大体积混凝土.docx
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大体积混凝土
武钢燃气—蒸汽联合循环发电站工程(CCPP)
燃机岛基础施工方案
第一章编制依据
1、国家现行有关的施工验收规范、施工规程和质量验评标准、建筑安全技术操作规程等;
2、中冶南方工程技术有限公司设计的图纸(图号:
结构01-5110Y4-0~8);
3、武钢燃气-蒸汽联合循环发电站工程(CCPP)现场及周围环境的实际情况;
4、武汉钢铁建工集团有限责任公司建设公司《质量手册》和《程序文件》。
第二章工程概况
1、工程简介
本方案系武钢燃气——蒸汽联合循环发电站工程(CCPP)燃机岛基础,共计2个,其型式一样。
采用人工挖孔桩承载(已提前施工完毕),其底长度约为46.85m、最大宽度6.2m、最大厚度约4.43m,砼方量总计约1370m3。
底面标高-2.000m,下设100厚C15砼垫层,基础砼标号C30,采用商品砼。
钢筋采用Ⅱ级(HRB335级),基础顶面钢筋采用Ф20@150,底面钢筋采用Ф25@150,中层及侧壁为Ф20@200。
设备基础螺栓由设备供货商美国通用电气(GE)公司提供,每座设备基础预埋螺栓计68个、最长2.76m,并预埋12条ф110×3.4PVC管、15根ф160×4.9PVC管及1根ф200×9.6PVC管,并预留二次浇灌孔。
根据结构尺寸,该基础混凝土属于大体积混凝土。
2、工程特点
1、技术要求高,预埋螺栓及预留洞孔的位置要求要绝对准确,定位放线是关键,必须设好控制点,并加以保护要有一定的保护措施,以确保放线的正确。
2、预埋螺栓必须固定牢固,必须保证螺栓位置准确,确保固定架刚度稳定,不移动是该基础施工的重点。
3、预埋二次灌浆孔洞模板,大于钢筋间距的必须在钢筋下面反吊模,必须撑紧吊牢,确保浇捣砼时不移动,以确保位置正确,并且必须在上口用铁皮或木版封口,以免砼注入模内。
4、该设备基础属于大体积混凝土,应采取可靠养护措施保证混凝土不开裂是本基础施工的难点。
5、目前武汉季节处于冬季,但日均气温高于5℃,基本处于暖冬状态。
若连续5天日平均气温低于5℃时进行的施工,需采取冬季施工专项措施。
3、施工条件
1、人工挖孔桩必须检验合格后方可进行基础施工。
2、指挥部需协调能源总厂在现场区域附近指定蒸汽管道接点,待必要时对燃机岛基础采取蒸汽养护。
第三章施工部署
1、施工准备
1.1技术准备
1)做好预埋件及预埋孔洞图纸审查工作,以确保每个埋件高程及平面定位尺寸图纸有标注且标注一致。
2)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,才能保证基础大体积混凝土顺利施工。
3)做好工程技术交底工作,让所有参与作业人员了解、熟悉工程特点和施工部署。
施工前将本工程的施工方案、工程实施细则、施工技术标准、安全预险、现场文明施工等分层、分项交底,落实到责任工长和操作工人头上。
4)组织人员进行安全和技术规程学习。
对施工队组织至少两次安全学习,施工队对操作人员进行传达,并坚持实行班前5分钟的安全学习制度。
1.2、现场准备
1)及时组织承台基础验收并进行土方回填,铺设一条临时施工道路,以便于钢筋等材料的运输等;
2)测定浇筑混凝土的边线和高程点,并标在需浇筑混凝土附近的显著位置;
3)垫层施工完毕放线后,请求指挥部要求武勘部门对我单位测量的1#、2#发电机中心线进行复核。
2、劳动力使用计划
根据现场情况,主要以机械拆除为主,在设备及钢结构等部位拆除时,需配备相应的作业人员。
序号
劳动力
级别
备注
1
木工
10
2
钢筋工
8
3
砼工
20
4
泥工
6
5
普工
15
6
电工
2
7
电焊工
5
3、机械设备机具准备
序号
设备名称
数量(台)
1
插入式振动机
8
2
平板振动机
2
3
切割机
1
4
切断机
1
5
弯曲机
1
6
电焊机
3
7
园盘锯
2
