54基础底板大体积混凝土施工方法文档.docx
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54基础底板大体积混凝土施工方法文档
浦项中心项目
底板大体积混凝土施工方案
编制：
审核：
审批：
浦项建设（中国）有限公司
2012.11.11
1.编制依据
（1）北京浦项中心项目施工图；
（2）本工程施工组织设计；
（3）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2011）
《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）
《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）
《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）
《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》（JC/T1011-2006）
《混凝土强度检验评定标准》（GB50107-2009）
《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55）
《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-92）
《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）
2．工程概况
2.1总体概况
浦项中心北京项目位于北京市朝阳区大望京村。
基坑东面及南面邻近五环路和京密路，西侧毗邻望京社区。
依据业主提供的相关资料，本工程共包括两幢办公楼、配套裙房及纯地下车库，总建筑面积约16.225万m2，基坑面积约1.67万m2。
室内地面标高（即±0.00）为36.53m。
2.2基础底板大体积混凝土概况
本工程地下室底板为大体积混凝土施工，A塔核心筒底板厚3m，外框底板厚1.8m；B塔核心筒底板厚2m，外框底板厚1.2m，裙房及地下车库部分底板厚1m。
采用商品混凝土，标号为C40，抗渗等级P10。
根据施工总进度安排，以后浇带为界，分为六个区域，进行底板大体积混凝土分区浇筑板厚及分区平面图见下图。
各分区基础底板概况
区域
平面面积（m2）
总方量（m3）
计划施工日期
A1
2520
5800
11.22
A2
2284
2210
11.25
A3
3358
3300
12.8
B1
1825
3100
11.22
B2
2353
2150
11.27
B3
2250
2300
12.5
各区域采用商品混凝土一次性浇筑完成。
3施工准备
3.1技术准备
3.1.1配合比设计
（1）混凝土的自身收缩除和材料质量有关外，还和配合比的设计有很大关系，必须对配合比设计进行优化，掺加I级粉煤灰取代一部分水泥，可以改善拌合物的和易性、可泵性、减少泌水、降低水化热。
大体积混凝土配合比设计，除应符合国家现行标准《普通混凝土配合比设计规范》JGJ55的有关规定外，尚应符合下列规定：
序号
内容
1
采用混凝土60d强度做指标时，应将其作为混凝土配合比的设计依据。
2
所配制的混凝土拌合物，到浇筑工作面的坍落度不宜大于200mm。
3
粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%；粉煤灰和矿渣掺合料的总量不宜大于混凝土中胶凝材料用量的50%。
4
水胶比不宜大于0.55。
5
砂率宜为38%～42%。
（2）在混凝土配备前，应进行常规配合比试验，并应进行水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需要的技术参数的试验；必要时其配合比设计应当通过试泵送。
