承台大体积混凝土施工方案

1、南水北调中线一期工程总干渠陶岔沙河南段（委托建管项目）南阳段第七施工标段大体积混凝土施工方案（合同编号：HNJ-2010/NY/SG-007）中国水电SlKWfYDRO编制：审核：批准：中国水电建设集团路桥工程有限公司南水北调中线工程南阳段七标项目部二。一一年四月三十日i目录1 总则 41.1 编制依据 41.2 适用范围 41.3 工程概况 41.4 大体积混凝土的定义 51.5 大体积混凝土裂缝产生原因的机理分析 52 大体积混凝土配合比 62.1 基本要求 62.2 应遵循的规程 73 . 大体积混凝土材料要求 73.1 水泥 73.2 粗骨料 73.3 细骨料 83.4 水 83.5

2、粉煤灰 83.6 外加剂 84 . 施工准备 94.1 生产组织 94.2 施工劳动力组织 94.3 测量放线 104.4 模板 104.5 钢筋 114.6 配合比 114.7 材料检验 124.8 技术交底 124.9 突发事件的处理 125大体积混凝土热工计算 121.1 浇筑温度 131.2 求混凝土的绝热温升（ t=3 天） 131.3 混凝土中心温度 141.4 混凝土的温度测量 146混凝土温度的控制方法和措施 167 .混凝土施工 177.1 混凝土搅拌 177.2 混凝土的运输 177.3 混凝土浇筑 187.4 混凝土养护 207.5 混凝土试块留置原则 207.6 严格控

3、制拆模时间 218 .冬季施工 219 .质量、安全控制措施 219.1 质量控制措施 219.2 安全控制措施 2210 .附件 2310.1 大体积混凝土施工工艺框图 2310.2 测温记录表 2425大体积混凝土施工技术方案1 总则1.1 编制依据1 南水北调中线南阳段设计姚湾东南跨渠公路桥设计文件、图纸2 南水北调中线南阳段七标施工合同及招投标文件3混凝土结构工程质量验收规范( GB50204 2002)4混凝土泵送施工技术规程( JGJ/T10 95)5大体积混凝土施工规范(GB50496 2009)6公路桥涵施工技术规范(JTJ041 2000)7大体积混凝土施工规范( GB504

4、96 2009)8建筑施工手册1.2 适用范围南水北调中线一期工程陶岔至沙河南段南阳段姚湾东南公路桥、及其相关工程配套部分南阳段七标内承台、墩柱、拱脚大体积混凝土施工。1.3 工程概况南水北调中线一期工程陶岔至沙河南段总干渠是中线输水工程 的首段，位于河南省南阳市、平顶山市境内。起点位于陶岔渠首闸下，终点位于沙河南岸鲁山县薛寨北，线路长 238.742km,沿线经过河南省南阳市淅川、邓州、镇平、方城四县市及卧龙、宛城二个城郊区和平顶山市的叶县、鲁山县，共8 个县( 市、 区 ) 。本标段位于南阳市市区内，标段内共有公路桥3 座，程沟东南1公路桥(桩号TS93+868桥梁全长199.0m,路线全

5、长770ml桥面 宽度2X (0.35+7.0+净-11.5+0.5 ) m,主桥桥型为单跨130m系杆 拱桥；姚湾东南公路桥(桩号 TS97+406桥梁全长251.0m,路线全 长1160ml桥面宽度2X (0.35+7.0+净-12.25+0.5 ) m,主桥桥型为 单跨180m系杆拱桥；孙庄东南公路桥(桩号 TS100+192桥梁全长 192.0m,路线全长 800ml 桥面宽度 2X (0.35+7.0+净-11.5+0.5 ) m,主桥桥型为单跨180m系杆拱桥。主要工程量包括：土石方开挖 2.12万m3、土石方填筑61.9万 m3、混凝土 6.49万m3、钢筋制安10977.0t

