大体积混凝土

重点、难点解决方案—大体积砼、大面积砼施工拟建物地下室底板、单层楼面结构超长并且面积相当大属于大面积砼，砼面平整度的控制比较困难，砼面找平应采用机械化找平施工，以保证超长大面积结构砼面平整度符合使用要求。桩承台主要有单桩、双桩和多桩承台。综合楼承台较大平面尺寸为约45米X15米、22米X14米，南侧主楼基础筏板厚度为1400mm；后勤楼承台较大平面尺寸为5600X3200、3800X3200mm,承台一般厚度约有1300mm。属于大体积砼构件，砼浇筑量较大，必须采取施工措施确保浇筑质量。、大体积砼裂缝产生原因大型结构混凝土浇筑完毕后,由于水泥水化热作用所放出的热量使混凝土内部的温度不断上升,混凝土表面和内部出现温差很大,而产生拉应力（表面）,而混凝土的早期抗拉强度很低,因此极易出现混凝土的表面裂缝。所以要采取降低入模温度和水化热以及新浇筑砼表面的保温、保湿措施,减少混凝土内外温差,防止裂缝的产生。本工程的大体积混凝土施工用电子测温监控混凝土内外温差,采取保温措施防止混凝土裂缝产生。本工程桩承台、底板、筏板基础等属于大体积砼,施工过程要采取下述措施防止混凝土裂缝产生。、大体积砼内外温度的监测采用电子测温,测点的布置见下图,混凝土终凝后开始测温,前五天每四小时测一次,五天后每六小时测一次,当砼的中心温度与大气温度之差小于25°C时，可停止测温。当混凝土的内外温差接近或者达到25C应迅速采取加强保温的措施。、大体积砼施工针对性措施⑴采用水化热较低的水泥（如粉煤灰硅酸盐水泥），并且要储备足够数量的同一品种水泥。⑵应用“双渗”技术,掺加磨细矿渣和粉煤灰以减少水泥用量，使用适当的缓凝减水剂，降低水灰比，以减少水化热。⑶选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含泥量,降低水灰比，提高混凝土密实度。⑷混凝土施工前对混凝土配合比设计进行优化，报监理审批后方可实施。⑸炎热天气施工时可采用加冰水搅拌方法，降低混凝土入模温度。设置简易遮阳装置。⑹采用合理振捣工艺，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。⑺对于大体积混凝土采取分层浇筑混凝土，每层厚度不宜大于300mm。上层混凝土覆盖要在下层混凝土初凝之前进行。⑻根据混凝土配合比水泥的用量对底板、筏板大体积混凝土进行水化热的计算。确定承台底板的养护措施。主要控制水化热的温升，承台混凝土中心与外表面的最大温差不高于25°C〜30°C总降温差30°C。若在夏季较为炎热的天气进行混凝土浇筑施工，施工时应设至临时防晒棚，避免炎日不能直接照射，并确保空气流通。养护方式应优先采用蓄水养护方式，以达到适度降温的效果。地下室底板浇筑后养护时间不能少于14天。四、地下室底板、顶板及主楼南侧基础筏板大面积砼本工程地下室底板厚600mm、筏板厚度为1400mm；地下室壁板厚400mm、500mm，顶板180mm，底板设有多道后浇带，可按照后浇带进行分块浇筑，浇筑施工需按下述措施加以控制：1、确定合理的混凝土配合比底板、筏板结构砼强度为C35抗渗S8砼，除满足强度、抗渗要求外，关键是要采取适当措施降低水化热，避免混凝土裂缝的产生。为了保证混凝土的质量，需与搅拌站密切联系，采用“双掺技术”确定合理的混凝土配比，在保证达到设计强度要求的前提下，尽量减少每立方混凝土的水泥用量，降低水化热。采用磨细粉煤灰作掺合料，有效降低水化热。所用减水剂为缓凝高效型，能降低早期水化热，并推迟热峰期。为了保证混凝土的质量，要求同一块地板使用同一种水泥。2、砼浇筑方法桩承台、底板、筏板混凝土一次性连续浇筑。混凝土浇筑以伸缩缝、后浇带为区域界线，南侧综合楼地下室底板筏板利用800mm宽后浇带将其划分为三个大板块，其中最大板块长宽约为33・8mX30m。底板、筏板施工要布置4台砼泵，负责整个区域砼的浇筑。浇筑前先对混凝土量进行计算，确定底板、筏板浇筑方向，浇筑宽度及浇筑时间，以作为现场施工时施工人员操作的指导，控制冷缝出现的一项技术措施。3、 砼振捣根据泵送砼时自然形成的流淌斜坡，在每条浇筑带的前、中、后各布置一支振动棒：第1道布置在出料口，负责出管砼的振捣，使之顺利通过面筋流入下层；第2道设置在流淌斜坡的中间部位，负责将斜面的砼振捣密实；第3道设置在斜坡脚及底面钢筋处，确保砼流入下层钢筋的底部，确保下层砼振捣密实。振动器要做到“快插慢拔”，振点布置均匀，间距不超过其有效半径1.5倍，以砼表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛浆为准。