5大体积混凝土专项施工方案.docx
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5大体积混凝土专项施工方案
1.编制说明
本工程为山西潞安一体化示范项目煤气化装置
、
系列气化框架(含磨煤框架)工程。
毎个系列分别由气化框架和磨煤框架两个框架组成。
本工程基础结构为独立承台结构。
基础、基础短柱及框架柱最小截面均大于1m,混凝土量较大,根据GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》属于大体积混凝土,故本方案为基础、基础短柱(承台顶--0.5m)大体积混凝土专项施工方案。
2.编制依据
2.1煤气化装置
、
系列气化框架(含磨煤框架)工程施工图;
2.2《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009);
2.3《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012);
2.4《预拌混凝土》GB/T14902-2003;
2.5《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
2.6《混凝土结构工程质量验收规范》(GB50204-2011);
2.7《工程测量规范》(GBJ50026-2007);
2.8《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003);
2.9《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/T104一2011);
2.10业主、总承包商相关管理规定及本单位相关规定;
2.11国家、行业现行规范及标准。
3.工程概况
3.1
、
系列大体积砼构件如下:
系列:
序号
构件
基础特性
砼
尺寸B×L×H
个数
其他设计说明
1
磨煤CT-1
C40
5×5×2
2
水灰比为0.5,石子最大粒径不宜大于40
2
磨煤CT-2
6.4×6.4×2
2
3
磨煤CT-3
5×1×3
1
4
磨煤CT-4
5×8×2.5
1
5
磨煤CT-5、CT-6
5.3×4.6×2
3
6
磨煤CT-7
2×5×4
2
7
气化CT-1
2×5×3
1
8
气化CT-2
5.8×5×3.5
2
9
气化CT-3
5×5×4.5
1
10
气化CT-4
5.5×9×4.5
1
11
气化CT-5
6.4×6.4×4.5
1
12
气化CT-6、CT-7
5.5×8×5.8
4
13
气化CT-8、CT-9
8×8×5.8
5
14
气化CT-10
8.3×5×4.3
1
15
气化CT-11、CT-12
10.8×6.4×5
2
16
磨煤DZ-1
3.2×3.2×2
5
17
磨煤DZ-2
3.4×3.4×1.5
1
18
磨煤DZ-3
2.6×2.6×2
2
19
磨煤KZ-1、2、3
1.6×1.6
5
20
磨煤KZ-4
1.7×1.7
1
21
磨煤KZ-5
1.2×1.2
2
22
磨煤KZ-6、7
1.4×1.4
3
23
气化KZ-2
1.3×1.3
1
24
气化KZ-3
1.4×1.4
7
25
气化KZ-4
1.5×1.5
5
26
气化KZ-5
1.6×1.6
1
27
气化KZ-6
1.2×1.2
1
系列:
序号
构件
基础特性
砼
尺寸B×L×H
个数
其他设计说明
1
磨煤J-1
C40
4.5×4.5×2
1
水灰比为0.5,石子最大粒径不宜大于40
2
磨煤J-1a
