某大体积混凝工程土施工方案解析.docx
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某大体积混凝工程土施工方案解析
大体积混凝土施工及养护专项施工方案
一、编制依据
序号
资料名称
版本
出版单位
1
已批准的施工图纸和设计变更及设备技术文件
第一版
武汉设计院
2
工程建设标准强制性条文(电力建设部分)
2006年版
国家建设部
3
电力建设施工质量验收及评定规程(土建工程)
DL/T5210.1-2005
国家发改委
4
风力发电场项目建设工程验收规程
DL/T5191-2004
5
地基与基础工程施工质量验收规范
GB50202-2002
建筑工业出版
6
混凝土结构工程施工及验收规范
GB50204-2002
建筑工业出版
7
钢筋机械连接通用技术规程
JGJ107-2003
8
组合钢模板技术规范
GB50214-2001
建筑工业出版
9
建筑施工手册
第五版
建筑工业出版
10
电力建设安全健康与环境管理工作规定
2002-01-21
11
电力建设安全操作规程
DL5009.1-92
中国电力出版
12
工程施工合同
13
通用硅酸盐水泥标准
GB175-2007
建筑工业出版
14
《钢筋混凝土用钢》_第2部分_热轧带肋钢筋
GB1499.2-2007
建筑工业出版
15
用于水泥和混凝土中的粉煤灰
GB/T1596-2005
建筑工业出版
16
混凝土用水标准
JGJ_55-2006
建筑工业出版
17
普通混凝土配合比设计规程
JGJ_63-2006
建筑工业出版
18
普通混凝土用砂石验收质量及检验方法标准
JGJ_52-2006
建筑工业出版
19
大体积混凝土施工规范
GB50496-2009
中国计划出版社
20
粉煤灰混凝土施工技术规范
GBJ146—90
中华人民共和国建设部
21
用于水泥和混凝土中的粉煤灰.
GB_T_1596-2005
国家质量监督检验验疫总局
22
混凝土强度检验评定标准
GBJ107-87
国家质量监督检验验疫总局
23
普通混凝土长期性和耐久性试验方法标准
GB/T50082-2009
国家质量监督检验验疫总局
24
粉煤灰混凝土施工技术规范
GBJT146-90
中华人民共和国建设部
二、编制原则
(1)本着优质、高效、经济、合理的原则,以施工设计图纸为依据,严格执行有关施工规范。
(2)以确保工期为原则,科学安排施工进度计划。
(3)以确保质量目标为原则,安排专业化施工班组,配备先进的机械设备,采用先进的施工方法组织好施工。
(4)以确保安全生产为原则,制定和落实好各项安全措施,严格执行安全操作规程。
三、采用的技术规范、标准
《混凝土结构施工规范》GB50204-2002
四、工程概况
天峻县隶属于青海省海西蒙古族藏族自治州,位于青海湖西北部、柴达木盆地东缘。
青海柴达木能源投资开发股份有限公司天峻50兆瓦风力发电项目场址区距天峻县乡约18km。
地理坐标为东经98°49′44″~98°53′44″,北纬37°18′41″~37°21′37″,海拔约3460m~3650m。
地貌类型为山前洪积扇,总体地势南高北低,局部有丘陵和台地,地表为高原草甸牧场,该区域地下水埋深较浅。
南侧为东西向展布的天峻山,北侧靠近布拉河。
天木公路从工程区北侧通过,路况较好,交通便利。
本工程终期规划装机容量约为200MW,分期建设,配套建设1座110kV变电站。
本期工程风电场装机容量为50MW,拟建设25台单机容量为2.0MW的风电机组。
本期风电场计划以2回35kV集电线路接入新建的110kV升压站,以1回110kV线路就近送出至110kV布哈河站。
最终接入系统方案以当地电网主管部门接入系统方案审查意见为准。
场址范围内无特殊保护物种,场址范围内未发现县级以上地面文物建筑,场址不在自然保护区范围内。
本风电场工程北侧紧邻天木公路,交通便利,工程设备运输、进场方便。
设备可沿天木公路运至风电场施工现场附近,再通过进站道路运至风电场场内。
本工程风机基础现浇C40钢筋混凝土圆形肋梁板式基础(尺寸为外接圆直径为17m),基础埋深3.9m。
单台风机基础混凝土用量约308m3。
每台风机配备一台35kV箱式变压器,变压器基础共25个。
基础型式为矩形钢筋混凝土底板与上部浆砌砖直立墙组成的结构,直立墙顶部为钢筋混凝土圈梁,变压器基础埋深2.2m。
