大体积混凝土.docx

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大体积混凝土

龙泉·福苑1#2#楼大体积砼施工方案

一、工程概况：

龙泉·福苑1#2#商住楼位于渭南市前进路与三马路交汇处，地下二层，地上三十二层，建筑高度99.880m，结构安全等级为二级，结构设计使用年限50年。

二、编织依据：

2.1、龙泉·福苑1#2#楼施工图纸。

2.2、混凝土结构工程质量验收规范《GB/50204-2002》。

2.3、龙泉·福苑1#2#楼施工组织设计。

2.4、现行规范及建筑施工手册。

三、施工措施：

1#2#楼基础筏板厚度1.8米，裙楼中间部位厚度为0.4米，基础筏板面积2934.4㎡，设有三条后浇带将整体筏板分割，依据图纸设计分别将三条后浇带命名为①、②、③号后浇带，因此被分割的筏板依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号筏板。

先其施工的板号初步定为Ⅰ、Ⅱ号板（详见附图）。

混凝土强度等级为C45、抗渗等级为P6，混凝土强度要求较高，水泥用量大，水化热大，温升速率较大，因而常引起混凝土开裂，为防止大体积混凝土由于温度应力而产生贯通裂缝，从而影响混凝土结构质量。

项目部计划采取以下措施控制大体积混凝土浇筑后的内外温差值。

3.1、改善砼配合比，降低水泥水化热。

3.1.1建议商混站优先选用低水化热，高强度的42.5矿渣硅酸盐水泥，水泥细度小于350㎡/㎏，水泥的含碱量小于水泥质量的0.6%，同时充分利用混凝土后期强度，以减少每立方混凝土中的水泥用量。

3.1.2在满足混凝土泵送的要求下，混凝土中的沙石要有良好的级配，粗骨料最大粒径与输送管之比宜为1：

3，砂率宜在40%-45%之间，水灰比宜在0.5-0.55之间，含泥量必须控制在1%以内。

3.1.3掺加一定数量Ⅰ级粉煤灰掺量为胶凝材料材料总量的25%左右及相应的缓凝型减水剂以改善和易性、降低水灰比、达到减少水泥用量，降低水化热的目的。

3.1.4建议砼中掺加低碱活性微膨胀剂（内掺法），以补偿砼温度变形和收缩产生的微裂缝。

3.1.5、砼工作性能应满足施工工艺要求，坍落度应控制在140～180㎜，缓凝时间控制在6-8h左右，利于浇筑覆盖及降温。

3.2、降低混凝土的入模温度：

按照计划本工程浇筑基础底板大体积混凝土时间在8月份，气温较高，对浇筑大体积混凝土非常无利，初步拟定气温为28℃，计划利用傍晚时分浇筑混凝土，缓凝时间不小于6个小时之间，借用夜间浇筑完成。

砼日供应能力要求：

砼运输采用砼罐车，砼输送采用砼泵，商品砼公司砼供应能力应达到120m³/h。

3.3、混凝土浇筑

3.3.1、混凝土浇筑时应采用“一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。

浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。

振捣点的间距为500㎜，插点距离模板不大于200mm。

3.3.2、混凝土浇筑时在每台泵管的出料口处配置1台振捣棒，因为混凝土的坍落度比较大，5台振捣棒主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外2台振捣棒主要负责顶部砼振捣。

