大体积混凝土施工方案 (2).doc

中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 目目 录录 1 工程概况工程概况 2 1 1 工程概况 2 1 2 大体积混凝土分布情况 2 2 大体积混凝土施工技术设计大体积混凝土施工技术设计 2 2 1 裂缝产生的原因 2 2 2 温度裂缝控制措施 3 3 大体积混凝土施工组织大体积混凝土施工组织 6 3 1 水泵房底板砼施工 6 3 2 坞口底板砼施工 7 3 3 坞墩砼施工 9 4 施工质量保证措施 施工质量保证措施 9 中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 1 工程概况工程概况 1 11 1 工程概况工程概况 中船龙穴造船基地位于虎门外的珠江右岸 龙穴岛围垦区的东岸线上 南面与南沙 经济开发区的港区相邻 造船区工程是龙穴造船基地的一个重要组成部分 位于基地 中间 规划占地面积 185 公顷 造船一期工程建设两个干船坞 其尺度分别为 1 坞 L B H 490 106 13 1m 和 2 坞 L B H 480 92 13 1m 1 21 2 大体积混凝土分布情况大体积混凝土分布情况 本工程的坞口底板 坞门墩 水泵房底板 中间坞门坑等都属大体积砼 其中坞 口底板分段尺寸为 23 8 30 3 2m 19 8 30 3 2m 砼方量约为 3000 m3 2200 m3 坞 门墩分层砼尺寸为 9 30 3 5m 方量为 945 m3 水泵房底板砼方量约为 3000 m3 中间坞 门坑分段尺寸为 32 20 1 7m 28 20 1 7m 砼方量为 1088 m3 952 m3 2 大体积混凝土施工技术设计大体积混凝土施工技术设计 大体积混凝土的质量控制主要是要预防结构裂缝的产生 因此 采用合理的施工工艺 采取一定的辅助措施能有效的减少或消除裂缝 2 12 1 裂缝产生的原因裂缝产生的原因 2 1 12 1 1 混凝土裂缝产生的原因混凝土裂缝产生的原因 混凝土结构产生裂缝德原因主要有两个方面 分别为温差裂缝和干缩裂缝 A 温差裂缝 大体积混凝土由于横断面面积大 体积较厚 且混凝土自身的导热性又很差 因此 水泥水化过程发出的热量聚集于内部不易散失 随着混凝土龄期的增长 弹性模量亦随 之不断提高 对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大 以至于在混凝土表面产生很 大的拉应力 当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时 混凝土便开始出现裂缝 这种由于混凝土内外温差产生的应力应变而引起的裂缝称为温差裂缝 B 干缩裂缝 混凝土的拌合 水泥的水化都离不开水 这些和入混凝土的水分除少部分参与水泥 中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 水化外 其余都会在水泥硬化过程中陆续蒸发掉 并伴随引发混凝土体积的收缩 当这 种收缩变形受到约束 结构应力超过混凝土的强度极限时 就会引起混凝土结构的干缩 裂缝 很明显 抑制干缩裂缝的途径 一是设法降低拌合混凝土的水灰比 减少混凝土中 的含水量 降低混凝土的体积收缩率 二是加强对混凝土的养护 延缓混凝土的收缩时间 待 混凝土形成较高强度后 自身就可以抵御混凝土的收缩应力 2 1 22 1 2 本工程大体积混凝土裂缝产生的原因本工程大体积混凝土裂缝产生的原因 A 1 2 造船坞工程的坞口底板和坞墩 水泵房底板砼形体较为庞大 单次浇 注的砼方量均达到或超过 1000m3 属于大体积砼 根据以往的施工经验大体积砼在 施工中容易产生温度裂缝 温度裂缝产生的原因是在拌合砼时 水泥和水发生水化 反应放出大量的水化热 砼的温度随水化反应的不断进行而逐步升高 当砼的体积 较大和散热条件不好时 水化热积蓄在砼内部 从而引起砼内部的温度明显升高 