4.5×5×2
1
3
磨煤J-2
5×5.5×2
2
4
磨煤J-3
5×8×3
1
5
磨煤J-4
5×6×2.5
1
6
磨煤J-5、7
4×4×1.5
4
7
磨煤J-6
4.5×4.5×1.5
1
8
气化J-1
3.8×3.8×2
3
9
气化J-2
5.4×5.4×3.5
1
10
气化J-3
5.8×5.8×3.5
5
11
气化J-4
7×7×3.5
4
12
气化J-5
6.1×6.1×3.5
1
13
气化J-6
7.5×7.5×3.5
1
14
气化J-7
8.2×4×3.5
1
15
气化J-8
8.4×5×3.5
2
16
磨煤DZ-1
3.2×3.2×2.5
5
17
磨煤DZ-2
3.4×3.4×1.5
1
18
磨煤DZ-3
2.6×2.6×3
2
19
磨煤DZ-4
1.8×1.8×3
3
20
磨煤KZ-1、2、3
1.6×1.6
5
21
磨煤KZ-4
1.7×1.7
1
22
磨煤KZ-5
1.2×1.2
2
23
磨煤KZ-6、7
1.4×1.4
3
24
气化KZ-2
1.3×1.3
1
25
气化KZ-3
1.4×1.4
7
26
气化KZ-4
1.5×1.5
5
27
气化KZ-5
1.6×1.6
1
28
气化KZ-6
1.2×1.2
1
3.1工程特点:
3.1.1承台基础单个面积较大,个数多,两个系列约58个承台基础,每个承台高度超厚,最大浇筑厚约5.8米,单次浇筑混凝土的厚度超过3.5米;
3.1.2由于本工程为设备安装建筑,对标高.轴线位置.表面平整度.竖向重直度质量、混凝土施工质量要求高。
3.1.3承台基础面积较大,厚度超厚,施工的难度在于控制混凝土内外温差,避免由于内外温差过大而产生裂缝,影响混凝土的质量。
减小内外温度差可采用低水化热的混凝土配合比和用冷却循环水降低混凝土的内部温度。
考虑到承台基础施工时外部温度极低,必须同时进行外部保温才能有效地减小混凝土的内外温差。
4.施工部署
4.1施工准备
4.1.1施工器具
耙子、扫把、白线、铝合金刮杠、尖锹、平锹、插人式振捣器、平板振捣器、配电箱、手动振捣棒、水泵等、发电机等。
4.1.2技术准备
A.混凝土申请:
浇筑混凝土前,预先与混凝土供应单位办理预拌混凝土委托单及浇灌申请,委托单的内容包括:
混凝土强度等级、方量、坍落度、初凝终凝时间、是否加外加剂以及浇筑时间等。
B.浇筑混凝土前所有机具均进行检查,确保机具运行正常,同时配备专职技工,随时检修。
C.在混凝土浇筑期间,要保证水、电、照明不中断。
为了防备临时停水停电,现场砌筑储水池两个,发电机一台,并在现场准备人工振捣用工具,以防出现意外施工缝。
D.根据施工方案准备必要的塑料布、保温材料及测温用具等。
4.2作业条件
4.2.1各种专业预埋件已埋设完毕,钢筋隐检、模板共检已完成;
4.2.2施工人员的通道架设、泵车及罐车通道均已具备条件;
4.2.3材料、机械设备调试正常及有备用设备。
详见下表
主要机(器)具安排:
序号
机械、设备名称
型号、规格
单位
数量
出厂时间
备注
1
平板式振捣器
380V
台
8
2011年
完好
2
插入式振捣器
380V
台
20
2011年
完好
3
发电机
380V
台
2
2011年
完好
4
电焊机
BX-350
台
1
2010年
完好
5
自吸泵
台
2
2011年
完好
措施材料
主措施材料计划:
序号
材料名称
型号、规格
单位
数量
备注
1
薄膜
0.02mm
平方
6000
2
毡毯
1cm
平方
6000
3
棉被
2m*1.5m
块
200
4
胶带
卷
150
5
测温器械
个
180
