筏基方案.docx

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筏基方案

西安市委党校教学科研楼工程位于西安市西影路568＃市委党校院内，由教学科研主楼和阶梯教室两个单体工程组成，总建筑面积13000m2。

主楼部分地下一层，地上十二层，框架一剪力墙结构，建筑物高度47.65m。

基础设计为钢筋砼片筏基础，底标高为－7.53m（场地范围内常年地下水位标高位于-11m――-12m之间），在主楼与裙楼之间设置一道上下贯通宽度为0.8m的后浇带，将主楼和裙楼基础划分两块，其中主楼部分基础筏板厚0.8m，基础梁高1.6m，宽0.9m，裙楼基础筏板厚0.55m，基础梁高1.6m，宽0.8m。

筏片基础砼强度等级C30，抗渗等级P6，主楼基础筏板内配三层钢筋网片，上下两层网片纵向钢筋为Φ25、横向钢筋为Φ22，间距均为150mm，中间一层为Φ12@150双向钢筋网片；裙楼基础筏板内配置Φ18@150双层钢筋网片。

主楼与裙楼基础以后浇带为界分别进行砼浇筑，砼浇筑时应连续浇筑，一次完成，不许留施工缝。

其中主楼部分筏板厚、砼浇筑量大，属大体积防水砼，在施工时，必须按照大体积砼施工要求进行施工，以防止浇筑成型后砼出现裂缝。

一、大体积砼裂缝形成的原因

大体砼与普通钢筋砼相比，具有结构厚、体形大、钢筋密、砼一次浇筑量大和施工技术要求高的特点，除了必须满足普通砼所需的强度、刚度、整体性和耐久性等要求外，主要就是如何控制砼温度变形裂缝的发生和开展。

大体积砼结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所产生的水化热会使砼内部温度升高，产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋砼产生裂缝的主要原因。

砼温度裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。

表面裂缝是由于砼表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过砼的抗拉强度而引起的；贯通裂缝是由于大体积砼在强度发展到一定程度，砼逐渐降温，这个降温差引起的变形加上砼失水引起的拉应力，超过砼的抗拉强度时可能产生的贯通整个砼构件截面的裂缝。

这两种裂缝不同程度以上都属有害裂缝。

砼内部的最高温度多发生在砼浇筑后3－5天内，当砼核心与表层及表层与外界环境温度差达到25℃及其以上时，就会产生温度应力，使砼产生温度变形出现裂缝，温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力也越大，裂缝同样越大。

而砼内部的温度与砼厚度及水泥用量有关，砼愈厚，水泥用量越大，内部温度越高，温度应力也就越大，另一方面，内外温差所形成的温度应力与砼结构的尺寸有关，砼结构尺寸愈大，相应的温度应力也愈大，因面引起砼裂缝的可能性也越大。

通过对大体积砼裂缝形成原因的分析，采取措施控制砼内外温差防止砼出现裂缝是大体积砼施工的关键。

二、防止砼产生裂缝的技术措施

1、本工程基础砼选用普通硅酸盐水泥（P.O32.5R），在满足砼设计强度要求的前提下，尽量减少水泥用量，降低砼因水泥水化所产生的热量。

2、基础砼采用商品砼，在砼浇筑前二个月委托商品砼生产厂家试验室进行配合比设计，项目部技术负责人和试验工程师参与砼生产厂家所进行的配合比试配。

由于高层建筑的施工周期长，荷载是逐步增加的，所以可以充分利用砼的后期强度，这样可以减少一定的水泥用量以降低水泥水化产生的热量。

根据类似工程施工经验，每增加或减少10kg水泥用量，可使砼的内部温度升降1℃。

3、根据砼配合比设计，在拌制砼时掺入一定数量的粉煤灰，以替代部分水泥用量，降低水泥水化热，减缓水化热释放速度，改善砼的和易性和泵送性。

4、选用连续级配的骨料配制砼，在保证砼可泵性的前提下，选用粒径较大的石子和中粗砂，并保证石子的含泥量不超过1％，砂子的含泥量不超过3％。

5、拌制砼时，掺加适量的高效减水性和缓凝剂，以达到减少水的用量，同时掺入适量的膨胀剂，使砼变形收缩得到补偿，可减少裂缝的产生。

6、大体积砼冬期施工时，根据砼热工计算，准备足够的保温材料，如塑料薄膜、毡片或麻袋片及彩条布，及时对浇筑后的砼进行保温、保湿。

7、在大体积砼浇筑前，制定详细的砼浇筑方案，并严格执行。

同时应进行砼的热工计算。

三、施工现场准备

1、砼浇筑前对砼生产厂家进行实地检查，组织监理单位、项目部技术人员对砼生产厂家和砼浇筑人员进行统一的技术交底，要求砼搅拌站采用统一配合比，统一原材料。

原材料应储备充分，确保连续供应，砼配制必须采用电子计量，微机控制，自动上料系统。

2、对砼生产厂家进行监控，在砼浇筑期间，派驻技术人员对砼生产厂家的原材料、外加剂、掺合料、质量规范化、计量温度及坍落度进行跟踪检查、记录，保证砼供应的连续、匀速，质量稳定。