5、现场施工顺序及工期要求
根据本工程的施工顺序为:
施工准备→定位放线→土方挖运→浇捣垫层→凿除桩头→放样弹线→立外侧模板→底层钢筋绑扎→绑扎中层钢筋→预埋螺栓及孔洞→绑扎上层钢筋→砼浇灌→养护→拆模→土方回填
根据指挥部要求,燃机岛基础要求12月20日完工,1#、2#燃机岛基础采取流水施工方式,具体施工进度计划见附图。
第四章主要施工方法
1、测量工程
以勘察单位提供的C5点及A点为依据,定位出1#、2#燃机岛基础控制点,通过燃机岛基础控制定位出1#、2#燃机中心线及1#、2#发电机中心线,为避免产生累积误差,预埋件及孔洞等均依据该两条中心线进行定位。
为保证中心线无误,请求指挥部协调要求武勘对中心线进行复测。
如发现存在的误差超过规范要求,及时书面通知各单位并重新进行放线。
2、土方工程
本工程基础采用机械大开挖,人工配合清底。
根据桩基施工情况,地下水位较低,基坑开挖不需考虑地下水。
为防止地表水流入基坑造成积水,在基坑开挖前将地表面进行清理,做好东西方向排水坡度,在基坑施工区域外边缘1m挖一条临时排水沟,并在基坑东边角设300×300×300(净空尺寸)的集水坑,集水坑周边采用120厚MU10红砖,M5水泥砂浆砌筑护边,基础施工期间若遇下雨则在水坑设一台一寸水泵排地表水。
根据《1#、2#燃机岛基础定位图及说明》的结构图01-5110Y4-4中的基础平面定位图,在各自基础外预留500mm宽施工工作面。
根据当地的土质情况及施工经验,边坡按1:
0.5进行放坡,在基坑西方设一个1:
2.5坡度4米宽的车道,以供施工机械出入。
坑底预留250mm左右用人工进行挖土清至设计标高,也就是说,1#、2#燃机岛基础设计垫层标高为-2.1m,则机械应挖至-1.85m。
因本工程地势较低且开挖土方土质较好,土方一律在现场附近堆放,以备承台基础回填之用。
基础土方回填:
本工程土方待基础施工完毕,基础验收通过后进行,回填土方由场地内的土方转运回填。
3、钢筋工程:
钢筋采取现场加工。
单个基础钢筋型号及重量(约∑=46吨)如下:
Φ25:
13.5TΦ20:
31TΦ16:
50kgΦ12:
1.6T
使用的钢筋必须有质保书,并按施工规范的要求做检测试验,合格后方可使用。
钢筋的断料成形绑扎,严格按施工图及规范要求进行。
钢筋接头采用对焊接头,闪光对弧焊。
施工期间应注意钢筋与埋件之间安装交叉进行以免返工,故待基础底板钢筋绑扎完毕后即进行埋件安装,埋件安装完后在进行余下钢筋绑扎。
4、预埋螺栓:
本工程基础埋件均为国外制作,我单位负责安装。
埋件有MG-L等21种型号,共计68个。
(1)、螺栓和设备预埋件预埋流程图
固定架制作
标高测量
中心放线
模板安装
GE检查
砼浇灌
螺牙保护
埋件螺栓安装
合格
(2)、埋设施工要点
1)固定架设置
根据设计院提供的GE埋件复印参考图纸,埋件中含有固定架。
为避免不窝工,应请求指挥部协调尽快将埋件开箱运至现场进行安装。
2)安装程序
基础混凝土垫层内埋固定立柱的铁件在垫层上按固定架平面进行放线安设立柱并临时固定绑基础底板钢筋焊固定架梁及螺栓固定框安装螺栓,测量仪器找正位置和垂直度,控制误差在施工及验收规范允许范围内 将螺栓固定(具体施工大样见下图)
埋件安装参考示意图
【埋件固定架具体形式及安装见GE开箱后构件】
3)固定架设置注意事项
A、固定架应避免与螺栓、管道、埋件等相碰,以免给固定和测量工作带来困难。
B、螺栓埋设完后,即用胶布及塑料袋包紧,以防螺牙被混凝土附着或锈蚀、碰撞等,损害其强度。
4)埋件检查标准
根据研究院提供的GE埋件参考图纸,埋件普遍容许偏差为±5mm。
待埋件安装完后,经GE技术人员检查合格后方可进行基础混凝土浇筑。
5)螺栓锚固二次灌浆
螺栓是由螺栓与杯口的空隙内浇灌细石混凝土作最后固定的。
灌缝工作应对螺栓的轴线和标高校正检查后立即进行。
首先应将空隙内的木屑等垃圾清除干净,并用水湿润。
对于螺栓与壁口有较大空隙的情况,应先灌一层稀水泥砂浆,填满空隙后再灌细石砼。