本风电场内集电线路主要采用35kV架空线路,箱变至35kV架空线杆塔、35kV架空线终端塔至场内升压站采用电缆。
五、施工准备及布署
(1)混凝土施工前,熟悉施工图纸。
对施工队伍进行详细的技术交底。
(2)在现场监理对基础主体钢筋及模板进行验收合格后,进行混凝土浇注。
(3)现场准备:
进行场地平整、方便混凝土罐车顺利通过,混凝土施工中必备的施工设备。
(4)对混凝土供应厂家的资质进行审核,并到现场取样做原材料试验。
(5)管理人员、技术人员、特殊工种如焊工,振捣工,模板工均配备齐全,并已全部到位,随时可以进行施工。
(6)进度计划
本工程风电基础计划施工时间为:
2017年3月20日~2017年05月06日
六、施工方案
具体施工技术要点如下:
(1)施工工艺
①混凝土配制
在混凝土的配制过程中,尽量优化大体积混凝土的配合比,可以降低水泥的水化热。
基础主体混凝土为C40,细骨料宜选用连续级配,最大粒径应<40mm。
混凝土中水泥采用P.O42.5硅酸盐水泥,水灰比应不大于0.4,水泥用量不小于340Kg/m3,最大氯离子含量0.1%,最大碱含量3.0Kg/m3。
本工程考虑到工程所在地气候干燥、日照时间长,为防止混凝土产生干缩裂缝,在混凝土中加入复合纤维抗裂剂,显著提高混凝土的抗裂性能、提高混凝土的抗冻性能和韧性、改善混凝土的耐久性、抗老化性、提高混凝土抗击性能和耐磨性能、提高混凝土抗渗透性能和增强护筋功能。
②混凝土搅拌
大体积混凝土搅拌采用搅拌站生产。
计量必须经国家检验部门检验合格,严格按照配合比搅拌。
当遇到雨水天气时,粗骨料的含水率由试验部门现场抽样确定,并进行调整配合比。
其他人员严禁私自调整配合比。
混凝土搅拌时,采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌,这样可有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中,使硬化后的界面过度层的结构致密,粘结加强,从而使混凝土的强度提高。
同时混凝土中每立方米混凝土掺入0.9Kg螺旋形聚乙烯醇纤维材料,不改变水泥、砂、石、水、骨料比例,可将水泥、骨料、砂、石、水、添加剂一起加入,混凝土的搅拌时间,纯搅拌时间一般应不小于2~3min,加入纤维后可适当延长搅拌时间40-60秒,以便其充分搅拌。
投料时,因纤维较轻,应避免高空抛洒,并要求做好混凝土的搅拌记录工作。
③混凝土运输
混凝土采用混凝土罐车运输至施工现场。
罐车用定做专用保温套进行保温,混凝土泵管用岩棉管外裹定做专用保温套进行保温。
混凝土的运输速度要快,保证混凝土拌合物的出机温度不低于10℃,入模温度不得低于5℃。
投砂、石骨料时要注意不要把冰雪或冻团装入搅拌机内,以免给拌合物温度带来损失,影响砼质量。
砼的搅拌时间要适当加长,最短时间为90s。
外加剂要求设专人提前配制成溶液后投放,以保证外加剂的匀质性,并认真填写配制投放记录。
(2)混凝土浇筑
①浇筑方法
在本工程中采取“分层浇筑法”,浇注从中心向基础外侧方向推进,先锚板位置后向其他部位推进。
已浇筑的下层混凝土尚未凝结时,就开始浇筑第二层,如此逐层进行,直至浇筑完成,上下两层混凝土浇筑时间间隔不大于下层混凝土初凝前45分钟,一般从最低处开始,向基础中心逐步推进浇筑,开始分层厚度宜为40~50㎝左右。
单个风机基础混凝土浇筑时间为8~10小时;浇筑过程中采取相应防雨、防雪措施,中途不得中断浇筑。
②混凝土浇筑
大体积混凝土浇筑一般都是大流动性料子,坍落度比较大,浇筑时要考虑混凝土的自由倾落高度过大造成的负面影响,需要采取相应的预防措施。
并要求做好混凝土的浇筑记录。
混凝土浇注时首先浇注下锚板的位置,并对此处振捣混凝土时要百倍的小心,不可碰到200根锚杆上的PVC套管任何一根,将锚板混凝土首先浇注50㎝,牢牢锁住,防止锚栓组合件平移。
把基坑开挖的土方平均堆成4~5堆,土堆之间为混凝土罐车浇筑通道,一共为5~6道,每道设置一固定溜槽或设置三个活动溜槽,人工按浇筑顺序搬到指定位置。
溜槽长约6~7m,卸料高差约3m,溜槽夹角约30。
,溜槽顶离地面高为1m,方便罐车卸料。
浇筑时,罐车直接卸料到溜槽中,如料坍落度过小不易滑落,严禁用水冲,必须采取铁铲推入仓号。
混凝土入仓后,人工采用振捣棒进行引料,使混凝土均匀摊铺。
具体浇筑方法见图三。
(3)混凝土振捣
①砼振捣时,有专人看管模型和钢筋,如发现有变形走动,及时纠正加强和调整。
