大体积混凝土施工方案.docx
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大体积混凝土施工方案
射阳五洲广场B区5#楼工程
大
体
积
混
凝
土
施
工
方
案
编制人：
审核人：
审批人：
编制单位:
江苏省第一建筑安装股份有限公司
编制时间:
2014年5月22日
目录
一、编制依
二、工程概况
三、施工准备
3.1技术准备
3.1.1优化配合比
3.1.2底板混凝土温差计算
3.1.3大体积混凝土裂缝控制计算
3.2混凝土浇筑领导小组
3.3施工现场准备
3.4施工交底准备
3.5机械准备
四、施工布署
五、混凝土的浇筑
5.1底板浇筑方式
5.2基础底板浇筑技术要求
5.3底板混凝土养护方法
六、混凝土测温
6.1测温点的布置方式
6.2测温管布置
6.3测温记录要求
七、保温保湿养护降温措施
八、大体积混凝土的裂缝质量控制
九、底板混凝土施工应急准备
十、底板内特殊部位的处理
十一、质量保证措施
十二、安全文明安全施工
大体积混凝土施工方案
一、编制依据
1、射阳五洲广场B区5#楼工程施工组织设计。
2、本工程地下室部分施工图纸。
3、国家有关的规范、标准、规程、图集。
序号
名称
编 号
1
规程
规范
标准
法规
砼结构工程施工质量验收规范GB50204—2002
地基与基础工程施工及验收规范GB50202—2002
建筑工程施工质量验收统一标准GB50300—2001
大体积混凝土施工规范GB50496-2009
混凝土强度检验评定标准GBJ107
混凝土外加剂应用技术规范GB50119-2003
混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T10-95）
施工现场临时用电安全技术规程（JBJ46—2005）
建筑机械安全技术规程（GBJ33—86）
2
其它
本企业内部质量、安全、环境程序文件，企业标准及管理制度
高层建筑施工手册及其它参考文件资料
二、本工程位于射阳县合德镇，海悦路与幸福大道交汇处，本工程为五洲哥伦布（射阳）置业有限公司开发的射阳五洲广场B区5#，场地交通便利，施工现场的“三通一平”已经完成，本工程地下车库基础埋深4.6米（车库底板上口标高）。
本工程基础为筏板，主楼地下室底板板厚1600，平面尺寸为70.8*23.6米；附楼为筏板厚350，平面梯形尺寸为70.8*（8.3~34）米，混凝土为C35P6；混凝土浇筑时分为二次，以主楼与附房后浇带为分界线，主楼混凝土量为2500M3，附楼混凝土量为1000M3。
混凝土筏板不设置温度后浇带，在原温度后浇带位置设置膨胀加强带。
根据结施06说明10砼添加微膨胀剂，故膨胀加强带部分砼提高一级并掺入12%混凝土膨胀剂，非膨胀加强带部分掺入10%混凝土膨胀剂。
祥见射阳五洲广场B区5#温度后浇带改为膨胀加强带施工方案。
主楼筏板板厚达1600为大体积混凝土，具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点，故底板大体积混凝土浇筑作为一个施工重点和难点认真对待。
大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最小，防止和降低裂缝的产生和发展。
因此，特编制大体积砼施工方案。
三、大体积混凝土裂缝、收缩、防裂措施
1）大体积混凝土裂缝形成的原因
裂缝产生的原因可分为两类：
一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。
二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。
本文主要探讨材料型裂缝。
其中具体原因如下。
a）温度应力引起裂缝（温度裂缝）
目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。
温差可分为以下三种：
混凝土浇筑初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度，这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时，就会导致混凝土裂缝；另外，在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生；当混凝土内部达到最高温度后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差；这三种温差都会产生温度裂缝。
在这三种温差中，较为主要是由水化热引起的内外温差。
b）收缩引起裂缝
收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。
这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
c）干燥收缩
混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。
d）塑性收缩
在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。
因为这时混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。
2）防止裂缝的措施
由以上分析，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩，具体措施如下。
优选原材料
a水泥
由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数，硅酸盐水泥的矿物组成主要有：
C3S、C2S、C3A和C4AF，试验表明：
水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高，所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。
在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。
b掺加粉煤灰、矿渣粉
为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把部分水泥用粉煤灰代替，掺入粉煤灰主要有以下作用：
①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量17%～35%，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；
