混凝土冬季施工方案.docx

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混凝土冬季施工方案

新建松开V-37号地块生产及辅助用房

混

凝

土

冬

季

施

工

方

案

浙江海天建设集团

2014年12月15日

混凝土冬季施工方案

一、工程概况

工程名称：

新建松开V-37号地块生产及辅助用房

建设单位：

上海华佳企业发展有限公司

设计单位：

华优建筑设计院

人防设计单位：

上海沪防建筑设计有限公司

围护设计单位：

上海广联建设发展有限公司

勘察单位：

上海市民防地基勘察院有限公司

监理单位：

上海海龙工程技术发展有限公司

施工单位：

浙江海天建设集团有限公司

建设地点：

工程建设地点位于上海市松江区松开V-37地块，总占地约5公顷。

南邻思贤路（文合路），西邻鼎源路，东至现状空地（原为西贤村），北至现状空地。

地块南北方向长约300米，东西向长约175米，呈南北向条形规整布置。

地块四周水系丰富，三条灌渠环绕，在地块以北有一所变电站，高压线路沿地块东侧通过。

建设规模：

项目总占地面积50017.3平方米，由二个组团构成及预留发展用地组成，本工程施工图设计范围为组团一、组团二。

其中组团一由一层地下室及上部10幢2-7层钢筋混凝土框架结构的塔楼组合而成，组团二由一层地下室及上部6幢4-7层框架结构的塔楼组合而成。

各组团均为多层及高层工业研发厂房（丙类）。

工程特点：

本工程基础厚度600，基础承台高度分别为：

800、1200、1300mm不等，且面积较大，均属于大体积混凝土施工。

因此，本工程地下室基础混凝土浇捣工作概括起来具有以下特点：

⑴基础及基础承台混凝土浇筑量大。

⑵基础及承台厚，混凝土内部温度不易散发。

二、冬季施工的定义

我国现行《建筑工程冬季施工规程》（JGJ104-87）规定：

当室外日平均气温连续5天低于50C即进入冬季施工；当室日平均气温高于50C时解除冬季施工。

三、混凝土冬季施工的一般原理

混凝土拌和物浇灌后之所以逐渐凝结和硬化，直至获的最终强度，是由于水泥水化作用的结果。

而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化。

当气温升高时，水化作用加快，强度增长也较快；当温度降低到00C时，存在于混凝土的水有一部份开始结冰，逐渐有液相（水）变为固相（水）。

这时参与水泥水化作用的水减少，因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。

温度继续下降，当存在于混凝土中的水完全变成冰，也就是完全由液相变成固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再最增长。

水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。

这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度。

此外，当水变成冰后还会在骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘合力，从而影响混凝土的抗压强度。

当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成各种各样的空间，而降低混凝土的密实性和耐久性。

由此可见，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。

国内外数多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明，新浇混凝土在冻结前有一段预养期，可以增加其内部的液相，减少固相，加速水泥水化作用。

试验研究还表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。

混凝土化冻后（即处在正常温度条件下）继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一。

对于预养长，获得初期强度较高（如达到R28的35%）的混凝土受冻后，后期强度基本没有损失。

而对于安全预养短，获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度都有不同程度的损失。

由此可见，混凝土冻结前，要使其在正常温度下有一段预养期，以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭受冻害的最低强度，一般称临界强度，即可达到预期效果。

对于临界强度，各国规定取值不等，我国规定为不低于设计标号的30%，也不得低于35千克每平方厘米。

四、混凝土冬季施工方法及措施

在冬季施工混凝土中，主要解决三个问题

一是如何确定混凝土最短的养护龄期，二是如何防止混凝土早期受冻，三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。

在实际工程中，要根据施工时的气温情况，工程结构状况（工程量、结构厚大程度与外露情况），工期紧迫程度，水泥的品种及规格，早强剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格，保温材料的性能及价格，热源条件等，来选择合理的施工方法。

