超高层地下室底板大体积混凝土施工.docx
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超高层地下室底板大体积混凝土施工
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施工组织设计
工程名称：
编制单位：
编制人：
审核人：
批准人：
编制日期：
年月日
目录
1工程概况2
2质量工作目标3
2.1质量保证体系3
2.2质量目标3
2.3砼工程预控标准3
3施工准备工作5
3.1材料选择5
3.2混凝土的配合比6
3.3现场准备工作6
4大体积混凝土温度和温度应力计算7
4.1温度计算7
4.2温度应力计算10
5大体积混凝土施工13
5.1施工区域划分及浇筑顺序13
5.2模板13
5.3钢筋13
5.4钢筋支架13
5.5混凝土浇筑18
5.6混凝土的泌水处理19
5.7混凝土测温19
5.8混凝土养护20
6主要管理措施21
7主要技术措施22
工程概况
XX工程位于XX市XX区，南临**路，与正在筹建的XX隔路相望，西靠**路，地块的东面及北面均为待建的高层建筑群，东北角为待建的城市广场，地块处于“城市规划设计指南”的黄金商务区。
本工程是集办公与商业为一体的超高层民用建筑，地上53层（局部55层），地下一层至19层设有钢骨混凝土柱墙，顶层为直升机停机坪。
裙房部分：
北侧裙房为3层，东侧裙房为5层；地下室为3层，用作车库及设备用房，地下三层在战时作为人防地下室。
本工程总建筑面积为134081.38m2，建筑高度为214.5m，基础为人工挖孔桩，桩承台及满堂梁板基础，地下室底板长90.4m，宽78.85m，塔楼下底板厚1m，承台最深处8.3m，其余地方板厚600，地下室底板砼强度等级为C35，抗渗等级S12，底板砼属大体积砼。
质量工作目标
2.1质量保证体系
项目经理
项目副经理
项目技术负责
施工员
质检员
施工班组
2.2质量目标
砼无裂缝、渗水，振捣密实，强度及抗渗等各项指标均达到优良标准。
2.3砼工程预控标准
项目
允许偏差
检验方法
轴线位置
墙、柱
8
钢尺寸检查
剪刀墙
5
标高
层高
±10
拉线、钢尺检查
截面尺寸
+8，－5
钢尺检查
电梯井
井筒长、宽对定位中心线
+25.0
钢尺检查
表面平整度
8
2米靠尺和塞尺检查
除上表所列项目外，还应使砼表面无裂缝、无渗漏。
施工准备工作
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化热引起的温度差产生温度应力裂缝。
因此需要从材料选择上、技术措施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圆满完成施工。
3.1材料选择
由于本工程地下水对砼有中等腐蚀性，因此宜选用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
⑴、水泥：
普通硅酸盐水泥42.5，28d水化热为377KJ/Kg，矿渣硅酸盐水泥32、5水化热为335KJ/Kg，两者相差不大，考虑到目前市场上矿渣硅酸盐水泥极少，加之普通硅酸盐水泥各种性能都较好，因此决定采用普通硅酸盐42.5水泥。
再通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗掺能力。
⑵、粗骨料：
采用碎石，含泥量不大于1%，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。
⑶、细骨料：
采用中砂，平均粒径大于0.5㎜，含泥量不大于3%，选用平均粒径较大的中、粗砂拌制混凝土比采用细砂拌制混凝土可减少用水量10%，同时可相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土的收缩。
⑷、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，按照规范要求，采用普通硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，粉煤灰掺量不宜超过砼水泥用量的35%，且粉煤灰取代水泥率普通硅酸盐水泥不宜超过20%。
粉煤灰对降低水化热、改善混和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有所降低，对混凝土抗掺抗裂不利，因此粉煤灰的掺加量控制在20%以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量，每立方水泥混凝土掺加Ⅱ级粉煤灰约67kg。
⑸、外加剂：
采用防裂型混凝土防水剂，掺量为水泥重量的2.3%，防水剂应不含氯盐，对钢筋无锈蚀影响，掺入混凝土中能明显提高硬化后的混凝土抗渗性能，同时还应具有减水、降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。
另经征得甲方同意拟在混凝土中掺入每立方砼0.8～0.9Kg的杜拉纤维，以更好地有效减少裂缝。
3.2混凝土的配合比
由于本工程地下水对砼有中等腐蚀性，对配合比有这样的要求：
水灰比不大于0.5，每立方米砼水泥用量不低于360Kg，掺入粉煤灰时，适当减小一点水泥用量。
⑴、混凝土采用商品砼，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。
⑵、混凝土配合比应通过试配确定，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。
如征得设计单位、建设单位、工程监理的同意，设计配合比时可利用混凝土60d或90d的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。