4.2.4放料处与浇筑点的联络信号已准备就绪;
4.2.5劳动力安排已妥当,名单如下:
序号
工种名称
人员数量
主要人员名单
备注
1
现场总指挥
1人
李雷刚
2
现场技术指挥
1人
裴建亮
3
混凝土浇筑队长
1人
张海洲
4
混凝土浇筑小队长
2人
李兴旺
5
混凝土供货验收
2人
武亚伟、渠惠敏
6
浇筑点放料
8人
浇筑工
换班
7
振捣手
10人
浇筑振捣手
换班
8
找平、抹光、压实
10人
泥工
换班
9
护模
4人
木工
换班
10
护筋
4人
钢筋工
换班
11
电工
2人
薛长顺等
12
泵管移动
4人
泵工
13
泵管紧急修理机工
4人
维修工
14
商品混凝土厂家配备
2人
调度、泵车司机
换班
15
试验员
1人
武亚伟
16
测温孔布置及施工员
2人
崔勇、杨志刚
总人数
人
浇筑连续进行施工,施工过程中的间歇时间不得超过30min,以防止混凝土施工冷缝出现。
4.2.6与混凝土供应单位及总包单位相关部门协调好,装置外道路畅通,确保混凝土的顺利浇筑;
4.2.7复查基础插筋位置、数量,地脚螺栓的位置、数量,模板接缝是否严密,模板隔离剂涂刷情况、支撑系统的承载能力、刚度和稳定性是否存在作业性破坏现象,如有,则进行恢复;
4.2.8复查混凝土保护层垫块是否有脱落,混凝土浇筑标高是否清晰等;
4.2.9复查模板内是否清理干净,如铁丝、木屑、铁钉、焊渣等。
5.质量控制
5.1原材料控制
5.1.1水泥采用矿渣硅酸盐水泥,水泥3天水化热不宜大于240KJ/kg,7天水化热不宜大于270KJ/kg;
5.1.2混凝土中最大水灰比为0.5;
5.1.3混凝土中最小水泥用量范围为300~400kg/m3;
5.1.4选用非碱活性集料,石子最大粒径不大于40mm,每立方米混凝土掺30~50kg粉煤灰;
5.1.5所用水泥在搅拌站的入机温度不能大于60度,且水泥的安定性符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175的相关规定;
5.2混凝土配合比的控制
混凝土配合比除了符合设计要求外,还应满足以下规定:
5.2.1混凝土塌落度不低于160mm;
5.2.2混凝土拌和用水不大于175kg/m3;
5.2.3混凝土泌水量不大于10L/m3;
5.3混凝土制备、运输
5.3.1混凝土拌制除符合国家现行标准《预拌混凝土》GB/T14902-2003的规定外,尚应满足施工工艺对塌落度损失、入模塌落度、入模温度等的技术要求;
5.3.2混凝土拌合物的运输应采用混凝土搅拌运输车,运输车应具有防风、防晒、防雨、和防寒设施;
5.3.3搅拌运输车在装料前应将罐内的积水排尽;
5.3.4搅拌运输车的数量应满足混凝土浇筑的供应要求
Q1=Qmax×α×Ƞ
式中:
Q1---每台混凝土泵的实际平均输出量(m3/h);
Qmax---每台混凝土泵的最大输出量(m3/h);
α---配管条件系数,可取0.8~0.9;
Ƞ---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;
混凝土输出量=60m3/h×0.85×0.6=30.6m3
由此得出混凝土泵车实际平均输出量为每小时30.6m3。
N=Q1/V×(L/S+Tt)
式中:
N---混凝土搅拌运输车的台数(台);
Q1---每台混凝土泵的实际平均输出量(m3/h);
V---每台混凝土搅拌车的容量(m3);
S---混凝土搅拌运输车的平均行车速度(km/h);
L---混凝土搅拌运输车的往返距离(km);
Tt---每台混凝土搅拌运输车的总计停歇时间(h)
