超厚高强大体积混凝土施工工法文档格式.docx

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5~25MM或5~40MM石子，选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高。

优先选用5~40MM石子，减少混凝土收缩。

含泥量<

1%，符合筛分连续级配要求。

骨料中针状和片状<

15%（重量比）。

4）拌和水：

宜采用深层地下水，必要时加冰块降温，使水温降至10℃以下。

5）粉煤灰：

由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。

粉煤灰对降低水化热、改善混凝土和易性有利，粉煤灰的掺量不少于10%，采用内掺法，选用Ⅱ级粉煤灰。

6）外掺剂：

通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土中掺加缓凝型高效复合泵送减水剂可降低水化热峰值，减少因水份蒸发而引起的混凝土收缩，并可提高混凝土的抗裂性，和易性与可泵性；

掺入膨胀剂，在最初14d潮湿养护中，使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝，提高混凝土的抗渗能力。

具体外加剂的性能及用量应当根据要求由试验室提供配合比报告，在混凝土浇筑前将配合比报告送达施工单位。

由于采用粉煤灰及外掺剂，宜利用混凝土后期强度，用R60或R90替代R28作为设计强度。

2.混凝土配合比

采用泵送混凝土砂率控制在35%~40%之间，在满足可泵性的前提下，尽量降低砂率。

坍落度在满足泵送的条件下尽量选择小值，以减少收缩变形。

针对工程实际和泵送施工工艺要求，根据理论计算和试验室试配试验结果，由试验室提供混凝土配合比报告，混凝土坍落度宜为150mm～170mm，缓凝时间根据浇筑量和浇筑速度确定。

3.控制混凝土原材料入机温度

混凝土中的各种原材料，尤其是石子与水的温度，拌和后对混凝土的入模温度影响最大，因而必须控制其入机温度。

夏季在气温较高时，监督搅拌站对砂、石骨料和水采取降温措施，宜在砂石堆场对砂石遮阳，必要时可采用向骨料喷水等降温措施。

特别是对水宜采用深层地下水和加冰块降温，使水温降至10℃以下，

4.控制混凝土浇筑时入模温度

夏季施工时，在输送泵送时采取降温措施，以防入模混凝土温度升高。

如在施工现场搭设遮阳棚盖、用水泵对进入施工现场的混凝土运输罐车喷水降温，在水平输送管道上铺草包喷水，优先选用近距离混凝土搅拌站等，以保证混凝土入模温度不大于28℃。

5.减少大体积混凝土四周约束

对于地基为基岩或老混凝土垫层，应在表面铺设20mm砂垫层后上铺一层塑料或油毡，以消除基岩约束和嵌固作用；

在四周模板内表面铺设50mm以上厚聚苯乙烯泡沫类材料保温层，既达到保温效果，又降低了四周约束，消除约束应力，并最终减少混凝土收缩裂缝的出现。

6.混凝土施工工艺

1）混凝土浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑以利散热，不出现冷缝为原则，可采用分层，薄层浇灌（每层厚50cm）的方法来加快浇灌速度和减少混凝土的暴露面积。

2）配备足够的振捣器具，每台混凝土输送泵配备4台振动棒，使入模混凝土及时振捣密实，为防止漏振，坚持分层振捣局部完成后再从后拉网式赶振一边，采用二次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打真实，去除浮浆，实行二次抹面，以减少表面收缩裂缝。

3）混凝土在浇筑振捣过程中的泌水应予以排除。

4）由于混凝土厚度较大，混凝土自高处倾落的自由高度超过2m时，采用串筒、斜槽或溜管浇筑混凝土。

5）采取措施确保混凝土供应，使混凝土供应量保持在100m3/h以上,保证每个基础能在尽可能短的时间内（48小时以内）浇筑完，以利于后继保温措施的及时展开和实施。

选用两个搅拌站，其中一个备用，防止意外事件发生，现场准备足够数量的泵车，两辆备用以确保不间断工作。

6）施工现场配备两套发电机组，以防意外断电现象发生。

7.测温

1）测点布置原则：

测点须具有代表性，能全面反映大体积砼内各部位的温度，从大体积混凝土高度断面考虑，应包括底面、中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边角区。

