岗位,各负其责,保证混凝土连续浇筑的顺利进行。
四、混凝土裂缝预控办法
混凝土是由多种材料组成的非均质材料,它具有较高的抗压强度,良好的耐久性及抗拉强度低,抗变形能力差,易开裂的特性。
大体积混凝土由于结构截面大,水泥用量大,水泥水化时释放的水化热会产生较大的温度变化,这种温度变化会使混凝土内部温度显著提高,而混凝土表面由于散热较快,温度较低,这样混凝土结构会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,当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。
同时,混凝土表面降温时,由于降温产生的温差,加上混凝土多余水分蒸发产生的干缩,受到地基和结构边界条件的约束时,会产生很大的收缩应力(拉应力),当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土整个截面会产生贯穿裂缝,带来很大危害。
在混凝土施工中必须考虑温度应力的影响,主要是采用相应的技术措施控制内外温差,减小混凝土内外由于温度差而产生的温度应力。
1、施工机械、材料和人员应能保证连续浇筑混凝土
为保证混凝土能够连续浇筑,不出现施工缝或冷缝,施工机械不仅要准备充分,而且要考虑发生故障时的修理时间。
现场备用一台混凝土罐车和6条振动棒,此外还要备用一台发电机,其功率最小保证一台塔吊、一台混凝土输送泵车、6条振动棒和部分照明用电。
应在浇筑混凝土两天前把所需的材料、施工机械等运到现场。
提前做好人、机、物等的配合工作,必须保证做到混凝土连续施工。
工作班的人数如下:
工种
接拆管工人
振捣工人
找平工人
钢筋保守
砖工保守
养护工
其它
后台
工人小计
管理人员
人数
4人
8人
10人
1人
1人
1人
1人
2人
28人
4人
合计:
工人28人,管理人员4人。
2、输送泵管处理方法
泵管在使用过程中会吸收辐射热,管道与混凝土磨擦也会产生热量,在管道上包裹麻袋,不定期在麻袋上浇冷水降温,保证在浇筑混凝土过程中泵管温度不会过高(大气气温较高时选用此方法)。
3、混凝土分层浇筑方法(斜面分层法)
大体积混凝土的浇筑工艺应符合下列规定:
1)混凝土的浇筑厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定,整体连续浇筑时宜为300~500mm。
2)推移式连续浇筑,应缩短间歇时间,并在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。
层间最长的间歇时间不应大于混凝土的初凝时间。
混凝土的初凝时间应通过试验确定。
3)混凝土浇筑宜从低处开始,沿长边方向自一端向另一端进行。
当混凝土供应量有保证时,亦可多点同时浇筑。
4)混凝土宜采用二次振捣工艺。
5)大风天气浇筑混凝土,在作业面应采取挡风措施,并增加混凝土表面的抹压次数,应及时覆盖塑料薄膜和保温材料。
6)雨天不宜露天浇筑混凝土,当需施工时,应采取确保混凝土质量的措施。
浇筑过程中突遇大雨天气时,应尽快中止混凝土浇筑;对已浇筑还未硬化的混凝土应立即进行覆盖,严禁雨水直接冲刷新浇筑的混凝土。
筏板基础砼浇筑分层浇筑示意图如下:
分层厚度:
第一层400mm、第二层400mm、第三层400mm。
4、混凝土震捣
混凝土振捣应采用振捣棒振捣。
振捣棒操作,要做到‘快插慢拔”。
在振捣过程中,宜将振动棒上下略有抽动,以便上下均匀振动。
分层连续浇筑时,振捣棒应插入下层50mm,以消除两层间的接缝。
每点振捣时间一般以lO~30s为宜,还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为宜。
在振动界线以前对混凝土进行二次振捣,排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢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,减少内部微裂,增加混凝土密实度,使混凝土的抗压强度提高,从而提高抗裂性。
根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况,在每个浇筑带的前、中、后布置三道振动器,在下料完成后开始振捣。
第一道布置在混凝土卸料点,主要解决上部混凝土的捣实,第二道布置在混凝土坡脚处,确保下部混凝土的密实,第三道在坡度的中部保证混凝土的坡度和密实性。
随着混凝土浇筑工作的向前推进,振动器也相应跟上,以确保整个高度混凝土的质量。
斜面长度增加后,振动棒也要相应增加个数。
施工管理人员在现场监督工人认真捣实混凝土,提高混凝土的密实度,减少混凝土骨料之间的空隙。
5、混凝土的泌水处理
大体积混凝土在浇筑、震捣过程中,上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底。
