大體積混凝土的施工技術(shù)

一、工程概述1.1工程概況中鐵?諾德國際花園項(xiàng)目1#樓、3#樓工程，位于內(nèi)蒙古包頭市友誼大街以南，萬青路以西。1#樓地下二層，地上30層，建筑面積為37839廿，其中地上35576廿，地下2263廿；3#樓地下二層，地上18層，建筑面積為20014廿，其中地上17871廿，地下2143廿。1.2混凝土強(qiáng)度概況1#樓、3#樓基礎(chǔ)形式為鋼筋砼筏板基礎(chǔ)，砼標(biāo)號(hào)為C30P8,1#樓筏板基礎(chǔ)厚度為1.2mm，3#樓筏板基礎(chǔ)厚度為1.25mm。二、 編制依據(jù)2.11#樓、3#樓結(jié)構(gòu)施工圖紙2.2《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300-2001)2.3《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)2.4《大體積混凝土施工規(guī)范》(GB50496-2009)2.5《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T10-95)2.6《預(yù)拌混凝土》(GB14902-94)2.7《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)2.8《建筑施工手冊(cè)(第四版)》(中國建筑工業(yè)出版社)三、 施工準(zhǔn)備工作：大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。因此需要從材料選擇上、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作，才能保證基礎(chǔ)底板大體積混凝土順利施工。3.1材料選擇本工程采用商品混凝土澆筑。對(duì)主要材料要求如下：水泥：本工程商品砼采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為P.O425#。考慮普通硅酸鹽水泥水化熱較高，特別是應(yīng)用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，在混凝土內(nèi)部溫度過高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差，便混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過早期混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，因此對(duì)水泥用量進(jìn)行限制，并采用粉煤灰和礦粉進(jìn)行雙摻。（2） 粗骨料：采用碎石，粒徑5-31.5mm，并連續(xù)級(jí)配，含泥量不大于1%,非堿活性的石子。選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。（3） 細(xì)骨料：采用中砂，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.3，含泥量不大于3%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時(shí)相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。（4） 摻合料：摻合料選用粉煤灰和礦粉。按照《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）的要求，采用普通硅酸鹽水泥拌制大體積混凝土?xí)r，其粉煤灰和礦渣粉取代水泥的最大限量為50%。粉煤灰對(duì)水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對(duì)混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此本工程混凝土摻合料粉煤灰的摻量控制在40%以內(nèi)。（5） 外加劑：摻加適量的減水劑，可降低水化熱峰值，對(duì)混凝土收縮有補(bǔ)償功能，可提高混凝土的抗裂性。3.2大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)、抗?jié)B指標(biāo)及施工所需的混凝土拌合物的塌落度指標(biāo)進(jìn)行混凝土試配。攪拌站選擇泵送劑時(shí)，除對(duì)減水率進(jìn)行要求外，必須考慮其緩凝時(shí)間，確保現(xiàn)場(chǎng)混凝土的初凝時(shí)間不得小于8小時(shí)。入?；炷撂涠?80±20mm。同時(shí)確?；炷敛坏糜忻谒F(xiàn)象。擬試配的混凝土配合比如下表（混凝土配合比通知單詳見附頁）：1#樓、3#樓筏板基礎(chǔ)C30P8配合比每立方米混凝土用量自來水p.o水泥中砂碎石粉煤灰礦渣粉泵送劑180280788105250489.63.3混凝土供應(yīng)混凝土采用商品混凝土，泵送澆筑。