构104106基础大体积混凝土施工技术方案.docx
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构104106基础大体积混凝土施工技术方案
目录
1工程概述1
2编制依据1
3施工准备1
4施工技术要求2
5施工质量要求4
6安全技术要求5
附件：
大体积混凝土热工计算6
1工程概述
本工程为青海盐湖镁业有限公司金属镁一体化项目DMTO装置及配套工程，由广东国信工程监理有限公司监理，中国石化集团洛阳石油化工工程公司总承包，中国石化集团第十建设公司负责施工。
由于构-104~106基础底板混凝土1800mm厚，单体混凝土体积超过600m³，属大体积砼方案的范畴考虑。
大体积砼施工前，应对施工阶段大体积砼浇筑块体的温度、温度应力及收缩应力进行验算，确保施工阶段大体积砼浇筑块体的升温峰值、里外温差及降温速度的控制指标、制定温度施工的技术措施。
2编制依据
2.1中国石化集团洛阳石油化工工程公司提供的施工图纸
2.2《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
2.3《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）
2.4《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）
2.5《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
2.6《工程测量规范》（GB50026-2007）
2.7《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）
2.8《混凝土外加剂应用技术更规范》（GB50119-2003）
2.9《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
3施工准备
3.1对混凝土的要求
砼采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，并掺入适量的粉煤灰（一般不大于15％），
混凝土内外温度差产生的应力（最大温度收缩应力）应小于同一时间混凝土所具备的抗拉强度，根据上述要求，抓住如何降低水化热这个关键，砼拌站除了在施工中采用低热品种的水泥，减少水泥用量外，还应在砼加入高效减水剂提高抗渗防裂能力。
粗骨料粒径不得大于40MM，加适量膨胀剂，高效减水剂及缓凝剂。
使缓凝时间达到8小时左右。
3.2混凝土搅拌站配合
配合比的选择，在保证基础工程所设计的强度、耐久性等要求和满足施工工艺要求的工艺特性的前提下，应符合合理使用材料，减少水泥用量和降低砼的绝热温升的原则。
1）砼中掺入粉煤灰后不仅能替代部分水泥，而且粉煤灰颗粒成球状起润滑作用，可大大改善砼工作性和可泵性，且可明显降低砼水化热。
故砼公司在砼中掺入适量的粉煤灰。
2）对大体积砼所用的水泥进行水化热测定，水泥水化热的测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法（直接法）》进行配置砼的水泥7天的水化热宜不大于250kJ／kg。
3）大体积砼所用的骨料、外加剂、粉煤灰的选择与质量符合现行标准要求，本工程基础采用C40混凝土（内掺复合型防腐阻锈剂）。
4）砼坍落度宜控制在160±20mm，入泵前坍落度每小时损失值不应大于30mm，坍落度总损失值不应大于60mm。
4施工技术要求
4.1大体积混凝土测温
做好测温工作，随时控制砼内的温度变化，及时调整保温及养护措施，使混凝土中心温度与表面温度的差值不宜大于25℃，混凝土表面与大气温度差值均不宜超过20℃。
4.1.1在混凝土平面按照轴线均匀布置，且不应少于4个点，每个点厚度方向设三个点。
4.1.2测温装置的埋设方法；用下端口封闭的直径32mm钢管在浇筑混凝土时预埋在布控点位置，测温管位置避开预埋的冷却水管。
测温管上端管口外露，根据规范要求，下端管口分别为表面下50mm、混凝土中部、混凝土底面上50mm。
4.1.3测温方法：
用100度温度计一端悬挂置于预埋的管内，温度计挂好后用测温口处用毛毡覆盖。