②由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；
③同时，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。
④由于粉煤灰的比重较水泥小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的掺合料较多，强度较低，表面容易产生塑性收缩裂缝。
因此，粉煤灰的掺量不宜过多，在工程中我们应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。
c骨料
①粗骨料
尽量扩大粗骨料的粒径，因为粗骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低，对防止裂缝的产生有利。
②细骨料
宜采用级配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因为其孔隙率小，总表面积小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低，裂缝就减少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂缝就越严重，因此细骨料尽量用干净的中粗砂。
d加入外加剂
加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响：
①减水剂对混凝土开裂的影响
减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的。
②缓凝剂对混凝土防开裂的影响
缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率，二是改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失。
3）采用合理的施工方法
a混凝土的拌制
①在混凝土拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度。
b混凝土浇注、拆模
①混凝土浇注过程质量控制,浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。
另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。
避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。
②做好表面隔热保护
大体积混凝土的温度裂缝，主要是由内外温差过大引起的。
混凝土浇注后，由于内部较表面散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，但是这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。
但是如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。
防止表面降温过大，引起裂缝。
③养护
混凝土浇注完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒罐，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。
一般在浇注完毕后12～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于14d。
四、施工准备
4.1技术准备
底板混凝土浇筑日期在6月份，正值夏天开始时施工，在混凝土施工过程中要控制混凝土的中心温度，防止混凝土出现温度裂缝。
混凝土的中心温度通过两方面的措施进行控制，一是降低混凝土的水化温升，二是提高混凝土入模浇筑温度，以上两条措施分别从混凝土配合比原材料升温这两方面进行技术处理。
具体措施有以下几条：
1、混凝土所用的水泥、水、骨料、外加剂等必须符合施工规范各有关的规定。
2、混凝土的配合比、原材料计量、搅拌、养护和必须符合施工规范的规定。
3、砼试块的取样、制作、养护和试验必须符合规范要求，其强度必须达到规范标准。
4、对设计不允许有裂缝的结构，严禁出现裂缝
5、确定采用阶梯式递进分层浇筑方法，每浇筑层50cm，紧接着施工第二层，每层施工宽度6米左右。
6、配合比委托试验室提前试配，掺用外加剂按照图纸设计进行配置。
7、砼采用集中搅拌，泵送砼，使用粗骨料，尽量选用粒径大（1-3）级配良好的粗骨料，掺用粉煤灰等掺合料，以改善砼和易性，降低水灰比，以达到减少水泥用量，降低水化热的目的。
8、加强砼测温工作，根据温差关系确定采取相应措施。
4.1.1优化配合比
1、混凝土配合比设计
根据设计要求，本工程地下室底板、外墙部位属于二b类环境，混凝土的总碱含量不大于3.0Kg/m3，氯离子含量不超过0.2%，水灰比不大于0.55。
根据本设计图纸的要求，采用掺加UEA膨胀剂的补偿收缩混凝土，混凝土的限制膨胀率≥0.00015（水中14D）,限制干缩率≤0.0003（水中14D，空气中28D）。
2、试验室配合比要求
为降低水化热，水泥采用低水化热的矿渣水泥。
为了降低混凝土内部温升，在满足混凝土强度、耐久性、抗渗性的条件下，把水泥用量降低，降低水化热，同时掺入一定量粉煤灰，“分解”水化热，改善混凝土和易性。
掺入粉煤灰，可保证设计强度不变的情况下，延长混凝土凝结时间，避免施工裂缝出现，掺入粉煤灰可降低混凝土徐变、干缩性和热膨胀系数，提高抗泌水性和抗离析性，混凝土抗渗性能显著增加，对抑制碱集料反映也有效果。
大体积混凝土施工所用水泥其3d天的水化热不宜大于240kJ/kg，7d天的水化热不宜大于270kJ/kg。
当混凝土有抗渗指标要求时，所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%；
骨料的选择，除应符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的有关规定外，尚应符合下列规定：
①细骨料宜采用中砂，其细度模数宜大于2.3，含泥量不大于3%；
②粗骨料宜选用粒径5～31.5mm，并连续级配，含泥量不大于1%；
③应选用非碱活性的粗骨料；
大体积混凝土配合比设计，除应符合现行国家现行标准《普通混凝土配合比设计规范》JGJ55外，尚应符合下列规定：
①所配制的混凝土拌合物，到浇筑工作面的坍落度不宜大于160mm。
②拌和水用量不宜大于175kg/m3。
③粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%.