　2）测温点布置：

温度检测范围为整个基础底板混凝土的温度变化，在混凝土沿对角线方向设置温度传感器（详见附图2）。

测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。

每组测温线（即不同长度的测温线）在线的上端用胶带做上标记，便于区分深度。

测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。

测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。

3）利用测温技术进行信息化施工，可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度场分布状况，并且根据温度梯度变化情况，可定性、定量指导施工，控制降温速率，控制裂缝的出现。

4）每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度变化及温差数值,提供给施工指挥部门，以指导现场的施工。

5）测温时间：

混凝土从浇灌到硬化有一个升温和降温的过程，特别降温至大气的过程比较缓慢，为此，测温从混凝土浇筑后马上开始，升温阶段每半小时测一次，降温阶段每半小时测一次，根据温度变化情况3～5天后，可以每2h测一次。

7～10天后，可以每4h测一次。

8.养护

养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。

养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。

根据土建工程大体积混凝土的特点和施工经验，为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，实测的混凝土内部中心与表面温度差，宜控制在25度之内。

为防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝，应采用内部降温外部保温法来降低混凝土内外温差。

在混凝土内部放置循环冷却水管（降温内置冷却水管直径不宜少于40mm），以加快基础内部热量的散发。

考虑到冷却水对混凝土热交换的影响及结构自身的尺寸，为能均匀排放水化热，沿混凝土厚度方向每1米布置一层冷却水管。

管道呈蛇形布置，为防止混凝土浇筑过程中，某处水管被破坏造成整层循环水系统破坏，同一平面上的水管每4排设一个进水口，一个出水口，水管在安装完毕后，应进行水压试验，以防止管道及连接部分出现渗漏现象。

管冷却水在混凝土浇筑覆盖第一层冷却水管后开始使用，一直持续到保温及测温工作结束为止。

混凝土表面收水搓平扫毛后，立即覆盖一层塑料薄膜，薄膜要求搭接，使混凝土不外露，待混凝土初凝后立即在混凝土表面蓄热水0.5m以上保温，蓄水后期如水温较低时应改为覆盖保温材料进行保温，直至温差降至安全范围内。

养护必须根据混凝土内表温差和降温速率，及时调整养护措施。

为避免混凝土凝结过程产生的应力集中，应在基底及四侧边设置摩阻力少的材料，以利于基础能相对自由张缩而减少应力集中，并最终消除应力裂缝的产生。

如基底可铺设20mm砂垫层，上铺一层塑料或油毡；

周边和基岩间设50mm以上厚聚苯乙烯泡沫类材料。

根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，拆模后应立即回填土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。

五、大体积混凝土温控计算

进行温控计算确定降温水管的间距、管径、水流速及保温材料的厚度等参数。

六、质量标准

混凝土及裂缝等质量标准，按现行施工规范中的有关规定。

七、机具设备

1）测温设备可采用智能大体积混凝土测温系统，本系统由用户计算机、计算机端监测软件、数据适配器（电源系统、数据收发）、现场数据采集器、传感器组成；

其中数据适配器与计算机之间采用了先进的USB接口方式。

仅仅使用一根数据线（４芯），将所有的现场数据采集器串联到一起并与数据适配器连接后即可工作。

数据线用以传递命令、数据和电能。

2）结构支模、扎筋、混凝土拌制、运输、浇筑等所需的机具设备，可根据不同工程对象按通常施工要求设置。

但必须确保连续浇筑，并不得出现冷缝。

八、劳动组织

1）浇筑前与浇筑施工劳动力组织按不同工程对象的工作面大小，泵车数量等通常施工要求安排。

2）养护阶段：

按二班三班昼夜值班考虑。

人员有：

每台班技术干部一人，养护工人根据工作量安排。

九、效益分析

1）我们从施工角度去控制大体积混凝土裂缝的产生，虽然投入了智能大体积混凝土测温系统及大量的优质钢管（循环冷却系统用），但优质的结构施工避免了以后裂缝修补所产生的费用，最终取得较好的质量效果和经济效益。

2）采用蓄循环水保温措施，就地取材节约了保温材料，且用水保温即环保又省去了在养护过程中不断喷水的保湿工序，取得了一定的经济效益和环保效果。

3）本施工工法技术对当前工业与民用建筑中的超厚、高强大体积混凝土施工的裂缝控制提供了成功的实践经验，具有明显的社会效益。

十、工程实例

烟台来福士2万吨固定门式起重机工程，1#混凝土支柱的基础底板宽23.5米，长29米，厚度为6米，混凝土量为4089m3，共布置5层降温水管，每层水管竖向间距1米，同一平面水管水平间距1.2米，同一平面上的水管每4排设一个进水口，一个出水口，共设25个进水口，25个出水口。