测温频率：
1— 5天 每六小时测温一次
6—10天 每十二小时测温一次
10—15天 每二十四小时测温一次
4.2大体积混凝土降温
4.2.1水化热温升主要取决于水泥品种、水泥用量及散热速度等因素，因此施工总选用低水化热的矿渣水泥。
同时，选择最佳混凝土配合比，尽量减少水泥用量，可采用加掺粉煤灰等，尽量降低混凝土的水化热温升，控制最终水化热。
4.2.2采用埋置冷却水管（人工导热）的方式有效的降低混凝土温度，即在混凝土浇筑前埋置冷却水管，通过冷却是从散热降温角度出发，利用通入的冷水带走混凝土内部的部分热量，从而降低混凝土内部的最高温度。
冷却水管可采用直径25mmPVC管，本工程基础底板厚1800mm，冷却水管布置一层，在基础底板中间高度（距基础底900mm）。
冷却水管使用前进行试水，防止管道漏水、阻塞，并保证足够的通水流量。
通过冷却水的热交换，降低混凝土结构的中心温度。
自混凝土浇筑4小时起，冷却管内通入凉水，连续10～15d。
通水过程中，对进出水温度及混凝土温度用温度计进行及时测量,并做好记录，以分析水化热的降低及砼内部温度的变化趋势,判断混凝土内外温差是否控制在25℃以内及砼底顶面温差是否控制在20℃以内。
4.3进行保温保湿养护，养护时间不应少于14d，使砼硬化过程中产生的温差应力小于砼本身的抗拉强度，从而可避免砼产生贯穿性的有害裂缝，砼的保温保湿养护方法：
毛毡覆盖厚度为16mm，不断的加水保湿。
4.4对基础混凝土进行保温蓄热养护：
蓄热养护的作用在于减少表面的热扩散，使内外温差不致过大，避免产生表面裂纹。
基础混凝土浇筑完毕，及时采用在砼面上铺塑料薄膜,养护过程要保持混凝土表面湿润，让砼的温度逐渐降低,防止基础表面温度变化过大，减少基础中心与表面的温度差。
养护期间，不得中断冷却水及养护用水的供应。
4.5大体积混凝土浇筑
4.5.1大体积混凝土基础的整体性要求高，一般要求混凝土连续浇筑，一气呵成。
施工工艺上应做到分层浇筑、分层捣实，但又必须保证上下层混凝土在初凝之前结合好，不致于形成施工缝。
每层浇筑厚度控制在450mm，本基础底板共分4层浇筑。
4.5.2砼自高处自由倾落高度超过两米时，泵送管采用U形管，以保证混凝土不致发生离析。
4.5.3一旦发生输送泵堵塞现象，应马上停止泵送混凝土，立即分析堵塞原因，查明堵塞部位，立刻进行输送管的疏通工作。
时间宜控制在一个小时之内。
输送泵重新输送时，必须先输送水泥浆，再输送高强水泥砂浆，铺面10厘米厚（即在停泵前混凝土覆盖的范围内铺10厘米厚高强水泥砂浆，经确认管道一切正常后立即进行正常的混凝土输送。
4.5.4混凝土振捣工在混凝土输送到模板内后，应立即开展混凝土的振捣工作。
4.6成品保护
4.6.1基础施工完毕后，应用木板对基础外露地面部分（棱角）进行保护。
4.6.2基础外露地脚螺栓用PVC管套实，管上部封口，地脚螺栓丝清理干净用塑料膜包实。
4.6.3基础完成后，应尽快进行竣工弹线，用红三角在基础外表面标识中心线及标高。
4.6.4混凝土外露的预埋件拆模时，应清理出其表面，并刷一道防锈漆。
4.6.5大体积砼浇筑时，易使钢筋产生位移，因此浇筑砼过程中应随时复核钢筋的位置，并采取措施，以保证位置正确。
4.6.6雨期施工应备有足够的防御措施，及时对已浇筑的部位进行遮盖。
下雨期间，应避免露天作业。
5施工质量要求
5.1结构混凝土施工，必须认真做好对混凝土搅拌站的原材料质量监控、计量校验及试验，级配方面的评审、管理。
同时在混凝土浇捣过程中加强对混凝土质量的监控，把好质量关。
5.2必须正确掌握混凝土的布料厚度，每层厚度不得超过500mm厚。
同时密切注意混凝土流淌速度和流淌距离，及时加以振捣，严防漏振；钢筋密集部位，必须加强振捣，确保混凝土浇捣密实。
5.3浇筑时，必须严格控制好平台混凝土的面标高，设置面标高控制标记，用2m长刮尺按控制标记刮平整。
并随混凝土的收水情况，用细木抹压两遍，确保平台混凝土的收头质量。
5.4浇捣前必须随时掌握天气的变化趋势和气象预报，准备好足够的防雨保温材料。
5.5土建施工与安装协调至关重要，特别是留孔、埋管、埋件等必须在施工前综合协调，埋设位置正确，不能遗漏，避免事后开凿，影响工程质量。
