地下室大体积混凝土施工专项方案.docx
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地下室大体积混凝土施工专项方案
第一节、工程概况2
第二节、编制依据2
第三节、施工进度计划2
四、施工组织3
五、施工机械准备3
六、人员组织4
七、材料准备4
八、施工流程安排4
九、施工工艺5
十、混凝土温控措施6
十一、混凝土配合比8
十二、混凝土自约束应力计算书10
十三、大体积混凝土浇筑体表面保温层计算书12
十四、养护13
十五、质量标准13
十六、成品保护14
十七、安全环保措施14
十八、混凝土试块留置15
十九、附图15
第一节、工程概况
本工程为浦东新区唐镇新市镇第一编制单元A-09-03地块新建项目地下室大体积混凝土工程。
本工程地下室底板厚800mm，外挑长度为300mm，面积约为5440m2，周长约320米，最大承台高1.4m，最小承台高1.2m，承台和底板混凝土强度均为C35，抗渗等级为P8。
地下室共设计2条沉降后浇带和1条伸缩后浇带，从基础至地下车库顶板，将地下室底板及各结构层分为4段。
因此本工程地下室大体积混凝土浇筑宜按照后浇带的设置分区分段浇筑。
由于每段设计底板与承台一次性浇筑，截面尺寸大，一次性浇筑混凝土量大。
为避免混凝土在施工过程中由于水化热而形成有害裂缝，确保工程质量，特制定本方案。
第二节、编制依据
1、工程施工图纸
2、经专家评审后的基坑施工组织设计
3、《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）
4、《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）
5、《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）
6、《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）
7、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2010）
8、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）
9、《泵送混凝土施工技术规程》（JGJ/T10-1995）
10、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
11、相关工程的类似经验
第三节、施工进度计划
1、本工程地下室总计需要混凝土约5280立方米，按后浇带划分为4块。
其中承台75个，混凝土量约为878立方米；底板面积5440立方米，厚度80cm，混凝土量约为4352立方米，局部深坑混凝土量约为50立方米。
2、浇筑时将地下室分成4个区域：
A区、B区、C区、D区（详见图一《施工区域的划分及浇筑顺序示意图》）。
3、施工进度计划请见表一：
表一、《地下室大体积混凝土施工进度计划表》
序号
区域号
开始/完成时间
混凝土量（m3）
历时（h）
1
A区、B区
2015年6月2日5：
00-2015年6月2日22：
:
0
1400
17
2
D区
2015年6月24日5：
00-2015年6月24日22：
:
00
1680
17
4
C区
2015年7月4日5：
00-2015年7月4日24：
:
00
2000
19
说明：
考虑到浇筑时混凝土流淌的影响，浇筑C区、D区时，所需时间可能较多。
另外应格外注意流淌的那部分混凝土的及时振捣，并要在其初凝前完成其上层混凝土浇筑。
四、施工组织
大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。
因此需要从施工机械准备上、人员组织上、材料选择上、施工流程安排上等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础、底板大体积混凝土顺利施工。
五、施工机械准备
大型施工机械准备
1、本地下室各段底板与承台一次性浇筑，共需混凝土量约5280m3。
计划采用输出量50m3/h的汽车泵连续浇筑。
2、混凝土泵连续作业时，每台混凝土泵所需配备的混凝土搅拌运输车台数，可按《大体积混凝土施工规范》（GB50496—2009）式A.0.2：
式中：
N——混凝土搅拌运输车台数（台）；
Q1——混凝土泵的实际平均输出量（m3/h），为50m3/h；
V——每台混凝土搅拌运输车的容量（m3），为8m3；
S——混凝土搅拌运输车平均行车速度（km/h），取60km/h，；
L——混凝土搅拌运输车往返距离（km），取30km；
Tt——每台混凝土搅拌运输车总计停歇时间（h），取10分钟，即0.167h。
即：
N＝（50/8）×（30/60+0.167）＝4.169。
据上式计算得：
