某指揮中心工程底板大體積混凝土一次性整體澆筑施工方案

**通信指揮中心工程底板大體積砼一次性整體澆筑技術(shù)**通信指揮中心項目經(jīng)理部一九九九年十一月目錄TOC\o"1-3"一、概況1二、大體積砼溫度裂縫分析1（一）混凝土溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力的計算1（二）結(jié)論5三、防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的措施6（一）混凝土原材料的選擇6（二）施工措施6四、施工部署8（一）混凝土的供應(yīng)8（二）砼設(shè)備和機具的投入8（三）勞動力組織9（四）現(xiàn)場組織10（五）混凝土的澆筑10（六）混凝土的測溫11（七）混凝土的養(yǎng)護11五、施工體會12一、概況**通信指揮中心工程位于**區(qū)**東側(cè)**街開發(fā)C區(qū)5號地塊，地下3層，地上19層，其中裙房6層，總建筑面積58637m2，結(jié)構(gòu)類型為框-剪，基礎(chǔ)為筏基（上反梁），南北長81.4m，東西長71.2m，基礎(chǔ)埋深－14.7m（筏基下皮標(biāo)高）。底板大部分區(qū)域厚度為1m，其中核心筒部位（E－K/3－8軸）為1.6m，C－D/1－2軸區(qū)域為1.4m。底板混凝土標(biāo)號為C35S8，底板混凝土總量為8500m3，全部采用商品砼?；A(chǔ)梁（反梁）尺寸為1.5×2m、1.5×1.4m、1.0×2.0m。底板配筋：下層鋼筋Φ32@200（雙向），上層鋼筋Φ25@200（雙向），其中核心筒附加鋼筋：下層Φ32@400（雙向），上層Φ25@200。本工程設(shè)計要求底板一次澆筑，不留施工縫，一次性澆筑8500m3這么大量的混凝土，我公司尚屬首次，技術(shù)要求高，現(xiàn)場組織和混凝土供應(yīng)、調(diào)度難度大，為確保底板大體積混凝土的順利澆筑，我們經(jīng)過嚴(yán)格的計算，編制了詳細的施工方案，精心組織，經(jīng)過連續(xù)作業(yè)48h，終于成功的完成了底板混凝土的澆筑，且施工質(zhì)量一流，贏得了業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計的一致的好評，同時為下一步施工奠定了良好的基礎(chǔ)。二、大體積砼溫度裂縫分析（一）混凝土溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力的計算大體積混凝土施工的關(guān)鍵是控制裂縫的產(chǎn)生，尤其對于超大體積混凝土，難度較大，為驗算由溫差和混凝土收縮所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力是否超過當(dāng)時的基礎(chǔ)混凝土極限抗拉強度，我們進行了嚴(yán)格的防裂理論計算，以便制定相應(yīng)的防裂措施，從而確保底板砼質(zhì)量。根據(jù)C35S8配合比設(shè)計，普425#水泥398kg，水泥發(fā)熱量335kj/kg，7月份施工平均氣溫為25C，混凝土澆筑溫度控制在28C以內(nèi)。砼最終絕熱溫升=57.3℃式中Th—砼最終絕熱溫升；Ｗ—每立方米砼水泥用量；Qo—每公斤水泥水化熱量；C—砼比熱；γ—砼密度。砼內(nèi)部不同齡期溫度求不同齡期絕熱溫升砼塊體的實際溫升,受到砼塊體厚度變化的影響,因此與絕熱溫升有一定的差異。