4、 砼表面处理泵送砼由于强度高，表面水泥浆较厚，故在砼浇捣后至初凝前应按板面标高进行拍打压实后用木刮尺抹平，赶走表面泌水。初凝后至终凝前，用木抹子抹平压实，再用铁抹刀抹光，以闭合收缩裂缝，控制表面龟裂。5、后浇带的留设和处理后浇带接缝用快易收口网收口，混凝土应在其两侧混凝土浇筑完毕，并间隔60天后才可浇筑。浇筑前，应将接缝表面清洗干净，保持湿润并刷水泥净浆。浇筑后浇带用的混凝土，应优先选用补偿收缩混凝土，其强度等级应比两侧混凝土高一个强度等级。6、砼养护对底板、顶板混凝土不停浇水或蓄水养护，对后浇带应采用蓄水养护。由于日夜温差大，要避免砼温度的乍升乍降。特别是抗渗混凝土，良好的养护对提高混凝土的密实度起到相当大的作用。7、地下室底板、筏板基础砼浇筑温控与裂缝计算复核挑选本工程最厚的板块进行计算，即采用南侧综合楼地下室底板（筏板）为计算依据，其筏板厚1400mm,采用C35、S8抗渗等级商品混凝土浇筑，同时，南侧综合楼地下室底板筏板利用800mm宽后浇带将其划分为三个大板块，其中最大板块长宽约为33・8mX30m。则计算数据为：33・8mX30m长宽面积、1400mm厚、C35、S8抗渗混凝土筏板板块。大面积钢筋混凝土浇筑板块温控与裂缝计算本工程拟建1栋门诊病房综合楼，含有地下2层，地上16层。同时，南段后勤楼也为本工程施工范围，其后期楼地上6层，没有地下室。由于本工程综合楼地下室、各层楼板、屋面以及后勤楼的各层楼板、屋面施工面积大，虽然采用了后浇带将其划分为若干个板块,但每个板块的混凝土浇筑量仍然很大，须进行板块混凝土浇筑温控与裂缝计算，以便现场高施工质量控制与管理。以下挑选本工程最厚的板块进行计算，即采用南侧综合楼地下室底板(筏板)为计算依据，其筏板厚1400mm，采用C35、S8抗渗等级商品混凝土浇筑，同时，南侧综合楼地下室底板筏板利用800mm宽后浇带将其划分为三个大板块，其中最大板块长宽约为33.8mX30mo则计算数据为：33.8mX30m长宽面积、1400mm厚、C35、S8抗渗混凝土筏板板块。第一部分计算：1400mm厚地下室筏板混凝土自约束裂缝控制计算1、 计算原理(依据〈〈建筑施工计算手册〉〉)浇筑大体积混凝土时，由于水化热的作用，中心温度高，与外界接触的表面温度低，当混凝土表面受外界气温影响急剧冷却收缩时，外部混凝土质点与混凝土内部各质点之间相互约束，使表面产生拉应力，内部降温慢受到自约束产生压应力。则由于温差产生的最大拉应力和压应力可由下式计算：吉 1-y0-1.隔也&c3 1-v式中"t、bc 分别为混凝土的拉应力和压应力(N/mm2)；E(t)——混凝土的弹性模量(N/mm2)；——混凝土的热膨胀系数(1/°C)△T1——混凝土截面中心与表面之间的温差(C),其中心温度按下式计算兀iX=爲+笞打匚经计算得：中心温度为：44.93度v——混凝土的泊松比，取0.15—0.20。由上式计算的bt如果小于该龄期内混凝土的抗拉强度值，则不会出现表面裂缝，否则则有可能出现裂缝，同时由上式知采取措施控制温差就有可有效的控制表面裂缝的出现。大体积混凝一般允许温差宜控制在20C—25C范围内。2、 计算:取E0=2.55X104N/mm2,b=1x10-5,△T1=14.93C,V=0.2混凝土在3d龄期的弹性模量，由公式：%=苞(1-昇哑)经计算得：E()=3.15X(l-l/2.718027)=O.75XlO4N/mm2混凝土的最大拉应力由式：1"3 1-V经计算得："t=2/3X0.75X104X14.93/(100000X(l-0.2))=0.93N/mm2混凝土的最大压应力由式：丄.时…c_3 1-v计算得：”c=bt/2=0.93/2=0.47N/mm23d龄期的抗拉强度由式：/?©=0.8/?&^2/3计算得ft(3)=0.8X1.57X(lg3)2/3=0.77N/mm2结论：因内部温差引起的拉应力大于该龄期内混凝土的抗拉强度值，所以会出现表面裂缝。第二部分计算：1400mm厚地下室筏板混凝土浇筑前裂缝控制设计1、计算原理(依据〈〈建筑施工计算手册〉〉):大体积混凝土基础或结构(厚度大于1m)贯穿性或深进的裂缝，主要是由于平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成的。