大体积混凝土浇筑方案.docx

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大体积混凝土浇筑方案

住宅楼

混凝土浇筑方案 

一、 编制依据

1. 工程施工组织设计

2. 《某厂新建水处理站》施工图纸

二、 工程概况

本工程位于某厂主厂房西侧，并处在公路和铁路中间，四周池壁离公路和铁路间距为4米左右。

根据本工程的施工方案确定本工程池子混凝土浇筑分三次：

第一次为+0.300m～-3.5m，第二次为-8.50m～-11.7m（-7.50m～-10.60m），第三次为-3.50m～-8.50m（-3.50m～7.50m）。

混凝土标号为C35。

此次混凝土浇筑第一节和第三节为重点，特别是第一节的水池中间冠梁和水池和泵房交接处的冠梁浇注。

第三节水池底板厚为1.65m，长为38m，宽为21m；水泵房底板厚1.6m，长为15m，宽约22m，水池底板混凝土量为1300m3，水泵房底板混凝土量为530m3,施工时按照大体积混凝土进行施工。

三、 施工部署

    由于本工程施工区域东西两侧为公路和铁路，所以混凝土浇筑时，应考虑混凝土输送泵、混凝土运输车辆的站位及运行路线，根据现场情况，选择在水池北、东两侧布设混凝土输送泵进行混凝土浇注。

根据现场实际情况，分2个区同时进行混凝土浇筑。

四、施工准备

4.1 技术准备

4.1.1 混凝土配合比确定

1、水泥：

采用32.5级矿渣水泥。

此种水泥为以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量的石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，适用于要求水化热较低的大体积混凝土工程所用的水泥，并不得将不同品种或标号的水泥混合使用。

2、砂、石：

砼所用的砂、石技术指标应符合《普通砼用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-79）和〈普通砼用碎石或卵石质量标准及检验方法〉（JGJ53-79）的规定。

最大粒径3cm所含泥土不得呈快状或包裹石子表面，吸水率不大于1.5%，砂采用中砂。

3、水：

为降低混凝土的入模温度，可在水中加碎冰，保证混凝土入模温度在25℃以下。

4、外加剂：

减水剂：

在砼中掺入减水剂，不仅可获得减水和改善和易性的功效，更能提高水泥石的密实度，改善砼内部空隙分布，降低水灰比，减少水泥用量，降低水化热。

本工程采用FDN-2型缓凝减水剂。

CAS：

CAS活性成分较高，可以明显改善混凝土的和易性，流动性，可泵性，提高混凝土的性能，同时CAS有微膨胀的性质，可以在一定程度上延缓大体积混凝土的裂缝的发展，达到工程的施工要求。

粉煤灰：

在混凝土中掺加水泥用量10%-30%以下的粉煤灰可减少单方水泥用量50-70kg，显著的推迟和减少发热量，延缓水泥水化热的释放时间，降低温升值20%-25%，（按单位水泥用量每增减10kg，温升约升、降1℃），如掺入30%的粉煤灰，可使绝热温升降低10℃，还可提高混凝土的抗压强度和弯曲强度。

