大体积混凝土施工方案.docx
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大体积混凝土施工方案
大体积混凝土
施工方案
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大体积混凝土施工方案
混凝土构件最小断面尺寸等于或大于1000mm，预计混凝土内部的最高温度与外界气温之差大于25℃，即按大体积混凝土考虑，在施工中要采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展，因此本工程将采取针对性措施对大体积混凝土施工质量进行重点控制。
一、工程简述
基础底板大体积混凝土施工是本工程施工最大的重点和难点，A区主楼筏板基础混凝土大面积为1.6米厚，部分群柱基础1.0米厚，最小断面尺寸已超过1m，属于大体积混凝土。
A区主楼与两侧裙房间设立0.8米宽后浇带。
该大体积混凝土构件位于8~14轴/V~Y轴，长度50.5米，宽度27.35米，面积约1362㎡，混凝土强度等级为C45S6，浇注方量约2180m3。
大体积混凝土施工是本工程的施工要点之一，本工程将从混凝土的原材选择和优化配合比、混凝土施工组织、混凝土的供应、浇注、振捣、测温、防裂控温养护等方面采取先进的施工技术和措施来确保混凝土的施工质量。
表1重点及关键技术
序号
重点
关键技术
备注
1
混凝土原材料选择与配合比设计
混凝土原材料选择与配合比设计技术，通过配合比优化，减少水泥用量，控制绝热温升
2
大体积混凝土
施工组织
A区主楼筏板基础大体积混凝土约为2180方。
搅拌站的生产、供应组织难度大，本工程将合理组织安排混凝土施工，保证混凝土连续浇筑，确保施工质量
3
大体积混凝土浇筑
采取技术措施对混凝土泵送、浇注、振捣等进行控制
4
控制混凝土内外温差
采取混凝土养护控温技术，保证混凝土质量
二、技术准备
本工程A区主楼大体积、大面积混凝土浇注前，首先通过理论计算，估算出了可能产生的最大温度收缩应力不超过混凝土的抗拉强度，方案所采取的防裂措施能有效控制裂缝的出现。
施工中还将根据实际应用混凝土配合比进行二次验算，如收缩应力超过混凝土的抗拉强度，则将采取措施调整混凝土的入模温度、降低水泥水化热温升值、缩小混凝土内外温差、改善混凝土拌合物性能、提高抗拉强度或改善约束等技术措施，直至将应力控制在允许范围内。
对混凝土浇注前的裂缝控制计算，是本工程大体积混凝土施工前期技术准备的关键工作，并以此确定底板混凝土养护的具体措施，以及相应的养护周期。
三、大体积混凝土原材料选择与配合比设计
1、根据初步设计图纸的计算，A区主楼筏板基础混凝土工程量约为2600㎡左右，需要连续浇注，因此对于配合比及原材料的控制，选择有资质与生产能力的预板混凝土供应商尤为关键。
选用混凝土优秀企业-烟台桦林混凝土有限公司混凝土供应商，届时该混凝土将统一配合比、统一水泥厂家、统一外加剂、统一入模温度，以降低混凝土的离散性，减少混凝土内部温度差。
混凝土的水灰比控制在0.4~0.5，砂率控制在40%左右。
2、所用材料必须符合现行国家标准及规范的规定，同时在混凝土施工总必须按照相应的规范要求进行抽检，取保其质量符合要求。
3、应选用水化热较低的水泥，本工程筏板混凝土强度等级为C45,故选用42.5矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，以尽量降低水泥自身的发热量。
4、骨料的选用。
采用碎石骨料配置混凝土，粗骨料选用5~25的级配碎石，含泥量≤1.0%。
细骨料选用细度模数2.5左右的中粗砂，含泥量指标≤2.0%。
5、外掺剂采用FS102防水密实剂，同时掺用适量比例的粉煤灰材料，起到降低水泥用量，改善混凝土的和易性，降低水化热的作用，使得混凝土的温升峰值得到一定的控制。