N=30.6m3/10m3×(3km/20km+2h)=6.58台车
由此得出每台混凝土泵车需配备7台混凝土搅拌运输车。
5.3.5当运输过程中出现离析或使用外加剂进行调整时,搅拌运输车应进行快速搅拌,搅拌时间不小于120S;
5.3.6运输过程中禁止向拌合物中加水;
5.3.7运输过程中,塌落度损失或离析严重,经补充外加剂或快速搅拌已无法恢复混凝土拌合物的工艺性能时,不得浇筑入模。
5.4混凝土入模温度
由于目前气温在5度~26度之间,混凝土浇筑条件较好,混凝土在运至现场入模前需要对拌合物温度进行测量,要求混凝土入模温度不低于5度,可采用热水拌和、加热骨料等提高混凝土原材料温度的措施,来保证入模温度;
6.施工工艺
6.1本工程采用两台47米泵车及14台搅拌运输车连续进行浇筑,浇筑如有间隔,其间隔时间宜缩短,并应在前层砼凝结之前,将次层砼浇筑完毕,砼运输、浇筑及间隔时的全部时间不得超过下表规定。
砼强度等级
气温(℃)
≤25
≥25
≥C30
180min
150min
6.2混凝土的浇筑:
6.2.1混凝土浇筑时采用循序推进、全面分层、连续浇筑的方法,混凝土浇筑应满足整体连续性的要求,初凝时间按2h控制,由专人统一指挥布料,避免出现施工冷缝。
依据布料顺序分区分层振捣混凝土,并由专人根据布料统一指挥振捣,责任到人,避免混凝土的冷缝和振捣不密实,保证质量。
在浇筑的过程中随着混凝土内部温度的上升,混凝土的水化加快,凝结时间缩短,需要进一步加大浇筑速度,在已浇筑的混凝土暴露面初凝前,覆盖上新浇混凝土,避免出现冷缝。
6.3泵送:
浇筑顺序采用一台车泵-个基础承台浇筑完,才浇筑另-个基础承台,两台车泵同时进行每层虚铺混凝土厚度不超过500mm厚,砼推进宽度必须保证在已浇筑的混凝土暴露面初凝前,覆盖上新浇混凝土,避免出现冷缝。
6.4混凝土振捣
依据布料顺序分层振捣混凝土,采用插入式振捣器振捣,钢筋密集区采用加长插式振捣器振捣。
底板与基础插筋由于不宜直接从上部下料,只有通过振捣器往交叉点部位送料,通过四周分层挤压出料方能把交叉点挤密实。
混凝土振捣时振动棒直上直下,快插慢拔,插点距离不超过0.5m,振动上层混凝土时,振动棒必须插入下层50mm—100mm,以确保上下层混凝土结合处的密实度,振捣混凝土时间以15—20秒为宜,不得欠振或超振。
每台泵车配备三台振动器,一台振捣源头处混凝土,控制浇筑厚度,两台在后细致振捣,特别应加强两台泵浇灌面相接处的混凝土振捣,防止漏振。
振捣以表面水平为准,不再下降,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准。
6.5砼的泌水处理及表面处理
大流动性砼在浇筑、振捣过程中,上涌的泌水和浮浆顺砼坡面下流到坑底,故在砼垫层施工时,预先在横向上做出2cm的坡度,使大部分泌水顺垫层坡度通过两侧模板底部预留孔排出坑外,少量来不及排除的泌水随着砼向前推进被赶至坑顶端,由顶端模板下部的预留孔排至坑外,当砼坡面的坡脚接近顶端模板时,改变砼的浇筑方向,从顶端往回浇筑与原斜坡相交成一个集水坑,另外有意识地加强两侧模板外的砼浇筑速度,这样集水坑逐步在中间缩小成水潭,用软轴泵及时排除,采取这种方法排除最后阶段的所有泌水。
如下图:
同时,对砼的表面进行处理:
大体积泵送砼其表面水泥浆较厚,在砼浇筑结束后要认真处理,初步按标高用长刮尺刮平,隔1~2h左右,用木搓二次打磨压实、找平,并用钢抹子压光,以闭合收水裂缝,随后进行保温、保湿养护。
6.6循环水降温技术
6.6.1裂缝控制计算