掺粉煤灰主要是用于替代部分水泥。

减少水泥用量，降低水化热；改善混泥土的和易性和可泵性，提高混凝土的抗裂强度。

本工程粉煤灰采用GB1556-88标准中的II级粉煤灰。

根据所选定的原材料，进行配合比计算，参考普通防水砼配合比的技术参数，通过试配求得外加剂的最佳掺量。

经过实验优化，最终的配合比如下表：

序号材料名称技术指标每立方米混凝土材料用量（kg）

1矿渣水泥32.5级342

2石1～3cm1052

3砂中650

4粉煤灰126

5水178

6CAS52

7FDN-23.9

8坍落度11-13cm

9砂率38%

10水灰比0.34

砼用料必须按质量配合比准确称量，计量允许偏差不应大于下列规定：

a．水泥、水、外加剂、掺合料为±1%；

b．砂、石为±2%。

4.1.2 支设好后浇带处的模板，并做好防水处理。

4.1.3 提前购置测温仪器。

4.1.4 对参加底板混凝土施工的管理人员及操作人员进行培训，明确施工方法及施工程序。

4.1.5 注意天气预报，避开大雨浇筑混凝土。

4.2 施工机械∶根据现场情况，所需机械如下表∶

序号名称单位数量型号备注

1砼罐车台108m3

2砼泵车台237m

3插入式振捣棒根20

4潜水泵台6

5经纬仪台1

6水准仪台2

7碘钨灯盏30

8黑色塑料薄膜m21200

9透明薄膜m21200

10彩条布m22000

11草袋m21200底板满铺厚0.08m

五、施工阶段砼浇筑块体的温度、温度应力的验算

5.1 砼浇筑块体的温度

5.1.1砼的最大绝热温升

     Th=mc·Q/c·ρ·（1-e-mt）

式中：

 Th——混凝土的最大绝热温升（℃）；

Q——水泥28d水化热，查表得32.5级矿渣水泥28天水化热Q=334kj/kg；

mc——每立方米混凝土水泥用量（kg/m3），mc=342kg；

c——混凝土比热，取0.97kj/（kg·K）； 

ρ——混凝土密度，取2400（kg/m3）；

t——混凝土的龄期（d）取3、6、9、12、15、18、21；

e——为常数，取2.718；

m——系数，随浇筑温度改变，取：

0.362（浇筑温度约20℃）。

则：

○1 Th3 =342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×3） }=74.1℃

○2 Th6 =342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×6） }=55.4℃

○3 Th9 =342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×9） }=51.0℃

○4 Th12 =342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×12） }=49.7℃

○5 Th15 =342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×15） }=49.3℃

○6 Th18 =342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×18） }=49.1℃

○7 Th21 =342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×21） }=49.1℃

5.1.2 混凝土中心计算温度

     T1（t）= Tj+Th·ξ（t）

式中：

T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；

Tj——混凝土浇筑温度（℃），取25度; 

ξ（t）——t龄期降温系数，查表计算得：

对1.65m混凝土板：

ξ（3）= 0.514；ξ（6）=0.484；ξ（9）=0.409；

ξ（12）=0.319；ξ（15）=0.236；ξ（18）=0.171 ；ξ（21）=0.137；

○1 T1（3）= 25+ 74.1×0.514=63.1℃

○2 T1（6）= 25+ 55.4×0.484=51.8℃

○3 T1（9）= 25+ 51.0×0.409=45.9℃

○4 T1（12）= 25+ 49.7×0.319=40.9℃

○5 T1（15）= 25+ 49.3×0.236=36.6℃

○6 T1（18）= 25+ 49.1×0.171=33.4℃

○7 T1（21）= 25+ 49.1×0.137=31.7℃

由上可知：

混凝土内部温度在养护9天后温度约可降至40～50℃间，考虑现在日平均气温在20～25℃间，因此混凝土养护时间约需9～12天。

5.1.3 混凝土表层（表面下50～100mm处）温度

1、保温材料厚度        

δ=0.5h·λx（T2-Tq）Kb/λ（Tmax-T2）

式中：

δ——保温材料厚度（m）；

λx——所选保温材料导热系数[W/（m·K）]，查表得草袋λx=0.14；

T2——混凝土表面温度（℃）；

Tq——施工期大气平均温度，取25（℃）；

λ——混凝土导热系数，取2.33W/（m·K）；

Tmax——计算得混凝土最高温度（℃）；

       计算时可取T2-Tq=15～20℃，取平均值为20.5℃；

Tmax-T2=20～25℃，取平均值为22.5℃；

Kb——传热系数修正值，采用在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料，Kb=1.3～1.5，由于处于地下部分，基坑不易受风的影响，故取1.3。

    δ=0.5h·λx（T2-Tq）Kb/λ（Tmax-T2）

         =0.5×1.65×0.14×20.5×1.3/2.33×22.5≈0.06米

则实际采取三层草袋、两层塑料薄膜保温保湿养护，即可保证水池底板1.65m（1.6m）厚混凝土板的控裂要求。

5.1.4 混凝土表面模板及保温层的传热系数:

β=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/[0.06/0.14+1/23]≈2.12

式中：

β——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/（m2·k）]；

δi——各保温材料厚度，保温材料选用草袋，厚度为0.06（m）；

λi——各保温材料导热系数，草袋为0.14[W/（m·k）]；

βq——空气层的传热系数23[W/（m2·k）]；

5.1.5 混凝土虚厚度：

           h’=k·λ/β=（2/3）×2.33/2.12=0.733米

式中：

h’ ——混凝土虚厚度（m）;

k  ——折减系数，取2/3；

λ——混凝土导热系数，取2.33[W/（m·k];