6、,钢材940.2t ,钢管 3021.0t ，加筋土挡墙土工格栅43.7 万 m2。1.4 大体积混凝土的定义在公路桥涵施工技术规范( JTJ041-2000 )中对大体积混凝土解释为“现场浇筑的最小尺寸为13m且必须采取措施以避免水 化热引起的温差超过25的混凝土称为大体积混凝土”。1.5 大体积混凝土裂缝产生原因的机理分析混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格(如碱骨料 反应) ，模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，

7、又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的 1 10左右，由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力，

8、则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。2. 大体积混凝土配合比2.1 基本要求施工采用混凝土罐车运输，泵送浇筑混凝土。水泥应尽量选用水化热低和安定性好的水泥，水灰比应控制在小于 0.55 。尽量采用连续级配的骨料配置混凝土，在能满足运输、泵送的前提下，选用粒径较大的石子。在混凝土中加入粉煤灰，可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土的工作性和可靠性，同时可代替水泥，

9、降低水化热。为满足和易性和减缓水泥早期水化热的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝剂、减水剂。配合比应由试验室多次试配。2.2 应遵循的规程2.2.1 混凝土配合比应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求进行设计，并通过试拌调整后确定，应符合国家现行普通混凝土配合比设计规程（JGJ55）的有关规定。2.2.2 混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。3. 大体积混凝土材料要求3.1 水泥所用应符合现行国家标准，当采用其他品种时，其性能指标必须符合国家现行有关标准的规定；大体积混凝土施工所用水泥其3d的水化热不宜大于 240KJ/Kg， 7d 的

10、水化热不宜大于270KJ/Kg。3.2 粗骨料采用连续级配的石子，在满足施工要求的情况下粒径尽量大。在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。宜选用粒径5-31.5mm,并连续级配，含泥量小于 1。3.3 细骨料优先使用中粗砂，其细度模数宜大于 2.3 ，含泥量不得大于3%。泥块含量不得大于1%，选用平均粒径较大的中、粗砂，并且检验合格。3.4 水拌制和养护混凝土用水宜采用饮用水。当采用其他水源时必须检验合格。3.5 粉煤灰混凝土中使用的掺和料国内目前主要是粉煤灰，掺加粉煤灰代替水泥可降低水化

11、热，降低混凝土的绝对升温值。使用的粉煤灰应检验合格。3.6 外加剂外加剂种类多，常用的有减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂，应根据实际需要合理选择。掺入减水剂，不仅可以使混凝土的工作性能有明显改善，同时可以减少用水量，节约水泥，从而降低水化热。泵送混凝土为延缓凝结时间经常加入缓凝剂。外加剂选用前应了解其产品性能，使用前应试验合格。4. 施工准备4.1 生产组织以姚湾公路桥承台为例计算：我单位组织两台搅拌机组，生产能力每台可达50m3/h, 每小时可生产50*2=100m3/h 。混凝土浇筑体积：59.9*11.2*4=2684 m3； 2684 m3/100 m3/h=26.8h ；约需要 27小

12、时；距搅拌站 0.5 公里；罐车来回运输约 10分钟； 2684/27=100m3/h;罐车10 m3/车；100/10=10辆罐车，决定安排10-12辆罐车运输，有足够的运输保证。现场安排2 台泵车，每小时泵车送量为65m3 ，并在站内随时准备一台泵车备用，以保证生产任务的连续泵送。完全有能力保证生产任务的连续供应。4.2 施工劳动力组织为了保证大体积混凝土连续按计划施工，除上述提到的具体方法以外，很大程度取决于施工组织合理化，为此特制订如下劳动组织计划，从砼浇筑开始到最后完成 , 每日分三个班次作业，每班工作时间 8 小时，其中包括必要的间歇时间。每一作业班次工种及劳动力配备情况如表一、表

13、二，每班共计安排 29 人。表一：施工作业班工种人数（人）硅工负责於振捣8接管拆管4配合用工2抹灰工2车辆指挥工2钢筋工1木工2电工1合计22表二：辅助人员及管理人员工种管理人员质检员试验机修后勤合计人数2人1人1人2人1人7人4.3 测量放线立模前施工作业队现场负责人必须与上一施工作业队现场负责 人进行工序交接，共同确认高程和纵横轴线及连接筋预埋情况，如 有问题应通知技术部门进行确认。熟悉和掌握每个部位的模板组合 方案，按照纵横轴线要求进行模板拼接。4.4 模板模板应满足强度、刚度、稳定性的要求，模板接缝应严密，不得漏浆。本工程大体积混凝土施工采用组合钢模板，首先按照设计图纸进行挑选，模板边

