大体积混凝土专项方案

目录一、编制依据： 2二、工程简介： 2三、混凝土裂缝成因 3四、施工实际状况介绍 4五、混凝土施工措施 4六、混凝土浇筑方法 8七、混凝土养护措施 8八、施工中应留意的问题 9九、技术要求 9十.经济分析 10附图： 12一、编制依据：1.《现行施工手册》（第四版）2.《结构计算手册》3.《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-2002）4.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）5.《平安技术操作规程》6.其他有关文件二、工程简介：工程名称：吉瑞泰盛国际生活广场南部地块工程建设地点：合肥市机场路与祁门路交口东北角建设单位：合肥骅晋达置业有限公司设计单位：合肥工业高校建筑设计探讨院勘察单位：江苏南京地质工程勘察院施工单位：安徽建工集团有限公司监理单位：合肥南巽建设项目管理询问有限公司工期要求：支配工期790天(五层裙房肯定工期395天)质量标准：“黄山杯”标准本工程建筑面积131911.1㎡，主体建筑属于一类高层建筑，其中地下建筑面积35280㎡。本工程高层建筑为26层，建筑檐口高度99.6米，其中商业裙房为5层。地下为二层，主要为地下车库，人防与部分商业。本工程地基基础设计等级为甲级，桩基础设计等级为甲级，基础形式采纳桩基础、筏板基础与独立柱基础的组合基础形式，其基本设防烈度为七度。该工程项目的特点是工程量较大、基坑较深，东边紧邻望湖南苑小区。项目部制定的平安生产与文明施工管理目标是：严格执行现行平安标准规范，全面实施平安质量标准化管理，创建安徽省平安质量标准化工地，树立良好的企业形象和施工现场形象。大体积混凝土基础位于主楼3#、4#楼核心筒位置，其建筑平面基本上为正方形，工程为26层，地下室二层的框架结构。基础单个承台总面积约为200m2，共有两个单体承台，承台混凝土厚为2.1-3.9m，其3#楼砼量约为690m3（4#楼约630m3）。砼设计强度等级为C35P8。该混凝土属超厚大体积混凝土浇筑，为避开混凝土产生有害结构裂缝，一般措施为砼分层浇筑和优化协作比即采纳矿渣水泥，但两种措施均存在问题。第一种实行分层浇筑存在以下两点：a.减小了砼整体的抗剪力和冲切力；b.减小砼的自防水实力，有可能造成因混凝土交接面分别而渗漏。其次种方法因市场上生产矿渣水泥极少无法满意施工需求，因此在工期和质量上无法保证。为此把混凝土工程施工列为本项目的工作重点并作为课题进行探讨攻关，并下设攻关与实施领导小组（见附表一），为此本工程将采纳内部预埋循环水降温自测系统。不仅如此在原材料选用与协作比设计、混凝土供应与浇筑以与混凝土内部温度监测与表面养护等方面实行有效的限制措施三、混凝土裂缝成因混凝土结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝是指那些肉眼看不见的裂缝，主要有三种，一是骨料与水泥石粘合面上的裂缝，称为粘着裂缝；二是混凝土中自然的裂缝，称为水泥石裂缝；三是骨料本身裂缝，称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则、不贯穿的。反之，肉眼看得见的裂缝称为宏观裂缝，这类裂缝的范围一般不小于0.05mm。宏观裂缝是微观裂缝扩展而来的。因此在混凝土结构中裂缝是肯定存在的，只是应将其限制在符合规范要求范围内，以不致发展到有害裂缝。混凝土结构的宏观裂缝产生的缘由主要有三种，一是由外荷载引起的，这是发生最为普遍的一种状况，即按常规计算的主要应力引起的；二是结构次应力引起的裂缝，这是由于砼结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的；三是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不匀称沉降等因素引起结构变形，当变形受到约束应力时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。