设6个数据采集器用于电子测温，每个数据采集器设6个温度感应片，第一个感应片距基础底80cm，第六个感应片距基础顶80cm，每个感应片之间间距90cm。

混凝土采用泵送商品混凝土，混凝土强度及抗渗抗冻等级为C50、S8、F300。

浇筑使用3辆泵车，15辆罐车，连续48h一次浇筑完成。

入模温度不大于28度，养护中混凝土中心点水化热峰值为89℃。

基础底板外观质量良好，无裂缝。

本工程大体积混凝土温控计算、测温布置图及水管布置图、测温曲线图详见附件。

附件1：

工程大体积混凝土温控计算：

1、砼最终绝热温升：

Th=mcQ/Cρ=507×

377/2400×

0.96=82.96oC

其中：

Th——砼最终绝热温升（oC）;

mc——砼中水泥用量（kg/m3）;

Q——每千克水泥水化热量（J/kg），普通硅酸盐水泥42.5#取值为377;

C——砼的比热（KJ/kg*k），取0.96;

ρ——砼的密度，取2400（kg/m3）

2、砼内部中心最高温度：

T1（t）=To+Thξ=32+82.96×

0.86=103.35oC

T1（t）——t龄期砼内部中心最高温度（oC）

To——砼的浇筑入模温度（oC）

Th——砼最终绝热温升（oC）

ξ——不同浇筑块厚度的温降系数，取值0.86

3、砼表面温度：

T2（t）=Tq+4h′（H—h′）［T1（t）—Tq］/H2

=32+4×

1.407×

7.407×

71.35/8.8142

=70.28oC

则内外温差T△=T1（t）—T2（t）=103.35-70.28=33.07oC

T2（t）——t龄期砼表面温度（oC）；

Tq——施工期大气平均温度（oC）

h′——砼虚厚度（m），h′=K′·

λ／β，K′为折减系数，取2/3；

λ为砼导热率，取2.33W/mk；

β为砼表面模板及保温层传热系数（W/m2k）；

β=1/［∑δi/λi+1/βq］

δi——各保温材料厚度（m），本工程蓄水0.5米保温；

λi——各保温材料导热率（w/m·

k），见表1。

查表1.

βq—空气层的传热系数，取23w/m2k；

H——砼计算厚度（m），H=h+2h′;

h——砼实际厚度（m）

表1.各项保温材料导热率λ值（w/m·

k）

材料名称

λ

木模

钢模

草袋

木屑

炉渣

水

0.23

58

0.14

0.17

0.47

0.58

粘土

干砂

湿砂

油毡

泡沫砼

空气

1.38～1.47

0.33

1.31

0.05

0.10

0.03

4、需排出的水化热：

由上述可知，当砼最高内部中心温度达到103.35oC时，砼内外温差可达33.07oC，而砼内外温差应控制在25oC范围内，故砼内外温差需降低8.07oC才能满足要求，此处取10oC。

此时须排出的水化热为：

q=T△Cρυ=10×

0.96×

2400×

4089=94.21×

106（KJ）

q——砼须排出的水化热（KJ）；

T△——砼内外温差（oC）；

C——砼的比热（KJ/kgk），取0.96；

ρ——砼的密度，取2400kg/m3；

υ——基础浇筑砼量（m3）

5、吸收热量所需用水的质量：

M水=q/Cpm（t1-t2）=94.21×

106/（50oC-15oC）×

4.1868

=0.643×

106kg

其中：

Cpm——水的比热容（KJ/kg·

oC），取4.1868；

t1——出水温度（oC），取50oC；

t2——入水温度（oC），取15oC；

6、吸收热量所需用水的体积：

V水=m水/ρ水=0.643×

106/1×

103=0.643×

103m3

7、管径计算：

S=V水/V流×

t′=0.643×

103/2×

48×

3600=1.86×

10-3m2

V水——吸收热量所需用水体积（m3）；

V流——水的流速（m/s），取值2m/s；

t′——消耗热量所需时间（h），取48h

则：

水管内半径r=

=0.0243m

实际施工时，循环水管直径不小于40mm。

附件2

附件3

附件4