攪拌站至施工現(xiàn)場(chǎng)往返一次距離按44km計(jì)算，運(yùn)輸車輛的數(shù)量根據(jù)運(yùn)輸距離和澆筑速度確定，另考慮3臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車備用。3.3.1混凝土泵輸出量計(jì)算混凝土泵實(shí)際平均輸出量按下式計(jì)算:Q=QMA)^axn=60X1.0X0.6=36m3/h式中：Q一每臺(tái)混凝土泵的實(shí)際平均輸出量(m3/h)QMAX—每臺(tái)混凝土泵的最大輸出量(m3/h)a一配管條件系數(shù)。采用汽車泵，取1.0門一作業(yè)效率，取0.63.3.2每臺(tái)混凝土泵配備攪拌運(yùn)輸車數(shù)量的計(jì)算混凝土泵送作業(yè)時(shí)，每臺(tái)混凝土泵所需配備攪拌運(yùn)輸車的數(shù)量按下式計(jì)算：同Q(L36(441)N=—x—+T—x[—+—=6.45臺(tái)，取7臺(tái)式中：N一混凝土攪拌運(yùn)輸車臺(tái)數(shù)(臺(tái))Q一每臺(tái)混凝土泵的實(shí)際平均輸出量(m3/h)V一每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車的容量(m3)，取8m3L一混凝土攪拌運(yùn)輸車的往返運(yùn)距(Km),取44KmS一攪拌運(yùn)輸車平均行車速度(Km/h)，取40Km/h；T一每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車的總計(jì)停歇時(shí)間(h)，取1/3小時(shí)實(shí)際施工時(shí)，為每臺(tái)輸送泵配備10臺(tái)攪拌運(yùn)輸車，其中3輛備用。3.4現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作基礎(chǔ)底板鋼筋及柱、墻插筋應(yīng)施工完畢，并進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收?；炷潦┕び迷O(shè)備，在澆筑混凝土前應(yīng)進(jìn)行全面的檢修和試運(yùn)轉(zhuǎn)。將基礎(chǔ)底板上表面的標(biāo)高抄測(cè)在柱、墻鋼筋上，并作明顯標(biāo)記，供澆筑混凝土?xí)r找平用。澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋的測(cè)溫管及溫度計(jì)等應(yīng)提前準(zhǔn)備好。管理人員、施工人員、后勤人員、保衛(wèi)人員等晝夜排班，堅(jiān)守崗位，各負(fù)其責(zé)，保證混凝土連續(xù)澆灌的順利進(jìn)行。施工前，項(xiàng)目技術(shù)人員需對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行書面技術(shù)交底，增強(qiáng)施工作業(yè)人員的的質(zhì)量意識(shí)。基礎(chǔ)底板上的地坑、積水坑采用木模散拼支模，模板已加固完畢。3.5施工機(jī)具及勞動(dòng)力準(zhǔn)備3.5.1機(jī)具混凝土施工機(jī)具匯總表名稱數(shù)量規(guī)格其它振動(dòng)棒20根ZX-50電機(jī)6臺(tái)四、大體積混凝土溫度和溫度應(yīng)力基礎(chǔ)底板混凝土中部中心點(diǎn)的溫升高峰值，該溫升一般略小于絕熱溫升值。一般在澆筑后3d?5d左右產(chǎn)生，以后趨于穩(wěn)定不在升溫，并且逐步降溫?！洞篌w積混凝土施工規(guī)范》(GB50496-2009)規(guī)定的溫控指標(biāo)為：混凝土澆筑體的里表溫差不宜大于25°C,混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20°C。通過計(jì)算得知，混凝土蓄水27mm養(yǎng)護(hù)即可滿足要求，混凝土澆筑前裂縫控制計(jì)算書及溫差控制計(jì)算書附后。五、大體積混凝土施工5.1施工段的劃分及澆筑順序1#樓和3#樓按照后澆帶進(jìn)行流水施工段的劃分，每個(gè)樓分為兩個(gè)流水施工段。砼澆筑時(shí)采用一臺(tái)砼汽車泵按照斜面分層法進(jìn)行澆筑，每一段混凝土澆筑總量約為840m3，澆筑時(shí)從側(cè)邊向中間后澆帶澆筑，計(jì)劃澆筑完成時(shí)間為30小時(shí)。5.2混凝土澆筑混凝土采用商品混凝土，用混凝土運(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，采用1臺(tái)混凝土輸送泵送筑?；炷翝仓r(shí)應(yīng)采用“一個(gè)坡度、循序推進(jìn)、一次到頂”的澆筑工藝。澆筑時(shí)先在一個(gè)部位進(jìn)行，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，混凝土形成扇形向前流動(dòng)，然后在其坡面上連續(xù)澆筑，循序推進(jìn)。