当混凝土结构物产生变形时，在结构的内部、结构与结构之间，都会受到相互影响、相互制约，这种现象称为约束。当混凝土结构截面较厚时，其内部温度和湿度分布不匀称，引起内部不同部位的变形相互约束，这样的约束称之为内约束；当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍所受到的约束称为外约束。外约束又可分为自由体、全约束和弹性约束。建筑工程中的大体积混凝土结构所承受的变形，主要是因内约束而产生的。建筑工程中的大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度改变和收缩作用，由此变形的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要缘由。这种裂缝有表面裂缝和贯穿裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯穿裂缝是由大体积混凝土在强度发展到肯定程度，混凝土渐渐降温，这个降温差引起变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯穿整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属于有害裂缝。四、施工实际状况介绍基础承台混凝土强度高，厚度和体积大，施工时为秋季天气多变（秋雨季节），突出难度如下：降低大体积混凝土内部最高温度和限制混凝土内外温度差在规定限值(25℃)以内，存在3个极不利因素：①承台混凝土超厚，要一次性浇筑，混凝土内部温度不易散发；②混凝土强度等级高（强度为C35P8），需用一般硅酸盐水泥（PO42.5），水化热高；③大气温度改变大，环境温度温差大，混凝土内表温差大；④五、混凝土施工措施（一）C35大体积混凝土协作比设计与试配（由商品砼公司实施）。为降低C35大体积混凝土的最高温度，最主要的措施是降低混凝土的水化热。因此，必需做好混凝土协作比设计与试配工作。1原材料选用：水泥：C35大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，并尽可能削减水泥用量。因合肥市地区矿渣水泥极难选购 ，为了保证工程结构施工的质量和工期，因此本工程选用了一般硅酸盐水泥即PO42.5水泥。细骨料：依据试验采纳Ⅱ区中砂。粗骨料：在可泵送状况下，选用粒径5-32.5连续级配石子，以削减水泥用量和混凝土收缩变形。含泥量：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，又严峻降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。因此骨料必需现场取样实测，石子的含泥量限制在1％以内，砂的含泥量限制在2％以内。掺合料：应用添加粉煤灰技术，因此进行试验选定二级粉煤灰。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，从而减小了3天的水化热。外加剂：采纳外加膨胀剂（AEA）技术。在混凝土中添加占胶凝采纳的10％AEA。阅历证明在混凝土添加了AEA之后，混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，从而提高了提高混凝土抗裂强度和抗渗性能。抗裂纤维：为了增加混凝土的抗渗抗裂的性能，在混凝土掺入分散性较好的高强聚丙烯抗裂抗渗纤维，其掺入量为1.0kg/m3,由此抵消了部分混凝土的收缩应力造成的裂缝。