④砂率宜为38～42%。
⑤拌合物泌水量宜小于10L/m3。
在混凝土制备前，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的技术参数的试验；必要时其配合比设计应当通过试泵送。
在确定混凝土配合比时，应根据混凝土的绝热温升、温控施工方案的要求等，提出混凝土制备时粗细骨料和拌和用水及入模温度控制的技术措施。
3、外加剂、掺和料选用
采用高效缓凝减水剂和MPC膨胀剂，调整混凝土凝结时间使其满足施工要求，保证混凝土整体性浇筑，同时加长混凝土内部散热过程，避免温度裂缝。
所有掺合料和外加剂等均选用绿色环保型产品，且无污染、无毒害、无氨类等，并经检测合格产品。
在砼中掺入聚丙烯抗裂纤维，以改善砼的脆性，增加砼韧性，消除减轻早期混凝土中原生裂隙的发生和发展，提高早期混凝土的抗拉强度，以防止砼收缩的裂缝。
4、配合比
水泥
砂
石
水
掺合料
外加剂
参合料1
参合料2
减水剂
膨胀剂
320
720
1050
175
55
7.75
33
1
2.124
2.932
0.494
0.150
0.024
0.10
/
水胶比
0.41
砂率%
42
4.1.2底板混凝土热工计算
一、工程概况：
B区5#基础埋深-6.2m，板厚1.6m,砼设计配合比：
C35P6
名称
水
水泥
（矿渣52.5）
砂子
石子
外加剂
粉煤灰
膨胀剂
用量
175
320
720
1050
7.75
55
33
比例
0.55
1
2.18
3.18
0.024
0.15
0.10
根据施工进度计划，施工时间在2014年6月中、下旬，根据射阳地区气象资料，日平均气温在20～30℃，，平均天气气温取25℃。
砼入模温度入模温度计算：
考虑到其它因素影响，砼入模温度T0按27℃（计算入模温度为24℃）。
二、混凝土自约束应力计算
（一）、混凝土最大自约束应力
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土浇注体内的表面温度Tb（°C）
25
水泥的水化热Q3（kJ/kg）
375
粉煤灰掺量对水化热调整系数k1
0.95
矿渣粉掺量对水化热调整系数k2
1
每m3混凝土胶凝材料用量W（kg/m3）
375
混凝土比热C[kJ/（kg·°C）]
0.95
混凝土重力密度ρ（kg/m3）
2360
系数m（d-1）
0.384
混凝土入模温度T0（°C）
27
混凝土结构的实际厚度h（m）
1.6
在龄期为τ时，第i计算区段产生的约束应力延续至t时的松弛系数Hi（t,τ）
0.2
混凝土的中心温度：
T1（t）=WQ/（Cρ）*（1-
）*ξ+T0
浇筑温度
（25℃）
m
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
1-
0.384
0.684
0.900
0.968
0.990
0.997
0.999
0.999
0.999
0.999
0.999
WQ/（Cρ）
62.72
降温系数ξ
0.506
0.476
0.399
0.309
0.227
0.164
0.13
0.09
0.06
0.05
中心温度T1（t）
48.70
53.86
51.22
46.18
41.19
37.27
35.14
32.63
30.75
30.13
由计算可知第六天混凝土中心温度最高。
（二）、混凝土的弹性模量
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土强度等级
C35
龄期t（d）
6
粉煤灰掺量对弹性模量调整修正系数β1
0.99
矿渣粉掺量对弹性模量调整修正系数β2
1
系数φ
0.09
混凝土龄期为6天时，混凝土的弹性模量
E（t）=βE0（1-e-φt）=β1β2E0（1-e-φt）=0.99×1×3.15×104×（1-2.718-0.09×6）=13011N/mm2
在施工准备阶段，最大自约束应力：
σzmax=α×E（t）×ΔTlmax×Hi（t,τ）/2=1.0×10-5×13011×（53.86-25）×0.2/2=0.38MPa
（三）、控制温度裂缝
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土抗拉强度系数γ
0.3
粉煤灰掺量对混凝土抗拉强度影响系数λ1
1.03
矿渣粉掺量对混凝土抗拉强度影响系数λ2
1
1、混凝土抗拉强度
ftk（t）=ftk（1-e-γt）=2.2×（1-2.781-0.3×3）=1.306N/mm2
2、混凝土防裂性能判断
λftk（t）/K=λ1λ2ftk（t）/K=1.03×1×1.306/1.15=1.169N/mm2
显然σzmax≤λftk（t）/K
结构安全
三、混凝土外约束拉应力计算书
计算依据：
1、《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
一、混凝土外约束拉应力
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
第1层保温层厚度δ1（m）
0.02
第1层保温材料导热系数λ1[W/（m·K）]
0.14
实测日期t1（d）
3
实测温度T1（°C）
48.7
松弛系数H1（t1）
0.57
实测日期t2（d）
6
实测温度T2（°C）
53.86
松弛系数H2（t2）
0.52