這種澆筑方法能較好的適應(yīng)泵送工藝，使每車混凝土都澆筑在前一車混凝土形成的坡面上，確保每層混凝土之間的澆筑間歇時(shí)間不超過規(guī)定的時(shí)間。同時(shí)可解決頻繁移動(dòng)泵管的間題，也便于澆筑完的部位采用塑料膜覆蓋，防止混凝土干裂?；炷翝仓r(shí)在每臺(tái)泵車的出灰口處配置1?2臺(tái)振搗器，因?yàn)榛炷恋奶涠缺容^大，在1.25米厚的底板內(nèi)可斜向流淌1米遠(yuǎn)左右，2臺(tái)振搗器主要負(fù)責(zé)下部斜坡流淌處振搗密實(shí)，另外2?4臺(tái)振搗器主要負(fù)責(zé)頂部混凝土振搗。由于混凝土坍落度比較大，會(huì)在表面鋼筋下部產(chǎn)生水分，或在表層鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次抹面壓實(shí)措施。現(xiàn)場(chǎng)按每澆筑100立方米(或一個(gè)臺(tái)班)制作標(biāo)養(yǎng)試塊1組，同條件養(yǎng)護(hù)試塊共計(jì)留4組。防水混凝土抗?jié)B試塊按規(guī)范規(guī)定每單位工程不得少于2組?？紤]本工程體量較大，按規(guī)定取3組防水混凝土抗?jié)B試塊。5.3混凝土測(cè)溫基礎(chǔ)底板混凝土澆筑時(shí)應(yīng)設(shè)專人配合預(yù)埋測(cè)溫管，測(cè)溫管采用①15的鐵管。測(cè)溫管按長(zhǎng)度分為三種規(guī)格，分別為深測(cè)溫管、中部測(cè)溫管和面層測(cè)溫管深測(cè)溫管為管底距混凝土底部100mm，中部測(cè)溫管底部位于大體積混凝土中部，面層測(cè)溫管底部為混凝土面層下100mm。每種規(guī)格在高于混凝土澆筑面的位置用不同顏色膠帶進(jìn)行標(biāo)記，測(cè)溫管的平面布置距離為1m，測(cè)溫點(diǎn)布置見附圖1。測(cè)溫管預(yù)埋時(shí)與鋼筋綁扎牢固，以免位移或損壞，測(cè)溫管下端應(yīng)封閉，上端有膠帶封口，避免澆筑過程混凝土進(jìn)入管內(nèi)。配備專職測(cè)溫人員，按兩班考慮。對(duì)測(cè)溫人員要進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)交底。測(cè)溫人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，按時(shí)按孔測(cè)溫，不得遺漏或弄虛作假。測(cè)溫記錄要填寫清楚、整潔，換班時(shí)要進(jìn)行交底。測(cè)溫工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，每測(cè)一次，持續(xù)測(cè)溫及混凝土強(qiáng)度達(dá)到時(shí)間，強(qiáng)度并經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測(cè)溫。測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度與部門溫度之差達(dá)到25度或溫度異常，應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，以便及時(shí)采取措施。5.4混凝土養(yǎng)護(hù)混凝土澆筑及二次抹面壓實(shí)后應(yīng)立即蓋上塑料薄膜，防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生十縮裂縫。待混凝土終凝后，在大體積砼四周砌60mm高擋水臺(tái)，蓄水養(yǎng)護(hù)(4)停止測(cè)溫的部位經(jīng)技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人同意后，進(jìn)行澆水保濕養(yǎng)護(hù)，并使混凝土散熱。六、主要管理措施拌制混凝土的原材料均需進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可使用。同時(shí)要注意各項(xiàng)原材料的溫度，以保證混凝土的入模溫度與理論計(jì)算基本相近。在混凝土攪拌站設(shè)專人摻入外加劑，摻量要準(zhǔn)確。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)商品混凝土要逐車進(jìn)行檢查，測(cè)定混凝土的坍落度和溫度，檢查混凝土量是否相符。同時(shí)嚴(yán)禁混凝土攪拌車在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)加水?；炷翝仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不得超過3?5h，同時(shí)已澆筑的混凝土表面溫度在未被新澆筑的混凝土覆蓋前不得低于相關(guān)規(guī)定。