5.1.6 混凝土计算厚度：

                 H=h+2h’=1.65+2×0.733=3.12米

式中：

 H——混凝土计算厚度（m）；

h——混凝土实际厚度（m）；

5.1.7 混凝土表层温度：

T2（t）=Tq+4·h’（H-h’）[T1（t）-Tq]/H2;

式中：

T2（t） ——混凝土表面温度（℃）；

Tq——施工期间大气平均温度，取25（℃）；

h’ ——混凝土虚厚度，取0.733米（m）;

T1（t） ——混凝土中心温度（℃）；

○1 T2（3）=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[63.1-25]/3.122=52.4℃

○2 T2（6）=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[51.8-25]/3.122=44.3℃

○3 T2（9）=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[45.9-25]/3.122=40.0℃

○4 T2（12）=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[40.9-25]/3.122=36.4℃

○5 T2（15）=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[36.6-25]/3.122=33.3℃

○6 T2（18）=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[33.4-25]/3.122=31.0℃

○7 T2（21）=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[31.7-25]/3.122=29.8℃

5.1.8 混凝土内平均温度：

        Tm（t）=[ T1（t）+ T2（t）]/2

○1 Tm（3）= [63.1+52.4]/2=56.85℃

○2 Tm（6）= [51.8+44.3]/2=48.05℃

○3 Tm（9）= [45.9+40.0]/2=42.95℃

○4 Tm（12）= [40.9+36.4]/2=38.65℃

○5 Tm（15）= [36.6+33.3]/2=34.95℃

○6 Tm（18）= [33.4+31.0]/2=32.20℃

○7 Tm（21）= [31.7+29.8]/2=30.75℃

5.2  温度应力的验算

5.1 单纯地基阻力系数CX1（N/mm3）; CX1=0.6～1.0，取0.8。

5.2 大体积混凝土瞬时弹性模量：

               E（t）=E0 （1-e-0.09t）

式中：

E（t） ——t龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；

E0 ——28t混凝土弹性模量（N/mm2），C35混凝土为3.15×104；

E ——常数，取2.718；

t——龄期（d）;

○1 E（3）= 3.15×104×（1-2.718-0.09×3）=0.745×104

○2 E（6）= 3.15×104×（1-2.718-0.09×6）= 1.314×104

○3 E（9）= 3.15×104×（1-2.718-0.09×9）= 1.749×104

○4 E（12）= 3.15×104×（1-2.718-0.09×12）=2.080×104

○5 E（15）= 3.15×104×（1-2.718-0.09×15）= 2.333×104

○6 E（18）= 3.15×104×（1-2.718-0.09×18）= 2.527×104

○7 E（21）= 3.15×104×（1-2.718-0.09×21）= 2.674×104

5.3 地基约束系数

           β（t）=（CX1+CX2）/h·E（t）

β（t） ——t龄期地基约束系数（1/mm）；

h    ——混凝土实际厚度（mm），为1.65米；

CX1    ——单纯地基阻力系数（N/mm3），基坑底部为硬塑粘土，而在前期浇筑C15素混凝土垫层较厚（约300mm），综合考虑取值0.8；

CX2     ——桩的阻力系数（N/mm3），在此不考虑桩的作用，故CX2  =0；

E（t） —— t龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；

○1 β（3）=0.8/（1.65×0.745×104）=6.51×10-5

○2 β（6）=0.8/（1.65×1.314×104）=3.69×10-5

○3 β（9）=0.8/（1.65×1.749×104）=2.77×10-5

○4 β（12）=0.8/（1.65×2.080×104）=2.33×10-5

○5 β（15）=0.8/（1.65×2.333×104）=2.08×10-5

○6 β（18）=0.8/（1.65×2.527×104）=1.92×10-5

○7 β（21）=0.8/（1.65×2.674×104）=1.81×10-5

5.4 混凝土干缩率和收缩当量温差：

1、混凝土干缩率：

εY（t）= ε0Y （1-e-0.01t）M1·M2····M10

εY（t）——t龄期混凝土干缩率；

Ε0y ——标准状态混凝土极限收缩值，取3.24×10-4;