3.3.3、为使坡度层不产生冷缝，坡度层砼振捣实应在下层混凝土初凝前完成，且振捣棒下插10cm。

振捣要采取快插慢拔的原则并略微上下抽动，使混凝土振捣密实。

振捣时间一般控制在表面出浮浆且不再下沉为止，一般为15～30s，并且在20～30min后对其进行二次振捣。

3.3.4、在浇筑和振捣过程中，上浮的泌水和浮浆顺砼面流到坑边，随混凝土向前推进，最后一起抽排。

混凝土排除泌水和浮浆后，按标高用长刮尺刮平，个别低洼处以砼找平拍实并整体以滚筒滚密实，滚压遍数不少于两遍。

用木抹子搓压、拍实，收平次数不少于两次，二次收平；在接近终凝前，用木抹子压光，使收缩裂缝闭合。

3.3.5、高低跨处及吊模混凝土施工，采用塔吊互相配合进行施工。

先浇筑大面积混凝土，待混凝土到达一定强度并混凝土未到初凝前，利用塔吊浇筑高低跨或吊模处混凝土。

3.3.6、加强混凝土的振捣工作，提高混凝土的密实度和抗拉强度，减少混凝土收缩变形，保证施工质量。

3.3.7、后浇带采用快易收口网或钢丝网支设封堵，由于在筏板混凝土浇筑过程中，不可避免的有部分水泥浆从施工缝网丝处渗出，筏板混凝土浇筑时可安排专人用水随时将溅出的水泥浆冲至集水坑，用排污泵抽排出坑，以便下次浇筑后浇带混凝土。

后浇带采用强度等级高一级的微膨胀混凝土浇筑，温度后浇带混凝土浇筑时间安排待其两侧混凝土浇筑两个月后浇筑，沉降后浇带混凝土待主楼封顶后浇筑。

后浇带混凝土浇筑前应将后浇带内杂物清理干净、排除积水、对钢筋水锈应及时处理后方可浇筑。

3.4、温度预测：

3.4.1、大体积混凝土浇筑前三周对施工现场气候进行数据采集，浇筑前两天汇总所有数据，以备施工当日可能发生的天气变化对浇筑方案、混凝土配比、人力、物力等多方面进行相应的调整。

3.4.2、施工中的气候情况及养护方案和本工程底板混凝土厚度，计划在电梯基坑侧壁分上下二层水平测温控制，筏板表面平面布置采用梅花布点方式，各点相互补充校核，筏板平面布点112个，筏板周围立面布点24个。

（详见附图）

3.4.3、为掌握混凝土内部的实际最高温升值及混凝土中心至表面的温度梯度，以便面对的保温、保湿措施加以调整。

保证混凝土内部温度及混凝土表面温度差小于25℃。

夜间加强混凝土内部的温度监测工作。

3.4.4、混凝土从浇筑到硬化有一个升温和降温的过程，特别是降温至大气温度的过程比较缓慢。

为此测温从混凝土浇筑结束后16h开始，测温时间暂定测温总时间为14d，（具体情况而定，直至混凝土表面温度与大气温度接近。

大气温度与混凝土中心温差不大于25℃时）解除保温，停止测量工作。

3.4.5、混凝土浇筑完毕16h后开始，前5d测温采集时间间隔2h一次,5d后4h测温一次，10d后6h测温一次。

3.4.6、现场温度监测，采集并用电脑进行整理分析，手工绘制方格图，详细描绘每个测温点的温升值和各测位中心测点与表面测点的温差值，作为研究调整和控制措施的依据，以防止混凝土出现温度裂缝。

3.4.7、本工程由于筏板混凝土较厚，混凝土浇注后预计内部温度较高，而且持续时间较长，因此特别要注意加强温度的跟踪监测，即使调整养护方案和加强保温、保湿等措施。

3.5、加强温度控制：

3.5.1、做好混凝土的保温保湿工作，混凝土浇筑后立即用塑料薄膜覆盖，其上再覆盖毛毯。

3.5.2、浇筑完毕后7d内密切测控混凝土的内外温差；测温管采用Φ48钢管，每组测温点分别设置测温管长度为2米、1.15米、0.3米、测温管底端采用4毫米厚钢板封口，测温点的布置详见附图。

3.5.3、在混凝土浇筑完12小时内每60分钟测温一次，随时控制混凝土内及其表面温差，使其温差控制在25℃以内，若超出25℃应及时循环水冷却或采用蓄水养护。

确定内部降温措施采用冷却管循环水降温法，表面采用蓄水养护法，现场施工过程中根据混凝土温度梯度做相应调整。

在混凝土内预埋钢管（KBGΦ32）.则对其混凝土降温后进行计算混凝土温度、演算参数、混凝土最大计算厚度，根据钢管最大间距取其埋设厚度为900mm,钢管厚度为0.001（利于导热）。