（3）在确定混凝土配合比时，应根据混凝土的绝热升温、温控施工方案的要求等，提出混凝土制备时水泥、粗细骨料和拌和用水及入模温度控制的技术措施如下：
序号
名称
内容
1
水泥
配制混凝土所用的水泥应符合国家标准；本工程选取42.5级普通硅酸盐水泥；配制大体积混凝土所用水泥应进行水化热测定，水泥水化热测定按现行国家标准进行。
2
粗骨料
粗骨料选用5～25mm连续级配石子，含泥量＜1%，泥块含量＜0.5%，针状、片状颗粒含量＜10%，粗骨料的空隙率小于40%；必要时应进行人工级配优化，控制空隙率小于40%，压碎指标不大于7%，吸水率不大于2%，针、片状颗粒含量应小于5%；粗骨料粒径宜为20mm左右，不宜超过25mm，且不应超过保护层厚度的2/3，根据结构不同部位具体调整。
粗骨料应满足《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-92）。
本工程石子选用碎卵石。
3
细骨料
选用级配良好的中砂，含泥量控制在1%～1.5%，细度模数宜为2.8，平均粒径宜为0.38mm，同时应满足《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-92）。
4
拌制水
拌制混凝土的水，其质量应符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89），并应严格控制水中的氯离子含量。
3.1.2进场检验试验
（1）交货检验混凝土试样的采取及坍落度试验应在混凝土运到交货地点时开始算起15min内完成，试件的制作应在40min内完成。
坍落度检验试样的取样频率应与混凝土强度检验的取样频率一致。
（2）交货检验的试样应随机从同一运输车中抽取，混凝土试样应在卸料过程中卸料量的1/4至3/4之间采取。
（3）每个试样量应满足混凝土质量检验项目所需用量的1.5倍，且不宜少于0.02m3。
（4）预拌混凝土交货验收后，在工程监理、建设单位的见证下，按规范要求在混凝土浇注的工程部位随机取样并制作试块，由各方签字认可，按规范要求对试块进行标准养护和同条件下养护。
试块应在监理单位见证下，送至有见证取样检测试验资格的检测机构进行检测。
（5）混凝土强度检验试样的取样频率，应按GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》7.4.1条规定留置标准养护试件和一定数量的同条件养护试件作为评定混凝土结构强度的依据。
对有抗渗要求的混凝土进行抗渗检验的试样，留置组数可根据实际需要确定，但同一工程、同一配合比的混凝土取样不得少于1次。
3.1.3图纸审查及技术交底
及时组织现场有关人员认真审图，了解设计意图，参与业主、监理和设计单位举行图纸会审，解决好施工中设计未明确的问题。
做好施工专项技术方案的编制与批准工作，对工程中重点部位应采取详细的技术措施，并对我方管理人员及工人作好技术交底，并形成书面技术交底记录。
3.1.4现场准备
大体积混凝土施工应在混凝土的模板和支架、钢筋工程、预埋管件等工作完成并验收合格的基础上进行。
施工现场的供水、供电应满足混凝土连续施工的需要。
用于大体积混凝土施工的设备，在浇筑前应进行全面检查和试运转，其性能和数量应满足大体积混凝土连续浇筑的需要。
混凝土的测温按照规范进行布置，保温用材料应齐备。
3.2资源准备
3.2.1劳动力准备
根据混凝土浇筑量的情况，组织2班人员轮流施工作业，进行不间歇施工，明确人员分工，各行其责。
工种
部位
泵管安装及拆卸
振捣
抹面
普工
合计×2
A1
12
10
12
11
90
A2
8
6
8
8
60
A3
8
6
10
6
60
B1
8
6
8
8
60
B2
8
6
8
8
60
B3
8
6
10
6
60
3.2.2物资准备