根據(jù)水電科學(xué)院資料，算得水化熱溫升與砼塊體厚度有關(guān)的系數(shù)ξ值，如下表。不同齡期水化熱溫升與砼厚度有關(guān)系數(shù)ξ值：齡期厚度3d6d9d15d21d27d1.0m0.360.290.170.050.011.6m0.490.460.380.210.120.05Tt=Th·ξ式中Tt—砼不同齡期的絕熱溫升Th—砼最高絕熱溫升ξ—不同齡期水化熱溫升與砼厚度有關(guān)值經(jīng)計算列于下表：不同齡期的絕熱溫升（℃）齡期(d)369152127絕熱溫升(Tt))1.0m20.6316.629.742.870.571.6m28.0826.3621.7712.036.882.87不同齡期砼中心最高溫度Ｔmax＝Tj＋Tt式中Tmax—不同齡期砼中心最高溫度；Tj—砼澆筑溫度；Tt—不同齡砼絕熱溫升。計算結(jié)果列于下表：不同齡期砼中心最高溫度齡期(d)1369152127溫度(℃)1m2848.6344.6237.7430.8728.571.6m2856.0854.3649.7740.0334.8830.87由上表可知，混凝土到36d左右，內(nèi)部溫度最高。砼溫度應(yīng)力本底板面積大，按外約束為二維時的溫度應(yīng)力(包括收縮)來考慮計算。各齡期砼的收縮變形值及收縮當(dāng)量溫差=1\*GB3①各齡期收縮變形&y(t)＝&0y(1-e-0.01t)×M1×M2×……×Mn式中&y(t)—齡期t時砼的收縮變形值；&0y—砼的最終收縮值,取3.24×10-4/℃；M1．M2……Mn各種非標(biāo)準(zhǔn)條件下的修正系數(shù)。本工程根據(jù)用料及施工方式修正系數(shù)取值如下表：修正系數(shù)取值M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10積M1.250.931.001.211.201.091.041.401.000.902.41經(jīng)計算得出收縮變形見下表：各齡期砼收縮變形值齡期(d)369152127收縮變形值&y((t)×10-62345.567.1108.6147.7184.6=2\*GB3②各齡期收縮當(dāng)量溫差將砼的收縮變形換算成當(dāng)量溫差&y(t)/式中—各齡期砼收縮當(dāng)量溫差(℃)；&y(t)—各齡期砼收縮變形；—砼的線膨脹系數(shù)，取10×10-6/℃。計算結(jié)果列于下表：各齡期收縮當(dāng)量溫差齡期(d)369152127當(dāng)量溫差Ty(tt)2.304.556.7110.8614.7718.46各齡期砼的最大綜合溫度差ΔT(t)＝Tj＋T(t)＋Ty(t)-Tq式中ΔT(t)—各齡期砼最大綜合溫差；Tj—砼澆筑溫度,取28℃；T(t)—齡期t時的絕熱溫升；Ty(t)—齡期t時的收縮當(dāng)量溫差；Tq—砼澆筑后達到穩(wěn)定時的溫度,取平均氣溫25℃。計算結(jié)果列下表：各齡期砼最大綜合溫度差齡期(d)369152127綜合溫差ΔT(tt)1.0m19.0518.6316.2015.7718.151.6m24.0225.1224.2221.8822.3623.37各齡期砼彈性模量E(t)＝Eh(1-e-0.09t)式中E(t)—砼齡期t時的彈性模量(MPa)；Eh—砼最終彈性模量(MPa)，C35砼取3.3×104(MPa)。