②使用插入式振动器时,振捣棒应垂直或略有倾斜插入砼,不平放在砼表面。
③振捣棒快插慢拔。
④振捣棒前后插入距离以直线行列插捣时,不超过振捣棒作用半径1.5倍,以梅花振捣时,不超过振捣棒作用半径1.75倍。
⑤振捣时间控制在30秒。
当砼停止沉落,表面气泡不再明显增加灰浆出现,砼已将模型边角填充饱满为好。
浇筑时按顺序推进分层浇筑,每层厚度不大于30cm。
浇筑应保持连续进行,上下两层间歇时间应尽量缩短,在下层混凝土初凝前进行,允许间歇时间按GB/T—50080-2002《普通混凝土拌合物性能实验方法标准》要求执行。
在振捣时要将插入式振捣器的振动棒稍伸入到下层混凝土10cm。
振捣时间应以被振捣处表面停止沉落或表面气泡不再显著发生为度。
振捣时振动棒不得碰撞钢筋及预埋件,并与锚板保持10cm距离以上。
振捣过程中,应有专人检查支撑,模板和预埋件等稳固情况,。
浇筑前应清除模板内的积水和杂物,如模板有缝隙,应填塞密实,模板内涂刷脱模剂。
(4)泌水处理
大体积混凝土在浇筑、振捣过程中,会产生较多的泌水和浮浆,不予以彻底清除,将影响混凝土质量,给生产留下隐患。
遇到这种情况,应及时排除泌水,并进行二次振捣。
可以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。
为避免端部砂浆过于集中造成的质量影响,当混凝土坡脚浇至顶端部模板时改变浇筑方向,再反方向浇筑混凝土,以便于收头和清除泌水。
(5)混凝土表面处理
混凝土的表面处理工作也很重要,如果处理不当,就会产生细微裂纹。
混凝土的表面处理应在混凝土初凝前进行,用2m刮尺按控制标高边压边刮平,随后用木蟹粗平压实、两遍成活。
铁抹子抹平压实2~3遍成活,然后在用铁抹子紧面一遍。
最后覆盖保温材料,进行湿热养护。
(六)混凝土养护
养护对于控制大体积混凝土的内外温差,确保混凝土质量起到十分关键的作用。
养护方法:
①大体积混凝土的养护方法,分为保温法和保湿法两种。
保温法是在混凝土成型后,使用保温材料:
塑料薄膜及毛毡等覆盖养护,减少混凝土表面的热扩散和温度梯度,防止产生表面裂缝。
同时延长散热时间,充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性,使混凝土的平均总温差所长生的拉应力小于混凝土抗拉强度,防止产生贯穿裂缝。
保湿法是在混凝土浇筑成型后,用洒水、喷水、蓄水养护,使刚浇筑不久的混凝土在适宜的潮湿条件下,防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。
同时可使水泥的水化作用顺利进行,提高混凝土的极限抗拉强度。
由于基础混凝土悬挑板顶面幅宽较长,混凝土施工时由低处向高处施工,下部混凝土表面成型一部分后,即可开始对低处混凝土用薄膜覆盖养生,并对混凝土进行人工洒水,塑料薄膜上面即刻覆盖毛毡,以进行保温。
②养护时间
为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件,防止在早期由于干缩而产生裂缝,大体积混凝土浇筑完毕后,应在12h内加以覆盖和浇水。
普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于15d;矿渣水泥拌制的混凝土养护时间不得少于21d。
③注意事项
养护时候不得往测温管里注水,同时要保证测温管不能堵塞。
(7)混凝土测温
为了控制混凝土的内外温差,以便随时采取相应措施,需要对混凝土进行温度监测和控制。
①测温点的布置
测温点的布置必须具有代表性和可比性,每个风机基础混凝土内部埋设9个测温点,沿着基础的高度,在悬挑板中部砼厚度1米处、靠中心厚度在1.3米处,按夹角120度处布设三组共6根;在基础φ3.4m范围内均布三根。
每个部位的距上表面20cm,中、下距下表面20cm,砼浇注后,就派专人定时测设,准确记录,随时观察是否满足温控要求。
②测温制度
混凝土浇筑完毕后即开始测温,必要时采取保温养护措施。
在混凝土温度上升阶段每2~4h测一次,温度下降阶段每8h测一次,同时应测大气温度,以便掌握基础内部温度场的情况,控制砼内外温差在25℃以内,中心温度最高不得>70℃。
当内外温差大于25℃时,对混凝土使用棉布覆盖,并增加撒水养护的频率,以降低温度。
经过数据分析,发现问题及时采取措施。