泌水会因振捣而改变混凝土中水的含量及冲洗掉混凝土面的水泥浆,对混凝土具有较大的危害,我司制定以下方法来解决该问题。
施工砖模时在筏板后浇筑一侧角部砖模内设置集水坑,混凝土浇筑时使大部分泌水随着混凝土浇筑向前推进被赶至集水坑集中抽水。
当混凝土大坡面的坡脚接近另一侧砖模时,改变混凝土浇筑方向,即从顶端往回浇筑,与原斜坡相交成一个集水坑,这样集水坑逐步在中间缩小成水潭,用软轴泵及时排除,采用这种方法排除最后阶段的所有泌水。
6、动态控制
施工现场严格监控商品混凝土的各项指标,随时向现场施工负责人进行通报,并及时对现场出现的混凝土品质问题进行处理。
试验人员随时抽查混凝土的坍落度,目测混凝土的和易性,如发现混凝土有离析或初凝现象应及时将混凝土退场,以保证施工质量。
7、面层抹压
大体积泵送混凝土,其表面水泥浆较厚,在混凝土浇筑结束后要认真处理。
经4~5小时左右,初步按标高用长尺刮平,在初凝前(因混凝土内掺加减水剂,初凝时间较长)用铁抹抹压,再用木抹打磨压实,以闭合收水裂缝。
浇筑后的混凝土初凝开始至终凝前,对找平收面的混凝土再次收面抹压,消除由于混凝土干缩造成的细微裂缝,并把面层收成毛光。
该工序在必要时应多次进行,保证表面无裂缝出现。
完成约12小时后覆盖塑料膜并蓄水养护。
五、混凝土的养护措施
筏板浇筑混凝土完毕后约12小时,对混凝土加以覆盖和浇水。
本工程拟采用塑料膜加蓄水(厚度为20mm具体计算见测温办法)养护,以减少升温阶段内外温差,防止产生温度裂缝,并可防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝,使水泥顺利进行水化,提高混凝土的抗裂缝能力。
在养护过程中定时对混凝土内部的温度进行监控,发现混凝土内外温差大于250C立即采取措施。
当混凝土内外温差小于250C,继续浇水养护至14天。
六、混凝土测温
1、根据在混凝土施工中的实践经验及有关资料,混凝土浇筑后内外温差Δt≤25℃,混凝土的裂缝能得到有效的控制,因此,在混凝土浇筑完成后一段时间内对混凝土内外进行测温,温差较大时,在混凝土表面增加保温覆盖,降低温差。
2、测孔布置:
测温孔采用ф20的薄壁钢管制作,管长0.6m,管下端用镀锌铁皮焊死,预埋入混凝土内,管口高出混凝土面50mm。
本工程筏板基础比较规则,因此布置四个测温孔。
3、测温方法:
将温度计伸入管内中下部位置,管口用软橡皮塞堵严,以保证内部测温准确,三分钟后迅速提出温度计读取温度读数,并按测温孔平面布置图的编号依次测量并记录数据。
4、混凝土初凝后,开始测温,第一至七天每三小时测温一次,第八至十四天每六小时测温一次。
值班人员分三班测温,对每一孔进行编号,做好测温记录,根据测温结果绘制温差变化曲线,混凝土内温度连续24小时呈下降趋势且平稳时,可停止测温。
5、混凝土的内部温度用电子测温仪测温,浇筑混凝土时预埋测温管,设置上中下三种高度,上部埋设应在宜为混凝土外表以内50mm处,中部埋设在筏板浇筑厚度的中间位置,下部埋设应在宜为混凝土浇筑底面上50mm处。
每组测温线有2根(即不同长度的测温线)在线的上断用胶带做上标记,便于区分深度。
测温线用塑料带罩好,绑扎牢固,不准将测温端头受潮。
测温线位置用保护木框作为标志,便于保温后查找。
测出的混凝土内部温度与外界温度差值,应在250C以内,如果其差值超过250C时,按设计规范及施工规范要求应进行特殊养护,养护方法有以下几种:
1、在混凝土表面覆盖毛毡,并在毛毡上浇水保养(温水),保持24时湿润。
2、蓄水保养:
在混凝土上蓄上温水进保养。
3、蒸汽保养:
在混凝土上搭300~500mm高的支撑,上面满覆塑料布,接入蒸汽进行保养。
4、搭设保温棚,高度要大于1500mm,里面可以采用小太阳、电热器等加热设施加热。
七、混凝土内部水化热所产生应力计算及温度差计算
根据设计要求,对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,并且开始逐步降温。
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,将温差控制在设计要求的范围内;当设计无具体,要求时,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。
以最不利的条件进行计算,既不考虑混凝土的热传导,且以前七天的水化热全部不进行传导进行计算内部中心温度的最大值。
混凝土内部中心温度最大值:
T(t)=CQ/cρ(1—e-mt)
T(t):
混凝土浇注完t时间,混凝土的绝热温升值(0C)
C:
每立方米混凝土水泥用量(千克),C35P6的水泥取320千克/每立方米
Q:
每千克水泥水化热量,七天的取最大值270千焦耳/每千克
C:
混凝土的热比,为0.96
ρ:
混凝土的质量密度,取2400千克/立方米
m:
为经验系数取0.4
t:
混凝土浇注后至计算时的天数,取7。