1台汽车泵配备5台混凝土搅拌运输车。
施工机具准备
1、插入式振捣器4台；平板式振捣器1台；潜水泵2台；备用发电机1台；铁锹、刮杠、抹子等工具若干。
六、人员组织
管理人员组织
现场管理人员共6人，其中工长1人，负责现场总协调、调度；技术管理1人；安全管理1人；质量管理1人；另材料保障及试验各1人。
作业人员组织
现场作业人员共14人，其中10人负责混凝土的浇筑、振捣、抹平、养护等工作；电工1人，负责电线的牵、改线，潜水泵的维护及应急处理；钢筋工1人，负责检查及调整钢筋；杂工2人，负责现场杂务。
七、材料准备
本项目采用商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站依据下列要求来选择合适的材料。
1、水泥：
考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，因此确定采用水化热比较低425#标号普通硅酸盐水泥，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。
2、粗骨料：
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，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
3、细骨料：
选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
4、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，考虑按照设计要求加入适当的粉煤灰。
掺加粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，宜采用外掺法。
5、纤维增韧剂：
为防止大体积混凝土开裂，引起墙板及底板、顶板漏水，因此在进行地下室混凝土配合比设计时，掺加纤维增韧剂，地下室除后浇带以外的其他部位掺量为8%，后浇带掺量为12%。
八、施工流程安排
1、混凝土采用商品混凝土，用5台混凝土搅拌运输车将混凝土送到浇筑地点，采用1台56米泵浇筑，可基本覆盖地下室所有区域。
2、施工时将地下室分成4个区域：
A区、B区、C区、D区。
由于结构区域较大，故每区域的混凝土段拟采用分段分层法施工，浇筑方向为：
A区自西向东，B区、C区、D区东西向中间浇筑。
浇筑方向详见后附混凝土浇筑顺序图，混凝土分层浇筑详见下图。
混凝土分层浇筑示意图
九、施工工艺
技术准备
1、承台基础、底板钢筋及柱、墙插筋及预埋管件等工作应尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。
2、底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。
3、浇筑混凝土时预埋的测温管及保温所需的塑料薄膜应提前准备好。
4、现场准备100kVA的发电机组一台作为备用，以保证突然停电时供钢筋焊接、振捣混凝土及施工照明使用。
5、管理人员、施工人员、后勤人员、测温人员、保温人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇筑的顺利进行。
6、所有机械设备/机具，在浇筑混凝土前应进行全面的检修和试运转。
7、大体积混凝土施工前，应对工人进行专业培训，并应逐级进行技术交底，建立严格的岗位责任制和交接班制度。
施工要求
1、按照施工分区图中浇筑划分，分为三块区域浇筑，即A区、B区、C区、D区，具体浇筑顺序为A区→D区→B区→C区。
2、一个区域内的混凝土段采用分段分层法施工，振捣工作应从浇筑层的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土施工质量。
3、由于是大体积混凝土，为了防止温度裂缝及收缩裂缝出现，除了设计上采取措施外，在施工操作上控制浇筑层厚度，不大于1.25倍振动捧有效长度，并通过测温记录与保温覆盖措施使内外温差控制在25℃以内。
4、混凝土浇筑时在泵车的出灰口处配置3-4根振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在1.8m厚的承台加底板内，可斜向流淌12m远左右，2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处的振捣密实，另外1-2台振捣器主要负责顶部混凝土的振捣。
5、除了钢筋稠密处采用斜向振捣外，其他部位均采用垂直振捣，振捣点的间距离为300～400㎜，插点距模不大于200㎜。
6、振捣要采取快插慢拔的原则，防止先将上层混凝土振实，而下层混凝土气泡无法排出，且振捣棒略微上下抽动，使振捣密实。
7、振捣时间不要过长，一般为20s～30s左右，控制在表面出浮浆且不再下沉为止。
