空氮站大体积混凝土施工方案.docx
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空氮站大体积混凝土施工方案
沧州旭阳化工10万吨/年环己酮空氮站
大
体
积
砼
方
案
编制：
审核：
审批
中化二建集团集宁博源置业工程项目部
2011-8-15
目录
1、编制依据
2、工程概况及施工特点
3、施工准备
4、大体积混凝土施工的降温措施
5、施工具体操作要求
6、其他技术措施
7、施工中注意事项
8、其它质量保证措施
9、安全措施
10、环境保护措施
11、主要人力及施工机具计划
大体积混凝土施工方案
1、编制依据
1.1施工图纸
1.2主要规范、规程
1.3施工组织设计
1.4工程概况
2.工程概况和施工特点
本工程为乌兰察布市博源城市广场项目酒店工程，位于内蒙古乌兰察布市集宁区察哈尔东街与经三路交汇处，建设单位为博源置业责任有限公司，设计单位建华建筑设计合资有限公司。
本工程筏板基础混凝土施工具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多，工程条件复杂和施工技术要求高的特点。
基础混凝土的截面尺寸较大，在混凝土硬化期间水泥水化过程中温度增高，使混凝土内外温差过大，内外温差产生的温度应力大于混凝土的抗拉应力，是导致混凝土结构出现裂缝的主要因素。
在筏板基础混凝土施工中必须考虑温度应力的影响，主要是采用相应的技术措施控制内外温差，减小混凝土内外由于温度差而产生的温度应力。
3.施工准备：
在浇筑混凝土之前，应检查和控制砖模、钢筋、保护层的尺寸，规格、数量和位置，其偏差值应符合现行国家标准《混凝土结构工程及验收规范》的规定。
合格后进行隐蔽工程预检和验收。
符合要求时，方可进行浇筑。
检查时应注意以下几点：
3.1模板的标高、位置、截面尺寸是否与设计符合；模板的强度、刚度和稳定性是否满足施工要求；
3.2钢筋的规格、数量、安装位置是否符合设计要求；
3.3混凝土内测温孔的位置、标高是否符合要求。
工程计量用的仪器、测量工具、压力表、温度计等经鉴定合格，并在浇筑混凝土前，模板内的垃圾、泥土和钢筋上的油污、铁皮、焊渣等杂物，应清除干净，模板、混凝土垫层应适量浇水加以湿润，但不允许留有积水。
4.大体积混凝土施工的降温措施：
GB50180-2001《地下工程防水技术规范》4.1.23明确提出了大体积防水混凝土的施工，应采取以下措施：
1）在设计许可的情况下，采用混凝土60d强度作为设计强度；
2）采用低热或中热水泥，掺加粉煤灰磨细矿渣粉等掺合料；
3）掺入减水剂缓凝剂膨胀剂等外加剂；
4）在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施；
5）采取保温保湿养护。
混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25℃，混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25℃，养护时间不应少于14d。
根据以上条款，特制定本专项方案的主要施工方法：
4.1充分利用砼后期强度
大量试验资料表明，每m3砼的水泥用量每增减10kg，其水化热将使砼的温度相应升降1℃．因此，为了进一步控制水化热温升，减少温度应力；通过对结构的强度和刚度复核验算并征得设计单位认可后，采用R60替代R28作为设计强度，这样可使每m3砼的水泥用量减少50kg，砼温度相应降低5℃左右。
混凝土的强度随养护时间的增加而不断增长，呈曲线关系。
14天以前，曲线较陡，14天以后曲线开始变得平缓，28天以后曲线更加平缓。
就是说混凝土随养护时间的延长，强度不断地增长，开始较快，以后则渐缓，大约在2～3年以后，强度才停止增长。
如下图所示：
4.2采用低水化热水泥，掺加粉煤灰磨等掺合料，尽量减小水泥用量
砼配合比设计采用“三掺”技术，砼参考重量配合比为∶水∶（水泥+粉煤灰+UEA）∶砂∶石∶DY301＝0.43∶1∶1.20∶2.38∶0.0153。