3.6、混凝土养护措施

3.6.1、现场混凝土浇注温度考虑为28℃，混凝土养护其间，环境温度平均考虑为32℃。

随着混凝土温度、体积的增大，其内部热峰值出现龄期页相应的延长，热峰出现龄期为3-3.5天。

因此此间期混凝土的养护和检测工作尤为重要，不仅仅在此其间，因温差而产生的有害裂缝更为危险，因此要认真监测混凝土内部温度及时调整养护措施。

3.6.2、混凝土浇捣后4-5小时内在混凝土初凝前及时覆盖效果更好，表面抹面后，混凝土表面应及时铺盖塑料薄膜并准备好棉毡。

在养护期间，随时检查混凝土表面的干湿情况及温差（内表温差达到25℃时，及时浇水保持混凝土湿润）。

其间电梯井附近温差大于25℃时，采用加速冷却管内循环换水并在表面再次覆盖薄膜和棉毡，必要时采用蓄水降温养护法（温水以冷却管内的换水代替）

3.6.3、当通过测温混凝土内部的温差预警值超过25℃，时，发出降温警报，加强冷却管内水的循环换出，并在混凝土表面加设塑料薄膜保温层及棉毡一层，以至使混凝土内外温度差保证在25℃以内。

3.6.4、混凝土搓平压实后应立即覆盖塑料薄膜和一层棉毡或保温草袋，塑料薄膜的覆盖应保证相邻两幅之间至少有150mm的搭接，以保证混凝土表面盖严，减少水分的过早散失，以利于进行保温保湿养护，柱头及墙板断面内部、底板（包括后浇带）侧面均采用单层面扎或保温草袋进行保温保湿养护，混凝土养护其不得少于14d，混凝土在养护过程中，应特别注意养护措施的调整与测温工作在信息沟通上的畅通无阻，，以测温指导养护，如遇特殊天气情况，及时采取相应措施。

3.7、施工中应注意的问题

3.7.1、混凝土浇注不应留冷缝，保证混凝土浇注的连续浇筑交接时间，应控制在初凝前。

保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振。

3.7.2、及时发出温控报警，做好覆盖及保温保湿工作，但覆盖也不应过热，必要时应揭开保温层，以利于散热。

3.7.3、夜间温度较低，因此应加强夜间混凝土温度的监测工作和养护工作，确保混凝土内部梯度。

3.8、大体积混凝土温度裂缝控制的计算：

3.8.1、大体积砼温度计算式：

（1）、砼拌和温度

按《建筑施工手册》中公式5-7-2计算砼拌和温度

Tc=Ti·W·C/（ΣW·C）=46336.8/2642.34=17.54℃

（2）、砼出罐温度

按《建筑施工手册》中公式5-7-3计算砼出瓘温度

Ti=Tc-0.16（Tc-Td）=17.54-0.16×（17.54-20）=17.93℃

（3）、砼浇筑温度

由搅拌台将砼倒入砼搅拌运输车45分钟到达浇筑地点，浇筑整个砼完毕需用18小时。

查表5-7-2和公式5-7-4计算

装卸料2次：

A1=0.032×2=0.064

运料45分钟：

A2=0.0042×45=0.189

浇捣18小时：

A3=0.003×18×60=3.24

ΣA=A1+A2+A3=3.493

砼浇捣时温度

TTi+（Tq+Ti）ΣA=17.93+（20-17.93）×3.493=25.16℃

（4）、砼的最大绝热温升计算

Th=mc.Q／（c.p）

mc------混凝土中水泥（包括外加剂）用量（kg/m³）

Q------水泥28d水化热（kj/kg）

c-------混凝土比热、取0.97[kj（kg·K）]