全部灌满后必须及时对螺栓的标高和轴线位置进行复查,如发现有问题应及时进行处理。
5、预埋洞孔
预埋洞孔用木板制作,与砼接触面要涂刷脱模剂,下要封底,上要铺盖,以防浇砼时有砼注入模内,当孔洞大于钢筋间距时,要采用反吊模的方法固定模板位置,不可将钢筋割断和拔开钢筋。
6、模板工程
本工程燃机岛基础采用木模板,竖楞、横楞均采用φ48×3.5钢管,第一道距地面300mm,向上间距800布置,对拉钢筋采用φ10间距1m梅花型设置(共计二层),横楞上设置φ48钢管斜撑。
模板支撑图如下:
7、混凝土工程:
燃机岛基础砼量约为1370m3,每边长度均大于1m,属于大体积混凝土施工。
本工程采用C30混凝土商品混凝土,待GE对预埋件等检验合格后方可进行混凝土浇筑。
7.1混凝土裂缝成因
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,由此变形的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。
由于混凝土表面和内部的散热条件不同,温度外低内高,形成温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。
实验表明,内外温差超过25度时,即会产生裂缝。
7.2混凝土养护施工方案的选择
根据施工现场现有条件,现场附近有蒸汽管道,本工程混凝土养护拟采取以下方法:
在基础四周搭设保温棚,通过计算需在混凝土表面铺设两道保护膜及草袋进行养护,并沿1#、2#燃机岛基础中心线设置5个测温点,测量基础内外温差,若温差超过25度时,即采用蒸汽进行养护。
7.3混凝土配合比
砼配比选定必须满足设计强度、水灰比、坍落度等指标要求(本工程砼全部采用商品砼)。
与搅拌站联系得知,混凝土均采用低热矿渣水泥并掺有粉煤灰,本工程混凝土标号为C30,厚度不大,且现在夜间温度未达到零下,依据我单位施工经验,只需对混凝土水泥提出低热要求(现已满足),其它按常规混凝土进行施工,主要通过养护保证基础不开裂。
各项材料试验、配比选定合格后,将试验单呈报监理工程师进行核定签字后,方能用于工程。
7.4大体积混凝土浇筑、振捣
本工程采用4台混凝土罐车配合1台17米输送泵进行浇筑。
单个基础均为一次成型,不留施工缝。
1)浇灌方法:
按泵送砼自然流淌坡度,采用斜面分层,循序推进,一次到顶的方法,每一层厚度控制在500mm以下。
混凝土浇筑方向从中间向两边方向推进,采取推移式,—次性连续浇筑。
混凝土分块分层推移式浇筑,满足在混凝土初凝前接槎,混凝土不会形成贯穿裂缝。
2)基础混凝土采用插入式振动棒4台,为了保证混凝土的质量,操作时要做到“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发生分层离析现象,慢拔是为了使混凝土能填满振动棒抽出时造成的空洞。
3)振动棒插点要均匀排列,可采用“行列式”或“交错式”的依次移动,不应混用,以免造成混乱而发生漏振。
7.5混凝土泌水处理
混凝土泌水处理措施:
大体积混凝土浇筑、振捣时,上涌的泌水和浮浆顺着混凝土坡面下流到坑底,所以在基坑四周每间隔2m设置一预留孔,泌水从预留孔留出坑外。
当混凝土接近顶端模板时,改变混凝土的抽水方式,将泵抬高,抽出逐步缩小水潭中的泌水。
7.6大体积砼温度监控
1)测温点布置:
在距砼表面10cm以及砼中间部位垂直方向沿1#、2#燃机岛基础中心线分别设置5个测温点。
混凝土浇筑前,在测温部位预埋φ48×3.5钢管。
2)测温工具选用:
采用灵敏度高的WNG-01,WNY-01的玻璃棒式温度计。
3)测温制度:
在砼升温保持阶段,2-3h测温一次,在温度下降阶段,4-8
小时测温一次。
当砼中心温度与砼表面层温度,砼表面温度与环境温度小于15℃,降温速率小于0.8℃/d时,测温停止。
测温记录:
①有规定的记录表格填写字迹清晰;②交班记录应保证有二人以上,24小时不间断;③记录精度:
0.1y度④其他测温(不定期)混凝土制品温度,包括出机温度,泵口混凝土温度,入模温度。
4)大体积砼温度控制参数:
a、砼的浇筑温度不得超过30℃。
b、砼内部与表面的温度之差不得超过25℃,砼的温度骤降不得超过10℃。
5)大体积砼在养护期间的温度控制
a、大体积砼浇筑完毕后,待其收水后,在表面覆盖塑料薄漠,和两层湿
草帘。
在外侧的木模板表面覆盖,一层薄膜和两层草帘,内侧面的钢模板上覆盖两层草帘,并搭设保温棚,以防散热过快。
b、根据监控结果,如果砼内部升温较快,表面保温效果不好,砼内部与表面温度之差有可能超过控制值(25度)时,及时增加保温层厚度。
C、施工时除浇灌操作流程时采取必要的措施外,浇灌尽量避开中下午气温较高时段,最好是安排在晚9:
00-晨8:
00之间,以最大限度地降低混凝土的入模温度。
6)施工阶段砼浇筑块体的温度及收缩应力的验算
①)砼的绝热温升
T(t)=W*Q0*(1-e-mt)/C*ν
式中:
T(t)——绝热温升(℃)
Q0——水泥水化热,293kj/kg
W——每立方米混凝土水泥用量300kg/m3
C——混凝土比热,j/(kg•℃)取0.96x103
ν——混凝土重度,(kg/m3)取2400
各龄期砼绝热温升计算结果如下表一:
龄期(天)
3
6
9
12
最大
T(t)(℃)
22.7
31.9
35.6
37.2
38.2
②)砼收缩变形值:
ξy(t)=ξy0(1-e-0.1t)•M1•M2•M3.....M10
式中:
ξy(t)——龄期为t时混凝土收缩引起的相对变形值
ξy0——在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值,取3.24x10-4
M1——水泥品种修正系数,取1.10
M2——水泥细度修正系数,取1.00
M3——骨料修正系数,取1.00
M4——水灰比修正系数,取0.96
M5——水泥浆量修正系数,取1.00
M6——养护条件及龄期修正系数,取1.00
M7——环境相对湿度修正系数,取1.00
M8——水力半径的倒数修正系数,取1.43
M9——操作方法修正系数,取1.00
M10——配筋率修正系数,取0.85
各龄期砼的收缩变形值计算结果如下表二:
龄期(天)
3
6
9
12
15
ξy(t)10-5
1.26
2.42
3.58
4.7
5.8
③)混凝土收缩相对变形值的当量温度:
Ty(t)=ξy(t)/α
式中:
Ty(t)——混凝土收缩相对变形值的当量温度
α——混凝土的线性膨胀系数,取1x10-5
各龄期砼收缩相对变形值的当量温度计算结果如表三
龄期(天)
3
6
9
12
15
Ty(t)(℃)
1.26
2.42
3.58
4.7
5.8
④)混凝土的弹性模量:
E(t)=E0(1-e-kt)
式中:
E(t)——龄期为t时,混凝土的弹性模量(N/mm2)
E0——混凝土的最终弹性模量,取3.25x104(N/mm2)
K——系数0.09
各龄期砼的弹性模量计算结果如表四
龄期(天)
3
6
9
12
15
E(t)(N/mm2)
7690
13561
18042
21463
24075
⑤)混凝土的温度收缩应力:
σ(t)=Et.α•△tS(t)•R/(1-ν)
式中:
σ(t)——混凝土的温度收缩应力(N/mm2)
t——混凝土的最大综合温差,△t=T(t)+T0-Th
T0——混凝土入模温度,取30℃
Th——混凝土达到稳定时的温度,25℃
S(t)——混凝土徐变松弛系数
R——混凝土外约束系数,取0.2
各龄期砼温度收缩应力计算结果如表五
龄期(天)
3
6
9
12
15
最大
σ(t)(N/mm2)
0.09
0.23
0.35
0.44
0.53
3.15
σ最大=3.15N/mm2K=3.15=M/[W]=1.575>1.15
不满足要求,须采用温控措施。
保温措施:
当混凝土抹平后,可在其表面覆盖保温、保湿材料,其厚度可根据热交换原理(即假定混凝土的中心温度向混凝土表面的散热量,等于混凝土表面保温材料应补充的发热量),按下式计算:
由前得出Tmax=38.2℃
δ=0.5Hλ(Ta-Tb)/λ1(Tmax-Ta)·K
λ——草包养护系数,取0.14ω/mk
λ1——砼导热系数2.3ω/mk
K——传热系数修正值,取1.5
Ta=Tmax-20=18.2℃
Tb=15℃(浇灌时的平均温度)
δ=0.5Hλ(Ta-Tb)/λ1(Tmax-Ta)·K
=0.5×3.0×0.14×(18.2-15)/2.3×(38.2-18.2)×1.5=9.7(mm)
则实际施工时采用2层草袋,2层薄膜进行保温养护即可保证混凝土的控裂要求。
7.7质量检查:
①必须对原材料进行检查,如有变化应进行复验,并及时调整混凝土配合比;
②每班检查原材料称量不少于两次;
③在拌制和浇筑地点,测定混凝土坍落度每班不应少于两次;
④砼试块:
砼的抗压强度,应以边长为150mm立方体试件,在温度为20℃±3℃和相对湿度为90%以上的潮湿环境或水中的标准条件下,经28d养护后试压确定。
试块必须在浇筑地点制作,每100m³制作一组试块。
试块的留置应符合《砼结构工程施工及验收规范》的规定。
第五章保证措施
1、质量控制
①加强技术管理,认真贯彻规范、标准及各项管理制度,建立岗位责任制,形成项目技术措施管理体系,搞好从技术措施的提出、审批、交底、执行、检查及修正等一系列的工作。
②施工过程中的质量控制
(1)质检员以国家规范要求的标准检查各工序的工程质量。
(2)加强对原材料、半成品、构件的质量检测和管理工作,不合格的材料、半成品和构件不准进场。
(3)加强技术档案资料管理,按技术档案建档要求及时填报、审核、收集、整理、归档。
(4)坚持质量检查与验收制度,严格执行“三检制”原则,上道工序不合格不得进入下道工序施工。
对于易出现质量波动、容易产生质量通病或对工程质量影响比较大的部位和环节加强预检、中间检和技术复核工作,以保证工程质量。
(5)对隐蔽工程,应先做好自检和复检工作,认真如实地做好相关记录,再请建设单位代表、质检站代表进行验收。
③材料进场检验制度:
本工程的钢筋、水泥和混凝土等各类材料需具备出厂合格证,并根据国家规范要求分批分量进行抽查检,抽检不合格的材料一律不准使用,因使用不合格材料而造成的质量事故要追究验收人员的责任。
④过程三检制度:
实行并坚持自检、互检、交接检制度,自检要作方案记录。
隐藏工程要由项目技术负责人、质量检查员、班组长检查。
并做出较详细的方案记录。
⑤质量文件记录制度:
质量记录是质量责任追溯的依据,应力求真实和详尽,各类现场操作记录及材料试验记录,质量检验记录等要妥善保管,特别是各类工序交接的处理,应详细记录当时的情况,理清各方责任。
2、安全生产保障措施
①管理制度
a、认真贯彻公司的有关安全工作的规定的规程,贯彻执行各级安全生产岗位责任制。
b、建立施工方案安全技术交底制度。
旁站制:
只要施工现场还有人,就必须有安全管理人员在场监护。
安全管理人员应是第一个到达施工现场、最后一个离开施工现场的人。
日清制:
当日事当日毕。
施工现场每天清理干净,保证安全通道始终通畅。
②保证措施
a、现场施工用高低压线及设备禁止使用破损或绝缘性能差的电线,严禁电线随地走。
电器设备要有良好的保护接时和接零,传动装置有防护罩。
电缆必须按施工平面图设置,严禁乱拉乱接。
施工用电符合JGJ46-88标准。
b、全体施工人员进入现场必须两穿一戴。
按国家规定正确使用劳动防护用品。
在超过2米高空施工必须佩带安全带。
c、操作工、电焊工、电工及所有特殊工程工人持证上岗。
d、所有电器设备必须由电工安装维修,并定期检查。
并配有漏电保护器。
第六章附图
附图一:
燃机岛基础施工进度表;
附图二:
现场平面布置图。
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