其中，掺用了Ⅱ粉煤灰，降低水化热峰值，减少水泥用量，增加可泵性，确保现场泵送连续浇筑，掺用UEA膨胀剂，防止因砼收缩而引起的裂缝，增强结构的自防水能力；掺用DY301高效减水剂，改善和易性，减少游离水产生的蒸发水通道，增加砼密实性。
底板砼采用水化热低的矿渣水泥，配合比是施工大体积砼的关键，有关技术人员一定多和商品砼搅拌站技术人员充分研究，保证砼的质量。
4.3降低砼入模温度
选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。
对于本工程来说，浇筑底板砼的时间大约在2011年9月下旬，而集宁地区9月下旬的平均气温在10-15℃左右，不需要采用低温水或冰水搅拌混凝土，也不需要对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，混凝土拌合物的入模温度本身就会在10℃左右，基本满足大体积砼的施工要求。
在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。
4.4采取蓄水养护
1混凝土拌合物的温度
混凝土拌合物的温度是各种原材料入机温度的中和，目前配合比还没有确定，参考下面的配合比计算如下：
温度计算：
水泥：
328kg20℃
砂子：
742kg15℃含水率为3%
石子：
1070kg15℃含水率为2%
水：
185kg15℃
粉煤灰：
67kg15℃
外加剂：
8kg15℃
T0=[0.9（MceTce+MsaTsa+MgTg）+4.2Tw（Mw-WsaMsa-WgMg）+C1（WsaTsa+WgMgTg）-C2（WsaMsa+WgMg）]/[4.2Mw+0.9（Mce+Msa+Mg）]
式中：
T0——混凝土拌合物温度（℃）
Mw、Mce、Msa、Mg——水、水泥、砂、石的用量（kg）
Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度（℃）
Wsa、Wg——砂、石的含水率（%）
C1、C2——水的比热溶（KJ/KgK）及溶解热（KJ/Kg）
C1=4.2，C2=0（当骨料温度>0℃时）
TO=[0.9（328×20+67×15+8×15+742×15+1070×15）+4.2×15×（185-742×3%-1070×2%）+4.2（3%×742×15+2%×1070×15）-0]/[4.2×185+0.9（328+742+1070）]=15.92℃
2混凝土拌合物的出机温度
T1=T0－0.16（T0－Ti）
式中：
T1——混凝土拌合物的出机温度（℃）
Ti——搅拌棚内温度，约15℃
∴T1=15.92－0.16（15.92－15）=15.77℃
3混凝土拌合物浇筑完成时的温度
T2=T1－（αtt＋0.032n）（T1－Ta）℃
式中：
T2——混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度（℃）
α——温度损失系数取0.25
tt——混凝土自运输至浇筑完成时的时间取0.7h
n——混凝土转运次数取3
Ta——运输时的环境气温取35℃
T2=15.77－（0.25×0.7＋0.032×3）（15.77－15）=15.56℃
混凝土拌合物浇筑完成时温度计算中略去了模板和钢筋的吸热影响。
4混凝土最高温升值
Tmax=T2＋QK/10＋F/50
式中：
Tmax——混凝土最高温升值（℃）
Q——水泥用量约328kg
F——粉煤灰用量67kg
K——使用42.5普通硅酸盐水泥时取1.25。
Tmax=15.56＋328×1.25/10＋67/50=57.9℃
该温度为底板混凝土内部中心点的温升高峰值，该温升值一般都略小于绝热温升值，一般在混凝土浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不再升温，并且开始逐步降温。
5混凝土表面温度
规范规定：
对大体积砼的养护，应采取控温措施，并按要求测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在25℃以内。