p-----混凝土密度、取2400（kg/m³）

mc=475kg/m³（外加剂考虑在内）

表一单位重量水泥散发热量kj/kg

12.5级

22.5级

32.5级

42.5级

普通水泥

201

289

377

461

矿渣水泥

188

247

335

混凝土温度计算：

3d最大水化热绝热温升值

Th=mc.Q／（c.p）=475×461／（0.97×2400）=94.06℃

3d混凝土内部实际最高温度

混凝土浇筑温度Tj按28℃考虑

T1（t）=Tj+ξ（t）

详表：

ζ=T1/Th

结构厚度

1.0

1.25

1.5

2.0

2.5

3.0

4.0

5.0

6.0

ζ

0.36

0.42

0.49

0.57

0.65

0.68

0.74

0.79

0.82

T1厚度为H的大体积混凝土地板上表面单向完全散热状态时的核心温升值，Th为厚度为H的大体积混凝土地板上表面单向完全绝热状态时的核心温升值。

ζ=0.57

3d水化热温升：

ζ（t）=94.06×0.57=53.61℃

混凝土内部最高温度为：

T1（t）=Tj+T（t）=28+53.61=81.61℃

砼表面采用一层塑料薄膜及一层5㎜厚矿棉毡覆盖保温，平均温度Tq=20℃

保温层传热系数β=1/[Σ（δi/λi）+1/βq]

β---混凝土表面模板及保温层等的传热系数［W/（m²·K）］

δi---各保温材料厚度（m）

λi---各保温材料导热系数［W/（m·K）］

βq---空气层的传热系数，取23［W/（m²·K）］

保温层传热系数β=1/[Σ（δi/λi）+1/βq]

=1/[0.005/0.033+1/23]=5.14

砼虚厚度h′=К×λ/β

h′---混凝土虚厚度（m）

К---折减系数，取2/3

λ---混凝土导热系数。

取2.33［W/（m²·K）］

砼虚厚度h′=K×λ/β=0.666×2.33/5.14=0.302

砼计算厚度H=h+2h′

H---混凝土计算厚度（m）

h---混凝土实际厚度（m）

砼计算厚度H=h+2h′=1.80+2×0.302=2.404m

砼表面温度T2（t）=Tq+4·（℃）h′（H-h′）[T1（t）-Tq]/H2

T2（t）---混凝土表面温度（℃）

Tq---施工期间大气平均温度（℃）

h＇---混凝土虚厚度（m）

H---混凝土计算温度（℃）

T1（t）---混凝土中心温度（℃）

砼表面温度T2（t）=Tq+4·h′（H-h′）[T1（t）-Tq]/h2

=28+4×0.302×（2.35-0.302）×53.61÷2.4042

=50.5（℃）

T1（t）－T2（t）=94.06-50.5=43.56℃

T2（t）－Tq=43.56－28=15.56℃＜25℃

保温材料计算：

Б=0.5h×λX（T2-Tq）Kb/λ（Tmax－T2）

=0.5×1.9×0.045×18×2.1/2.33×21

=1.616/48.93

=0.033（mm）

混凝土最大水化热温度

Tmax=Tq+T（t）ζζ=0.57

3d水化热温升：

T（3）ζ=94.06*0.57=53.61℃

3d水化热温升：

T（3）=Tq+T（3）ζ=28+53.61=81.61℃

温差计算：

假定降温后混凝土内部温度与表面温度差：

Tmax-Tb=81.61-50.5=31.11℃＞25℃

表面温度满足，但混凝土梯度不能满足设防要求，内部混凝土温度需要有效降温措施，因此需要开启冷却水循环控制内部温度最大限度为74.5℃（50.5℃+X，且X≤25℃）

3.8.2、大体积混凝土温度应力的计算（结构裂缝控制计算）

（1）、混凝土干缩率和收缩当量温差

1）非标准条件下的修正系数M1-M10,查表10-88得

M1=1.25M2=1.0M3=1.0M4=1.19M5=1.15

M6=1.0M7=1.25M8=0.75M9=1.0M10=0.99

2）根据公式εy（t）=ε0y（1-e-0.01t）×M1×M2×···×M10计算砼干缩率：

式中εy（t）—t领期砼干缩率;ε0y—标准状态下砼极限收缩值，取3.24×10-4;