6、现场施工混凝土的坍落度控制在（14±2CM）。
7、对凝结时间的要求，初凝时间为12h左右。
四、混凝土的供应和运输
1、混凝土运输时间。
本工程大体积混凝土浇注部位位于基础底板，混凝土强度等级为C45S6，故从搅拌机卸出道浇注完毕的连续时间要求见表4。
表4混凝土运输时间
大气环境温度（℃）
时间（min）
≤25
90
＞25
60
2、混凝土供应源。
根据本工程的地理位置（地处烟台汽车东站西侧，市政府南侧），以及对混凝土运输时间的要求，应深入调研周边道路情况，为确保混凝土施工的连续性供应提前做好条件。
3、混凝土运抵现场的坍落度控制在（14±2CM）范围内。
保证运到浇注地点时混凝土温度不超过临界值（由混凝土热工计算确定）。
根据底板施工的时间段确定浇注时间的环境温度（取历年同期的平均温度）。
4、由于本工程主出入口设立在港城东大街南侧，白天交通运输拥挤、现场北侧大门位置场地狭窄，混凝土方量段时间内需要量大，并且供应不的间断。
混凝土浇注期间拟在大门口外侧及场地南侧道路设立混凝土罐车临时周转车位，凡进入工程现场的罐车，须在现场调度统一指挥下按指定的输送泵编号进场供货。
五、大体积混凝土施工方案
1、本基础筏板长度超过厚度的三倍，采用斜面分层浇筑方案。
施工时，混凝土的振捣需要从浇筑层下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的施工质量。
2、基础底板由于集水坑、电梯井比底板低，不便同时浇注，如采用筒模一次成型浇捣时应先将集水坑及电梯井内浇注并振捣密实，并在集水坑及电梯井周边一定范围内暂不浇注，待集水坑及电梯井周边达到快初凝时再浇注侧壁混凝土，并振捣密实。
3、地下室基础底板的桩承台局部比基础底板高，因此地下室基础底板采取先低后高，分层浇注的方法。
即先浇注基础底板，混凝土达到初凝前，再对高出基础底板标高部分的桩承台部位进行浇注。
4、其它具体实施方案在以下部分进行详细阐述。
六、大体积混凝土浇筑
1、在浇筑前要做好充分的准备工作，包括现场准备、人员、机具及解决坍落度不能满足泵送时外加剂及标准水泥浆的准备。
制定周密可行的施工方案并进行施工和技术交底、机具的准备及就位后的试运转、水电供应等；掌握天气的温度变化情况，检查模板、钢筋、预埋管线、施工缝、后浇带留置是否严密牢固及其他预检、隐检项目，检查安全设施、劳动力的配备情况是否妥当，满足施工浇筑的要求。
2、浇筑施工要点。
大体积混凝土在浇筑过程中拟斜面分层浇筑，为保证混凝土浇筑时不发生离析，便于浇筑振捣密实和保证施工的连续性，施工时将注意满足一下要求：
（1）在浇筑的过程中要控制混凝土的均匀性和密实性，混凝土拌合物运到现场后，立即浇筑入模。
（2）混凝土浇筑每层厚度不超过震动棒有效长度的1.25倍，以保证能够振捣密实。
（3）分层浇注混凝土时，控制浇筑部位整体推进、协调一致，采取两台混凝土泵分别停放于A区主楼南北两侧，现行浇筑南侧0.4米筏板基础，同时从大体积混凝土从东侧向南、向西同步推进浇筑，减少浇筑衔接面，充分保证混凝土浇筑过程的连续性；在下层混凝土初凝前，保证将上层混凝土浇筑并振捣完毕，以确保混凝土浇筑的连续性。
（4）浇筑温度不宜超过临界值（由混凝土热工计算确定），并不超过28℃。
浇筑间歇不得超过初凝时间，对接缝处应振捣密实，不能过振，也不能漏振。
3、拟采用斜面分层浇筑法，按照“斜面分层，薄层浇注、循序推进，一次到位”的原则，由于泵送混凝土坍落度大，混凝土斜坡摊铺较长，故混凝土振捣工作从浇筑斜面的坡脚和坡顶同时向颇中振捣，振捣棒必须插入下一层浇筑内50~100mm,使层间不形成混凝土冷缝，结合紧密，形成一体。
4、当混凝土浇筑到尾声时，将混凝土泌水采用水泵和软管及时排出。
浇筑过程中泌水要及时处理，以免粗骨料下沉，混凝土表面水泥砂浆过厚，致使混凝土强度不均而产生裂缝。