8、在振捣过程中，上浮的泌水和浮浆顺流到坑底，随混凝土向前推进，由集水处抽排。
9、泵送混凝土排除泌水和浮浆后，表面仍有较厚的水泥浆，在混凝土浇筑后一定要认真处理，按标高用长刮杆刮平，用木抹子搓压、拍实，在接近终凝前,用木抹子压光,使收缩裂缝闭合,然后覆盖保温材料，保温材料厚度根据大体积混凝土表面上部点的温差值而定。
10、由于混凝土坍落度比较大，会在表层钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。
为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。
11、浇筑柱、墙插筋处混凝土时，应采用小直径的振捣棒振捣，振捣时不要触碰到钢筋，防止钢筋跑位。
十、混凝土温控措施
由于本工程基础底板浇筑时间正好是夏季，为了确保混凝土浇筑质量，应控制混凝土的浇筑温度。
此控制措施主要分如下两个方面：
（一）商品砼的措施
此部分由商品砼厂家完成混凝土的降温工作，主要有以下几个控制方法：
1）冷却混凝土拌合水,降低混凝土温度
通过降低拌合水的温度可以使混凝土冷却至理想温度,采用该种方法,混凝土温度的最大降幅可以达到6℃。
但是在施工过程中应注意冷却水的加入量不能超过混凝土拌合水的需求量,需求量的多少与混凝土集料的湿度和配合比例有关。
2）用冰替代部分拌合水
用冰代替部分拌合水可以降低混凝土温度,其降低温度的幅度受到用冰替代拌合水数量的限制,对于大多数混凝土,可降低的最大温度为11℃。
为了保证正确的配合比例,应对加入混凝土中冰的重量进行称重。
如果采用冰块进行冷却,需要使用粉碎机将块冰粉碎,然后加入至混凝土搅拌器中。
使用块冰最大的一个障碍是供应量不足。
该种降温方法的费用包括:
块冰的运输费用、冷库建设费、破碎及处理设备费以及其他劳务费、块冰的称重与供应等。
3）粗集料的冷却
粗集料冷却的有效方法是用冷水喷洒或用大量的水冲洗。
由于粗集料在混凝土搅拌过程中占有较大的比例,降低粗集料大约1℃±0.5℃的温度,则最后混凝土的温度可以降低0.5℃。
采用此冷却方法时,要求施工现场有大量的冷却水和必要的水冷装置。
由于粗集料可以被集中在筒仓内或箱柜容器内,因此粗集料的冷却可以在很短时间内完成,在冷却过程中要控制水量的均匀性,以避免不同批次之间形成的温度差异。
集料的冷却也可以通过向潮湿的集料内吹空气来实现。
粗集料内空气流动可以加大其蒸发量,从而使粗集料降温在1湿球温度范围内。
该方法的实施效果与环境温度、相对湿度和空气流动的速度有关。
如果用冷却后的空气代替环境温度下的空气,可以使粗集料降低7℃,但是需要增加相当高的安装费用。
4）砼拌制和运输：
砼拌制时应采取措施控制砼的升温，并一次控制附加水量，减小坍落度损失，减少塑性收缩开裂。
在砼拌制、运输过程中可以采取以下措施：
使用减水剂或以粉煤灰取代部分水泥以减小水泥用量，同时在砼浇筑条件允许的情况下增大骨料粒径；砼拌合物的运输距离如较长，可以用缓凝剂控制砼的凝结时间，但应注意缓凝剂的掺量应合理，对于大面积的砼地坪工程尤其如此；如需要较高坍落度的砼拌合物，应使用高效减水剂。
有些高效减水剂产生的拌合物其坍落度维持2h。
高效减水剂还能够减少拌合过程中骨料颗粒之间的摩擦，减缓拌合筒中的热积聚；在满足施工规范要求的情况下，尽量使用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥；向骨料堆中洒水，降低砼骨料的温度；如有条件用地下水或井水喷洒，冷却效果更好；在炎热季节或大体积砼施工时，可以用冷水或冰块来代替部分拌合水；对于高温季节里长距离运输砼的情况，可以考虑搅拌车的延迟搅拌，使砼到达工地时仍处于搅拌状态。
（二）施工现场的施工方法与措施：
夏季气温高，干燥快，新浇筑的砼可能出现凝结速度加快、强度降低等现象，尤其混凝土中水份损失过快是造成混凝土干缩裂缝的一个重要因素。
这时进行砼的浇筑、修整和养护等作业时应特别细心。
浇筑时间应尽量避开大风、高温天气，赶在夜间或如凌晨、傍晚等气温较低时进行。
在炎热气候条件下浇筑砼时，要求配备足够的人力、设备和机具，以便及时应付预料不到的不利情况。
1）检测运到工地上的砼的温度，必要时可以要求搅拌站予以调节。
2）夏季砼施工时，振动设备较易发热损坏，故应准备好备用振动器。
3）与砼接触的各种工具、设备和材料等，如浇筑溜槽、输送机、泵管、砼浇筑导管、钢筋和手推车等，不要直接受到阳光曝晒，必要时应洒水冷却。
4）浇筑砼地面时，应先湿润基层和地面边模。
5）夏季浇筑砼应精心计划，砼应连续、快速的浇筑。
砼表面如有泌水时，要及时进行修整。
6）当根据具体气候条件，发现砼有塑性收缩开裂的可能性时，应采取措施（如喷洒养护剂、麻袋覆盖等），以控制砼表面的水分蒸发。