由于混凝土内部最高温升值理论计算为57.9℃，大气平均气温15℃，因此须将砼表面的温度控制在33℃左右，即可满足要求。
6保温层厚度计算
采用蓄水保温：
M=
=
=0.73
F——底板砼与大气接触面积，上表面面积为1241.66，后浇带里面面积为32.2（m2）
V——底板砼体积，后浇带东侧（m3）
M——底板砼的表面系数
R=
R——混凝土表面的热阻系数（K/W）
X——混凝土维持到指定温度的延续时间（h）取168
Tmax——混凝土中心最高温度（℃）
T1——混凝土表面温度，取55（℃）
K——传热系数修正值，取1.3
700——砼的热容量
T2——砼浇筑完成时的温度（℃）
Mc——每立方砼的水泥用量（kg）
W——砼在指定龄期内水泥的水化热，取335kJ/kg
则R=
=0.095
蓄水深度:
hs=R·λw
λw——水的导热系数，取0.58W/m·k
hs=0.095×0.58=0.055m
考虑到施工时，蓄水易被搅动，影响水温，蓄水深度按100mm实施，以满足要求。
5.施工具体操作要求：
5.1满堂基础模板工程及侧面苯板保温、顶面蓄水保温养护
地下室满堂基础：
垫层施工完成后，砌筑砖胎膜（砖胎膜采用1.55米高240mm厚M7.5水泥砂浆机红砖砌筑，各转角各边每隔4m设370mm砖垛），砖胎膜砌筑完成后做SBS卷材防水层，然后立保温苯板，再进行筏板基础的钢筋绑扎及混凝土的浇筑。
模板侧面增加50mm厚20kg/m3苯板，是为了新浇筑的砼不至于与室外大气直接接触，导致砼表面温度与大气温度差在25℃以上导致砼开裂。
增加塑料薄膜是为了苯板不被养护水浸泡而导致苯板保温效果降低。
地下室底板模板拆除应在10天以后，拆模时间由测温结果控制，测得砼内部温度与室外大气温度差在25℃以内，并且下降趋势明显后方可拆模。
测温孔布置见下图所示：
放线尽量在砼未蓄水养护前完成，实在需要清除蓄水后进行施工作业，待作业完成马上进行蓄水养护，在作业期间进行浇水养护。
5.2分层分段施工
地下室砼施工采取分段分层法浇筑（以后浇带为界），每层厚度为350mm，分四层浇筑完成。
配合比设计时，砼加缓凝剂初凝使时间尽量延长，初凝时间控制在6小时左右，保证第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。
浇筑混凝土时从短边开始，沿长边方向进行浇筑。
在振动界限（振动界限是允许进行二次振捣的时刻。
）前对新浇筑砼进行二次振捣，二次振捣对提高混凝土的强度,节约水泥用量,改善混凝土的抗渗性、耐久性以及裂缝控制都有积极的意义。
如果距离初次振捣时间间隔过短,则效果不明显;如果时间间隔过长,特别是在混凝土初凝后,超出了重塑时间范围,则会破坏混凝土结构,影响混凝土质量。
在初凝前1小时进行二次振动，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土抗压强度提高，从而提高抗裂性。
为了保证浇捣质量，除要求混凝土密实外，还必须解决三个关键性的技术问题：
一是混凝土供应和浇捣中要保证混凝土内部层与层之间结合良好，不得出现施工裂缝；二是采用“三掺”技术及保温控制，利用砼的后期强度，减少水泥用量，降低大体积砼内部的水化热，防止由于内外温差过高而造成砼结构的开裂；三是必须加强砼的养护措施，确保砼后期强度的增长。
5.3砼配合比
水泥：
采用普通硅酸盐水泥42.5#（水化热335KJ/Kg），再通过掺加合适的外加剂，可以改善混凝土性能，提高混凝土的抗渗能力，具体和搅拌站协商解决。
粗骨料：
选用粒径较大，含泥量不大于1%，级配良好的石子
细骨料：
选用平均粒径大于0.5mm的中、粗砂，可减少用水量，相应减少水泥用量，降低水化热。
粉煤灰：
严格控制在水泥量的20%以内
外加剂：
选用防裂型外加剂，应具有减水、降低水化热峰值，对砼收缩有补偿功能。
5.4砼浇筑
为了保证现场泵送砼供应的连续性，从而确保砼的连续浇捣，经过精确测算砼的需要量以及施工现场至商品砼供应站之间所需要的路途时间等诸多因素，施工中采用8辆砼搅拌运输车来供应泵送砼，砼的坍落度控制在18-20cm，在入泵前做好坍落度测试工作，严禁入泵前现场加水，同时控制砼入模温度。