試驗(yàn)部門設(shè)專人負(fù)責(zé)測(cè)溫及養(yǎng)的管理工作，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)向項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人匯報(bào)。澆筑混凝土前應(yīng)將基槽內(nèi)的雜物清理干凈。加強(qiáng)混凝土試塊制作及養(yǎng)護(hù)的管理，試塊拆模后及時(shí)編號(hào)并送入標(biāo)養(yǎng)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。大體積混凝土裂縫控制計(jì)算1、最大絕熱溫升T尸眺+KXF）XQ/cXp=（302+0.25*48）X375/0.97*2400=50.6°C式中：Th一混凝土最大絕熱溫升（C）mc—混凝土中水泥用量（包括膨脹劑）（kg/m3）F一混凝土活性摻合料用量（kg/m3）K一摻合料折減系數(shù)。粉煤灰取0.25Q一水泥28d水泥熱（kJ/kg）,查表普通硅酸鹽水泥取375kJ/kgc一混凝土比熱，取0.97kJ/kg.Kp一混凝土密度，取2400kg/m32、混凝土中心計(jì)算溫度式中：Ti（t）一t齡期混凝土中心計(jì)算溫度（C）；T?一混凝土澆筑溫度（C）,本工程正值夏天，取Tj=25C；&⑴—t齡期降溫系數(shù)，詳見下表澆筑層厚度齡期t（d）369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.01///1.250.420.310.190.110.070.040.03///本方案按澆筑層厚度為 1.25m，據(jù)此計(jì)算得Ti（3）=46.25C，Ti（6）=40.67C，T …Ti(9)=34.62C3、混凝土表層溫度(1)蓄水養(yǎng)護(hù)深度h=x-M(T -T)K人/(700T+0.28m-Q)w max2bw j c式中：hw—蓄水養(yǎng)護(hù)深度(m)x—蓄水養(yǎng)護(hù)時(shí)間(h),取72小時(shí)*w—水的導(dǎo)熱系數(shù)［W/(m.K)］，查表得0.58M一混凝土表面結(jié)構(gòu)系數(shù)，M=F/V=0.987F一與大氣拉觸的表面積，計(jì)算得841m2V—混凝土體積，計(jì)算得852m3Tmax-T2—一般取20?25°C，本工程取25°CKb—傳熱系數(shù)修正值，水可視為不透風(fēng)材料，查表取1.3得hw=0.027m混凝土表層模板及保溫層的傳熱系數(shù)B=i/ts./人+1/p］式中P一混凝土表面模板及保溫層等的傳熱系數(shù)(W/m2.K)5/一水層厚度(m)，取0.027m氣一水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58Pq一空氣層的傳熱系數(shù)，取23計(jì)算得p=11.1混凝土虛厚度h'=k?人/p式中：h'一混凝土虛厚度k一折減系數(shù)，取2/3；*一混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33計(jì)算得h'=0.14m混凝土計(jì)算厚度H=h+2h'=1.25+2X0.14=1.53m混凝土表層溫度T2()=T+4-h(H-心"-T-VH2式中：T2(t)—混凝土表面溫度Tq—施工期大氣平均溫度，包頭市7?8月平均溫度為28°C代入上式計(jì)算得T2(3)=34C,T2(6)=32.21C4、 混凝土內(nèi)平均溫度Tm(t)=T1(t)+T2(t)L代入上式得Tm(3)=40.125C,Tm(6)=36.44C5、 應(yīng)力計(jì)算(1)地基約束系數(shù)單純地基阻力系數(shù)，查表得CX1=0.03本工程3#樓地基為天然地基，1#樓為復(fù)合地基樁，無側(cè)向限阻力，據(jù)此地基約束系數(shù)為：七廣CX1方-氣)式中：p(t)—t齡期地基約束系數(shù)h一混凝土實(shí)際厚度，取1.25mE(t)—t齡期混凝土彈性模量，混凝土標(biāo)號(hào)為C30，3天混凝土強(qiáng)度可達(dá)50%，查表得C15混凝土彈性模量為2.2X104，6天強(qiáng)度可達(dá)70%，查表得C20混凝土彈性模量為2.55X104代入上式得：°(3)=1.09X10-6，3(6)=9.41X10-76、 混凝土的十縮率和收縮當(dāng)量溫差(1)混凝土十縮率￡丫°)=￡粉(1-e-0.0it)M1M2……M10式中：￡y(t)—t齡期混凝土十縮率￡粉一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混凝土極限收縮值，取3.24X10-4MiM2……M10一各修正系數(shù)，經(jīng)查表計(jì)算得0.51代入上式計(jì)算得￡Y(3)=4.89X10-6,sY(6)=9.62X10-6(2)收縮當(dāng)量溫差Ty(t廣