鲁艺剧院大体积混凝土施工方案.docx
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鲁艺剧院大体积混凝土施工方案
鲁艺剧院东棚户区改造B1地块
大体积砼施工方案
一、工程概况
本工程为济南华夏海龙房地产开发有限公司投资建造的鲁艺剧院东棚户区改造项目B1地块工程,位于济南市花园庄东路以东,花园路以南,山大路以西,山大北路延长线以北。
由1#、2#、4#、6#住宅楼、地下车库及幼儿园组成。
地下三层,地上32、34、20、26层不等,地下室部分联为一体,地上各结构单元各自独立,地上高度最高为97米,总建筑面积为240000m2。
由山东省建筑设计研究院设计,由山东贝特建筑项目管理咨询有限公司监理,江苏中南建筑产业集团有限责任公司承建。
本工程平板式筏板基础底板厚度为1.35~1.8米,平面最大尺寸为40.8×18.4m,砼工程量均在1000m3左右,属于大体积砼施工。
二、施工准备
大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。
因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
1、机械、料具准备
施工机械包括混凝土泵车两台(一台汽车泵、一台地泵)、振捣棒10支。
料具需要准备泵管、泵卡、钢管、扣件等。
2、材料准备
C35P8混凝土(由商品混凝土搅拌站供应),温度计共计60个、ø20铁管、机油、棉毡、塑料薄膜。
3、人员准备
混凝土工40人。
三、施工条件
1、砼浇筑层段的模板、钢筋、预埋件及管线等全部安装完毕,经检查符合设计要求,并办完自检、隐检手续。
2、模板内的杂物和钢筋上的油污等应清理干净,模板的缝隙和孔洞应堵严,钢筋保护层垫好垫块。
3、输送泵经调试能正常运转使用,浇筑砼用的支架及马道已支搭完毕,并经检验合格。
4、为保证砼质量,提供砼前需与商品砼公司签署好技术协议书,并要求能够确保浇筑底板时砼连续供应。
5、砼输送泵、振动机、振动棒、信号灯等的准备与通电调试一切都正常,各种施工机具及测砼塌落度检测工具就位,并指派专业机修工和电工跟班作业。
四、施工工艺
1、砼的供应
(1)在供应混凝土之前混凝土单位应提供混凝土配合比给施工单位,由施工单位报监理单位审批后执行,同时负责控制砼到达现场的出罐温度≤18度及砼的初凝时间和坍落满足配合比设计要求。
2、砼的泵送
(1)砼的泵送方式采用一台HBT-80拖式砼泵车直接泵送至每栋楼的浇筑位置,泵管直径选用125,外加一台汽车泵;
(2)泵管的布置
结合施工现场实际情况,以后浇带为界,一台由东向西,另一台由西向东往后浇筑。
(3)泵管搭设
、管道的敷设应符合路线短、弯道少、接头紧密的原则。
泵管搭设必须牢固,拐角处应设井字形管架。
、泵管及其支架不能与施工部位的模板及其支撑相连。
以免泵管的晃动对模板的稳定性造成影响。
(4)泵送的程序
、砼在泵送以前,应先泵水,然后泵与砼同配合比的水泥砂浆,使管壁处于充分滑润状态,泵水时不能直接进入模内造成大量积水,泵水泥砂浆时不能集中放在同一部位。
、砼的泵送按照初始泵送、正常泵送、短时间停泵、长时间泵送的操作规程作业。
3、砼的浇注
砼的浇注方法:
根据本工程的实际情况,选用全面分层的浇注方法,底板的厚度最高为1.8米,浇注时共分成3层进行浇注,每层的浇注厚度约为600㎜左右,采用分层自然流坡浇筑、间距不大于2m,砼内加缓凝剂,缓凝时间不少于8小时,分层浇筑的时间控制在5小时,适当加长间歇时间降低砼自身温度,以确保接缝处砼初凝前连续浇筑不产生冷缝。