一般来说，对于同一个工程可以有若干个不同的冬季施工方案。

一个理想的方案，应当用最短的工期、最低的施工费用，来获得最优良的工程质量，也就是工期、费用、质量最佳化。

目前，基本上采用以下四种方法。

主要适用于在00C左右的混凝土施工。

具体做法：

①选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。

试验结果表明，应使有早强硅酸盐水泥。

该水泥水化热大，且在早期放出强度较高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥7天的强度，效果较明显。

②尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到临期强度的时间。

③掺用引气剂。

在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的泡沫，相应增加了水泥浆的体积，提高拌合物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。

④掺加早强处加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。

应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和MSF复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。

⑤选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆系数相近。

五、大体积砼裂缝原因分析

大体积混凝土裂缝产生的原因是水泥水化热发出的热量不能及时散发出去，使混凝土内部温度急剧升高后产生了一系列温度变形行为，如果温度变形受到约束使得局部拉应力大于混凝土抗拉强度，便产生温度裂缝。

大体积混凝土温度裂缝控制主要从两个方面采取措施，其一是降低温度应力，二是提高混凝土抗拉强度。

六、降低温度应力的措施

1、减少温升

为了降低混凝土内部温度的升高，大体积混凝土配合比设计中每种基本材料都应满足降低或减少水化热的要求。

可与设计协商采取如下措施：

2、利用混凝土的后期强度以R60代替R28，减少水泥用量，降低水化热。

3、采用低热的42.5号矿渣硅酸盐水泥，其水化热为52.5号普通硅酸盐水泥的70％。

4、采用高效减水缓凝剂与粉煤灰优化混凝土级配比，粉煤灰的掺量为水泥用量的21％，大幅度减少了混凝土单位立方米的水泥用量，同时又满足强度要求，减少总发热量。

由于外加剂的使用，混凝土的和易性、可泵性大大提高，初凝时间适当推迟，为大体积混凝土的连续施工提供了有利条件。

5、控制混凝土的入模温度

控制混凝土的入模温度，对降低混凝土体内的最高温升，加快降温时间，缩短保温周期有一定的效果，因此要求：

6、混凝土搅拌站的水泥、砂、石料预先入仓，防止日光曝晒。

7、配备足够泵车设备，加快浇筑速度，现场加强指挥，减少商品混凝土的运输时间和停歇时间。

8、保温养护

对大体积混凝土施工，在尽量减少混凝土内部温升的前提下，其养护是一项关键的工作，必须切实做好。

保温养护的作用一是减少混凝土的热扩散，提高混凝土表面温度，减少混凝土内部的温度梯度，减少表面裂缝；二是延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料的松弛特性，控制综合温差。

在外约束条件下混凝土内部产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝。

混凝土按薄层浇筑达到浇筑高度找平后，在混凝土表面上覆盖二层塑料薄膜，膜上加盖二层草袋，进行保温保湿养护。

混凝土浇筑施工过程温控指标为：

①内表温差：

△T≤25℃

②降温速度：

V≤1～1.5℃／天

③抗裂安全系数：

K=f／B=1.10～1.15

当混凝土内外平均温差不大于10℃时方可撤消保温养护层。

七、提高混凝土抗拉强度的施工措施

1、控制水灰比

控制水量是大体积混凝土施工的重要内容，混凝土配合比中采用高效减水剂是一项可靠的措施。

施工时加强指挥，减少商品混凝土运输时间和停歇时间可确保混凝土的流动度。

绝对禁止人为加水，加水不仅会降低混凝土的强度，而且水分大，会加大干缩，减少抗渗性和加大裂缝的可能。

到达现场时混凝土坍落度要求达到120±30mm，对坍落度大于160mm的混凝土，要求退回。

2、控制混凝土骨料质量

粗骨料采用5～40mm的碎石，含泥量控制在1％以下，细骨料采用中粗砂，含泥量控制在2％以下，含泥量若超过规定，不仅增加混凝土的收缩，而且会降低混凝土的抗拉强度，对混凝土抗裂十分不利。

3、浇筑方法

为了保证砼在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖，采用斜面分层法施工，每皮厚度不大于50cm，由于斜面分层浇筑使新混凝土沿斜坡流下，散热快，降低了混凝土入模温度，且混凝土浇捣后产生的泌水现象，顺利地可以排走，就能保证混凝土的质量。