14、角必须顺直、平整、洁净、模板肋齐全、板眼一致。整理后，清理干净后刷脱模剂，模板处理是质量的好坏关键之一。因此模板进场后，首先应试拼。合格的模板经过清洗、打磨、灰浆抹面、打磨抛光、干燥、均匀涂刷脱模剂。板缝在模板安装时用双面胶粘缝。模板拼连完毕，预埋件以及钢筋预安到位后，现场施工员必须进行自检，复核高程和模板中心以及纵横轴线。4.5 钢筋钢筋进场必须有相应的出厂合格证和试验报告单，试验合格才能使用。钢筋安装前，先根据设计图纸的钢筋间距划好线，然后再进行绑扎。绑扎的钢筋要求横平、竖直，规格、位置、数量、间距正确。钢筋保护层采用预制的高强度细石混凝土预制垫块，垫块的强度不低于混凝土的设计强度。4.6

15、 配合比施工时使用的是施工配合比，混凝土的制配应有严格的过磅制度，保证水泥、粉煤灰的称量偏差不大于 1 ；保证细骨料、粗骨料的称量偏差不大于2；保证外加剂、水的称量偏差不大于1，当遇雨天或含水率有显著变化时，应增加含水率检测次数，并及时调整骨料和水的用量。4.7 材料检验水泥、细骨料、粗骨料、掺合料、外加剂、拌和用水均应具有相应的出厂合格证或试验报告单，且试验合格方可用于混凝土施工。4.8 技术交底混凝土施工前，应该针对所施工部位编制施工技术交底，技术交底的内容应包括该构筑物的尺寸、形状、平面位置、砼强度等级、模板、钢筋详细图纸、混凝土浇筑方式，以及安全、质量措施。4.9 突发事件的处理在大体

16、积混凝土浇筑过程中，对可能发生的影响连续浇筑的突发事件，应做好充分的预防、准备工作：对于起重机械及大型机械设备，在浇筑前联系和确定备用机械，以便发生故障在短时间内无法修理时，可以及时进场，保证浇筑的顺利进行。由于混凝土浇筑时间长，在浇筑前应收集施工期间的天气，并提前备好防雨材料、工具，做好充分的防雨工作。为防止停电造成中断浇筑，项目部在浇筑前拌和站预备200kw发电机一台，现场配备100kw一台。5大体积混凝土热工计算大体积混凝土浇筑在本工程项目上作为一个施工重点和难点必须认真对待。以姚湾公路桥承台为例计算：根据实验室提供C30混凝土配合比，供参考：水泥：水： 砂： 碎石：粉煤灰：减水剂262

17、: 154:682:1267:46:3.085.1 浇筑温度姚湾公路桥承台混凝土浇筑预计安排在 7月初施工浇筑，施工期大气平均温度为Tq= 30 Co根据我站的原材料情况和大气温度，推定混凝土运到工地后浇筑温度为Tj =25.0 C5.2 求混凝土的绝热温升(t=3天)Th= mc - Q/c - p (1 e-mt) =262*375/(0.97*2400)* ( 1 2.718-0.362*3 ) = 28C其中mc混凝土中水泥用量，262 kg/ m3Q-水泥28d水化热(kJ/kg )查表10-81 ; 42.5水泥，为 375KJ/kg不同品种、强度等级水泥的水化热表10-81水泥品

18、种水泥强度等级水化热Q (kJ/kg)3d7d28d硅酸盐水泥42.531435437532.5250271334矿渣水泥32.5180256334混凝土容重，为2400 kg/ m3c混凝土比热,取0.97e为常数，取2.718;t 混凝土的龄期（d）;m-一系数、随浇筑温度改变。查表10-82。取：0.362系数m表10-82浇筑温度（C）51015202530m (l/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.4065.3 混凝土中心温度承台混凝土最厚处为4 nl查资料知龄期约为3天时中心温度最 高，查表得此时混凝土温度系数 W =0.74 ,则混凝土内部中心温 度：Ti

19、 =Tj+ThX S =25+28X 0.74=45.7 C其中T为混凝土浇筑温度，取25.0 CTh为混凝土最终绝热温升，为 28 C己一一温降系数查建筑施工手册，混凝土浇筑厚度4ml则：己3取 0.74。降温系数己表10-83浇筑层厚度（m）龄期t (d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.