砼表面水分蒸发速度如超过0.5kg/（m2/h）时就可能出现塑性收缩裂缝；当超过1.0kg/（m2/h）就需要采取适当措施，如冷却砼，向表面喷水或采用防风措施等，以降低表面蒸发速度。
7）应做好施工安排，以避免在日最高气温时浇筑砼。
在高温干燥季节，晚间浇筑砼受风和温度的影响相对较小，且可在接近日出时终凝，而此时的相对湿度较高，因而早期干燥和开裂的可能性最小。
8）增加二次抹压工艺。
混凝土浇筑完毕，抹压成型。
在混凝土初凝前进行二次抹压，消除因混凝土干缩。
塑性收缩产生表面裂缝，以增加表面混凝土密实度。
二次抹压对消除以上原因产生的混凝土表面裂缝效果显著。
十一、混凝土配合比
混凝土采用由搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
试配应按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关要求进行设计。
配合比最小水泥用量及有害物质含量须符合设计标准。
（一）计算依据：
《建筑施工计算手册》
水灰比
0.5
砂率（%）
34
混凝土单位用水量（kg/m3）
160
水泥密度（kg/m3）
3100
粗骨料的表观密度（kg/m3）
2650
细骨料的表观密度（kg/m3）
2620
粉煤灰取代水泥百分率（%）
15
粉煤灰超量系数
1.5
粉煤灰密度（kg/m3）
2200
1、计算水泥用量
mco=mwo/（W/C）=160/0.5=320.00kg/m3≤320kg/m3
符合普通防水混凝土水泥用量的要求。
2、计算砂石混合密度
ρgs=ρg（1-βs）+ρsβs=2650×（1-0.34）+2620×0.34=2639.80kg/m3
3、计算砂石混合重量
mgs=ρgs（1-mco/ρc-mwo/ρw）=2639.80×（1-320.00/3100-160/1000）=1944.94kg/m3
4、计算砂、石用量
mso=mgsβs=1944.94×0.34=661.28kg/m3
mgo=mgs-mso=1944.94-661.28=1283.66kg/m3
5、掺粉煤灰后,每立方米水泥和粉煤灰用量
mc=mco（1-βc）=320.00×（1-0.15）=272.00kg
mf=δc（mco-mc）=1.5×（320.00-272.00）=72.00kg
6、细骨料用量计算
ms=mso-（mc/ρc+mf/ρf-mco/ρc）ρs
=661.28-（272.00/3100+72.00/2200-320.00/3100）×2620=789.19kg
7、混凝土基准配合比
基准配合比：
水泥∶砂∶石∶粉煤灰∶水=272.00∶789.19∶1283.66∶72.00∶160
重量配合比：
水泥∶砂∶石∶粉煤灰∶水=1∶2.27∶4.72∶0.26∶0.59
（二）、混凝土投料量
水泥每次投料量（kg）
300
水泥理论配合比
1
水理论配合比
0.67
砂理论配合比
2.35
石理论配合比
4.88
砂含水率（%）
15.38
砂含石率（%）
6.38
石含水率（%）
3.45
石含砂率（%）
5.63
混凝土配合比：
水泥∶砂∶石∶水=1∶2.35∶4.88∶0.67=300∶705.00∶1464.00∶201.00
mw+0.15ms+0.03mg=201.00
（1-0.15-0.06）ms+0.06mg=705.00
0.06ms+（1-0.03-0.06）mg=1464.00
由上面得：
mw=25.98kg，ms=789.19kg，mg=1554.83kg
每次投料量为：
mc=300kg，ms=789.19kg，mg=1554.83kg，mw=25.98kg
十二、混凝土自约束应力计算书
（一）、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（d）
7
粉煤灰掺量对弹性模量调整修正系数
0.99
矿渣粉掺量对弹性模量调整修正系数
1.02
系数
0.09
混凝土龄期为7天时，混凝土的弹性模量
E（t）=βE0（1-e-φt）=β1β2E0（1-e-φt）=0.99×1.02×3.15×104×（1-2.718-0.09×7）=14867N/mm2
（二）、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（°C）
30
混凝土浇注体内的最高温度（°C）
25.17
水泥3天的水化热（kJ/kg）
220
水泥7天的水化热（kJ/kg）
250
粉煤灰掺量对水化热调整系数
0.96
矿渣粉掺量对水化热调整系数
1
每m3混凝土胶凝材料用量（kg/m3）
30
混凝土比热[kJ/（kg·°C）]
0.95
混凝土重力密度（kg/m3）
2450
系数（d-1）
0.4
混凝土入模温度（°C）
24
混凝土结构的实际厚度（m）
1
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