5、基础底板大体积混凝土表面处理
大体积混凝土的表面水泥浆较厚，应仔细处理，混凝土表面处理做到“三压三平”。
首先按面标高用长刮尺刮平；其次初凝前用铁滚筒数遍碾压、滚平；最后，终凝前用木抹子拍抹压实、整平，以闭合混凝土收缩裂缝。
七、大体积混凝土的养护
根据计算结果选择适宜的养护方式。
底板厚度1.6米，混凝土强度等级C45，抗渗等级S6，其混凝土温度热工计算如下：
7.1计算依据
（1）根据施工经验，参考相同季节内国内施工经验数值，C45S6每立方米各项原材料用量如下：
水泥：
465kg砂子：
682kg，含水率3%石子：
989kg，含水率2%
水：
197kg粉煤灰：
72kg外加剂：
30kg
（2）根据工程施工进度安排，A区主楼底板大体积混凝土浇筑将在11月份进行，利用“烟台市气象台历史气象信息”提供的数据，届时烟台地区极端最高温度25℃，极端最低温度-8℃，平均大气温度9℃。
混凝土原材料中水、水泥、外加剂的温度可以达到平均大气温度9℃，砂石等骨料的温度取最高温度25℃。
为了计算方便，外加剂的重量计算在水泥的重量内。
7.2混凝土拌合物的温度
T0=［0.92（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw-wsamsa-wgmg）+c1（wsamsaTsa+wgmgTg）-c2（wsamsa+wgmg）］
÷［4.2mw+0.9（mce+msa+mg）］
式中T0——混凝土拌合物温度（℃）；mw——水用量（kg）；mce——水泥用量（kg）；
msa——砂子用量（kg）；mg——石子用量（kg）；Tw——水的温度（℃）；
Tce——水泥的温度（℃）；Tsa——砂子的温度（℃）；Tg——石子的温度（℃）；
wsa——砂子的含水率（%）；wg——石子的含水率（%）；c1——水的比热容（KJ/kg·K）；c2——冰的溶解热（KJ/kg）。
当骨料温度大于0℃时，c1=4.2，c2=0；当骨料温度小于或等于0℃时，c1=2.1，c2=335。
T0=[0.9（465*9+682*25+989*25）+4.2*9（197-3%*682-2%*989）+4.2（3%*682*25+2%*989*25）-0]/[4.2*197+0.9（465+682+989）]
=18.7℃
7.3混凝土拌合物的出机温度
T1=T0-0.16（T0-Ti）
式中T1——混凝土拌合物出机温度（℃）；
Ti——搅拌机棚内温度（℃）；
T1=18.7-0.16（18.7-25）
=19.8℃
7.4混凝土拌合物浇筑完成时的温度
T2=T1-（αt1+0.032n）（T1-Ta）
式中T2——混凝土拌合物运输到浇筑时温度（℃）；
t1——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）；
n——混凝土拌合物运转次数；
Ta——混凝土拌合物运输时环境温度（℃）；
α——温度损失系数（h-1）；
当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25；
本工程采用混凝土搅拌运输车输送混凝土，故取α=0.25。
混凝土自运输至浇筑完成时的平均时间为0.8h。
T2=T1-（αt1+0.032n）（T1-Ta）
=19.8-（0.25*0.8+0.032*1）[19.8-25]
=21℃
7.5养护计算
混凝土养护期间的热工计算。
混凝土强度等级C45，胶凝材料为42.5普通硅酸盐水泥，每立方米计划用量465kg。
入模温度21℃，大气平均温度取9℃，混凝土块体最大厚度1600mm。
（1）混凝土的绝热温升。
假定底板结构四周没有任何散热核热损失条件，水泥水化热全部转化为温升后的温度值，则混凝土的水化热对温升值按下式进行计算：