4、加强振捣

在砼浇捣过程中选用φ70mm振动棒振捣，平面呈梅花状，间距不大于35cm，待混凝土表面泛出薄浆即可，不准漏振，保证振动棒点点插到，砼层层振实，也不许过振，以免砂石、水泥离析。

上下皮砼覆盖时，振动棒应插入下皮5cm左右，使上下皮混凝土结合良好，当表面混凝土振捣结束后，即安排粉刷工用长刮尺刮平，木蟹打毛。

八、大体积砼的测温

为较详细和全面的了解承台砼在硬化过程当中的发热规律和内外温差的关系，了解砼的内部最高温度与表面最低温度之差控制是否在25℃以内，砼内部最高温度是否超过55℃，便于及时调整和完善降温、保温和保湿措施，防止有害裂缝的产生，采取对承台厚度大于1200mm区域选点进行电子测温。

本工程大体积承台混凝土电子测温所采用的仪器为XMT数显调节仪与之相配套的Cu50热电阻来测试承台砼内部温度。

XMT数显调节仪为中国飞龙仪表电器项目部生产的XMT-122型，其测温范围为0℃-100℃，测温精度为±1℃，分辨率为0.1℃，工作输入电源为220V。

1、测点埋设方法

每个测点设置上、中、下三个测温电阻，上、下二个测温电阻分别位于距承台表面和底面200mm处，中间测温电阻位于承台中部，用一根ф12钢筋作为电阻埋设支架，电阻及导线用胶带与钢筋绑牢，不得于结构钢筋接触，用导线接出砼面并注明标识。

为防止钢筋支架引起的渗水，钢筋支架的底部设止水片。

2、测点布置

本工程测温点布置根据承台施工图纸有代表性的可以选择30个进行温度监测。

主要分布在不同部位的较厚承台。

3、测温安排

砼浇筑后12小时进行第一次测温，前两天每4小时测一次，2天后2小时测一次，4天后每4小时测一次，7天后每天测一次，15天结束。

项目部专门安排二名施工人员按上述时间要求和频率进行测温并记录数据，及时上报项目部。

九、混凝土养护

砼浇筑前掌握好天气情况，以便避开雨天浇筑混凝土，并准备好塑料布等防雨遮盖材料。

承台在砼土硬化初期用塑料薄膜及二层润湿麻袋进行覆盖养护，专门配备2-3名工人在承台浇筑完成后每天不定时的进行浇水养护，保持混凝土面的湿润，养护时间为15天。

十、材料商选择

由于本工程混凝土强度等级较高，一次用量大，因此对商品砼厂家的选择尤为重要，我项目部根据工程特点，从我项目部材料合格承包方名录中选择厂家。

十一、混凝土施工

砼施工前，会同有关部门对隐蔽工程进行验收，完全符合设计及规范要求后方可进行砼施工。

1、底板砼浇捣

为加快施工进度，底板按后浇带分区块浇筑。

利用商品砼站供应砼可以满足施工的需要。

现场设固定泵，并在基础内相应布设砼泵送管道，基础外的输送管道用扣件式钢管架支承并固定，基础底板上的管道单独用钢管固定，泵管铺设时，弯头数量不大于3个，以确保砼的泵送速度。

在底板上部钢筋网片上，经支撑加固后直接铺设脚手架作为操作平台，随浇随拆除管道并清洗。

砼浇捣采取由南往北，由西向东循序浇捣，斜坡分层，循序前进，每层浇捣控制在300mm左右。

在砼浇捣时，在每个浇灌带的前后布置3台插入式振动器，其中1台振动器布置在泵管出料口，负责上部的振捣，其余布置在中部及坡角处。

为防止集中堆料，先振捣出料点处的砼，使形成自然坡度，然后成行列式由下而上再全面振捣，严格控制振捣时间、振动点间距和插入深度。

在砼初凝时间内，对已浇捣的砼进行一次复振