待第一个、第二个完成浇注后,对温度记录进行整理后发现混凝土的温度差均超过25℃,将对混凝土配合比、浇注顺序及降温措施进行改正。
待砼强度达到设计强度的85%,并经技术部门同意后方可停止测温。
配备专职测温人员,按三班考虑。
对测温人员要进行培训及安全交底。
测温人员要认真负责,按时按孔测温,不得遗漏。
测温记录要填写清楚、整洁,换班时要进行交接。
所有测温孔均应编号,进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量;
测温记录,应交技术负责人阅签,并作为对混凝土施工和质量的控制依据。
③测温
混凝土的温升梯度宜不大于15℃/m,控制混凝土内外温差不大于25℃。
在测温过程中,若发现温差超过25℃时,应及时加强保温或延缓拆除保温材料,以防止混凝土产生温差应力和裂缝。
(8)工艺要求
以优化混凝土配合比为目的,加强对施工用材料的检查力度。
混凝土在搅拌时,必须严格按照配合比施工。
可经过设计,在大体积砼中加入钢管,利用循环水来降低砼内部温度。
改善约束条件,减少温度应力:
垫层表面尽可能压平整、光滑,在其上按设计要求作一毡一油滑动层,以减少地基对基础的约束;避免钢筋支架嵌入垫层内,约束基础变形。
混凝土浇筑期间,要求木工、钢筋工和其他专业人员分别看好模板、预应力锚栓等,确保混凝土浇筑时,锚栓位置正确,不发生偏移或倾斜。
在混凝土浇筑后,做好混凝土的保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减少温度应力,夏季应注意避免曝晒,注意保湿。
采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
加强测温和温度监测与管理,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不至于过大,以有效控制有害裂缝的出现。
合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土拌合物堆积过大高差。
在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋,在截面突变和转折处,底、顶板与墙转折处、孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝的出现。
做好温控记录,保存好原始资料。
要求测温时间为:
前三天,白天2h/次、夜间4h/次;第三至第七天内,白天4h/次、夜间1次;以后至28天,各班1次。
测温控制点宜在承台中心、承台长边1/4处及承台边缘布置,分上、中、下三层,每个承台布置9个,测温点布置见下图:
.养护要及时。
在混凝土浇筑过程中,为减少混凝土表面水分蒸发,可用塑料薄膜等不吸水的材料,一边浇筑、一边覆盖,待初凝抹面收浆后,再正式进入养护工序;要保持水分,防止干湿循环。
一般来说养护水温不宜低于15℃,且养护水温与混凝土的表面温度相差不宜高于15℃,以防混凝土表面裂纹。
在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下,大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。
降温值=浇筑温度+水化热温升值-环境温度。
为了防止大体积混凝土裂缝的产生,通过计算预测了混凝土的浇筑温度、混凝土温升值的可能产生应力,并据此制定了降低浇筑温度腔制温升值措施,预先制定减缓降温速率的方案和一旦出现意外情况的应急措施。
3 .1计算混凝土内最大温升
据资料介绍,有三种计算公式,其一为理论公式:
△Tmax= Wc x Q x(1-e- nt) x£
另一个为经验公式:
△Tmax = Wc /10+ FA/50
当混凝土厚度超过3 m时,计算值与实测值偏差过大。
建议把上述经验公式改为:
△Tmax =Wc x Q x 0 .83/Cб+FA/50
公式
(1)可计算各个龄期混凝土中心温升,从而计算每个温度区段内产生的应力,还可找出达到温升峰值的龄期,从而推定采取养护措施的时间。
但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。
该公式似乎未能把大体积混凝土的散热条件和平面尺寸的影响因素充分考虑进去。
如能根据不同情况调整m和£的取值,可能会使计算值更接近实际。
在该工程中,按公式