5.6浇砼前，应检查模板、钢筋的施工质量、发现异常及时修整好。
并检查成型模板内垃圾、木屑、纸头、烟头等杂物并及时清除干净。
5.7砼运输车第一辆内砂浆不得用于结构内，砼表面浮浆应清除干净，否则影响砼表面强度和易起砂、裂纹，也影响再做面层时结合而造成空鼓裂缝。
5.8砼现场严禁随意加水。
砼浇灌时不得在负弯矩筋及悬挑钢筋上踩踏。
做好同条件养护的拆模强度试块。
5.9强砼湿润养护，防止干缩裂缝。
6安全技术要求
安全文明是企业素质的综合反映，我公司始终认真贯彻“安全第一，预防为主、综合治理”的安全生产方针，在工程施工中，做到科学管理、文明施工。
6.1振动棒使用前由专职电工接好电源，并试运转。
6.2罐车、泵车卸料由熟练工人操作，遵守操作规程，车辆指定路线行驶，泵车下料有专人指挥。
驾驶人员要遵守交通规则，严禁无证驾驶。
6.3振捣操作人员要戴防护镜、绝缘手套，穿绝缘鞋。
6.4进入施工现场人员必须戴好安全帽，必须搭设稳固、可靠的操作平台。
6.5所有参与工作的人员禁止酒后上岗。
6.6夜间施工必须遵守国家安全生产条例，严禁盲目施工，不准安排不适合夜间作业的工人进行施工；必须保证夜间施工期间的照明；不安排交叉施工同时在夜间进行。
附件：
大体积混凝土热工计算
大体积混凝土热工计算
1、绝热温升计算
Th=mcQ/Cρ（1-е-mt）
式中：
Th—混凝土的绝热温升（℃）；
mc——每m3混凝土的水泥用量，取
470
Kg/m3；
Q——每千克水泥28d水化热，取
375
KJ/Kg；
C——混凝土比热，取0.97[KJ/（Kg·K）]；
ρ——混凝土密度，取2400（Kg/m3）；
е——为常数，取2.718；
t——混凝土的龄期（d）；
m——系数、随浇筑温度改变，取
0.34
；
计算结果如下表：
t（d）
3
6
9
12
Th（℃）
48.4
65.9
72.2
74.4
2、混凝土内部中心温度计算
T1（t）=Tj+Thξ（t）
式中：
T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度，是混凝土温度最高值
Tj——混凝土浇筑温度，取
15
℃（可采取浇筑当日的询平均气温）
ξ（t）——t龄期降温系数，取值如下表
底板厚度h（m）
不同龄期时的ξ值
3
6
9
12
1.5
0.538
0.508
0.443
0.347
计算结果如下表
t（d）
3
6
9
12
T1（t）（℃）
41.0
48.5
47.0
40.8
由上表可知，砼第
6
d左右内部温度最高，则验算第
6
d砼温差
2、混凝土养护计算
混凝土表层（表面下50-100mm处）温度，底板混凝土表面采用毛毡保温材料蓄热保温养护，并在毛毡上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
①保温材料厚度
δ=0.5h·λi（T2-Tq）Kb/λ·（Tmax-T2）
式中：
δ——保温材料厚度（m）；
λi——各保温材料导热系数[W/（m·K）]，取
0.07
（毛毡）；
λ——混凝土的导热系数，取2.33[W/（m·K）]
T2——混凝土表面温度：
26.0
（℃）（Tmax-25）
Tq——施工期大气平均温度：
15
（℃）
T2-Tq—-
11.0
（℃）
Tmax-T2—
21.0
（℃）
Kb——传热系数修正值，取
2.3
；
δ=0.5h·λi（T2-Tq）Kb/λ·（Tmax-T2）*100=
2.71
cm
故可采用2.71cm厚毛毡并在其上下各铺一层塑料薄膜进行养护。
②混凝土保温层的传热系数计算
β=1/[Σδi/λi+1/βq]
式中：
β——混凝土保温层的传热系数[W/（m2·K）]
δi——各保温材料厚度
λi——各保温材料导热系数[W/（m·K）]
βq——空气层的传热系数，取23[W/（m2·K）]
代入数值得：
β=1/[Σδi/λi+1/βq]=
2.33
③混凝土虚厚度计算：
hˊ=k·λ/β
式中：
hˊ——混凝土虚厚度（m）
k——折减系数，取2/3；
λ——混凝土的传热系数，取2.33[W/（m·K）]
hˊ=k·λ/β=
0.6681
④混凝土计算厚度：
H=h+2hˊ=
2.84
m
⑤混凝土表面温度