根据HBT-80拖式砼泵车输出量每小时为40m³,考虑搅拌运输车的移位等因素,每小时实际浇筑约30m3,砼从搅拌站来回运输及浇筑约1小时,每台砼泵车所需砼搅拌运输车6辆,并在高峰期之前适当增加2~3辆砼搅拌运输车到现场慢速浇筑,达到润泵目的,防止因高峰期砼供应中断造成堵泵。
4、混凝土的振捣
根据混凝土泵送时自然形成的坡度,在每个浇筑带的前、中、后部布置三道振捣器,这样通过混凝土的振动流淌达到均匀铺摊的要求。
振动器的振捣要做到快插慢拔。
快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面混凝土产生分层、离析现象;慢拔是为了使混凝土填满振动棒抽出时所造成的空洞。
振动器插点要均匀排列,可采用“行列式”或“交错式”的次序移动,不应混用以免造成混乱而产生漏振。
插点间距控制在400㎜左右。
振捣上层砼时,振捣棒应插入下层砼50㎜左右,保证上下层砼结合密实,每一插点要撑握好振捣时间,过短不易捣实,过长可能引起混凝土产生离析现象。
一般每点振捣时间应视混凝土表面呈水平不再显著下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准。
砼浇筑过程中严禁加水,可加适量的减水剂进行调和,若混凝土罐车停留时间过长(超过初凝时间)此车砼严禁使用。
砼的塌落度一般控制在140-180之间。
5、砼的养护
新浇混凝土表面先用木杠刮平,再用木搓搓平,最后搓光扫毛。
然后覆盖一层塑料薄膜保湿,上铺二层棉毯保温养护。
现场派专人进行值班,使混凝土始终被塑料薄膜和棉毯覆盖,养护时间不得少于14天。
防止混凝土暴露。
6、砼试块的留置
根据大体积砼试块留置的要求;当一次连续性浇筑超过1000立方时,同一配合比的混凝提每200m³取样不少于一次。
抗渗试块根据每500m³留置一组,根据实际浇筑方量进行留置。
五、防止砼裂纹的措施
1、裂纹原因分析
(1)、主要是水泥水化热引起的温度应力温差变异。
(2)、大体积砼内外约束的条件不同影响。
(3)、外界大气温度变化的影响。
(4)、砼硬化过程中收缩变形。
(5)、养护不到位、不及时的影响。
2、防止裂纹措施
(1)、选用水化热和安定性好的水泥,在满足设计要求的情况下,尽可能减少水泥用量,以减少水泥水化热的产生,以及加大石子的粒径。
(2)、控制石子、砂的含泥量不超过1%和3%。
(3)、在砼中加掺防水外加剂及高强抗裂纤维,可以提高砼的和易性和泵送能力,还能减少水化热,防止砼开裂。
(4)、在砼中掺加微膨胀剂。
可使砼得到补偿收缩,减少砼温差应力。
(5)、采用分层自然流坡的浇筑方法、间距不大于2m,使砼水化热尽快散失。
(6)、严格控制泵送砼的坍落度,保证砼的质量和泵送的连续性。
(7)、保证砼及时供应,避免砼出现冷缝。
(8)、浇筑完毕,对砼应采用二次振捣及二次抹压措施,并及时清理砼表面的泌水,表面进行适时搓实,避免砼表面干缩裂纹
(9)、砼表面用二层棉毯加一层塑料薄膜覆盖,使砼表面与砼的内部温差不大于25℃。
(10)、认真做好测温工作,记录砼的温度变化情况。
六、防止砼冷缝的措施
1、严格控制砼的浇注宽度,防止因浇注面过宽而造成冷缝;
2、保证砼的供应量,防止因供料不足造成冷缝;
3、严格控制外加剂的质量,保证砼的缓凝时间,防止初凝时间过早造成冷缝;
4、严把振捣关,在振捣上层砼时一定要将振捣棒插入下层砼中50㎜,防止振捣不均造成冷缝;
七、砼的测温
1、测温点的布置
测温点的布置间距每跨6m一个,每个测温点布置按深、中、浅布置。
2、测温管的制作
测温管采用ø20镀锌管制作而成,镀锌管长度为1500、900、300㎜(1.8m厚筏板);测温管下端封口,上露100mm,在混凝土浇筑前预埋好,上口用胶带封闭防止混凝土进入测温管内,混凝土浇筑后孔入灌入机油,塞紧管口密封。
3、测温的时间
混凝土浇筑后1~3d为每隔2h测温一次;
混凝土浇筑后4~7d为每隔4h测温一次;