計算結(jié)果見下表：砼齡期t時的彈性模量齡期(d)369152127彈性模量E(t))×1040.781.371.832.442.803.01砼徐變松馳系數(shù)、外約束系數(shù)、泊桑比及線膨脹系數(shù)=1\*GB3①松馳系數(shù),根據(jù)有關(guān)資料取值見下表：砼齡期t時的松馳系數(shù)齡期(d)369152127松馳系數(shù)Sh(tt)0.5700.5190.4620.4110.3740.336=2\*GB3②外約束系數(shù)(Rk)，取Rk=0.4。=3\*GB3③砼泊桑比(μ)，取0.15。=4\*GB3④砼線膨脹系數(shù)(α)，α取10×10-6/℃。不同齡期砼的溫度應(yīng)力σ(t)=-式中σ(t)—齡期t時砼溫度(包括收縮)應(yīng)力；E(t)—齡期t時砼彈性模量；α—砼線膨脹系數(shù)；ΔT(t)—齡期t時砼綜合溫差；μ—砼泊桑比；Sh(t)—齡期t時砼松馳系數(shù)；Rk—外約束系數(shù)。計算結(jié)果見下表：不同齡期砼溫度(包括收縮)應(yīng)力齡期(d)369152127溫度應(yīng)力σ(MPPa)1.0m-0.400-0.6230.6440.7450.895溫度應(yīng)力σ(MPPa)1..6m-0.503-0.8400.9631.0331.1021.112（二）結(jié)論根據(jù)經(jīng)驗資料，我們把混凝土澆筑后的15d作為砼開裂的危險期。C35砼：28dRL=1.6(MPa)而現(xiàn)在15d砼溫度應(yīng)力：底板厚1.0m處，底板厚1.6m處，因為同齡期砼RL(15d)=0.75RL=1.2(MPa)1.161.15（抗裂安全度）1.161.15（抗裂安全度）1.611.15（抗裂安全度）結(jié)論：由上述結(jié)果可知，對于1.0m的底板，只要能滿足混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃，混凝土底板內(nèi)不會產(chǎn)生貫穿性裂縫；對于1.6m厚的底板，盡管能滿足抗裂安全度，但富余量不大，所以應(yīng)相應(yīng)采取一定措施，做到萬無一失。三、防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的措施由于底板砼施工在7月份，當(dāng)時的氣溫比較高，平均氣溫25℃，最高氣溫達37℃，這對大體積澆筑不利，為防止大體積砼產(chǎn)生裂縫，控制砼內(nèi)部溫度與外界溫度之差不大于25℃，我們針對本工程特點特采取以下技術(shù)措施：混凝土原材料的選擇選擇良好級配的骨料，嚴(yán)格控制砂、石的含泥量，砂、石含泥量超標(biāo)的禁止使用。水泥：普通硅酸鹽425#；砂子：中砂，含泥量3%；石子：采用520卵石，含泥量1%。外加劑的選擇對于大體積砼，尤其是超大體積砼，外加劑的選用至關(guān)重要，我們經(jīng)過反復(fù)研究，對幾種膨脹劑如UEA－M、HEA、FS等外加劑的性能進行對比，并根據(jù)攪拌站以往施工經(jīng)驗，決定采用HEA砼防水劑（緩凝型）。摻量為水泥用量的12.5%，緩凝時間8h。這種外加劑，具有抗?jié)B、補償收縮、緩凝、延遲水化熱峰值等功效，有效的防止混凝土內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生。實踐證明，使用這種外加劑是很成功的。