（1）混凝土搅拌站选择不少于2个，两个搅拌站所用的水泥、外加剂必须使用同一厂家、同一品牌、型号的材料，使用相同的配合比，粗细骨料使用前必须检验，除常规检查外，必须检查碱骨料、氯离子等的含量，使用级配良好的骨料。
搅拌站储备的原材料充足，满足浇筑要求。
搅拌站设备提前检查，所使用的混凝土运输车、混凝土泵车都有备用设施，不能与其他混凝土混合搅拌。
还需准备塑料薄膜，进行混凝土表面保湿，草帘被，进行混凝土防冻、保温。
3.2.3机械设备准备
序号
机械名称
数量
图示
1
混凝土输送泵
4
2
混凝土运输车
12
3
混凝土振动棒
12
4
混凝土面磨光机
4
5
泵管系统
4套
4混凝土浇筑能力计算
4.1混凝土输送泵需用台数计算
采用公式N=qn/（qmax×η）进行计算，式中符号意义如下：
qn—混凝土浇筑数量（m3/h），根据工期要求（72小时内浇筑完成），取每小时浇筑方量最大主楼区底板进行计算，为80.56m3/h；
qmax—混凝土输送泵车最大排量（m3/h），取60m3/h；
η—泵车作业效率，一般取0.5～0.7，取0.6。
则混凝土输送泵需用数量为：
N=80.56/（60×0.6）=2.24台，取3台。
4.2混凝土搅拌运输车需用台数计算
采用公式n=qm（60×l/v+t）/60Q进行计算，式中符号意义如下：
qm—泵车计划排量（m3/h），按公式qm=qmaxηα计算，取60×0.6×0.8=28.8m3/h；取qm=29m3/h
Q—混凝土搅拌运输车容量，取9m3；
l—搅拌站到施工现场的往返距离，取20km；
v—搅拌运输车车速，按平均取为30km/h；
t—客观原因造成的停车时间，取30min；
则每台混凝土输送泵需配备混凝土搅拌运输车辆数为：
n=29×（60×20/30+30）/（60×9）=3.76辆，取4辆；
则A1区共需3×4=12辆混凝土搅拌运输车。
考虑到设备故障及其他特殊情况，除要求混凝土泵的使用状况良好外，还要求施工现场放两台备用泵，搅拌站需另配备3～5台备用搅拌运输车。
4.3场内交通组织和浇筑路线图
4.3.1泵管布置及交通组织
根据现场环境，为保证混凝土连续浇筑，路途道路交通情况提前了解，保证道路畅通，如可能与高峰期交通堵塞时，提前进场混凝土运输车，并降低浇筑速度，避免底板混凝土出现施工冷缝，施工现场合理布置混凝土运输车停靠区及会车区。
底板大体积混凝土施工阶段，在不同区段底板施工时，混凝土输送泵位置相应调整。
4.3.2泵管布置原则
1）对于混凝土浇捣施工，为最大可能降低输送管道的总压力，在管路设计时尽量减少弯管、锥形管的数量，尽量采用大弯管。
2）由于管道压力较大，泵管应与结构牢固连接。
3）为减少水平布管的长度，在输送泵出口处安装特制液压阻断阀。
布管路线图如下：
东北角混凝土浇筑流向及泵管布置：
用一辆汽车泵进行混凝土浇筑。
按从南向北的顺序进行浇筑。
A1区混凝土浇筑流向及泵管布置：
用三台车载泵进行浇筑。
先浇筑核心筒，然后浇筑外框，中间一台泵从南向北进行浇筑，两边两台泵向两边进行浇筑。
B1区混凝土浇筑流向及泵管布置：
用两辆汽车泵进行浇筑。
按照先核心筒后外框的顺序进行浇筑，两台泵分别向两边进行浇筑。
A2区混凝土浇筑流向及泵管布置：
用两辆汽车泵进行浇筑。
按照从北向南的顺序进行浇筑。
A3区混凝土浇筑流向及泵管布置：
用两台车载泵进行浇筑。
按照从南向北的顺序进行浇筑。
B2区混凝土浇筑流向及泵管布置：
用两辆汽车泵进行浇筑。
南边的汽车泵从北向南进行浇筑，西侧的泵从东向西浇筑。
B3区混凝土浇筑流向及泵管布置：
用两辆汽车泵进行浇筑。
按照从东向西进行浇筑。
5大体积混凝土的浇筑
5.1浇筑工艺
遵循“同步浇捣，同时后退，分层堆积，逐步到顶，循序渐进”的工艺。
采用斜面分层的浇筑方法，每层厚度500mm方式浇注，提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土不超过初凝时间，一次性连续浇筑完成。