2施工协作比确定：依据类似工程的阅历每立方米混凝土协作比为PO42.5号水泥375kg，砂（中砂）725kg、连续级配碎石(粒径5—31.5mm)1095kg，掺合料25kg，外加剂6.8kg，外加剂（AEA）40kg，1.0kg,水183kg（二）混凝土温度验算与措施：假如承台周边没有任何散热和热损失条件（现场为砖地模且在砼施工时周边分层回填夯实），水化热全部转化成温升后的温度值，在混凝土表覆盖1层麻袋和塑料膜作为保温层，则混凝土水化热绝热温升值为（混凝土在3～3.5d的水化热为峰值，则取3d砼温度）：计算参数：混凝土为C35P8mc=375kg/m3（每立方砼水泥用量375kg按考虑）、水泥水化热Q=377KJ/kg、混凝土的比热容c=0.97KJ/kg.K、混凝土的质量密度ρ=2400kg/m3、由于混凝土虽实行饮用水拌制，虽运输路途近5Km，但混凝土浇筑温度仍按大体温度最高T混凝土温度计算：1.3d最大水化热绝热温升值Tmax=mc.Q/(c.ρ)=375*377/（0.97*2400）=60Tr=60.73*(1-2.718-0.318*3)=37.332.3d混凝土内部实际最高温度Tmax=TO+T（t）ξ查表，得ξ=0.573d水化热温升：T（3）ξ=64.73*0.57=3混凝土内部最高温度为：T3=TO+T（3）ξ=25+36.9=61.93.混凝土表面温度Tb(t)=Ta+（4/H2）h’(H-h’)△T（t）混凝土表面采纳麻袋保温养护，则传热系数β=1/[δ/λ+1/βa]=1/[0.005/0.14+1/23]=12.7W/（m2.k）混凝土导热系数λ取2.33W/m.kK取0.666混凝土的虚厚度h’=Kλ/β=0.666*2.33/12.7=0.12混凝土计算高度H=h+2h’=2.1+2*0.12=2.大气温度Ta按22℃△T（t）=T3-Ta=61.9-22=3混凝土表面温度为：Tb(3)=22+（4/2.342）*0.12*（2.34-0.12）*39.9=29.764.温度差计算混凝土内部温度与表面温度之差：Tmax-Tb=61.9-29.76=32.14>25混凝土表面温度与大气温度之差：Tb-TO=29.76-22=7.76<25虽表面温差能满意要求，但混凝土温度梯度不能满意防裂要求，因此内部混凝土温度须要实行有效降温措施。5.降温措施依据最大混凝土内部温度计算，在砼内部预埋降温钢管（间距为Φ48@1500*1500，分为四层），布置图详附图。钢管内灌水并依据监测的温度，降温管采纳循环换水和保温处理。对其砼降温后进行计算砼温度,验算参数：混凝土最大间距厚度依据钢管间距其厚度取1100、钢管厚度为0.002、水厚取0.044a.混凝土最大水化热温度为：Tmax=TO+T（t）ξ查表，得ξ=0.363d水化热温升：T（3）ξ=64.73*0.36=23.30混凝土内部最高温度为：T3=TO+T（3）ξ=25+23.30=4b.温度差计算：降温后混凝土内部温度与表面温度之差：Tmax-Tb=48.30-29.76=18.54<25混凝土结构满意抗裂要求c.因降温管内采纳整体循环水系统，因此管内温度可不用验算，但依据出水口的温度和监测的温度与时调整出水流量的大小来限制其砼内部温度（循环水降温测温系统详见附图）。6.温度预料：依据现场混凝土协作比和施工中的气候状况与养护方案，在每栋砼预埋4组测温探头(预埋深度分别为3.5m、2.8m、1.9m和为了驾驭混凝土内部的实际最高温升值与混凝土中心至表面的温度梯度，以便对表面的保温措施（加减麻袋和塑料薄膜）加以调整，保证混凝土内部梯度与混凝土表面温差小于25℃，因此应加强混凝土内部温度监测工作。混凝土从浇灌到硬化有一个升温柔降温的过程，特殊降温至大气温度的过程比较缓慢，为此，测温从混凝土浇筑后12h起先，升温阶段每2h测一次，降温阶段每2h测一次，依据温度改变状况3～5天后，每8h测一次，7～10天后，每天测一次，当内部温度基本稳定且与最低大气温度差小于257.应急措施：当通过测温砼内部的温度与表面温度的内外温度差超过23℃，发出警报，加强钢管内水的循环换出并在砼面加设塑料膜保温层一层和麻袋等，以至保证混凝土内外温度差保证在258.大体积砼施工措施构造：a.降温管为四层Φ48焊接管@1500*1500（由下向上分别在500mm、700mm、900mm、800mm六、混凝土浇筑方法1.