混凝土因外约束引起的温度(包括收缩)应力(二维时)，一般用约束系数法来计算约束应力，按以下简化公式计算：△T=T卄⑵^3)-T(t)+Tr(i)-Th式中”——混凝土的温度(包括收缩)应力(N/mm2)；E(t)——混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mmJ，—般取平均值；口——混凝土的线膨胀系数，取1.0X10-5；△T——混凝土的最大综合温差(°C)绝对值，如为降温取负值；当大体积混凝土基础长期裸露在室外，且未回填土时，AT值按混凝土水化热最高温升值(包括浇筑入模温度)与当月平均最低温度之差进行计算；计算结果为负值，则表示降温，按下式计算：AT=T^(£/3)・T(i>+Tr(i]-Th经计算得：综合温差△T=-0.73度T0——混凝土的浇筑入模温度(C)；T(t)——浇筑完一段时间t,混凝土的绝热温升值(C),按下式计算：经计算得：绝热温升<T(t)=30.47度Ty(t)——混凝土收缩当量温差(C)，按下式计算：码⑹二雄(1一『t) 血……5a经计算得：收缩当量温差Ty(t)=-1.05度Th——混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度，一般根据历年气象资料取当年平均气温(C)；S(t)——考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3-0.5；R——混凝土的外约束系数，当为岩石地基时，R=l；当为可滑动垫层时，R=0,一般土地基取0.25-0.50；vc 混凝土的泊松比。2、计算:取S(t)=0.186,R=1.00,口=lX10-5,Vc=0.2。混凝土3d的弹性模量由式：%=苞(1-昇哑)经计算得:E(3)=3.15X(l-1/2.7180.27)=0.75X104N/mm2最大综合温差△T=-0.73°C基础混凝土最大降温收缩应力，由式："-弩T叭迟经计算得：厅=(0.75X104X10-5X-0.73/(1-0.2))X0.186X1.00=-0.01N/mm2不同龄期的抗拉强度由式：了卫)=0.陆阻£严计算得ft(3)=0.8X1.57X(lg3)2/3=0.77N/mm2抗裂缝安全度验算K=0.77/-0.01=-77.00抗拉强度计算值-77.00V标准值1.15，满足抗裂条件。第三部分计算：1400mm厚地下室筏板混凝土浇筑后裂缝控制计算依据〈〈建筑施工计算手册〉〉。1、计算原理：弹性地基基础上大体积混凝土基础或结构各降温阶段综合最大温度收缩拉应力,按下面公式计算：M-21_—-—1M-2cosh*fl•—2降温时，混凝土的抗裂安全度应满足下式要求:->1.15式中b(t)——-各龄期混凝土基础所承受的温度应力(N/mm2)；a———混凝土线膨胀系数，取1.0X10-5；Vc——混凝土泊松比，当为双向受力时，取0.15；Ei(t)———各龄期综合温差的弹性模量(N/mm2)；Ti(t)——各龄期综合温差(C)；均以负值代入；Si(t)———各龄期混凝土松弛系数；cosh一双曲余弦函数；0约束状态影响系数，按下式计算：0=16

H 大体积混凝土基础式结构的厚度(mm)；Cx——地基水平阻力系数(地基水平剪切刚度)(N/mm2)；L 基础或结构底板长度(mm)；K——抗裂安全度，取1.15；ft 混凝土抗拉强度设计值(N/mm2)。2、计算:计算各龄期混凝土收缩值及收缩当量温差取£y°=3.24X10-4；M1=1.00,M2=1.00,M3=1.00,M4=1.00,M5=1.45,M6=1.09,M7=0.70,M8=1.43,M9=1.00,M10=0.85,则3d收缩值为：£y(3)=£y°XM1XM2……XM10(1-e-0.01x3)=0.13/100003d收缩当量温差为：Ty(3)=£y(3)/口=1.30°C同样由计算得：£y(7)=0.29/10000 Ty(7)=2.90C£y(14)=0.57/10000 Ty(14)=5.70C计算各龄期混凝土综合温差及总温差id综合温差为：T(i)=T(j)-T(i)+Ty(i)-Ty(j)=-1.65C由以上公式计算各龄期综合温差为：T(7)=11.60C,T(14)=7.80C。总温差为各龄期混凝土综合温差之和，经计算T=19.40计算各龄期混凝土弹性模量id弹性模量计算公式：E(i)=Ec(1-e-°.°9Xi)经计算，各龄期混凝土弹性模量为：E(3)=7500N/mm2, E(7)=14700N/mm2, E(14)=22600N/mm2。各龄期混凝土松弛系数根据实际经验数据荷载持续时间t,按下列数值取用：S(3)=0.186,S(7)=0.210,S(14)=0.227,最大拉应力计算取口=1.0X10-5,y=0.2,Cx=0.1,H=1400mm,L=33800mm。根据公式计算各阶段的温差引起的应力1)7d(第一阶段)：即第3d到第7d温差引起的的应力：由公式：得："=0.0000