3、在浇筑砼前，协调好负责西影路拓宽施工的市政公司的关系，给承担商品砼的运输车辆办理通行证，同时，保证施工现场内运输车辆通道畅通，确保砼运输车输的顺利通行，防止出现供应中断现象发生。

4、机具准备：

在施工现场内布置1台37m的汽车泵，1台柴油输送泵，必要的情况下，可采用塔吊配合砼浇筑。

既要加快工程进度，又要减缓运输车辆等待积压的情形，确保砼的坍落度满足施工要求。

5、做好基础大体积砼浇筑所需的劳动力安排，各部门、各岗位均有专人负责，并协调工作，配备足够的施工操作人员，并对每位施工人员进行详细的施工技术、质量交底。

6、配备一台功率为30KW以上的发电机，防止在浇筑过程中，由于供电发生中断，造成砼不能连续浇筑，形成施工缝。

7、基础砼浇筑前，配备足够的保湿、保温材料，以便在砼浇筑后及时对其进行保温和保湿。

四、施工工艺

（一）砼浇筑

主楼部分基础砼浇筑量为899.5m3，其中筏板砼量682m3，基础梁217.5m3。

筏板砼分两层浇筑，每层浇筑厚度为0.4m，浇筑量341m3；要求砼初凝时间为6小时，因此每小时需浇筑砼方量为56.8m3，现场泵送机械采用一台车泵，配备一地泵，每小时泵送砼量可达60m3以上，可满足施工要求。

1、浇筑方向

砼浇筑方向从西向东，从远至近，依次后退浇筑，第一层砼浇筑7完毕后，同样从西向东，依次后退浇筑，最后进行上翻基础梁部分砼的浇筑。

2、浇筑区域内上、下层之间砼浇捣间歇时间不能超过砼初凝时间，防止出现施工冷缝。

3、砼振捣：

振捣砼，振动棒移动间距为40cm左右，振动时间为20－30s，并且在20－30min后对其进行二次复振。

对于钢筋密集的部位，应预先制定好相应的技术措施，确保顺利布料和振捣密实，在浇筑砼时应派专人进行操作，严格按照规范要求进行振捣，并保证振动棒要插入下层砼5cm以上，确保上、下层砼结合紧密。

（二）表面处理

为防止砼表面出现收缩裂缝，在砼整平前，适时对砼进行二次复振，以排除砼中多余的气泡和水泡，使砼更加密实，随后用2m铝合金刮杠刮平，木抹子揉搓两遍。

最后一遍收面应在砼初凝后、终凝前完成，消除砼表面由于砼收缩和表面水份蒸发所产生的干缩裂缝，这是消除砼表面干缩裂缝的关键技术措施。

必要时用铁滚滚压两遍，以防止产生表面干缩裂缝。

（三）砼的保温，保湿措施

在砼初凝后表面能上人时，应对其表面及时进行覆盖。

由于砼浇筑期间正值进入冬季，空气比较干燥，加之风较多，砼表面水分散失很快，所以在最后一次收面后，立即在其表面覆盖一层塑料布，以防止砼表面水份蒸发产生干缩裂缝。

同时在塑料布上再覆盖两层棉毡片或麻袋片进行保温，将砼内外温差控制在25℃以内。

若遇雨雪天气时，再在其上覆盖一层塑料彩条布，防止雨雪直接接触到保温层，确保保温效果达到理想状态。

（四）大体积砼测温

1、砼温度控制标准

（1）砼内外温差不大于25℃；

（2）砼刚开始降温时严格将降温速度控制在1.5℃/d以内，当砼保温养护7d有一定强度后，可将降温速度调为2.0－2.5℃/d。

2、建立测温体系，派专人负责砼的测温工作

根据大体积砼的特点，结合本工程实际情况，制定科学的测温方案，测温点选择有代表性的位置设置三处，测温工作由项目部派专人负责，填写测温记录表，测温记录必须真实、准确、完整、字迹工整，不得涂改。