T（t）=mcQ/CP*（1-e-mt）
则混凝土最大水化热温升值Tmax=mcQ/CP*（1-e-mt）=465*377/0.96*2400*1=76℃
（2）混凝土内部最高温度
上式计算得水化热温度为绝热状态下的混凝土温升值，实际上承台混凝土并非完全处于绝热状态，而是处于散热条件下，上下表面一维散热，温升值比按照绝热状态计算的要小。
根据以往同类经验，混凝土在浇筑后第3~4天时，水泥水化热最大，故计算第3天的绝热温升，混凝土内部的中心温度计算：
Tmax=T2+T（t）*§=21+76*0.49=58℃
7.6混凝土表面温度及养护
根据有关规范规定：
对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的大气温度、混凝土表面温度和内部温度，将温差控制在允许范围之内（一般取25℃），则可控制裂缝的出现。
混凝土表面采用二层塑料薄膜加一层3cm厚度阻燃草帘保温养护。
（1）混凝土表面温度计算
β=1/（∑δi/λ+1/β）=1/（0.001/0.04+0.03/0.14+1/23）
=3.53
h/=Kλ/β=0.666*2.33/3.53=0.44
H=h+2h/=1.6+2*0.44=2.48m
Tb（t）=Ta+4h（H-h）△T（t）/H2
=9+4*0.44（2.48-0.44）（58-9）/2.482
=37.6
（2）温度差计算
混凝土中心温度与表面温度之差：
Tmax-Tb（t）=58-37.6=18℃<25℃
满足防裂要求。
7.7混凝土表面温度及养护
1、养护时间
为了保证新浇混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在混凝土二次抹压完毕后及时加以覆盖、保湿。
由于地下基础底板混凝土为抗渗混凝土，因此养护时间为14d。
2、养护方法
为使混凝土中水泥最大程度的水化，同时控制因水泥水化温升超过混凝土内外温差，针对本工程，大体积混凝土养护主要采用以下的方法进行养护：
在混凝土表面收活完成、能上人时（且浇筑完毕后的12h以内），进行洒水养护，然后在其表面先铺一层塑料布保湿养护，同时加强测温以随时了解内外温差。
当内外温差接近25℃时，根据热工计算应及时采取增加覆盖阻燃草帘等保温措施，见图7。
八、混凝土的测温
大体积混凝土温控施工中，在混凝土的浇筑过程中还应进行浇筑温度的监测，在养护过程中进行升降温、内外温差、降温速度及环境温度的监测，为施工过程及时准确采取控温措施提供可靠依据。
因此，通过测温工作了解大体积混凝土的内外温度，并根据监测结果指导降温、保温、保湿等工作。
为了保证在常温施工条件下混凝土内外温差不超过25℃，要加强混凝土养护，避免混凝土表面水分蒸发过快造成干缩裂缝，并能有效散发、传导混凝土内部的热量，控制温差，保温养护时间不少于15天。
1、测温孔布置：
现场布置测温孔，在关键部位测温孔要加密，孔深1.3米，孔管为25mm钢管，下口焊3mm钢板封死，以便准确了解超厚板及承台内部水化热的大小和变化情况，掌握各阶段温差。
测点平面布置见附图。
2、测温要求
（1）在混凝土浇注完毕后10h开始测温，每班定时测定混凝土的入模温度和气温，以后每隔2-4小时测一次。
（2）温度变化主要为三阶段，升温阶段每2h记录一次，降温阶段每4h记录一次，一周后4～8h记录一次，直至混凝土中心温度与表面温差小于25℃为止。
（3）测温工作不分昼夜24h连续进行，从入模开始，7d内每2～4h测一次，7d后每4～8h测一次，最少检测14d。
（4）测温温度计位置分别在底板的上、中、下位置，深度分别为表面下200mm、混凝土中部和混凝土底部上200mm。
3、测温点在养护期间要作可靠保护
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