砼温度的变化必然会引起砼体积的变形 当温度变形受到约束而不能自由伸缩时就 会产生温度裂缝 B 因混凝土外表的水分挥发过快 自身水分得不到有效补偿 混凝土表面容易 产生收缩龟裂 C 大体积混凝土由于受结构座落岩层的约束 在应力约束的作用下 容易产生 裂缝 2 22 2 温度裂缝控制措施温度裂缝控制措施 由于大体积砼容易产生温度裂缝 所以施工中要控制砼内部的温度升高 规范要 求砼内外温差一般不大于 25 度 为了降低砼内外的温差 我部在施工中拟从设计 原 材料 配合比和施工工艺四个方面采取措施 1 设计措施 1 地基处理 坞口底板和坞墩的砼厚度和体重较大 地基的不均匀沉降容易造成各处受力不同 而产生裂缝 因此在地基施工中一定要清理至强风化以上的岩面 对表面松散的岩土 一定要清理干净后再浇注垫层 2 分缝分块 为了减轻砼的约束作用 缩小约束的范围 同时利用浇注断面进行散热以降低砼 内部温度 施工中可适当分缝分块 例如在坞口底板砼中设计设置了三条后浇带 同 中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 时北侧坞口底板和南侧坞口底板的面积和体积均较大 单块砼方量将近 1800m3 施工 中可以考虑进行水平或垂直分缝 南北坞墩的垂直高度达到 17m 以上 施工拟进行水 平分层 分层厚度以不大于 3m 为宜 2 原材料 1 水泥 所采用水泥用量对坞口底板和坞墩砼内外温差的大小有很大影响 施工中在保证 砼和易性 力学性能和耐久性的条件下 可以尽量使水泥的用量降低至最小限度 减 少水泥用量可以减少总的水化放热量 从而可以降低砼内部的最高温度 根据现场实际施工条件降低砼中水泥用量的措施主要有 a 掺入粉煤灰 掺入粉煤灰不仅可以改善砼的和易性 有利于施工操作 而且对 降低砼的水化热有良好的作用 同时还有显著的经济价值 有资料表明 用粉煤灰取 代 20 的水泥 可使 7 天的水化热下降 11 取代 30 时下降 25 但大体积砼中掺加 粉煤灰的替代比例应符合国家的有关标准 根据现场实际情况施工中以替代比例控制 在 20 左右 最高不得超过 30 b 加块石 一定比例的块石可以减小砼内外的温度梯度 又可以增加砼结构强度 加入的块石必须采用未风化的 块石在加入前必须清洗掉表面的泥土石粉等杂物 砼 在浇注时必须进行严格分层 在每一分层砼浇注完成以后掺加不多于 20 的块石 加入 的块石必须在砼中均匀放置 不得堆放 2 外加剂 坞口底板和坞墩砼施工中宜加入一定的缓凝剂 减水剂或缓凝型减水剂 缓凝剂 的加入可使水泥的水化热释放速度减慢 有利于热量的消散 能使砼内部的温升有所 降低 这对于避免产生温度裂缝是有利的 掺入减水剂时减水剂吸附在水泥颗粒的表 面 起抑制和延缓水泥水化的作用 在相同强度 和易性和耐久性的条件下 可减少 砼中的水泥用量 前者使水泥的早期水化速率减慢 因而使水化热延缓产生 后者可 降低总水化热 施工中选用缓凝高效减水剂 要求减水率 15 并能延缓初凝达 6 小 时左右 另外在闭合块施工中加入一定的膨胀剂用于补偿砼的收缩 3 配合比设计 在坞口底板和坞门墩砼的配合比设计中要严格控制水泥用量 配置过程中要采取 各种措施来降低水泥用量 同时有资料表明 水泥在一定时间内的总水化热随着水灰 比的增大而增加 所以可采用掺减水剂的方法来降低水灰比 同时可稍微提高砼中粗 中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 骨料用量 既可降低水化热又可抑制砼的变形 根据现有施工条件在配合比设计中尽 量达到以下要求 粗骨料选用 5 31 5mm 粒径连续级配 细骨料采用江砂 要求砂样细度模数 1 2 6 2 8 砼中掺入缓凝高效减水剂和减少水泥水化热的掺合料 2 在保证砼强度及坍落度的前提下 尽可能提高掺合料和骨料的含量 以降低 3 单方砼的水泥用量 4 施工工艺 1 降低砼入模温度 搭设遮阳棚 避免砂石直接受太阳照射 搅拌楼蓄水池加盖盖板 