测温员必须经过培训，了解砼的性质和测温要求，对现场覆盖不严、温差过大，砼温度过高等不正常现象要有很灵敏的反应，并及时向项目部有关人员和技术负责人反映实际情况。

每次测完温度，要立即把签字完整的测温记录表报项目部技术负责人审核，审核后由项目部资料员归档保存。

3、本工程基础砼测温采用简易测温法，即在砼中预埋钢管，用便携式电子温度计测温。

钢管用ф48脚手架管，底口焊钢板封死，上口高出砼面100mm，底口比测温点深5－10cm，管内灌水深度为10－15cm。

为了便于测温，不使大面积砼受到气候的影响，在测温孔上将所盖的塑料布裁剪成比测孔稍大的圆洞，但不要全剪掉，以便在测温完成后能继续封盖孔口。

4、测温：

采用便携式电子温度计测温，将探头插入测孔内，用海绵条封堵孔口，探头在孔内停留时间不少于1min，迅速拉出读数，并作好记录。

测温的时间间隔，在砼内部升温阶段，2小时测温一次，恒温阶段4小时测温一次，以后每6小时测温一次（室外气温及环境温度，在每昼夜内至少定时定点测四次）。

5、测温记录：

每次测温时，应记录下砼核心内的温度，砼表面温度及基坑内环境温度，根据测温记录绘制温度曲线图（测温孔需进行编号）。

当发现砼内外温差大于25℃时，迅速增加保温层厚度同时增加测温次数。

五、施工组织安排

1、明确岗位和职责

在进行基础大体积砼施工前，组织项目部各相关部门、各工种主管工长及分包方负责人召开施工准备会，对各岗位责任人提出明确要求，使每个人明白自己所负责工作的范围和职责，在项目经理的统筹安排下，协调好各部门的工作关系。