T(t)=CQ/cρ(1—e-mt)=320Χ270Χ(1—e-2.8)/(0.96Χ2400)
=35.20C
7天混凝土的弹性模量:
E(t)=E0(1—e-0.09t)
E(t):
计算时混凝土的弹性模量
E0:
混凝土最终的弹性模量
E(t)=E0(1—e-0.09t)=3.0Χ10000Χ0.467=1.40Χ10000
混凝土的变形应力:
σ=E(t)αΔTS(t)R/(1-v)(建筑施工计算手册第11章)
σ:
混凝土的温度应力
α:
混凝土的线膨胀系数(混凝土结构设计规范第4.1.8条)取1Χ10-5
ΔT:
最大的综合温差ΔT=T(t)—Th(兰州市八至十月初最低气温,按140C计算)ΔT=T(t)—Th=35.2-14=21.20C
S(t):
混凝土徐变影响系数,取0.4。
R:
混凝土的外约束系数,取0.4。
V:
混凝土的泊松比,取0.15。
σ=E(t)αΔTS(t)R/(1-v)=1.4×0.1×21.2×0.4×0.4/0.85=0.87〈1.43/1.15=0.80(牛顿/平方毫米,混凝土7天的抗拉强度)
达到允许拉力时的温度差:
0.80/(1.4×0.1×0.4×0.4/0.85)=30.40C
经过以上验算,若不进行保温养护,理论计算温差为30.40C时,将会产生裂缝。
控制温差在300C以下时,可保证不产生温度裂缝。
但按规范和图纸要求,温差应控制在250C以内。
八、塑料薄膜厚度
δ=0.5Ηλ(Τa-Τb)k/λ1(Τmax-Τa)
δ—养护材料厚度
λ—养护材料导热系数,取0.04w/m.k
λ1——混凝土导热系数,取2.3w/m.k
Τmax——混凝土中的最高温度,取71.9℃Τmax=T(t)+Τ0,Τ0为混凝土浇筑入模温度,取25℃。
Τa——混凝土表面温度取25℃
Τb——混凝土达到最高温度时的大气平均温度,取22℃
K—传热系数修正值,取1.3
Η—结构物的厚度,取2.0米
δ=0.5×2.0×0.04×(25-20)×1.3/2.3×(71.9-20)=0.24厘米
覆盖两层塑料膜即可满足要求,为保证施工质量,我司拟定在塑料膜上再加2cm蓄水养护。
九、测温点布控
1、测温点布置图如下所示:
2、测温记录
采用电子测温仪,测温时间间隔见下表。
第1天~第7天每3小时测温一次;
第8天~第14天每6小时侧温一次
基础中心与基础上表面保温养护内外升降温变化表
龄期(d)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
混凝土中心
温度(℃)
水底温度
(℃)
水面温度
(℃)
混凝土中心
与上部温
差(℃)
混凝土上部
与水底温
差(℃)
水底、水面温差(℃)
各龄期实测内部温度值与理论最大内部温度比较表
龄期(d)
比值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Tt
实测值
Tmax
理论值
71.9
十、施工中注意事项
1、避免施工缝的方法:
在人员组织和材料准备上,保证混凝土浇筑的连续性。
浇筑时在下层混凝土开始初凝前,及时覆盖上层混凝土,避免施工缝的产生。
间隔时间应根据现场实际情况确定,约1~2小时。
2、浇筑混凝土时,要保证在浇筑时不能摇动钢筋,避免钢筋发生移位。
钢筋工应派专人负责看守配合,及时恢复移位的钢筋。
十一、其它质量保证措施
1、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。
2、对到场不合格的混凝土由现场调度退回搅拌站,并记好车型、车号。
3、严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
4、混凝土试块按«混凝土结构工程施工质量验收规范»GB502042002的要求留置。
5、项目部设专人进行混凝土试块的制作及养护管理,试块拆模后及时编号并送入标养室进行养护。
5、质量检查人员检查施工,严格按顺序振捣;接班振捣人员提前半小时到岗与上班振捣人员共同操作,交班人员推迟交班半小时撤岗(有一小时共同工作时间)。
6、项目部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。
十二、安全措施
1、混凝土施工的作业人员,必须穿胶鞋、戴绝缘手套。
2、浇筑混凝土所使用溜槽的固定必须牢固,在操作部位设护身栏杆铺跳板,严禁直接站在溜槽帮上操作。
3、泵管接头应连接紧密可靠(必须垫胶皮圈)、不漏浆,支撑架子牢固,输送时先试送,检修时必须卸压。
4、夜间浇筑混凝土必须有足够的照明设备。
5、在指定电箱接线;振捣棒有专用开关箱,并接漏电保护器(必须达到两极以上漏电保护),接线不得任意接长。
电缆线必须架空,严禁落地。
6、未尽事宜执行现场规定和有关安全法规、规范、标准的规定。
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