防止日晒 通往蓄水池的水管已经埋入地下 每次浇筑砼前 6 小时从蓄水池抽水浇淋水泥罐 粉煤灰罐 避开高温施工 一般情况下在下午 19 00 后才开始浇筑砼 即尽量利用夜间 施工 2 测温 原材料测温 为更好地掌握砼的入仓温度 由工地试验室负责对空气 砂石料 水泥 外加剂 砼入仓等温度 测温时间段为每天 0 00 11 00 15 30 20 00 并做好观测记 录 砼测温 为掌握砼内部温度的变化情况 采用热电阻法进行测试 即砼浇筑前在指定位置 埋置 Pt100 铂热电阻元件 该电阻测试范围为 100 150 测试时间间隔为 第 1 2 天为每 8h 测一次 第 3 5 天为每 2h 测一次 第 6 7 天为每 4h 测一次 第 8 10 天 为每 8h 测一次 具体测试时间间隔再根据测试结果及时调整 3 保温措施 大体积砼中产生温度裂缝的一个重要原因就是在砼中产生了内外温差 当表面混 凝土接近冷却时 由于砼内部散热不及时就容易在内外产生温差 当此温差达到一定 值时产生的应力超过了未成熟砼的抗拉强度拉应力 就会使砼开裂 施工中为了使大 体积砼内外温差降低 可采用对砼表面保温的方法使砼内外温差降低 对于坞口底板和坞门墩砼在浇注完成以后四周前期采用模板覆盖保温 即砼浇筑 中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 完 2 天后再拆模 拆模后 覆盖一层薄膜外加一层土工布 坞口底板表面采用粘土挡 边后蓄上一定高度的水 采用水的隔热性推迟砼内部水化热的迅速散失 从而控制砼 内外温差的差值 达到防止砼开裂的目的 对于坞门墩砼的表面在时间允许的情况下 采用蓄水保温 时间不允许时直接采用湿的土工布保温 4 施工过程控制 坚持做好施工缝接茬处理 浇筑上层砼前 下层砼表面必须清扫干净 并用水湿润 避免结茬处出现干缩裂 缝 坚持二次振捣和二次抹面 采取二次振捣可以确保砼均匀 密实 消除砼内部缺陷 提高砼抗裂能力 二次 抹面可以使砼面密实 防止出现因表面水分散失引起的干缩裂缝 坚持加强砼养护 养护 14 天要全天候进行 每天 2 班 每班 3 人 轮流值班 严格保证砼的表面是 湿润的 防止被风吹干 5 加强砼表面观测 及时发现问题 及时向总包 监理 业主汇报 3 大体积混凝土施工组织大体积混凝土施工组织 3 13 1 水泵房底板砼施工水泵房底板砼施工 水泵房底板计划分三次浇筑 并设置后浇带 每次砼方量约 1000m3 因项目部自 建搅拌楼还在搭建 故该部分混凝土采用商品混凝土 具体措施有 混凝土合理选择原材料 优化配合比 以达到混凝土水化热低 混凝土强度 和 易性 塌落度均满足要求 混凝土浇筑采用汽车泵 由于底板或面板平面面积较大 为避免在施工过程产生 冷缝 根据商品混凝土的供应能力 应按一定的厚度 次序 方向分层进行 从一侧 开始逐渐向前推进 间歇时间按下表执行或根据砼凝时间 设备能力经试验确定 插入式振捣器应垂直插入砼中 并快插慢拔 上下抽动 以利均匀振实 保证上 下层结合成整体 振捣器应插入下层砼中不小于 5cm 插入式振捣器的振捣顺序宜从近 中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 模板处开始 先外后内 砼振捣要均匀 以防漏振 插入式振捣器至模板的距离不应大于振捣器有效半径 的 1 2 并应避免碰撞钢筋 模板 芯管 吊环 预埋件 且这些部位周围应振捣密 实 砼浇注至顶部时 采用二次振捣 二次抹面的施工工艺 利用抹光机进行抹面 同时辅以人工木抹抹面 砼浇注完成后 在砼顶面外侧要用压刀压平压直 使顶口线 顺直 确保施工缝外观质量 浇注时 应随时检查止水带有无卷曲 在规范允许范围内 可掺加不多于 20 的块石 以降低砼水化热 砼养护采用保湿保温养护 底板砼表面覆盖一层塑料薄膜 再盖一层土工布洒水 养护 如具备蓄水条件 可用粘土将四周垒高 10cm 在底板上注水 大体积砼采用蓄热保湿保温法养护 