20、000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.245.4 混凝土的温度测量混凝土浇筑时入模温度测量，每台班不少于 2次；混凝土内部前15天温度波动较大，最高温度多数发生在浇筑后的 3天左右，开始3天每隔24小时观测一次，之后每隔48小时观测一次，直至拆除模板前。当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形，导致混凝土开裂。因此温度控制的核心内容就是控制混凝土的内部与表面温差，我们要求其差值不得大于 25 C,降温速率不超过2C/d。混凝土内部温度的测定，测试元件

21、采用高精度数字化传感器。根据混凝土的形状，尺寸，在混凝土的中心、表面，按 1/4对称轴布置测点，布置在混凝土表层的传感器离模板内侧水平距离 5cmi温度测点布置示意图：测温亘平面国.测温点立面国测温过程中及时绘出各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线；如发现混凝土温度有异常及时向技术负责人反映并立即采取有 效温度控制措施解决。温度分布曲线示意图:温度变化曲线温度分布曲线图6混凝土温度的控制方法和措施采用内降外保的方法：外保用塑料薄模+棉毡可作为保温材料覆 盖混凝土和模板；内降在混凝土中埋设循环冷却水管，降低混凝土 内部温度。冷却循环散热水管采用d 50mmt厚1.5mmt冈管，竖向层距1.0

22、m,每层水平间距1.485 mi安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定 牢靠，以防止混凝土灌筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并 进行通水密闭性试验。进出水口安设调节流量的水阀和测流量设备， 每层冷却循环水管终凝即可在该层水管内通水，通过阀门调节循环 冷却水的流量。通水散热后对散热管作压浆处理。布置循环冷却水 管如下面示意图:循环冷却水管平面国温度控制措施：必须有专人定时测温，随时控制混凝土内部与表 层、表层与外界气温，如有异常调节冷却水流量或增减保温材料厚 度，将内外温差控制在25c以内。7.混凝土施工7.1 混凝土搅拌混凝土由搅拌站集中搅拌。在施工温度较高时，采用拌和混凝 土时用水将骨料冷却

23、以降低混凝土的浇筑温度或采用夜间灌注。搅 拌时间应根据搅拌设备和施工经验综合确定。7.2 混凝土的运输混凝土运输采用混凝土搅拌运输车，混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。混凝土在运输过程中不应发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多的等现象。运输混凝土的道路、应能满足施工要求。采用汽车泵将混凝土由搅拌车输送到模板内。7.3 混凝土浇筑浇筑混凝土前应将模板内的杂物和钢筋上的油污等清除干净。浇筑时，混凝土从汽车泵中直接输送浇筑时，混凝土出口到已浇筑混凝土面的距离宜为50cm。大体积混凝土工程的基本特点是工程量大而集中，水化热大、施工技术方案的主要着重点是：高度重视水化热升温问题，控制

24、砼结构的内外温差在规定的允许范围25以内，安排并掌握好承台砼浇灌的工艺流程和浇灌强度，做到浇灌作业一气呵成，不出现裂缝，确保混凝土的浇灌质量。为了控制好砼浇筑过程中产生的水化热过高及砼内部与表面的温差过大，在保证结构整体性的原则下：采取整体分层浇灌的施工方法，该分层浇灌的施工方法，要特别注意分层的时间间隔，要做到既有得散热，又考虑到不出现施工冷缝。每层砼的初凝时间 :59.9*11.2*0.3=202m3;202 m3/100=2 小时；砼采用水化热低的普通硅酸盐水泥，掺粉煤灰、掺缓凝剂，所以要求砼的初凝时间可达4 个小时。混凝土浇筑方法采用整体分层连续浇筑，不留施工缝，分层厚度为不大于30c