浇筑时，根据设计好的施工顺序，合理安排采用薄层推移，每层浇筑厚度控制在300～400mm以内，且控制好混凝土均匀上升，避免过大高差，循序渐进，一次到顶。
强调减缓砼浇筑速度，便于振捣密实，但与下层砼时间间隔不得超过砼初凝时间。
在砼浇捣过程中还就地实测砼的坍落度、浇筑温度，留置强度试块和抗渗试块。
为了提高砼的密实度和抗拉强度，减少收缩，设置专人加强砼的振捣工作，严格控制振捣时间和插入深度，振捣区搭接范围50～100mm，振捣时严禁长时间碰撞模板。
5.5砼表面处理
由砼的性能可知，砼表面泌水收缩，易产生塑性收缩裂缝，它一般发生在砼终凝之前，且由于受到钢筋、粗大骨料等的限制，致使砼内部颗粒沉降不均匀，也会出现不规则的危害性表面裂缝。
为了防止这类裂缝的产生，在砼浇筑至设计标高时，砼经振动器振捣密实，表面出现浮浆时，随即用刮尺刮平，待砼终凝硬化前，用木抹子连续搓平，以闭合砼表面，防止泌水收缩裂缝的产生，同时加以覆盖养护，避免砼受风吹日晒，从而排除了砼内部颗粒均匀沉降而引起的危害性表面裂缝。
5.6温度监控
为了准确掌握大体积砼温度上升和下降变化规律，严格控制砼内外温差小于25℃，在砼地板上间距5m双向预留测温孔，用于测量砼内部温度。
测温点的选定具有代表性，能够反映地下室大体积砼各部位温度。
在砼浇筑20小时后开始测温，每隔4小时测一次，并做好记录，详见附表。
共测至第10天，测温主要内容是测定砼核心，温度与表面温度之差（＜25℃）及测定砼表层温度与天气温度之差（＜25℃），然后对所记录的各时期的测温数据整理，发现砼入模后多长时间达到温度峰值，随后砼内部什么时间开始降温，平均每天下降多少度等等，发现异常后需要采取必要的措施。
6.其他技术措施：
6.1基础模板采用砖模加苯板的施工方法，浇筑完成后进行蓄水养护。
聚苯板内铺设薄膜以保证养护水不泄露至基坑。
6.2提高混凝土的极限拉伸强度
1．选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。
2．采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
7.施工中注意事项：
7.1避免施工缝的方法：
在人员组织和材料准备上，保证混凝土浇筑的连续性。
浇筑时在下层混凝土开始初凝前，及时覆盖上层混凝土，避免施工缝的产生。
间隔时间应由现场确定，约1-2小时。
7.2浇筑混凝土时，要保证在浇筑时不能摇动钢筋，避免钢筋发生移位。
钢筋工应派专人负责看守配合，及时恢复移位的钢筋。
8.其它质量保证措施
8.1对到场不合格的混凝土由现场调度退回搅拌站，并记好车型、车号。
8.2质量检查人员检查施工，严格按顺序振捣；接班振捣人员提前半小时到岗与上班振捣人员共同操作，交班人员推迟交班半小时撤岗（有一小时共同工作时间）。
9.安全措施：
9.1混凝土施工的作业人员，必须穿胶鞋、戴绝缘手套。
9.2夜间浇筑混凝土必须有足够的照明设备。
9.3在指定电箱接线；振捣棒有专用开关箱，并接漏电保护器（必须达到两极以上漏电保护），接线不得任意接长。
电缆线必须架空，严禁落地。
10.环境保护措施
10.1对人为的施工噪声应有降噪措施和管理制度并严格控制。
10.2施工临时道路定期洒水，减小灰尘飞扬。
10.3施工现场应经常保持整洁卫生，运输车辆应做到沿途不遗散。
10.4现场施工应按标准化管理措施进行管理。
10.5施工时，注意场地及场地周围的环境保护措施，不得污染环境。
11.主要人力及施工机具计划
11.1人力计划
钢筋工
25人
木工
15人
架子工
10人
混凝土工
30人
电焊工
4人
电工
2人
力工
20人
技术员
3人
质检员
2人
11.2施工机具计划
振捣器
8台
汽车泵
2台
铁锹
40把
砼运输车
7辆
11.3保温材料机具计划
4B-91离心水泵
2台
50厚挤塑聚苯板
150m3
机红砖
3.7万块
1:
2水泥砂浆
27.5m3
温度计
5个
电焊机
2台
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