混凝土浇筑后,根据实测温度值和绘制的温度升降曲线,分别计算各降温阶段的混凝土温度收缩拉应力,如其累计总拉应力不超过同龄期的混凝土抗拉强度,则表示采取的抗裂措施能有效控制预防裂缝的出现,如超过该阶段时的抗拉强度,则应采取加强养护、保温(覆盖草垫)等措施,使其缓慢降温和收缩,以控制裂缝的出现。
若降温速度超过规定范围,及时采取保温措施,加盖草垫。
6.6.1.1混凝土浇筑前的裂缝控制计算
(以下计算中的各项参数参见《建筑施工手册》Pg1389~1390)
(1)混凝土的水化热绝热温升值:
按照同类工程施工经验,施工水泥选用P.042.5矿渣硅酸盐水泥,以单方水泥用量340kg计算
T(t)=[(CQ)/(cρ)](1-е-∞)
=[(340×461)/(0.96×2400)](1-е-∞)
=67.9℃
混凝土15d水化热绝热温升值:
T(15)=[(CQ)/(cρ)](1-е-mt)
=[(340×461)/(0.96×2400)](1-е-0.3×15)
=67.3℃
(2)15d龄期收缩变形值:
εy(15)=εoy(1-e-0.01t)×M1×M2×…×M10
(M1=1.0,M2=M3=M4=M5=1.0,M6=0.93,M7=0.7,M8=0.54,M9=1.0,M10=0.61)
=3.24×10-4×(1-е-0.01×15)×1.25×0.93×0.7×0.54×0.61
=0.968×10-5
(3)混凝土15d收缩当量温差为:
Ty=-εy(15)/α
=-0.968×10-5/1.0×10-5
=-0.968℃
(4)混凝土15d的弹性模量:
E(15)=Ec(1-е-0.09t)
=3.25×104×(1-е-0.09×15)
=2.3×104N/mm2
(5)混凝土露天养护量最大温差为:
△T=T(t)+TO-Tn
=67.9+15-30
=52.9℃
(6)露天养护期间基础混凝土产生的降温收缩应力:
σ(15)=-[E(t)α△TS(t)R]/(1-v)
=1.37N/mm2
fct=1.1N/mm2
K=fct/σ(15)=1.1/1.37=0.80≤1.05
由此计算知基础混凝土在露天养护期间可能出现裂缝,在此期间混凝土表面应采用养护和保温措施,使养护温度加大(即Tn加大),综合温差△T减小,使σ<1.1/1.05,则可控制裂缝出现。
混凝土的3~15d水化热绝热温升变化表
天数
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
混凝土水化热绝热温升值(℃)
40.12
47.48
52.86
56.73
59.85
62.02
63.6
64.76
65.7
66.36
66.8
67.1
67.4
6.6.2养护材料选用理论计算
大体积混凝土容易产生裂缝或温差裂缝。
养护的目的是缩小混凝土内外温差,途径有两条:
一是减少混凝土与外界热交换、即使已将浇筑的混凝土封闭;以减少内外温差,在小温差条件下,使混凝土得以硬化。
降低混凝土内部温度。
本工程采用混凝土封闭保温养护。
封闭的目的是使已浇筑得混凝土部直接暴露在大气中,而是在封闭的空间内,以较小的温差自行固结硬化。
该温度差一般为25℃。
在此条件下,混凝土一般不会产生温差裂缝,由此计算保温材料厚度及采取相应的覆盖措施
6.6.2.1、保温法温度控制计算书
一)、计算公式:
保温材料所需厚度计算公式:
式中δi----保温材料所需厚度(m);
h----结构厚度(m);
λi----结构材料导热系数(W/m·K);
λ----混凝土的导热系数,取2.3W/m·K;
Tmax----混凝土中心最高温度(℃);
Tb----混凝土表面温度(℃);
Ta----空气平均温度(℃);
K----透风系数.