M1·M2····M10——各修正值；

查表得：

M1=1.25；M2=0.93；M3=1.00；M4=0.91；M5=1.00；M6=0.96；M7=1.00；M8=0.86；M9=1.00；M10=0.86；

○1 εY（3）=3.24×10-4×（1-e-0.01×3）×0.75=0.072×10-4

○2 εY（6）=3.24×10-4×（1-e-0.01×6）×0.75=0.142×10-4

○3 εY（9）=3.24×10-4×（1-e-0.01×9）×0.75=0.209×10-4

○4 εY（12）=3.24×10-4×（1-e-0.01×12）×0.75=0.275×10-4

○5 εY（15）=3.24×10-4×（1-e-0.01×15）×0.75=0.338×10-4

○6 εY（18）=3.24×10-4×（1-e-0.01×18）×0.75=0.400×10-4

○7 εY（21）=3.24×10-4×（1-e-0.01×21）×0.75=0.460×10-4

2、收缩当量温差

             TY（t）= εY（t）/α

式中：

    TY（t） ——t龄期混凝土收缩当量差（℃）；

α  ——混凝土线膨胀系数，1×10-5（1/℃）;

○1 TY（3）= 0.072×10-4/ 1×10-5=0.72℃

○2 TY（6）= 0.142×10-4/ 1×10-5=1.42℃

○3 TY（9）= 0.209×10-4/ 1×10-5=2.09℃

○4 TY（12）= 0.275×10-4/ 1×10-5=2.75℃

○5 TY（15）= 0.338×10-4/ 1×10-5=3.38℃

○6 TY（18）= 0.400×10-4/ 1×10-5=4.00℃

○7 TY（21）= 0.460×10-4/ 1×10-5=4.60℃

5.5 结构计算温差（一般3天划分一个区段） 

              ⊿Ti=Tm（i）-Tm（i+3）+TY（i+3）-TY（t）

⊿Ti——i区段结构计算温差（℃）；

Tm（i）——i区段平均温度起始值（℃）；

Tm（i+3）——i区段平均温度终止值（℃）；

TY（i+3）——i区段收缩当量温差终止值（℃）；

TY（t）——i区段收缩当量温差起始值（℃）；

○1 ⊿T3=56.85-48.05+1.42-0.72=9.5℃

○2 ⊿T6=48.05-42.95+2.09-1.42=5.77℃

○3 ⊿T9=42.95-38.65+2.75-2.09=4.96℃

○4 ⊿T12=38.65-34.95+3.38-2.75=4.33℃

○5 ⊿T15=34.95-32.20+4.00-3.38=3.37℃

○6 ⊿T18=32.20-30.75+4.60-4.00=2.05℃

5.6 各区段拉应力

σi=——Ei·α·⊿Ti·——Si·｛1-1/ch（——βi·L/2）｝

式中：

βi——i区段平均地基约束系数；

L ——混凝土最大尺寸（mm）；

ch——双曲线余弦函数；

σ3=（0.745+1.314）×104×1×10-5×9.5×（0.57+0.52）×0.25×｛1-1/ch[（6.51+3.69） ×10-5×38000/2]｝=0.383

σ6=（1.314+1.749）×104×1×10-5×5.77×（0.52+0.48）×0.25×｛1-1/ch[（3.69+2.77） ×10-5×38000/2]｝=0.203

σ9=（1.749+2.080）×104×1×10-5×4.96×（0.48+0.44）×0.25×｛1-1/ch[（2.77+2.33） ×10-5×38000/2]｝=0.147

σ12=（2.080+2.333）×104×1×10-5×4.33×（0.44+0.41）×0.25×｛1-1/ch[（2.33+2.08） ×10-5×38000/2]｝=0.110

σ15=（2.333+2.527）×104×1×10-5×3.37×（0.41+0.386）×0.25×｛1-1/ch[（2.08+1.92） ×10-5×38000/2]｝=0.076

σ18=（2.527+2.674）×104×1×10-5×2.05×（0.386+0.368）×0.25×｛1-1/ch[（1.92+1.81） ×10-5×38000/2]｝=0.042

5.7 到指定期混凝土内最大应力：

σmax=[1/（1-ν）]Σσi

σmax —— 到指定期混凝土内最大应力（N/mm2）;