T2（t）=Tq+4·hˊ（H-h）[T1（t）-Tq]/H2
式中：
T2（t）——混凝土表面温度（℃）
Tq—施工期大气平均温度（℃）
hˊ——混凝土虚厚度（m）
H——混凝土计算厚度（m）
T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）
不同龄期混凝土的中心计算温度（T1（t））和表面温度（T2（t））如下表。
混凝土温度计算结果表
t（d）
3
6
9
12
T1（t）（℃）
41.0
48.5
47.0
40.8
T1-Tq（℃）
26.0
33.5
32.0
25.8
T2（t）（℃）
26.6
29.9
29.2
26.5
T1（t）-T2（t）
14.5
18.6
17.8
14.4
由上表可知，混凝土内外温差<25℃，符合要求。
抗裂计算
1、各龄期混凝土收缩变形
式中：
--龄期t时砼的收缩变形值；
--标准状态下最终收缩值，3.24×10-4
e
常数e=2.718；
M1、M2、M3…Mn--各种不同条件下的修正系数；
混凝土收缩变形不同条件影响修正系数
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M10
积M
1.0
1.0
1.0
1.06
1.0
1.09
1.25
1.4
1.0
1.0
2.02
各龄期砼收缩变形值如下表
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
（×10-5）
1.94
3.82
5.64
7.41
9.13
10.79
12.41
2、各龄期砼收缩当量温差
ξy（t）：
不同龄期混凝土收缩相对变形值；
α：
混凝土线膨胀系数取1×10-5/℃；
各龄期收缩当量温差
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
Ty（t）
-1.94
-3.82
-5.64
-7.41
-9.13
-10.8
-12.4
3、各龄期混凝土最大综合温度
Tj：
砼浇筑温度，取
15
℃
T（t）:
龄期t的绝热温升
Ty（t）:
龄期T时的收缩当量温差
Tq：
砼浇筑后达到稳定时的温度，取
15
℃
混凝土最大综合温差
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
ΔT
30.34
40.09
42.47
42.21
41.04
39.57
38.02
4、混凝土各龄期弹性模量
E0:
砼最终弹性模量（Mpa），
c40
取定E0
3.25
×104N/mm2
混凝土各龄期弹性模量（×104N/mm2）
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
E（t）
0.77
1.36
1.80
2.15
2.41
2.61
2.76
5、外约束为二维时温度应力计算
E（t）：
各龄期砼弹性模量
α：
混凝土线膨胀系数1×10-5/℃
ΔT（t）：
各龄期混凝土最大综合温差
μ:
砼泊松比，取定0.15
0.15
Rk:
外约束系数,取定0.4
0.4
Sh（t）:
各龄期砼松弛系数
混凝土松弛系数如下表
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
Sh（t）
0.57
0.524
0.482
0.417
0.411
0.383
0.369
外约束为二维时温度应力（N/mm2）
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
б
-0.63
-1.34
-1.74
-1.78
-1.91
-1.86
-1.82
6、验算抗裂度是否满足要求
根据经验资料，把砼浇筑后的15d作为砼开裂的危险期进行验算。
（抗裂度验算）
fct=
2.39
Mpa（28天抗拉强度设计值）
同条件龄期15天抗拉强度设计值（达28天强度的75%）
龄期15天温度应力1.04MPa
1.0661
>1.05抗裂度不满足要求，需对此大体积混凝土进行通循环冷却水降温
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