(1)计算的结果与后来的实测值偏差较大,升温峰值出现的时间也比实测值偏后。
据了解,其它工程的计算也有类似情况。
公式
(2)计算较简便,在该工程中计算值较实测值偏差较小,但无法据此计算应力,也找不出升温峰值出现的时间。
因该工程混凝土厚度是1 .2 m,若按公式(3)计算,计算值最接近实测值。
三个公式,三种结果。
在考虑施工、养护方案时,均按最不利的情况考虑,以求稳妥。
3 .2混凝土中心温度值
T1=T2+△T(t),
因为△T(t)计算值较高,夏季的浇筑温度T1应采取措施降下来。
如果不采取水中加冰等降温措施,计算得:
混凝土拌合温度:
Tc=∑Ti•Wi.•Ci/ ∑Wi•Ci=29.1℃。
混凝土出机温度:
Tj=Tc-0.16(Tc-Td)=30.1℃。
混凝土浇筑温度:
Tj-T1+(Tq-T1) (A1+A2+…)=29 .7℃。
这个温度是昼夜平均浇筑温度,如果白天最高气温是35℃,这时的浇筑温度Tj = 31 .4℃。
为了降低Tj,采取如下措施:
料场石子进仓前用凉水冲洗,水泥在筒仓内存放15 d以上,晴天泵管用湿岩棉被覆盖,气温高时拌合水中加冰降温。
其中,拌合水中加冰效果最好。
可见,每使混凝土浇筑温度下降1℃,平均要使拌合水温下降近6℃。
要使混凝土浇筑温度下降3℃,至少每m3混凝土要加0℃冰40 kg.无论如何,在工程中实际浇筑温度Tj,都不能超过32℃。
4、确定保温材料的厚度,预测混凝土表面温度
据公式(3)计算,混凝土中心最大温升达47 .3℃,假如浇筑温度是30℃,混凝土中心温度将达77 .3℃。
如果环境平均温度Tq=(35 +23) /2=29℃。
两者平均温差将有48 .3℃,这是无论如何不能允许的。
解决办法是在混凝土开始降温时,在其表面覆盖保温材料,使表层混凝土温度提高,达到减小混凝土内表温差的目的。
一般规定:
混凝土内表温差T1-T2≤25℃对于较厚的混凝土,此温差值可适当放宽。
由此可见,即使在炎热的夏季,大体积混凝上在降温阶段要“保温”养护。
经过计算,提出两种养护方案供施工时选择。
一种是盖一层塑料薄膜和一层3 cm厚的防水岩棉被。
另一种是蓄水2cm-12cm养护,深度随当时混凝土内外温差增减。
前者的优点是保温性能较好,可缩小混凝土内表温差,减慢降温速度,从而有利于混凝土抗裂,但缺点是可能因降温速度过慢而延长养护时间;但如遇环境温度骤降造成混凝土内表温差过大时,较难采取临时加强保温的措施。
实际施工中采用了第一种养护方案,养护效果很好。
塑料薄膜很有效地保证了混凝土表面的潮湿,既保证了表层混凝土的强度增长,又使前3周的降温阶段不致出现干燥收缩,还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。
岩棉被的效果也恰到好处,当混凝土表面温度过高,不利于降温时,局部揭开岩棉被加快降温。
下过几场大雨后,岩棉被被水浸透,导热系数增大,使混凝土浇筑后3周的降温速度始终较好地控制在1 .3 0C/d-1 .5 0C/ d范围之内。
七、雨季施工安排及保证措施
(1)雨季施工保证措施
①项目部成立以项目副经理为组长,总工程师为副组长的防汛渡汛领导小组,各施工队亦成立相应组织,并组织义务抢险队。
②施工前及时与气象部门取得联系,了解附几年的水文资料,合理安排施工,施工中及时将气象记录每天发到基层,便于提前作好非正常天气条件下的施工安排和防护措施。
③基础开工前,挖好截水沟、排水沟,保证排水系统的通畅。
排水沟内设集水坑,以适应大体积抽水的需要。
④混凝土浇筑前了解天气情况,有大雨、中雨时不得浇筑,若因工期关系且小雨持续不断而必须浇筑时,则必须准备足够的防雨设施和覆盖用的塑料布等,同时调整混凝土水灰比。
刚浇好的混凝土若遇雨,上覆塑料薄膜盖草袋。
中间遇雨即遮好篷布继续施工。
⑤物资材料除分门别类放入带有防雨设施的仓库外,部分裸外材料堆放地基础用砖石砌筑,高于周围地面40cm,下铺油毛毡,上用篷布遮盖。
周围挖好排水沟。
⑥现场机械设备在下雨时躲到遮雨地带或用防雨罩盖好。
⑦办公用房、宿舍、仓库、生产用房均安置避雷设施,临设坚固耐久,周围挖好排水设施。
⑧为防汛渡汛,项目部配足够数量的草袋和防水设备,洪水时组织抢险队分工负责,一旦有险情,组织群众疏散,组织物资转移,把损失减少到最低程度。
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