摻入一定配比的粉煤灰摻用Ⅱ級粉煤灰（河北三河市中和煤灰廠），摻為水泥用量的16.7%，這不但降低砼內(nèi)部水化熱，改善混凝土的和易性，增加可泵性，而且節(jié)約水泥用量。施工措施混凝土采用分層澆筑?；炷敛捎米匀涣魈史謱訚仓?，每層砼澆筑厚度控制在50cm左右，在上層混凝土澆筑前，使其盡可能多的向外界散發(fā)熱量，降低混凝土的溫升值，縮小混凝土的內(nèi)外溫差及溫度應(yīng)力。嚴(yán)格控制混凝土的坍落度（1416cm），進行混凝土的二次振搗，減少混凝土的收縮值，增加混凝土的密實度，提高混凝土的抗裂性能。及時排除混凝土在振搗過程中產(chǎn)生的泌水，消除泌水對混凝土層間粘結(jié)能力的影響，提高混凝土的密實度及抗裂性能?；炷恋谋砻嫣幚恚河捎诒盟突炷帘砻娴乃酀{較厚，在混凝土澆到頂面后，及時把浮漿趕跑，澆筑23h后，用刮桿初步按標(biāo)高刮平，用木抹子反復(fù)（至少3次）搓平壓實，使混凝土在硬化過程初期產(chǎn)生的收縮裂縫在塑性階段就予以封閉填補，以控制混凝土表面龜裂?；炷恋酿B(yǎng)護對于1.0m厚底板，Tb=Tmax-25℃=48.63℃-25℃=23.63℃，由Tb-Tq=23.63-25=-1.37可知，砼即使不采取措施，混凝土內(nèi)外溫差都不會大于25℃，這部分底板的養(yǎng)護方法為直接澆水，使砼表面始終保持濕潤。對于1.6m厚底板，Tb=Tmax-25℃=56.08℃-25℃=31.08℃，這部分砼采用蓄水養(yǎng)護。由于為帶反梁結(jié)構(gòu)，蓄水養(yǎng)護很方便。蓄水深度的計算：式中:R—混凝土表面的熱阻系數(shù)(K/W)；X—混凝土維持到指定溫度的延續(xù)時間(h)，X=1024=240h；M—混凝土構(gòu)筑物的表面系數(shù)(1/m)；Tb—砼表面溫度（℃）；Tmax—砼中心平均最高溫度（℃）；k—傳熱系數(shù)修正值，取1.3；Tj—混凝土澆筑振搗完完畢開始養(yǎng)護護的溫度（℃）；W—混凝土每m3中的的水泥用量（kg），W=3988kg；Q()—混凝土在指定的齡齡期內(nèi)水泥的的水化熱（KJ/kg），Q()=335KKJ/kg。M=Tmax-Tb=25℃所以R=2402511.3/（70025++0.283398335）=0.1442K/W蓄水深度：hs=RS式中hs：混凝土表面的蓄蓄水深度（m）；S：水的導(dǎo)熱系數(shù)，取取0.58WW/m·k。hs=0.11420.5580.099m=9cm所以施工時混凝土土表面的蓄水水深度為9ccm。采用蓄水養(yǎng)護，能能保證水泥的的水化用水，從從而充分保證證混凝土質(zhì)量量，尤其是在在強度和密實實性方面，可可以有效的防防止混凝土裂裂縫的產(chǎn)生，同同時，利用頂頂面的蓄水來來減緩表層混混凝土與外界界環(huán)境溫度進進行熱交換的的速度，降低低混凝土內(nèi)外外溫差，避免免混凝土溫度度應(yīng)力的產(chǎn)生生。四、施工部署混凝土的供應(yīng)由于混凝土量很大大，我們選擇擇了公司中心心攪拌站和中中建一局?jǐn)嚢璋枵具@兩家商商品混凝土攪攪拌站來集中中供料。由公公司中心攪拌拌站統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)、調(diào)度砼的的供應(yīng)，且直直接對項目負負責(zé)，從而避避免了多頭對對外。為了確確?；炷恋牡馁|(zhì)量，兩家家攪拌站使用用同一品牌、同同一標(biāo)號的水水泥，外加劑劑(HEA)和粉煤灰摻摻和料也使用用同一品牌。