25、mi为了使混凝土不出现冷缝，要求前后浇筑混凝土间隔时间控制在4小时以内。混凝土浇灌如下面示意图:混凝土振捣人员要由有丰富的混凝土施工经验的专业人员操作, 保证混凝土的施工质量，做到内实外光。振捣时采用插入式振捣器， 垂直振捣，振捣时要做到快插慢拔，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；慢拔为了使混凝土能 填满振动棒抽出时造成的空洞混凝土。插入振捣器的移动间距为 30cvm-50cm,视混凝土的坍落度而定，插点要均匀布置。振捣时间 为20-30秒。振捣时要掌握好振捣时间，不过振也不漏振，但应视 混凝土表面呈水平不再显著下沉，表面泛出灰浆为准。大体积混凝土采用二次振捣

26、工艺，即在混凝土浇筑后即将凝固 前，在适当的时间和位置给予再次振捣，以排除混凝土因泌水在粗 骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙，增加混凝土的密实度，减 少内部微裂缝和改善混凝土强度，提高抗裂性。振捣时间长短应根 据混凝土的流动性大小而定。浇筑混凝土面出现泌水时，应及时排出，要求浇筑面中间比四周 高，泌水向四周排出。表面处理时，初步按设计标高用大刮杠将混凝土表面刮平，初凝前用木抹子搓平，并采用水准仪重新复核承台表面标高，待混凝土表面初凝后，再依据复核后的标高用大刮杠将混凝土表面再次刮平，然后将表面的泌水清掉，并用木抹子将面层拍平搓平。等混凝土表面基本收水后，用木抹子再连续压两遍，使混凝土表面搓平

27、并消除干缩裂缝。浇筑时必须有专人监护模板、拉筋的变化，如发现变形、位移时，立即停止浇筑，并在已浇筑的混凝土初凝前修好。1.4 混凝土养护为防止内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而裂缝，是养护大体积混凝土施工的关键环节。采用外部保温、保湿养护法。先在混凝土表面覆盖1 层塑料薄膜，覆盖时间以混凝土终凝后，覆盖塑料薄膜的目的是防止水分蒸发，然后在塑料薄膜上覆盖2 层棉毡用以保温。为防止雨水造成表面温度突降，在棉毡上再加盖l 层塑料薄膜，隔离了较低温度的雨水对棉毡的直接影响，同时又使表面已升高的温度不易散失，有效地缩小了内外温差。混凝土需补充水分时，只在下层薄膜与混凝土表面浇水，然后尽快

28、覆盖。1.5 混凝土试块留置原则1.5.1 抗压强度标准条件养护试件的取样与留置：每拌制不超过200m3 的同配合比的混凝土取样不得少于一次；每台班取样不得少于一次；每次取样应至少留置二组。1.5.2 混凝土试件应在浇筑地点随机抽样制作。1.6 严格控制拆模时间根据测量的混凝土内部温度与外界气温的差值来决定拆模时间，若两者温差大于 25 ，则不能拆模，继续通水散热；直至外界气温与混凝土内部温差小于25时，才可拆模。8. 冬季施工冬季施工混凝土配合比应进行调整，选用较小的水灰比和较小的坍落度，合理选用外加剂。水及骨料应按热工计算和实际试拌，确定满足混凝土浇筑需要的加热温度，水泥不得直接加热，宜在使用前运入暖棚内预热。混凝土搅拌时间宜较常温延长50。可采用暖棚法养护混凝土，当暖棚内采用燃煤加热时，应将烟气排出棚外。9. 质量、安全控制措施9.1 质量控制措施9.1.1 严把材料关，遵守“先试验，后使用”的原则。优选水泥品种、粗细骨料级配、粉煤灰以及外加剂种类。9.1.2 施工前精确放样十字线，立模后进行二次复核，待混凝土浇 筑完毕后再复核。9.1.3 搅拌站各种机具设备定期检定、维修，在混凝土加工作业前全面检查，保证混凝土生产能够按时、连续进行。9.