ν  —— 泊桑比，取0.15；

σmax=[1/（1-ν）]Σσi

=[1/（1-0.15）] ×（0.383+0.203+0.147+0.110+0.076+0.042）=1.13

5.8 安全系数

          K=ft/σmax=1.65/1.13=1.46≥1.15

因此，采取的措施满足抗裂要求。

式中：

K——大体积混凝土抗裂安全系数，应≥1.15；

ft——到指定期混凝土抗拉强度设计值，取1.65（N/mm2）。

六、混凝土浇筑方案

混凝土采用由本公司搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。

混凝土配合比应提高试配确定。

按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。

粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。

另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。

由于本次施工的第一次混凝土为高标号加早强混凝土和第二次混凝土为大体积混凝土，所以混凝土要严格控制出泵温度。

本工程混凝土浇灌量1500m3,要求一次浇注完成，为减小浇筑强度，施工时采用“分层浇注，薄层浇注，循序渐进，一次到位”的方法浇注，每层混凝土的厚度为400mm。

6.1 浇注施工机具安排

1、施工机械及布置∶选用2台37米泵，2台输送泵分别布置在基坑北侧和东侧中间，安排专人负责指挥车辆进出。

2、混凝土的运输∶第二次最大混凝土量约为1500m3,底板混凝土选择在气温相对较低的天气或开始浇筑，现场设置2台混凝土输送泵，根据泵送能力及现场实际情况，每台泵每小时泵送混凝土按40～50m3/h，2台泵输送能力为80～100 m3/h，共需配备8m3/h罐车10～12辆，预计浇筑时间需要20h左右。

3、砼振动棒：

沿池壁方向，在两池壁处分别布置5台振动棒，池子中间布置4台振动棒，振动棒共计20台，其中6台备用。

4、施工人员安排

1）混凝土振捣人员

一台振动器安排2名振动手，1名替补，共需24名振动手，12名替补振动手，总共36名。

2）放下料及安拆泵管人员：

由泵车操作人员进行操作。

3）现场配备混凝土车辆指挥2人。

4）收光10人，电工3人。

6.2 砼浇筑过程中注意问题

6.2.1 振捣

1、由于考虑模板的支撑系统的稳定，混凝土浇筑要分层进行，每层厚度为400~500mm。

浇注混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过2.5h。

2、混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置3~4台振捣器，底板混凝土浇注时，因为混凝土的坍落度比较大，在1.65米厚的底板内可斜向流淌1米远左右，2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外1~2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。

3、由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。

为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

6.2.2 表面处理

泵送混凝土表面水泥浆较厚，在浇筑后，初凝前初步按标高用长刮尺刮平，然后用木搓板反复搓压数遍，使其表面密实，在终凝前再用铁搓板压光。

6.2.3 混凝土浇筑注意事项：

1、浇筑前，应清除模板内的积水，铁丝，铁钉等杂物，并以水湿润模板。

使用钢模应保持其表面清洁无浮浆，检查模板和脚手架，钢筋，预埋件等符合要求后方可进行浇筑。

2、采用插入式振捣器捣实混凝土的移动间距，不宜大于其作用半径的1.5倍，振捣器距离模板不应大于振捣器作用的半径的1/2；并应尽量避免碰撞钢筋，模板，预埋管等，振捣器应插入下层混凝土5cm.

3、浇筑混凝土应连续进行。

6.3 砼浇筑完所需注意事项

6.3.1 温控措施

为了有效地控制基础砼的绝热升温和降温措施，避免温度应力裂缝的出现，我公司委托一冶工程质量检测中心对水池及泵房底板砼施工进行温度检测，以了解砼的温度场分布情况，从而能够及时的调整保温养护措施。

温度具体监控办法详件专项施工方案。

6.3.2 具体保温措施

我单位根据现场实际情况采取措施降低混凝土内外温差。

具体措施包括：

²浇筑时间尽量安排在阴天进行；

²在粗骨料堆场洒水降温；

²经常用水浇洒搅拌车；

²混凝土入模温度控制在25℃；

²为避免环境温差变化造成结构温度应力，在混凝土底板表面护盖两层塑料薄膜，三层草袋作保温保湿养护。

草袋上下错开，搭接压紧，交接处包裹，形成良好的保温层，使混凝土表面保持较高的温度。

在池壁模板四周盖几层草袋保温，可使混凝土外表与气温差缩小到10℃以内，同时可减少混凝土表面热扩散，充分发挥混凝土强度的潜力与材料的松弛特性，使应力小于抗拉强度。

²为避免天气影响，防止下雨弄湿草袋而使草袋失去保温能