混凝土浇筑状况：由于承台混凝土厚达到2.1m（最厚处达到3.9m），内部水化热温升偏高，内表温差和降温速率不易限制，因此承台砼采纳两台泵车分别由南北两侧2.混凝土浇筑实施：为了使混凝土浇筑不出现冷缝，要求前后浇筑混凝土搭接时间限制在4小时内(初凝时间>8小时)，因此，混凝土浇筑经具体计算支配浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度与前后浇筑的搭接时间，实施了以下浇筑方案：2.1.第一阶段：现场用两台混凝土输送泵，14辆罐车进行运输。2.2.其次阶段：两台泵车南北对浇，自东向西采纳斜面分层(分四层)浇筑，用“一个坡度（斜坡）、薄层浇筑”的方法。2.3.第三阶段：混凝土振捣棒打算十台（另备用2台）和两台平板振动器。混凝土振捣时振动棒的操作要做到快插慢拔，在振捣过程中，应将振动棒上下略作抽动，以便上下振动匀称，每点振动应为20~30s。以砼表面呈水平，不显著下沉，不再出现气泡，表面泛浆为宜。分层振捣时，振动棒应插入下层5cm，以消退两层间的接缝。浇筑时，每隔半小时，即实行在混凝土初凝时间内，对已浇筑的混凝土进行一次重复振捣，以解除混凝土因泌水在粗骨料、水平筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，增加密实度，提高抗裂性。大体积混凝土表面水泥浆较厚，浇筑后3~4h内初步用水平刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压2遍，再用木抹子搓平压实，以限制表面龟裂，并按规定覆盖养护。3.降温管处理方法：对内部循环水降温管采纳高一等级膨胀细石混凝土（可采纳自流平混凝土）进行高压注浆，在外露降温管处将降温管周遍砼爱护层凿除，再将该外露管割除，用高等一级的膨胀细石砼修补完整。七、混凝土养护措施1.混凝土浇捣后4~5h内(依据实践表明，在混凝土初凝前与时覆盖，效果更好)，表面抹面后，表面与时铺覆盖1层塑料膜和麻袋并备好一层塑料膜和一层麻袋。在养护期间，随时检查混凝土表面的干湿状况与温差(内表温差达23℃时就发警报)，与时浇水保持混凝土温润。其间大承台温差大于25℃时，实行加速钢管内循环换水并在表面在覆盖一层塑料膜和一层麻袋或温水养护，将温差限制在2.现场混凝土浇筑温度考虑为25℃，混凝土浇捣与养护期间环境温度日平均考虑为22℃（夜间3.随着混凝土厚度、体积的增大，其内部热峰值出现龄期也相应延长。承台(混凝土厚度为2.1-3.9m4.健全施工组织管理：在制订技术措施和质量限制措施的同时，还落实了组织指挥系统，逐级进行了技术交底，做到层层落实，确保顺当实施。八、施工中应留意的问题1.混凝土浇筑不应留冷缝，保证浇筑的交接时间，应限制在初凝前。2.保证振捣密实，严格限制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振与过振。3.与时发出温控警报，做好覆盖保温与保湿工作，但覆盖层也不应过热，必要时应揭开保温层，以利于散热。4.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。5.保证混凝土供应，连续浇捣，确保不留冷缝。6.做好现场协调、组织管理，要有足够的人力、物力、保证施工按支配顺当进行。九、技术要求1.内部预埋降温管整体循环水降温自测系统应在降温管预埋和丝接时由专人负责，丝接应坚固密实以保证钢管内不会因漏浆而堵塞。钢管丝接完毕时对钢管内进行灌水试验以保证钢管接头的严密。为了保证混凝土在浇筑时的侧压力而对钢管造成破坏，因此在钢管水平方向应采纳二级直径12的钢筋加固（每2m2.混凝土降温过程成中对承台内部温度的监测采纳预埋不同深度测温探头和测温主机，对其砼内部温度按要求进行监测测温，再利用计算机分析技术对其采集的数据进行分析，以确保砼内部温度梯度与砼表面温度的差值在25℃以内，从而对其砼实行相应的十.经济分析1.在施工过程中降温系统需钢管1297.2m；供水所需的管材与配件费用费4000降温用水：Q=0.0152*3.14*2.0*1000/4=0.35L/s