底板砼的施工時間間為98年7月25日（星期五）晚晚8：00開始，到27日晚8：00結(jié)束，歷時48h。砼設(shè)備和機具的投投入混凝土泵的平均泵泵送量Q1的計算根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗公式式，砼輸送泵泵的平均輸出出量Q1的計算如下下：Q1砼泵的的平均輸出量量（m3/h）；配管系數(shù)，0.80.9；e作業(yè)效率，0.50.7。本工程采用的砼泵泵的平均輸送送能力為600m3/h，=0.85，e取0.7。Q1=6000.850..735m3/h?；炷帘玫牟贾矛F(xiàn)場布置6臺混凝凝土泵（其中中兩臺汽車泵泵）。理論上上澆筑所需時時間為：8500/（635）41h，實際澆筑筑時間為48h。混凝土泵布置詳見見附圖?；炷吝\輸車輛的的配置每臺混凝土泵所需需配備的混凝凝土攪拌運輸輸車輛數(shù):N=式中N：混凝土罐車臺數(shù)數(shù)（臺）；Q1：每每臺混凝土泵泵的實際平均均輸出量（mm3/h）;S：混凝凝土攪拌運輸輸車平均行駛駛速度（km/h）；L：混凝凝土攪拌運輸輸車往返距離離（km）；T1：每每臺混凝土攪攪拌運輸車總總計停歇時間間（min）。所以N==10臺臺砼機械設(shè)備投入見見下表：序號機械名稱規(guī)格、型號單位數(shù)量備注混凝土地泵大象牌，60m33/h臺6其中兩臺為汽車泵泵混凝土運輸車6m3/輛輛60準(zhǔn)備3輛機動振搗棒5030根根184另準(zhǔn)備3根備用勞動力組織將勞動力分白班和和夜班兩大班班，每班按地地泵的數(shù)量分分成小組，每每班勞動力安安排見下表：：序號工種每組人數(shù)共計人數(shù)備注1混凝土工530包括下料、平倉、振振搗2架子工212安拆泵管和拆架子子3抹灰工318混凝土表面搓光4木工3看模5鋼筋工2混凝土澆筑時看筋筋6測量工2控制標(biāo)高和核對尺尺寸7養(yǎng)護4養(yǎng)護、測溫等7指揮2指揮車輛8下灰212砼泵處下灰9試驗工2作砼試塊10其他5合計92現(xiàn)場組織本工程底板混凝土土量大，地處處金融街、二二環(huán)以內(nèi)，這這給混凝土運運輸和現(xiàn)場組組織帶來了難難度，又由于于是超大體積積混凝土施工工，技術(shù)要求求高，為了確確保第一塊底底板大體積混混凝土的順利利澆筑和澆筑筑質(zhì)量，項目目經(jīng)理部專門門成立了以項項目經(jīng)理為首首的大體積混混凝土領(lǐng)導(dǎo)小小組，澆筑之之前召開了專專題交底會和和動員大會。由由于充分的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作，為為大體積砼的的成功澆筑奠奠定了良好的的基礎(chǔ)。混凝土的澆筑砼澆筑前的準(zhǔn)備工工作：底板鋼筋內(nèi)必須徹徹底清理干凈凈，不得有渣渣土、雜物及及積水。墻、柱插筋位置和和底板標(biāo)高的的控制墻、柱插筋位置的的控制：為了了保證墻、柱柱插筋的絕對對準(zhǔn)確，把墻墻、柱邊線放放出來，用紅紅油漆標(biāo)注在在基礎(chǔ)梁或底底板的鋼筋上上，柱根部保保證有一道定定位箍筋、墻墻根部保證有有一道定位水水平筋和底板板鋼筋焊接牢牢固，同時柱柱、墻鋼筋上上部至少綁扎扎一道定位箍箍筋和水平筋筋。在澆筑混混凝土過程中中，測量工和和看筋人員隨隨時復(fù)查墻、柱柱插筋位置，以以防發(fā)生偏位位。