0.225
水泥水化热总量：
Q0=4/（7/Q7-3/Q3）=4/（7/250-3/220）=278.48kJ/kg
胶凝材料水化热总量：
Q=kQ0=（k1+k2-1）Q0=（0.96+1-1）×278.48=267.34kJ/kg
混凝土的绝热温升：
T（t）=WQ（1-e-mt）/（Cρ）=30×267.34×（1-2.718-0.4×7）/（0.95×2450）=3.24°C
混凝土浇注体内的最高温度：
Tm=T0+T（t）·ζ=24+3.24×0.36=25.17°C
在施工准备阶段，最大自约束应力：
σzmax=α×E（t）×ΔTlmax×Hi（t,τ）/2=1.0×10-5×14867×（25.17-30）×0.225/2=-0.08Mpa
（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
0.3
粉煤灰掺量对混凝土抗拉强度影响系数
1.03
矿渣粉掺量对混凝土抗拉强度影响系数
1.13
1、混凝土抗拉强度
ftk（t）=ftk（1-e-γt）=2.2×（1-2.781-0.3×7）=1.94N/mm2
2、混凝土防裂性能判断
λftk（t）/K=λ1λ2ftk（t）/K=1.03×1.13×1.94/1.15=1.97N/mm2≥σzmax，满足抗裂条件！
十三、大体积混凝土浇筑体表面保温层计算书
（一）、混凝土浇筑体表面保温层厚度
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土的导热系数[W/（m·K）]
2.3
保温材料的导热系数[W/（m·K）]
0.23
混凝土结构的实际厚度（m）
1.8
Tb-Tq（°C）
16
Tmax-Tb（°C）
22
传热系数修正值
1.3
混凝土浇筑体表面保温层厚度：
δ=0.5hλ（Tb-Tq）Kb/（λ0（Tmax-Tb））=0.5×1.8×0.23×16×1.3/（2.3×22）=0.085m=8.5cm
（二）、保温层总热阻、传热系数及虚拟厚度
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土维持到预定温度的延续时间（d）
5
混凝土结构长（m）
150
混凝土结构宽（m）
50
混凝土结构厚（m）
1.8
Tmax-Tb（°C）
30
传热系数修正值
1.3
混凝土开始养护时的温度（°C）
30
大气平均温度（°C）
30
每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）
300
在规定龄期内水泥的水化热（kJ/kg）
188
混凝土维持到预定温度的延续时间：
X=24t=24×5=120h
混凝土结构物的表面系数：
M=（2ah+2bh+ab）/（abh）=（2×（150×1.8）+2×（50×1.8）+150×50）/（150×50×1.8）=0.61（1/m）
混凝土表面的热阻系数：
R=XM（Tmax-Tb）K/（700T0+0.28mcQ（t））=120×0.61×30×1.3/（700×30+0.28×300×188）=0.08k/W
混凝土的表面蓄水深度：
hw=R·λw=0.08×0.58=0.045m=4.5cm
调整后的蓄水深度：
h'w=hw·T'b/Ta=hw·（T0-20）/Ta=4.5×（30-20）/30=1.5cm
调整后的蓄水深度为2cm。
十四、养护
养护
1、混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，并通过计算，在混凝土面上覆盖一层8cm厚的草袋。
2、新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保湿养护，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。
3、养护时应保持塑料薄膜内有凝结水，若塑料薄膜内无凝结水，则要及时进行洒水，保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护；
4、持续养护时间不少于14天，并应经常检查塑料薄膜的完整情况，应保持混凝土表面湿润。
5、柱、墙插筋是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或局部受冻。
6、保温覆盖层应分层逐步拆除，当混凝土表面温度与环境最大温度小于20℃时，可全部拆除。
十五、质量标准
主控项目
1、大体积防水混凝土的原材料、配合比及坍落度必须符合设计要求。
检验方法：
检查出厂合格证、质量检验报告、计量措施和现场抽样试验报
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