砼温度下降阶段每8-14天每隔8小时测温一次
测温的同时应该测出大气的温度。
4、测温注意事项
测温人必须作出书面记录,当发现砼的内外温差超过25摄氏度时,应立即向项目部汇报,查出原因并及时采取必要的养护措施。
八、质量要求和成品保护措施
1、各类材料必须有准用证、合格证、质保书和复试报告合格后方可用于本工程中。
2、砼浇筑前必须检查钢筋、模板及支撑加固情况,以及预留、预埋等各部位是否齐全,位置是否正确。
砼浇筑前,土建、安装等各部门必须共同签署浇灌令后方可浇筑砼。
3、浇筑过程中,要派专人看护钢筋、模板和支撑系统,发现异常应立即停止浇筑,待加固后,方可继续浇筑。
但必须在砼初凝前完成。
4、砼浇筑必须振捣密实,根据标高严格控制平整度,控制在±5mm之间,确保砼结构符合设计要求。
5、随时掌握天气情况以便更好地组织施工,确保工程质量。
6、切实做好砼养护工作,建立管理人员、机修、电工值班制度,加强质量管理。
7、在底板浇注过程中,由项目经理为首成立专项小组负责砼浇注现场的人员调度,生产安排,砼质量的控制,其他管理人员按值班表进行值班监督。
九、安全措施
1、在钢筋底板上铺设好跳板作为马道以便施工人员行走和作业。
2、电源线路绝缘架空,移动振动器时,不能硬拉,更不能挂在利物上,操作人员必须佩戴绝缘防护用品。
3、机械设备发现异常应立即进行检修。
4、塔吊配合施工时,指挥员必须配合密切。
下放料斗时,操作人员应主动避让,防止料斗碰撞伤人。
5、临边、马道必须设防护、防滑措施,设置警示牌。
夜间作业,照明设备必须充足。
6、现场严禁吸烟及其它火种。
必须动火的,须持动火证及配备防火设备后,方可作业。
7、全体职工必须严格按照各自操作规程施工,树立“安全第一,预防为主”的思想,增强安全意识,千万不得麻痹大意。
8、因受现场环境限制,上下基坑时注意防滑安全。
十、应急措施
考虑到本工程的底板砼浇注时间较长,为了避免在施工过程中的一些可能发生的突发事件对工程质量造成不利影响,特制定如下应急措施:
1、浇注前对泵车等机械设备进行维修检查,保证在搅拌过程中不出现机械故障;
2、准备小水泵三台、三色彩条布1200平方米。
若浇注过程中下雨,用三色彩条布将已经浇注完成而不具备强度的砼进行覆盖,防止砼直接遭受雨淋。
未浇注部位用小水泵进行抽水,防止积水;
3、浇注前密切注意天气变化,尽量避开雨天施工;
4、进场备用振捣棒5支(2支放置现场),防止浇注过程中振捣棒损坏;
5、现场安排专业机械修理人员值班,随时排除机械故障。
十一、冷凝水管排布施工
(1)混凝土温度监控
a测温时间:
自混凝土覆盖测温点开始测温,直至混凝土内部温度与大气环境平均温度之差小于20℃以下时止。
b测温频率:
一般在温度上升阶段2~4h一次,温度下降阶段4~8h一次,同时应测大气温度,并做好记录。
另外:
1~3天,每2小时测温一次;4~7天,每4小时测温一次;8~14天,每8小时测温一次。
c测温点布置:
每个测温管内沿高度每50~100cm设测温点一个;每个测温管内距大体积砼顶面、底面各设测温点一个;每个测温管内靠近冷却管网处设测温点,以观测冷却通水对混凝土中心的冷却效果。
冷却水管应尽量避开电梯井及墙柱构件。
d通过对测温数据进行计算、分析,及时指导现场混凝土养护。
一般地,可通过调节冷却水流量、进水温度等方法来调控混凝土内部温度;通过改变混凝土表层养护手段调控混凝土表层温度。
e测定混凝土温升峰值及其达到所需的时间,定期记录冷却水管进、出水的温度,绘制混凝土内部温度变化曲线。
根据观测结果确定冷却水管通水量、通水时间和蓄热养护时间等,以降低混凝土内外温差。
棒式玻璃制水银温度计的设置:
用φ48的脚手架钢管或其他无缝钢管作为棒式玻璃制水银温度计的测温管,管壁厚度以2mm为宜,内径为30~50mm,按所需长度量截取,其一端比钢管外径大10mm的圆钢板焊牢密封,使其不能漏水。
布置于绑扎好的钢筋网架上,并焊牢。
防止外界气温影响,管口用木块塞好。
管内灌水,深度为100~150mm。
一个测温管只反映一个测温点的数据。
分上、中、下管,上管底距混凝土基础面300mm,中管底位于基础1/2厚度,下管底距基础底300mm。
测温管的水平间距为2.5~5m。
(2)通水冷却
冷却水管采用内径φ50mm,壁厚3mm铸铁管作冷凝水管,端头攻丝,并以弯管接头和直管接头连接。
连接时应牢固,并缠好冷胶带防漏水,将冷凝管与钢筋固定牢固以防止混凝土灌注、捣固时影响造成失效。
在冷凝管的进出水口各设置一道阀门,以控制进水的方向和流量。
(布置详附图)
根据温控实际结果,如果混凝土内外温差超过25℃时,采用通水冷却方案。
①每层冷却水管被浇注的混凝土覆盖并振捣完毕,即可在该层冷却水管内通水。
②一般地,冷却水的流量可控制在1.2~1.5m3/h,使进、出口水的温差不大于6℃。
③冷却管排出的水,在混凝土浇注未完以前,应立即排出基坑外,不得排至混凝土顶面。
在大体积砼混凝土浇注全部结束后,也可视具体情况排至混凝土顶面,形成保温层,蓄水保温养护。
④水流监控
a一般地,冷却水流量的大小会影响进、出口水的温差,影响冷却水和混凝土的热交换。
因此,有必要对冷却水的流量、流速、进出水口的水温进行监控。
b水流监控时间及监控频率均与大体积砼混凝土温度监控同步。
附录:
大体积混凝土施工水化热计算及养护
根据本工程实际情况,大体积筏板砼拟根据后浇带为界分段依次施工。
参考常规混凝土配合比按照下列各类材料进行配比:
(届时根据实际配合比进行调整)
材料选用:
P.O42.5水泥,每m3用量为432kg;砂,每m3用量为693kg;碎石,每m3用量为997kg;水,每m3用量为170kg;外加剂(抗裂泵送型HF-3),每m3用量为56kg;粉煤灰,每m3用量为72kg。
底板平面最大尺寸40.8×18.2m,砼工程量为1080m3,施工期在夏秋季,平均气温20℃。
1、砼拌合温度
每m3砼原材料重量、温度、比热及热量代入拌合温度计算:
材料
名称
质量W
(kg)
比热C
(KJ/Kg.。
C)
W×C
(KJ/℃)
材料温度T1(℃)
T1×W×C(KJ)
水
170
4.2
714
8
5712
水泥
432
0.84
362.88
26
9434.88
砂子
693
0.84
582.12
20
11642.4
石子
997
0.84
837.48
20
16749.6
外加剂
56
0.84
47.04
23
1081.92
粉煤灰
72
0.84
60.48
23
1391.04
Tc=∑Ti×W×C/∑W×C=46011.84/2604=17.67℃
2、砼出罐温度
TI=TC-0.16×(TC-Td)
TI---砼出罐温度(℃)
TC---砼拌合温度(℃)
Td---砼搅拌棚温度(℃),在室内,取为15℃
Tq---施工期大气平均温度(℃)
TI=Tc-0.16×(TC-Td)=17.67-0.16×(17.67-15)=15.64℃
3、砼浇筑入模温度
T2=T1-(aTt+0.032n)(T1-Ta)
T2---砼拌合物经运输至浇筑完成时的温度
a---温度损失系数
Tt---砼自运输至浇筑完成时的时间
n---砼转运次数
Ta---运输时的温度
砼拌合物浇筑完成时的温度计算略去模板和钢筋的吸热影响
T2=15.64-(0.25*1+0.032*1)(15.64-15)=15.46℃
4、砼绝热温升
因为3天时砼的水化热温升最大,故计算龄期3天时的绝热温升
Tt=mc·Q/c·ρ=432×377×0.61/0.97×2400=69.96℃