底板標(biāo)高的控制：：在底板鋼筋筋上焊設(shè)立筋筋，在立筋上上統(tǒng)一用紅油油漆標(biāo)注+0.3m線，用刮杠杠找平標(biāo)高，找找平過程中隨隨時用水平儀儀進行復(fù)測，嚴(yán)嚴(yán)格控制板面面標(biāo)高。澆筑之前，先用與與混凝土成分分相同的砂漿漿濕潤泵管?，F(xiàn)場備用一部分減減水劑，當(dāng)混混凝土坍落度度達不到要求求時，可以摻摻入適量的減減水劑，經(jīng)攪攪拌車攪拌后后，再進行澆澆筑?；炷翝仓椒ɑ炷敛扇》謱訚矟仓姆椒?，每每層澆筑的厚厚度控制在550cm左右右。厚1.66m的底板分分三層澆筑，厚厚1.0m的底底板分兩層澆澆筑。澆筑方方向：六臺泵泵并肩從東往往西進行，所所有泵盡量共共同推進，步步驟基本一致致。為不使上上下兩層產(chǎn)生生施工冷縫，要要在下一層混混凝土初凝之之前澆筑上一一層混凝土，并并采取二次振振搗法，在振振搗上一層時時，應(yīng)插入下下層中5cmm左右，以消消除兩層之間間的接縫。混凝土的振搗根據(jù)混凝土泵送時時自然形成的的坡度，在每每個澆筑帶的的前后、中部部布置三道振振動器，這樣樣通過混凝土土的振動流淌淌達到均勻鋪鋪坍的要求。振振動器的振搗搗要做到快插插慢拔?？觳宀迨菫榱朔乐怪瓜葘⒈砻婊旎炷琳駥嵍c下面混凝凝土發(fā)生分層層、離析現(xiàn)象象；慢拔是為為了使混凝土土填滿振動棒棒抽出時所造造成的空洞。振動器插點要均勻勻排列，可采采用“行列式”或“交錯式”的次序移動動，不應(yīng)混用用，以免造成成混亂而發(fā)生生漏振，一般般插棒間距440cm50cm。每一插插點要掌握好好振搗時間，過過短不易搗實實，過長可能能引起混凝土土產(chǎn)生離析現(xiàn)現(xiàn)象。每點振振搗時間應(yīng)視視混凝土表面面呈水平不再再顯著下沉，不不再出現(xiàn)氣泡泡，表面泛出出灰漿為準(zhǔn)，一一般每點振搗搗時間為1530s?；炷恋臏y溫為了有效的控制混混凝土內(nèi)外溫溫差，使混凝凝土內(nèi)外溫差差不大于255C，防止混凝凝土裂縫的產(chǎn)產(chǎn)生，砼必須須測溫。本工工程測溫管采采用鍍鋅鐵皮皮卷制而成，直直徑15，長度按測測溫埋設(shè)詳圖圖加工。測溫溫管下端封口口，上端露110cm，管管內(nèi)裝入機油油，塞緊管口口密封，混凝凝土澆筑610h后開始測溫溫，采用1000℃玻璃溫度計計進行測溫。測測溫管布置詳詳見附圖。其其中4、6測溫點要埋埋三根測溫管管，測三處溫溫度，即表面面、1/2處、底部?；炷恋臏y溫頻率率：齡期5d內(nèi)，每2h測溫一一次；齡期614d內(nèi)，每4hh測溫一次；；齡期1528d內(nèi)，每每8h測溫一次。現(xiàn)場派專人負責(zé)測測溫，測定的的溫度隨時記記錄，并把數(shù)數(shù)據(jù)及時反饋饋給技術(shù)負責(zé)責(zé)人，以便檢檢查砼內(nèi)外溫溫差是否超過過25℃。測溫時同同時測量混凝凝土體內(nèi)、體體表、大氣和和混凝土的入入模（澆筑）溫溫度。砼的澆澆筑溫度是指指砼澆筑振搗搗后，在砼50100mm深處的溫溫度?；炷恋酿B(yǎng)護混凝土表面壓光后后1218h內(nèi)進行養(yǎng)護護。厚1.0m的底板直接接采用澆水養(yǎng)養(yǎng)護，現(xiàn)場派派專人進行澆澆水，使砼表表面始終保持持潮濕。厚11.6m的底底板采用蓄水水養(yǎng)護，蓄水水深度為9ccm。進行蓄水養(yǎng)養(yǎng)護時一定要要注意水溫，防防止因水溫過過低而使砼內(nèi)內(nèi)外