砼收水后在水平表面处覆盖一层塑料薄膜 其上罩土工布覆盖压牢 竖向侧面覆盖一层塑料薄膜和土工布 最后覆盖一层彩条布 用铁丝固定 并设专人定期检查 浇注砼时在砼内部多个部位埋设测温元件 定时测量砼内部内部温度 直至这一 温度与自然气温差值小于 25 之后 方可撤下保温覆盖层 3 23 2 坞口底板砼施工坞口底板砼施工 垫层砼 C20 坞口底板及坞墩 2 00m 以下砼 C30 坞墩 2 00m 以上砼 C40 坞口 底板和坞墩属大体积砼 为保证砼的质量 拟采取蓄热法保温保湿养护 将温差控制 在 25 以内 以避免砼内部出现裂缝 原材料 1 a 水泥 采用低水化热的普通硅酸盐水泥 尤其是选用三天内水化热较低的水泥 同时增加水泥储罐 以便将水泥降至常温 b 粉煤灰 考虑到只能采用水化热较高的硅酸盐水泥来浇筑砼 故采用掺加粉煤 灰取代部分水泥以降低砼的水化热 本工程用 级粉煤灰超重取代 20 的水泥用量 c 外加剂 选用缓凝高效减水剂 延缓初凝时间 这对浇筑大体积砼较为有利 d 骨料 粗骨料采用 5 31 5mm 粒径连续级配 并要求其它各项指标均能满足规 范要求 细骨料采用江砂 要求砂样细度模数 2 6 2 8 其它指标均能满足规范要求 中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 砼的配合比设计 2 坞口底板结构砼强度等级为 C30 设计要求砼拌合物中氯离子含量不大于 0 10 按水泥质量百分率计 最大水灰比为 0 50 为了降低大体积砼内部水化热 本工程拟采用缓凝高效减水剂及用粉煤灰取代部 分水泥的措施 超代系数 1 5 在施工前预先进行级配试验 以达到最大容重的级配 砼的搅拌 运输及浇注 3 a 采用遮荫棚或防晒布遮盖粗骨料和细砂 砼搅拌前用水对粗骨料和细砂降温 控制原材料搅拌温度 b 砼采用现场自建的搅拌站进行搅拌 因掺入粉状外加剂及粉煤灰 故搅拌时间 须适当延长 c 砼罐车运输 采用砼灌车配合砼拖泵浇注 砼浇注效率按 100m3 h 考虑 d 插入式振捣器应垂直插入砼中 并快插慢拔 上下抽动 以利均匀振实 保证 上下层结合成整体 振捣器应插入下层砼中不小于 5cm 插入式振捣器的振捣顺序宜从 近模板处开始 先外后内 e 砼振捣要均匀 以防漏振 插入式振捣器至模板的距离不应大于振捣器有效半 径的 1 2 并应避免碰撞钢筋 模板 芯管 吊环 预埋件 且这些部位周围应振捣 密实 f 砼浇注至顶部时 采用二次振捣 二次抹面的施工工艺 利用抹光机进行抹面 同时辅以人工木抹抹面 砼浇注完成后 在砼顶面外侧要用压刀压平压直 使顶口线 顺直 确保施工缝外观质量 g 浇注时 应随时检查止水带有无卷曲 h 在规范允许范围内 可掺加不多于 20 的块石 以降低砼水化热 砼养护 4 大体积砼采用蓄热保湿保温法养护 砼收水后在水平表面处覆盖一层塑料薄膜 其上罩土工布覆盖压牢 竖向侧面覆盖一层塑料薄膜和土工布 最后覆盖一层彩条布 用铁丝固定 并设专人定期检查 浇注砼时在砼内部多个部位埋设测温元件 定时测量砼内部温度 直至这一温度 与自然气温差值小于 25 度之后 方可撤下保温覆盖层 中船龙穴造船基地民船项目 1 2 造船坞工程 大体积混凝土施工方案 3 33 3 坞墩砼施工坞墩砼施工 坞墩施工同坞口底板一样为大体积混凝土施工 砼分层施工面可采用止水钢板止 水 模板结构采用大片组合钢模板 内侧在垫层砼或前一层砼中预埋拉条 对模板进 行固定 外侧也可采用必要的斜撑进行支顶 墙体模板对拉螺栓套遇水膨胀橡胶圈 确保止水效果 坞墩在 2 0m 以下的结构砼的技术要求及浇筑 养护等施工工艺同坞口底板混凝 土 在 2 0m 以上的结构砼强度等级为 C40 设计要求砼拌合物中氯离子含量不大于 0 10 按水泥质量百分率计 最大水灰比为 0 40 考虑到坞墩与泵房相邻 且泵房的底标高较深 故在生产安排时拟先施工泵房 直至泵房施工分层面高出坞墩的一个施工分层面时 方可施工坞墩 由于坞墩较高 为便于支立模板 拟在坞墩四