根据公式Ty（t）=εy（t）/a计算收缩当量温差

式中Ty（t）错误！

未找到引用源。

t领期混凝土干缩率收缩当量温差（℃）

a错误！

未找到引用源。

混凝土线膨胀系数，1×10-5（1/℃）

εy（3）=3.24×10-4×（1-2.718-0.01×3）×1.25×1.0×1.0×1.19×1.15×1.0×1.25×0.75×1.0×0.99=0.15×10-4

Ty（3）=0.12×10-4/1×10-5=1.5℃

同理得出:

εy（6）=0.23×10-4Ty（6）=2.3℃

εy（9）=0.35×10-4Ty（9）=3.5℃

εy（12）=0.46×10-4Ty（12）=4.6℃

εy（15）=0.57×10-4Ty（15）=5.7℃

εy（18）=0.68×10-4Ty（18）=6.8℃

εy（21）=0.78×10-4Ty（21）=7.8℃

εy（24）=0.87×10-4Ty（24）=8.7℃

εy（27）=0.97×10-4Ty（27）=9.7℃

εy（30）=1.06×10-4Ty（）30=10.6℃

（2）、结构计算温差（一般3d划分一区段）

根据公式△Ti=Tm

（1）-Tm（i+3）+Ty（i+3）-Ty（i）进行计算

△Ti—i区段结构计算温差;

Tm

（1）—i区段平均温度起始值;

Tm（i+3）—i区段平均温度终止值;

Ty（i+3）—i区段收缩当量温差终止值;

Ty（i）—i区段收缩当量温差起始值;

1）Tm

（1）的计算

由《建筑施工手册》表10-83查的1.80m厚时的各龄期的ξ

ξ3=0.57ξ6=0.50ξ9=0.43ξ12=0.34ξ15=0.25

ξ18=0.18ξ21=0.14ξ24=0.10ξ27=0.07ξ30=0.06

根据公式10-44计算出：

T1（3）=81.61℃T1（6）=75.03℃T1（9）=68.45℃T1（12）=59.98℃

T1（15）=51.52℃T1（18）=44.93℃T1（21）=41.17℃T1（24）=37.41℃

T1（27）=34.58℃T1（30）=33.64℃

根据公式10-47、10—50计算出：

T2（3）=50.95℃T2（6）=48.13℃T2（9）=45.32℃T2（12）=44.69℃

T2（15）=38.06℃T2（18）=35.24℃T2（21）=33.64℃T2（24）=32.02℃

T2（27）=30.81℃T2（30）=30.41℃

则通过公式10-51计算出：

Tm3=66.28℃Tm6=61.58℃Tm9=56.89℃Tm12=52.34℃Tm15=44.79℃Tm18=40.09℃Tm21=37.41℃Tm24=34.72℃