二)、计算参数:
1)混凝土的导热系数λ=2.3(W/m·K)
2)保温材料的导热系数λi=0.10(W/m·K)
3)大体积混凝土结构厚度h=2.00(m)
4)混凝土表面温度Tb=25.00(℃)
5)混凝土中心温度Tmax=45.00(℃)
6)空气平均温度Ta=10.00(℃)
7)传热系数修正值,即透风系数K=1.40
三)、计算结果:
保温材料所需厚度δi=0.046(m),选择50厚草帘
6.6.2.2保温材料的铺设
以上面计算结果与依据,将保温草垫在混凝土的外露面,草甸下盖以塑料薄膜,薄膜间与草垫间应互相搭接,确保混凝土无外露部位,以保温,混凝土浇筑后必须测量实测内外温差,以指导养护工作,若中心温度处于平稳期,且内外温差又能保持在规定的25℃范围内,可适当拿掉保温被以透气,但此操作必须在测温监控下进行。
6.6.3降温管的铺设
1)根据以上计算结果与依据,对厚度大于2m的承台基础,不因热温升过大,确保混凝土中心温度处于平稳期,且内外温差又能保持在规定的25℃范围内,混凝土中心铺设直径32的降温管(镀锌钢管),当温度超过3d-15d的水化热绝热温升变化表中规定数据,应采用冷水(20℃±2)循环降温,严禁采用冰水降温。
在基础内布设循环水管,对内部采用循环水降温,形成表面覆盖、内部循环水降温的综合养护措施。
降水管水平距离不超过300,竖向距离根据各承台基础的厚度确定,但低.中.面三层面不超过1米,降温管采用L60╳5角钢固定。
2)在砼浇灌收光凝结后,首先覆盖塑料薄膜一层用于保湿,然后在上部铺设5cm厚的棉被,养护用水直接通入薄膜内。
冷却用水从磨煤框架东南侧地坑里用一台100mm口径高扬程潜水泵连接消防带及钢管输送到进水口,出水口回水同样办法排至地坑里,利用地坑较大面积进行自然散热。
3)混凝土浇筑完成后,要在表面和内部进行分别测温,全部测温孔均应编号,并绘制测温孔布置图。
根据独构件的特点,测温区的测点布置根据平面大小布。
5米×5米以下布置1组测点,8米×8米以下布置2组测点,8米×12米以下布置3组测点(详见图1)。
传感片平面间距不大于6m,但每个独立承台必须有一组测温点,竖向间距约为1000m。
每组测点使用DN20钢管预埋到混凝土体内测温,从上而下3个点,进行上、中、下测温,每100m2设一个测温点,深度分别为距底板50mm、基础中部、距离顶面50mm(详见图2)。
此外大气中每个系列布设2个测温点,以比较混凝土表面温度与大气温度之差。
设专人从留出的测温孔内测量砼内部温度,待水化反应完成后,基础内温度正常后,才可停止测温及循环水。
图1:
测点布设示意图
测温管使用钢筋支架固定
图2:
测温孔安装示意图
6.7混凝土运送至施工现场必须按规定进行塌落度测试,发现混凝土塌落度不符合要求、和易性不好时,应退回混凝土搅拌站进行处理,严禁私自处理用于工程上,砼要在搅拌车卸料口处随机取样,并按规定做好试块,进行标准与同条件养护以确定砼的质量。
6.8砼试块留置按规范要求,规定预拌砼当一个分项工程连续浇筑供应相同配合比的砼量大于1000m³时,交货检验的试件,每200m³砼为一个批量做一组作为标养试块,同条件养护试块1组,制作混凝土试块的试模为其边长为100×100×100mm,试块脱模后送至标养箱进行标养,28天后送至经建设单位及监理单位审批的具有相应资质的检测中心实验室检测其砼强度。
6.9混凝土分项工程质量允许偏差及检测方法
序号
项目
允许偏差mm
检查方法
1
轴线位移
基础
15
用经纬仪、拉线、尺量
2
标高
基础
+8,-5
用经纬仪、拉线、尺量
3
表面平整度
基础
5
用拉线和尺量
4
预埋件
中心线位移
3
用拉线和尺量
7其他措施
7.1底板砼的浇筑量大,施工前必须去混凝土搅拌站查看原材料储备情况,以确保砼浇筑的连续进行。
7.2
- 配套讲稿:
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