⑶、粉煤灰采用外掺法时，仅在砂料中扣除同体积的砂重，另外在进行混凝土试配时应考虑到不同厂牌号水泥的供应情况，以满足施工的要求。
3.3现场准备工作
⑴、底板钢筋及柱、墙插筋应分区尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。
⑵、底板上的预留孔洞支模牢固、稳定。
⑶、将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。
⑷、浇筑混凝土时预埋的测温管等应提前准备好。
⑸、管理人员、施工人员、后勤人员、测温人员、保温人员等昼夜值班，坚守岗位，各负其责，保证砼连续浇筑的顺利进行。
大体积混凝土温度和温度应力计算
在大体积混凝土施工前，必须进行温度和温度应力的计算，并预先采取相应的技术措施控制温度差值，控制裂缝的发展，做到心中有数，科学指导施工，确保大体积混凝土的施工质量。
4.1温度计算
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。
温度计算：
水泥：
328Kg70℃
砂子：
742Kg35℃含水率为3%
石子：
1070Kg35℃含水率为2%
水：
185Kg25℃
粉煤灰：
67Kg35℃
外加剂：
8Kg30℃
TO=[0.9（MceTce+MsaTsa+MgTg）+4.2Tw（Mw-WsaMsa-WgMg）+C1（WsaMsaTsa+WgMgTg）-C2（WsaMsa+WgMg）]/[4.2Mw+0.9（Mce+Msa+Mg）]
式中：
TO——混凝土拌合物的温度（℃）
Mw、Mce、Msa、Mg——水、水泥、砂、石每m3的用量（kg/m3）
Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石入机前温度
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（328×70+67×35+8×30+742×35+1070×35）+4.2×25（185-742×3%-1070×2%）+4.2（3%×742×35+2%×1070×35）-0]/[4.2×185+0.9（328+742+1070）]=37.49℃
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30℃
∴T1=37.49－0.16（37.49－30）=36.3℃
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=36.3－（0.25×0.7＋0.032×3）（36.3－35）=35.95℃
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=35.95＋328×1.25/10＋67/50=78.3℃
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：
对大体积混凝土的养护，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，将温度差控制在25℃以内。
由于混凝土内部最高温升值理论计算为78.3℃，因此将混凝土表面的温度控制在55℃左右，这样混凝土内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差均不超过25℃，表面温度的控制可采取调整保温层的厚度来完成。
6、保温层厚度计算
保温采用蓄水保温，底板厚1.0m和0.6m，承台深度较深，以深8m的承台来计算。
砼终凝后，在其表面蓄存一定深度的水，由于水的导热系数为0.58W/MK，具有一定的隔热保温效果，这样可延缓混凝土内部水化热的降温速率，缩小砼中心和砼表面的温度差值，从而可控制砼的裂缝开展。
根据热交换原理，每一立方米砼在规定时间内，内部中心温度降低到表面温度时放出的热量，等于砼在此养护期间散失到大气中热量。
此时砼表面所需的热阻系数，按下式计算：
R=XM（Tmax-Ti）K/（700T2+0.28McW）
式中：
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），21天×24h/天=504h
M——混凝土结构物的表面系数
M=F/V
F——结构物与大气接触的表面面积（m2）
V——结构物的体积（m3）
Tmax——混凝土中心最高温度（℃）
Ti——混凝土表面的温度（℃），取55℃。
K——传热系数的修正值，蓄水养护时取1.3。
700——混凝土的热容量，即比热与表观密度的乘积（KJ/m3K）
T2——混凝土浇筑、振捣完毕开始养护时的温度（℃）
Mc——每立方米混凝土中的水泥用量（Kg）
W——混凝土在指定龄期内水泥的水化热（KJ/Kg），取375KJ/Kg。
以核心筒深承台来计算：
F=21.4×21.4
V=21.4×21.4×4
M=F/V=1/4=0.25考虑电梯井集水井的井壁等散热，取M=0.5
R=504×0.5×（78.3-55）×1.3/（700×35.95+0.28×328×375）
=0.238
砼表面蓄水深度：
hs=R·λW=0.238×0.58=0.14m
考虑到预测的温度有差异，加之水的保温性能不是很好，蓄水厚度过薄受气候影响较大，因此采用蓄水40cm厚，足以起到保温效果。
同理可推，1m和0.6m厚板蓄水20cm足以满足要求。
4.2温度应力计算
混凝土浇筑后18d左右，水化热量值基本达到最大，所以计算此时温差和收缩差引起的温度应力。
1、混凝土收缩变形值计算
Σy（t）=Σy0
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