Tm27=32.69℃Tm30=32.03℃

2）T△i的计算

△T3-6=466.28-61.58+2.3-1.2=5.8℃

△T6-9=61.58-56.89+3.5-2.3=5.89℃

△T9-12=56.89-52.34+4.6-3.5=5.65℃

△T12-15=52.34-44.79+5.7-4.6=8.65℃

△T15-18=44.79-40.09+6.8-5.7=5.8℃

△T18-21=40.09-37.41+7.8-6.8=3.68℃

△T21-24=37.41-34.72+8.7-7.8=3.59℃

△T24-27=34.72-32.69+9.7-8.7=3.03℃

△T27-30=32.69-32.03+10.6-9.7=1.56℃

（3）、各区段拉应力：

根据《建筑施工手册》公式10-58：

σi=Ei·a·△Ti·Si[1-1/ch（Bi·L/2）]计算

1）大体积砼t龄期弹性模量，根据公式Ei=EO（1-e-0.09t）得：

E（3）=3.35×104×（1-2.718-0.09×3）=0.793×104N/mm2

E（6）=3.35×104×（1-2.718-0.09×6）=1.398×104N/mm2

E（9）=3.35×104×（1-2.718-0.09×9）=1.860×104N/mm2

E（12）=3.35×104×（1-2.718-0.09×12）=2.212×104N/mm2

E（15）=3.35×104×（1-2.718-0.09×15）=2.481×104N/mm2

E（18）=3.35×104×（1-2.718-0.09×18）=2.687×104N/mm2

E（21）=3.35×104×（1-2.718-0.09×21）=2.844×104N/mm2

E（24）=3.35×104×（1-2.718-0.09×24）=2.964×104N/mm2

E（27）=3.35×104×（1-2.718-0.09×27）=3.055×104N/mm2

E（30）=3.35×104×（1-2.718-0.09×30）=3.125×104N/mm2

则各区段的弹性模量为：

E3-6=1.1×104N/mm2E6-9=1.63×104N/mm2E9-12=2.04×104N/mm2

E12-15=2.35×104N/mm2E15-18=2.58×104N/mm2E18-21=2.77×104N/mm2

E21-24=2.9×104N/mm2E24-27=3.0×104N/mm2E27-30=3.09×104N/mm2

2）各龄期混凝土应力松弛系数查表10-89得：

S（3）=0.57S（6）=0.52S（9）=0.48S（12）=0.44S（15）=0.41

S（18）=0.386S（21）=0.368S（24）=0.352S（27）=0.339S（30）=0.327

则各区段平均应力松弛系数为：

S3-6=0.545S6-9=0.5S9-12=0.46S12-15=0.425S15-18=0.398

S18-21=0.377S21-24=0.36S24-27=0.346S27-30=0.333

3）各区段平均地基约束系数计算：

在砼垫层面上刷隔离剂一道，以减少由垫层对大体积砼温度收缩约束产生的应力影响，根据工程所在地区为Ⅰ级非自重湿陷黄土地级，查表得地基水平阻力系数CX1=0.06；由桩基产生的基础约束CX2=Q/F=2.7×104/9.56

×104=0.282×10-2N/mm3,其中Q=4EI[Kh·D/（4EI）]3/4

=4×3.25×104×1.18×1010×[1×10-2×700/（4×3.25×104×1.18×1010）]3/4=2.7×104N/mm

F=（44.2×42.82）/198=9.56m2=9.56×106mm2

得CX1﹢CX2=0.06﹢0.00282=0.063N/mm3

1#楼基础筏板整体厚度为1800mm：

根据公式ßt=[（CX1＋CX2）/（h·Et）]1/2

ß3=0.0000727ß6=0.0000548ß9=0.0000475ß12=0.000436

ß15=0.0000411ß18=0.000395ß21=0.0000384ß24=0.0000376

ß27=0.0000371ß30=0.0000367

则各区段平均地基约束系数为：

ß3-6=0.0000638ß6-9=0.0000512ß9-12=0.0000456

ß12-15=0.0000424ß15-18=0.0000403ß18-21=0.0000390

ß21-24=0.0000380ß24-27=0.0000374ß27-30=0.0000369

4）3-6天由温差引起的应力计算：

ß3-6·L/2=1.41查表得chß3-6·L/2=2.17

ß3-6=1.1×104×1×10-5×2.26×0.545×（1-1/1.709）=0.056N/mm2

同样由计算得：

σ6-9=0.134N/mm2σ9-12=0.155N/mm2σ12-15=0.149N/mm2

σ15-18=0.118N/mm2σ18-21=0.076N/mm2σ21-24=0.07N/mm2

σ24-27=0.061N/mm2σ27-30=0.035N/mm2

5）到指定期混凝土的最大应力：

σmax=[1/（1－0.15）]×（σ3-6＋···＋σ27-30）

=[1/（1－0.15）]×0.854=1.005

查表得C45混凝土抗拉强度设计值取1.80/mm2，则抗裂安全度K=1.80/1.005=1.791>1.15，满足抗裂