每根泵管配备三台插入式振动棒，分别布置在斜面的坡顶、坡中和坡脚。
振捣时，重点控制两头，即混凝土流淌的最近点和最远点，振动点振动定时，不能漏振，尽可能采用两次振捣工艺，以提高混凝土的密实度。
除钢筋稠密处采用斜向振捣外，其他部位均采用垂直振捣，振捣点的间距为400mm左右，插点距离板底200mm。
高频振动棒要垂直插入，快插慢拔，插点交错均匀布置。
在振捣上一层混凝土时，应插入下一层5cm左右，以消除两层间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝之前进行。
5.2混凝土输送
为防止商品混凝土在运送过程中坍落度产生过大变化，混凝土罐车在运送途中，搅拌筒不得停止转动，混凝土熟料从装料到卸料包括途中运输的全部延续时间尽量要缩减，混凝土罐车卸料前，应使搅拌筒全速（14～18r/min）转动1～2分钟，并待搅拌筒完全停稳不转后，再进行反转出料。
混凝土罐车卸料时，应先低速出料，观察其质量，如大石子夹着水泥浆流出，说明罐内物料已发生沉淀应立即停止出料，再高速顺转搅拌2～3分钟，方可出料，其情况仍未好转，不得再向料斗中卸料。
混凝土泵机料斗上要加装一个隔离大石块的筛网，其筛网规格与混凝土骨料最大粒径相匹配，并安排专人值班监视喂料情况，当发现大块物料时，立即捡出。
混凝土应保证连续供应，以确保泵送连续进行。
不能连续供料时，宁可放慢泵送速度，以确保连续泵送。
当罐车供应脱节时，泵机不能停止工作，应每隔4～5分钟使泵机反转两个冲程，把物料从管道内抽回重新拌和，再泵入管道，以免管道内拌和料结块或沉淀。
泵管铺设：
对泵送混凝土的效果有很大影响。
必须坚持“路线短、弯道少、接头严密”的原则。
接管：
泵管必须架设牢固，输送管线宜直，转弯宜缓，接头加胶圈，以保证其严密，泵出口处要设一定长度的水平管，须搭设专门的支架支撑。
为防止操作者随意踩踏钢筋和钢筋移位，还要求铺设脚手板作为施工人员的通道。
泵送前，应先用适量的与混凝土内成分相同的水泥浆或水泥砂浆润滑混凝土输送管内壁。
泵送时，应随时观察泵送效果，若喷出混凝土系一根柔软的柱子，直径微微变粗，石子不喷出，证明泵送效果较好，若喷出一半就撒开，说明和易性不好，喷到地面时砂子飞溅严重，说明坍落度偏大。
泵送过程中，受料斗内应有足够的混凝土，以防止吸入空气产生阻塞。
在现场随时抽查坍落度，若发现坍落度超过规定要求则退回混凝土搅拌站。
5.3表面处理
由于泵送混凝土表面水泥浆较厚，浇筑后须在混凝土初凝前用刮尺抹面和木抹子打平，可使上部骨料均匀沉降，以提高表面密实度，减少塑性收缩变形，控制混凝土表面龟裂，也可减少混凝土表面水分蒸发，闭合收水裂缝，促进混凝土养护。
在终凝前再进行搓压，要求搓压三遍，最后一遍抹压要掌握好时间，以终凝前为准，终凝时间可用手压法把握。
5.4基础底板大体积混凝土的试验
由技术部门组织，试验员在浇筑时进行取样，7天标养每各区取一组，28天、60天标养每200m2取一组，抗渗按每500m2取一组，600℃·d、冬转常温每区取一组，4Mpa同条件试块每区各取一组，各区需取的组数见下表：
7天标养
28天标养
60天标养
600℃·d
抗渗
冬转常温
同条件
4MPa同条件
A1
1
29
29
1
12
1
3
1
A2
1
12
12
1
5
1
3
1
A3
1
17
17
1
7
1
3
1
B1
1
16
16
1
7
1
3
1
B2
1
11
11
1
5
1
3
1
B3
1
12
12
1
5
1
3
1
在标养室内设置架子，用来放置试块，试块做好后，立即放入标养室内。
室内温度要求为20±2℃，湿度要求为95%。
6大体积混凝土热工计算
考虑到核心筒底板处基础混凝土厚度最大，且强度等级为C40，理论上该处混凝土内部温度最高，所以取该处的混凝土底板进行热工计算。
根据搅拌站提供的数据，本工程采用42.5级普通硅酸盐水泥。