2、做好技术、质量交底和安全交底

（1）由项目经理组织召开所有管理人员和作业班组长参加的技术质量交底会，对大体积砼施工进行全面布置，由项目部技术负责人对浇筑方案。

进行详细的技术交底，由施工员对各专业作业班组提出具体要求。

（2）各专工长分别组织各施工作业班组工人召开专项技术交底会，对施工技术要求和安全生产进行书面交底。

（3）要求各工种作业班组长对每位操作工人进行口头交底，让每一位操作工人清楚自己的工作内容及责任。

3、调配足够的劳动力，各工种劳动力数量均按两班准备，实行两班轮换作业，确保砼的连续施工。

4、砼浇筑前，对商品砼生产厂家进行实地检查，检查的主要内容如下：

原材料储备情况、机械及运输车输准备情况及技术质量准备情况。

并和交警部门和相关的市政、电力部门协调好关系，确定商品砼运输车辆最佳通行路线，配备足够的运输车辆。

5、施工前，做好现场的各项施工准备工作，检查钢筋是否绑扎完毕，模板是否加固牢靠；提前安装后泵送管道并保证施工现场道路畅通。

成立测温小组，配备完好的测温仪器，并做好保温保湿所需的材料准备工作。

6、砼试件的制作，应在砼浇筑地点与监理和供应商共同随机取样，严格按照规范要求留足试件组数，执行见证取样规定。

7、为了能使砼浇筑作业连续进行，确保砼的浇筑质量，工地应配置一台功率30KW以上的柴油发电机做为备用电源，在停电期间做为照明和振捣工具的备用电源。

六、各岗位负责人及职责

1、施工总指挥：

王立群

负责对筏基大体积砼施工“人、料、机、法、环”五大方面因素统一指挥，统一协调，全面布置，对施工质量、施工进度、安全生产全面负责。

2、生产负责人：

董兴武

具体落实施工计划，负责调配劳动力、机械和材料，检查各主管工长所负责工作的落实。

3、技术负责人：

董强利

按照施工方案或作业指导书对施工管理人员进行交底，检查、督促质量员、试验员做好各个环节的检查工作，及时解决施工中遇到的技术问题，全面承担技术质量责任。

4、质量员：

胡建宝

全面负责施工过程中的质量检查及监督工作，协助技术负责人落实部分技术措施。

5、试验员：

张文辉

负责对进场砼质量进行验收、坍落度测试、砼的测温工作以及试块制作，并协助砼工长对砼施工进行值班管理。

6、安全员：

李继钊

负责安全教育和安全巡视，负责施工过程中安全管理和文明施工的管理工作。

7、材料负责人：

张西斌

负责材料供应及原材料质量责任，负责安排商品砼的收料和验收工作。

8、钢筋工长：

杨福林

负责钢筋分项的施工质量，并负责安排派人看护钢筋。

9、木工工长：

张登奎

负责模板制作、安装和拆卸整修工作，检查模板的支设质量、支撑是否牢固，并负责在浇砼时派人看护模板。

10、砼工长：

张电台

负责砼浇筑质量及砼保温、保湿和养护工作。

11、后勤负责人：

王进军

全面负责后勤保障和现场的安全保卫工作

12、机械负责人：

王永禄

在浇筑砼期间，负责施工机械、工具的维修，负责安排检查电工和机修工的值班情况，解决施工中的机械和照明问题。

七、大体积砼的热工计算

（一）砼热工计算条件

1、施工配合比

施工配合比经商品砼生产厂家试验室进行试配，专项设计，并经项目部主任工程师和试验工程师审核确定的。

水泥采用耀县秦岭水泥股份有限公司生产的“秦岭牌”普通硅酸盐P.O.32.5R水泥，石子为泾河卵石，粒径5－31.5mm，砂子为灞河中砂，粉煤灰采用宝鸡电厂II级粉煤灰，外加剂采用DY－FH复合型外加剂，拌合水采用饮用自来水。

C30泵送抗渗砼施工配合比（坍落度150±30mm）

强

度

等

级

抗

渗

等

级

配合比

材料名称

水泥

砂

石子

掺合料

外加剂

水

水灰比

C30

P6

品种规格

P.O.32.5R

中砂

5-31.5

粉煤灰II级

DY-FH

饮用

0.35

重量比

1

2.65

4.06

0.30

0.026

0.50

用量kg/m3

310

737

1129

100

10.8

143

2、计算常数取值：

水泥水化热：

Q=335J／kg

砼密度：

ρ=2400kg/m3

砼比热：

c=0.96

常数：

e=2.718m=0.3

标准状态下最终收缩值：

εy=3.24×10-4

砼线膨胀系数：

α=10×10-6

砼的最终弹性模量：

E0=3.0×104

砼外约系数：

R=0.32

泊松比：

ν=0.15

砼稳定时温度（环境温度）：

Th=5℃

验算时间：

3d、7d、28d。

（三）温度计算

根据近几年西安地区气象资料，在11月20日－12月1日期间，室外平均气温为5℃，因此估测各原材料温度如下：

水泥：

5℃；砂子：

7℃含水率3％；

石子：

5℃含水率2％；水：

7℃；

粉煤灰和外加剂温度均为5℃。

1、砼拌合物的温度T0

T0=[0.9（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw－ωsamsa-ω

gmg）+c1（ωsamsaTsa+ωgmgTg）-c2（ωsamsa+ωgmg）]÷

[4.2mw+0.9（mce+msa+mg）]

式中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（℃）；

ωsa、ωg-------砂石的含水率（％）；

c1、c2-------水的\比热容（kj/kg.k）及容解热（kj/kg.）。

当骨料温度＞0℃时，c1=4.2，c2=0≤0℃时，c1=2.1，c2=335。

本工程内料温度＞0℃，故取c1=4.2，c2=0

为了计算简便，粉煤灰和外加剂的重量均计算在水泥重量内。

T0=[0.9（420.8×5+737×7+1129×5）+4.27（143-737×3%

-1129×2%）+4.2（737×3%×7+1129×2%×5）-0]÷[4.2×

143+0.9（420.8+737+1129）]

=5.87℃

2、砼拌合物出机温度T1

T1=T0-0.16（T0-Ti）

式中Ti------搅拌棚内温度（10℃）

T1=5.87－0.16（5.87-10）=6.53℃

3、砼的浇筑成型温度T2

T2=T1-（att+0.032n）（T1-Ta）

式中a-----温度损失系数（h-1）；

tt-----砼自运输至浇筑完成时的时间（h）;

n-----砼运转次数；

Ta-----运输时的环境气温（℃）。

T2=6.53-（0.25×1/3+0.032×3）×（6.53-5）

=6.28℃

4、砼最高温升值计算（Tmax）

Tmax=T2+mce/10+F/50

mce-----水泥用量（kg）

F-----粉煤灰用量（kg）

Tmax=6.28+310/10+100/50=39.28℃

该温度为基础底板砼内部中心点的温升高峰值，一般在砼浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不再升温，并且开始逐步降温。