实测日期t3（d）
9
实测温度T3（°C）
51.22
松弛系数H3（t3）
0.48
实测日期t4（d）
12
实测温度T4（°C）
46.18
松弛系数H4（t4）
0.44
实测日期t5（d）
15
实测温度T5（°C）
41.19
松弛系数H5（t5）
0.41
实测日期t6（d）
18
实测温度T6（°C）
37.27
松弛系数H6（t6）
0.386
实测日期t7（d）
21
实测温度T7（°C）
35.14
松弛系数H7（t7）
0.368
实测日期t8（d）
24
实测温度T8（°C）
32.63
松弛系数H8（t8）
0.352
实测日期t9（d）
27
实测温度T9（°C）
30.75
松弛系数H9（t9）
0.339
实测日期t10（d）
30
实测温度T10（°C）
30.13
松弛系数H10（t10）
0.327
固体在空气中的放热系数βu[W/（m2·K）]
35.7
混凝土的导热系数λ0[W/（m·K）]
0.45
混凝土浇筑体的长度L（mm）
40
混凝土浇筑体的实际厚度h（m）
1.6
外约束介质水平变形刚度CX（10-2N/mm3）
4
水泥品种修正系数M1
1.25
水泥细度修正系数M2
1.13
水胶比修正系数M3
1.11
胶浆量修正系数M4
1
养护时间修正系数M5
1.09
环境相对湿度修正系数M6
1.1
水力半径的倒数修正系数M7
0.76
ESFS/ECFC修正系数M8
0.85
减水剂修正系数M9
1.3
粉煤灰掺量修正系数M10
0.92
矿粉掺量修正系数M11
1.01
粉煤灰掺量对弹性模量调整修正系数β1
0.99
矿渣粉掺量对弹性模量调整修正系数β2
1
系数φ
0.09
1、各龄期混凝土弹性模量
Ei（3）=βE0（1-e-φt）=β1β2E0（1-e-φt）=0.99×1×3.15×104×（1-2.718-0.09×3）=7379N/mm2
同理：
Ei（6）=13012N/mm2，Ei（9）=17312N/mm2，Ei（12）=20595N/mm2，Ei（15）=23101N/mm2，Ei（18）=25014N/mm2，Ei（21）=26474N/mm2，Ei（24）=27589N/mm2，Ei（27）=28440N/mm2，Ei（30）=29089N/mm2
2、各龄期混凝土浇筑体综合降温差的增量
εy（3）=εy0（1-e-0.01t）·M1·M2·M3…M11=3.24×10-4×（1-2.718-0.01×3）×1.25×1.13×1.11×1×1.09×1.1×0.76×0.85×1.3×0.92×1.01=1.405×10-5
3天的混凝土的收缩当量温度：
Ty（3）=εy（t）/α=1.405×10-5/1.0×10-5=1.4°C
同理：
εy（6）=2.768×10-5，Ty（6）=2.77°C，
εy（9）=4.091×10-5，Ty（9）=4.09°C，
εy（12）=5.375×10-5，Ty（12）=5.37°C，
εy（15）=6.62×10-5，Ty（15）=6.62°C，
εy（18）=7.829×10-5，Ty（18）=7.83°C，
εy（21）=9.003×10-5，Ty（21）=9°C，
εy（24）=10.141×10-5，Ty（24）=10.14°C，
εy（27）=11.246×10-5，Ty（27）=11.25°C，
εy（30）=12.319×10-5，Ty（30）=12.32°C
ΔT2i（6）=（T2-T1）+（Ty（6）-Ty（3））=（48.7-53.86）+（2.768-1.405）=-3.797°C
同理：
ΔT2i（9）=3.963°C，ΔT2i（12）=6.324°C，ΔT2i（15）=6.236°C，ΔT2i（18）=5.129°C，ΔT2i（21）=3.303°C，ΔT2i（24）=3.649°C，ΔT2i（27）=2.985°C，ΔT2i（30）=1.692°C
3、各龄期外约束系数
保温层总热阻：
RS=Σ（δi/λi）+1/βu=（0.02/0.14）+1/35.7=0.171（m2·K）/W
保温层总放热系数：
βS=1/RS=1/0.171=5.852W/（m2·K）
保温层相当于混凝土的虚拟厚度：
h'=λ0/βS=0.45/5.852=0.077m
Ri（6）=1-1/cosh[（CX/HE（6））0.5×L/2]=1-1/cosh[（4×10-2/（（0.077+1.6）×103×13012））0.5×40×103/2]=0.28037
同理：
Ri（9）=0.22388，Ri（12）=0.19402，Ri（15）=0.17609，Ri（18）=0.16448，Ri（21）=0.1566，Ri（24）=0.15108，Ri（27）=0.14711，Ri（30）=0.14423
4、各龄期外约束拉应力
σx（6）=αΔT2i（6）×Ei（6）×Hi（6）×Ri（6）/（1-μ）=1×10-5×-3.797×13012×0.57×0.28037/（1-0.15）=-0.092886MPa
同理：
σx（9）=0.093965MPa，σx（12）=0.142696MPa，σx（15）=0.131308MPa，σx（18）=0.10179MPa，σx（21）=0.062193MPa，σx（2
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