C40P10混凝土配合比为：
水泥280kg，水165kg，石1057kg，砂735kg，粉煤灰80kg，防冻剂11kg，膨胀剂34kg，矿粉30kg。
相关数据：
水温取40℃，水泥温度40℃，砂子温度5℃，石子温度5℃，粉煤灰温度10℃，矿粉温度10℃，外加剂温度5℃，本配合比采用材料均为干材料。
搅拌棚内温度10℃、平均环境温度5℃、采用混凝土罐车运输，从混凝土出站到工地所需时间约为40分钟。
6.1混凝土拌合温度的计算
T0—混凝土拌合物温度（℃）；Tw—水的温度（℃）；
Tce—水泥的温度（℃）；Tsa—砂子的温度（℃）；Tg—石子的温度（℃）；
mw—用水量（kg）；mce—水泥用量（kg）；msa—砂子用量（kg）；mg—石子用量（kg）；
ωsa—砂子含水率（%）；ωg—石子含水率（%）；
C1—水的比热容（kJ/kg.k）；C2—冰的溶解热（kJ/kg）；取C1=4.2，C2=0
计算得：
T0=17.60℃
6.2混凝土的出机温度
T0----混凝土拌合物温度，为17.60（℃）；Ti----搅拌机棚内温度，取10（℃）；
由上式计算得：
T1=16.38℃
6.3混凝土浇筑时的温度
T2=T1-（a·t1+0.032n）（T1-Ta）；T2----混凝土拌合物运输到浇筑时温度（℃）；t1----混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间为1h；
n----混凝土拌合物运转次数（罐车-混凝土泵-入模，故n=2）；Ta----混凝土拌合物运输时环境温度，取5（℃）；a-----温度损失系数（h-1），当用混凝土搅拌车输送时，a=0.25
由上式计算得：
T2=12.81℃
6.4混凝土的绝热温升
水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。
混凝土的绝热温升：
式中：
式中T（t）—混凝土不同龄期的绝热温升；Th—混凝土最终绝热温升；Ｗ—每立方米混凝土水泥用量。
Q0—每公斤水泥水化热量，取Q0=288KJ/kg；C—混凝土比热，取0.92KJ/（kg•K）；γ—混凝土密度，取2390kg/m3；m—随水泥品种、比表面及浇筑温度而异，取值为0.333；t—龄期（d）
最终绝热温升Th=（280+97+46）×288/（0.92×2390）=55.4℃
各龄期绝热温升
龄期
3d
7d
10d
15d
25d
28d
60d
绝热温升
35.00
50.02
53.42
55.02
55.39
55.40
55.40
6.5混凝土的内部最高温度
T1（t）=Tp+T（t）×ζ
式中T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；
Tp——混凝土浇筑温度（℃）；取12.81℃；
ξ——t龄期降温系数
3m板厚各龄期内部最高温度为
龄期
3
7
10
15
25
28
60
最高温度
36.61
45.82
45.4
37.57
26.1
23.89
13.46
7m板厚各龄期内部最高温度
龄期
3
7
10
15
25
28
60
最高温度
42.91
55.33
55.01
47.47
36.07
33.86
15.36
6.6混凝土表面温度
T2（t）=Tq+4×（H-h＇）×h＇×△T／H2
H=h+2×h＇；h＇=K×λ/β
式中T2（t）--混凝土表面最高温度（℃）；
Tq--大气的平均温度（℃），取5℃；
H－混凝土的计算厚度；h＇--混凝土的虚厚度；h--混凝土的实际厚度；
ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值；
λ--混凝土的导热系数，此处可取2.33W／m•k；
K--计算折减系数，根据试验资料可取0.666；