式中Th—砼最终绝热温升
mc—每立方米砼水泥用量
Q—每公斤水泥水化热量,取为377kJ/kg;
c—砼比热,取为0.97kJ/kg•K;
ρ—砼密度,取为2400kg/m3;
5、砼内部实际最高温度
砼块体实际温升,受到砼块体厚度变化的影响,因此与绝热温升有一定的差异。
Tmax=Tj+Tt×ξ
Tt---砼内部的最高温度(℃)
Tj---砼的浇注温度(℃)
Tt---3天时砼的绝热温升值(℃)
ξ---不同的浇注块厚度、不同龄期时的降温系数
查表得出水化热温升与砼块体厚度有关的系数ξ=0.48(2m筏板)。
Tmax=15.46+69.96×0.48=49.04(℃)
6、3天龄期砼表面温度:
采用1cm的棉毯覆盖养护
(1)、保温层的传热系数β=1/(∑δ1/λ1+1/βq)
β=1/(0.01/0.048+1/23)=4
(2)、砼虚铺厚度h,=Kλ/β
h,=0.666×2.33/4=0.39米
(3)、砼计算厚度H=h+2h,=2+2×0.39=2.78米
(4)、△T(t)=Tmax-Tq=49.04-15=34.04(℃)
(5)、Tb(t)=Tq+4h,(H-h,)△T(t)/H2
Tb(t)=15+4×0.39×(2.78-0.39)×34.04/2.782
=15+16.42=31.42℃
砼表面与大气温差31.42-15=16.42℃≤20℃
内部与表面温差49.04-31.42=17.62℃≤25℃
结论:
砼中心与表面温度差为17.62℃,未超过25℃的规定,表面温度与大气温度差为16.42℃,亦未超过20℃的规定,混凝土结构满足抗裂要求,故不需要采取其他特别措施就可以保证砼的质量。
以上公式中各符号意义如下:
δ1---保温材料的厚度(m);
H---混凝土的计算厚度,H=h+2h,;
h---混凝土的实际厚度(m);
h,---混凝土的虚厚度,h,=Kλ/β;
λ---混凝土的导热系数,取2.33W/mK;
Tmax---混凝土内部最高温度;
Tb(t)---混凝土表面温度;
Tq---混凝土浇注后3天内平均气温;
K---计算折减系数,取0.666;
β---模板及保温层的传热系数
λ1---保温材料的导热系数,取0.048W/mK
βq---空气层传热系数,取23W/m2K;
7、保温措施
为了更好地保证工程质量,在混凝土表面覆盖一层薄膜,然后覆盖两层棉毯。
8、降温钢管的设置
由于电梯基坑部位厚度较大,在基坑筏板砼内部预埋降温钢管(钢管为Φ48㎜×3.5㎜@1500×1500,分为二层),弯头位置采用Φ48㎜焊接弯头连接,其它接头焊接,布置图详附图。
在预埋和焊接时应认真负责,焊接时应采用满焊不得漏焊以保证钢管内不会因漏浆而堵塞。
钢管焊接完毕时对钢管内进行灌水试验以保证钢管接头的严密。
为了保证混凝土在浇筑时的侧压力而对钢管造成破坏,因此在钢管水平方向应采用钢筋加固(每3m加固一道)。
钢管内灌水并根据监测的温度,降温管采用循环换水和保温处理。
进水采用自来水用水泵抽入进水口,循环换出的水用水管引入排水管线。
因降温管内采用整体循环水系统,因此管内温度可不用验算,但根据出水口的温度和监测的温度及时调整出水流量的大小来控制其砼内部温度(循环水降温系统详见循环水降温系统图)。
应急措施:
当通过测温砼内部的温度超过表面温度25℃时,发出警报,加强钢管内水的循环换出并在砼面加设塑料膜保温层一层和黑芯棉等,以至使混凝土内外温度差保证在25℃以内。
基础底板混凝土浇注流程图
说明:
采取全面分层的浇注方法。
分层浇注示意图
其余楼栋基础均按以上形式进行布置测温点。
冷却水管平面布置图
其余楼栋基础冷却水管均按上述形式布置
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