5、砼表面温度控制

为防止砼由于内外温差过大引起温度裂缝，规范规定，应将砼内部温度和表面温度的温差控制在25℃以内。

由于砼内部最高温升值理论计算为39.28℃，因此将砼表面的温度控制在14.28℃以上时，砼内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差不超过25℃。

表面温度的控制可采取调整保温层的厚度来实施。

6、保温材料厚度计算

保温层材料厚度可按下式计算：

δ=0.5Hλ（Ta-Tb）k/λ（Tmax-Ta）

式中δ-----保温材料所需的厚度（m）；

H-----结构物的厚度（m）；

λ----养护材料的导温系数，本工程保温采用棉毡片或麻袋片保温，故λ=0.1（w/m.k）

λ1-----砼的导热系数，取λ=2.3w/m.k

Tmax----砼中的最高温度（℃）Tmax=39.28℃

Ta------砼与保温材料接触面处的温度，

Ta=Tmax-25º=14.28℃

Tb------砼达到最高温度时的大气平均温度，取Tb=5℃;

k-------传热系数的修正值，取k=1.3

则

δ=0.5×0.8×0.1（14.28-5）×1.3]/[2.3×（39.28-14.28）＝0.006m

经计算保温层采用一层5mm厚的棉毡片和一层塑料布可满足保温要求。

为了防止砼表面水份蒸发速度太快，在具体施工中，先在砼表面覆盖一层塑料布，然后在其上覆盖一层棉毡片，并库存一层用量的棉毡片，在气温陡然下降时，再覆盖一层棉毡片。

（三）温度应力计算

1、砼的水化热绝热温升值

Tt=W×Q（1-e-mt）/c×p

其中t-----砼龄期（d）

T（3）=310×335×（1-2.178-0.3×3）/0.96×2400=22.70℃

△T=T（3）-T（0）=22。

70℃

T（7）=310×335×（1-2.178-0.3×7）/0.96×2400=36.28℃

△T=T（7）-T（3）=13.58

T（28）=310×335×（1-2.178-0.3×28）/0.96×2400=45.01℃

△T=T（28）-T（7）=8.73℃

2、各龄期砼收缩变形值计算

εy（t）=εy0（1-e-0.01t）×M1×M2…M10

式中：

εy0----标准状态下最终收缩值取

Mi------考虑到各种非标准条件下的修正系数，按《施工手册》缩印本第二版第1389页表19－78取用。

M1=M2=M3=M5=M9=1.0,M4=0.925,

M6=0.95,M7=1.1,M8=1.43,M10=0.76

εy（3）=0.102×10-4;εy（7）=0.238×10-4;

εy（28）=0.816×10-4

3、各龄期砼收缩当量温差计算

可按下式计算：

T（y）=-εy（t）/a

Ty（3）=-1.02℃;Ty（7）=-2.83℃

Ty（28）=-8.16℃

4、各龄期砼弹性模量计算

计算公式：

E（t）=E0（1-e-0.09t）

E（3）=0.72×104N/mm2;E（7）=1.41×104N/mm2;

E（28）=2.76×104N/mm2。

5、砼最大综合温差

△T（t）=T0+2/3T（t）+Ty（t）-Tn

△T（3）=14.98℃;△T（7）=22.21℃

△T（28）=22.71℃

6、砼松驰系数

按《施工手册》第1890页表19－80中数值选取

H（3）=0.186H（7）=0.21H（28）=0.475

7、砼收缩应力计算

δ（t）=-E（t）×a×ΔT（t）×H（t）×R/1-ν

δ（3）=-0.076N/mm2δ（7）=-0.248N/mm2

δ（28）=-1.121N/mm2

8、最大拉应力计算

基础筏板厚d=800mm,L=42000mm,Bx=0.02

根据公式计算各阶温差引起的应力，第3天温差引起的应力：

β=Bx/dE（t）=0.0000589

β.L/2=0.0000589×（42000/2）=1.237

cosh.β.l/2=1.7695×1.237=2.189

δ（3）=[a/（1-ν）]（1-1/cosh.β.l/2）ΣEi（t）.ΔTti（t）.Hi（t）

=10×10-6/1-0.15×（1-1/2.189）×0.72×104×15.95×0.186

=0.137N/mm2

同样用计算得：

δ（7）=0.378N/mm2

则δ（28）=0436N/mm2

砼抗拉强度设计值取1.1N/mm2则抗裂安全度为

k=1.1/0.960=1.154>1.05

故砼不会出现因温度收缩引起的裂缝。