β--混凝土模板及保温层的传热系数（W/m2•K），由于是大体积混凝土如未采取保温措施时此处取空气的平均传热系数5W／m2•K；
以11月施工为例：
Tq取5℃，h取3m，h’=0.31m，H=3.62m
3m板厚各龄期中心与大气温差
龄期
3
7
10
15
25
28
60
中心与大气温差
31.61
40.82
40.4
32.57
21.1
18.89
8.46
3m板厚各龄期混凝土表面温度
龄期
3
7
10
15
25
28
60
表面温度
14.9
17.79
17.65
15.2
11.61
10.92
7.65
7m板厚各龄期中心与大气温差
龄期
3
7
10
15
25
28
60
中心与大气温差
37.91
50.33
50.01
42.47
31.07
28.86
10.36
7m板厚各龄期混凝土表面温度
龄期
3
7
10
15
25
28
60
表面温度
16.87
20.76
27.75
18.3
14.73
14.04
8.24
6.7保温材料所需厚度计算公式:
按3m板厚计算。
δ=0.5hλx（T2-Tq）Kb/[λ（T1-T2）]
λx—保温材料导热系数麻袋或草帘取0.14w/m.k，塑料薄膜取0.035w/m.k；
h—混凝土实际厚度，取3m；
λ—混凝土导热系数取2.33w/（m.k）；
T2—混凝土表面温度；
Tq—室外平均气温取5℃；
T1—计算得混凝土内部最高温度；
Kb—传热系数修正值1.3；
各龄期内外最大温差
龄期
3
7
10
15
25
28
60
内外温差
21.71
28.03
28.15
22.39
14.49
12.97
5.81
计算结果:
保温材料所需厚度δi=53mm。
现场混凝土施工中，考虑到各种因素，采用一层塑料薄膜+两层草帘被进行覆盖养护，来控制混凝土的内外温差，可满足要求。
现场保温施工时根据具体测温数据进行适当调整，确保大体积混凝土施工质量。
7大体积混凝土测温、养护
7.1混凝土测温系统
大体积混凝土便携式测温系统
系统的组成
电子测温仪、数据传输线、传感器等。
系统工作流程
7.2测温点布置
1）为了保证测温点所测的温度曲线能全面反映混凝土结构内部温度的变化情况，本工程基础底板混凝土测温点布置，平面按底板相同厚度具有代表的测温点，在基础底板中心部位、截面变化部位等处需布置测温点；
2）竖向测温点布置，按照顶表面温度、中心温度、底表面温度的检测要求进行布设，每组点沿混凝土厚度在底部、中部和表面均匀布置3个测点，上测点距表面、下测点距底面均为100mm，并对保温层和大气层中的温度进行监测。
测温点布置图
3）测温元件按不同测定的深度定位，将其引出线绑扎在一起，固定在基础底板上下层钢筋绑在一起的竖向钢筋上，测温线的插头露出混凝土表面300～500mm用塑料布包扎保护好。
4）混凝土浇筑过程中，下料时避免混凝土直接冲击热敏传感器及其数据传输线，振捣时防止振捣棒直接振捣在热敏传感器及其数据传输线。
7.3测温记录
测温时间
从混凝土入模开始到混凝土的内外温差值基本稳定，并继续检测一周后，确保表面保温保湿覆盖层拆除不会导致内外温差值急聚上升时停止。
测温频率
测温时间
测温频率
强度未达到4MPa前
2小时/次
达到4MPa后延续48小时
6小时/次
强度达到4MPa后延续48小时后停止测温，如发现温差超过规范要求，及时增加覆盖保温，并继续加强温度观测。
在每次测温时须记录所有监测数据，并绘制成测温曲线，对测温曲线进行成果分析，以预测温度发展的趋势。
当测得上表面温度与大气温差＞20℃，采用塑料薄膜进行覆盖，不让混凝土与空气直接接触，不得使混凝土表面不得有外露部分；
当内外温差＞25℃时，采用草帘被进行覆盖，以保持表面温度。
根据每次测温结果，对草帘被进行调整。
当内外温差＞25℃时，应加盖草帘被。
7.4养护
7.4.1养护方式
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