大体积混凝土浇筑降温实施方案.docx
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大体积混凝土浇筑降温实施方案
大体积混凝土浇筑降温方案
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大体积混凝土浇筑降温方案
一、编制依据
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011
《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52－92
《普通混凝土用碎石和卵石质量标准及检验方法》GJ53－92
《混凝土膨胀剂》GB23439-2009
《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119－2003
《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2011
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
《高层建筑筏形及箱形基础技术规范》JGJ6-2011
二、工程概况
本工程主楼部分基础为桩筏基础，板厚1.5m，属于大体积混凝土。
筏板整体混凝土工程量约为1250m3，混凝土强度等级C40，抗渗等级P6。
这种大体积混凝土底板施工具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点，故底板大体积混凝土浇筑应作为一个施工重点和难点认真对待。
大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最少，防止和降低裂缝的产生和发展。
因此我项目部考虑采取如下施工措施。
三、混凝土配合比
考虑水泥水化热引起的温度应力和温度变形，在混凝土级配及施工过程中要注意如下问题：
1、优先采用低水化热的矿渣硅酸盐水泥
矿渣硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥水化热低，收缩小，导温效果好，对防止混凝土收缩裂缝有利。
2、骨料：
粗细骨料不得含有有机杂质，应选用10mm—30mm粒径的粗骨料且级配良好，含泥量不小于1%，细骨料的含泥量不大于2%，粗骨料采用连续级配，控制最佳空隙率以减少泌水。
3、掺加粉煤灰，以降低水化热提高抗渗性能，选用Ⅱ级优质粉煤灰，要求主要性能指标应符合以下：
细度：
0.080mm方孔筛余量不大于8%；烧失量：
不大于8%；三氧化硫：
不大于3%。
4、混凝土设计强度等级的龄期设计为90天，180天龄期的强度指标作为混凝土设计强度，降低水泥用量，降低水化热，降低混凝土的绝热温升。
5、施工期间要根据天气及材料等实际情况，及时调整砼水灰比，控制好砼的坍落度，并且应避免在雨天施工。
四、混凝土浇筑方案
4.1混凝土施工
本工程主楼筏板尺寸较大，为防止冷缝出现，我们采用商品混凝土，两台汽车泵输送浇筑，施工时采取斜面分层、依次推进、整体浇筑的方法，使每次叠合层面的浇注间隔时间不大于2h，小于混凝土的终凝时间，施工过程中，不得因人员、机械等原因停止施工或在砼终凝前再次留施工缝。
要求施工班组准备两组人员，结合现场具体浇筑实际情况调动，要求一定确保下料口混凝土能很好地覆盖下层已浇筑的混凝土，避免形成冷缝。
4.2混凝土的运输
本工程全部采用予拌商品混凝土，搅拌站确保15辆车供应混凝土，以保障混凝土的供应。
4.3现场平面布置
底板浇筑方量约1250m3，根据每小时浇筑量，计划采用2台混凝土汽车泵。
4.4混凝土浇筑前的准备工作
（1）对模板安装定位、钢筋绑扎、预埋件、预埋管线，预留孔洞进行交接检查并经监理及有关部门验收。
（2）为了避免施工时影响，对砼汽车泵提前进行试运行，确保汽车泵稳固，浇筑前汽车泵先使用砂浆润泵，在开始砼浇筑。
（3）填写砼搅拌通知单，通知搅拌站要浇筑砼的标号、配合比、搅拌方量。
（4）安排好混凝土浇筑时看护模板的工人，出现问题及时处理。
4.5混凝土的浇筑
（1）浇筑方法：
由于泵送混凝土塌落度大，混凝土斜坡较长。
故采取斜面分层浇筑，每层厚度为500mm，由西向东依次浇筑，一直达到厚度，每层浇筑间隔时间不小于2h。
（2）浇筑分段：
在东西方向上分为一段，由西向东依次浇筑。
4.6混凝土的振捣
（1）在下料口，三个振捣手均匀分布在整个斜面，沿图示中小箭头方向推进，确保不漏振，使新泵出的混凝土与上一斜面混凝土充分密实地结合。
振捣应及时、到位，避免混凝土中石子流入坡底，发生离析现象。
浇筑方法如（图一）
（图一）注坡度：
1:
7～1:
6但不陡于1:
3.
（2）混凝土采用机械振捣棒振捣。
振捣棒的操作，要做到“快插慢拨”，上下抽动，均匀振捣，插点要均匀排列，插点采用并列式和交错式均可：
插点间距为300～400mm，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。
每一振点的振捣延续时间30s，使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡，表面泛出灰浆为止。
为使混凝土振捣密实，每台混凝土泵出料口配备4台振捣棒（3台工作，1台备用），分三道布置。
第一道布置在出料点，使混凝土形成自然淌坡度，第二道布置在坡脚处，确保混凝土下部密实，第三道布置在斜面中部，在斜面上各点要严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。
振捣时插入式振动器振捣方向须与推进方向相反，沿斜面自下而上进行，逐渐上移。
（3）浇筑后的混凝土，必须在界限以前给予二次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋处形成的水分与空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落形成的裂缝，减少内部微裂，提高混凝土的抗压强度，从而提高抗裂性。
4.7泌水处理
（1）大体积混凝土的表现水泥浆较厚，且泌水现象严重，在控制水灰比前提下，应仔细处理。
混凝土的体量及坍落度大，因此在施工中安排专人及时将出现的游离水排除到基槽里去，对较集中地带如电梯井、集水坑、浇筑终点设置抽水机排除。
（2）预先在底板周围外模上留设泄水孔，及时处理混凝土浇筑中产生的泌水，免使粗骨料下沉，混凝土表面水泥砂浆过厚致使混凝土强度不均和产生收缩裂缝。
（3）对于表面泌水，当每层混凝土浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。
4.8混凝土表面处理
在混凝土浇筑后4～8h内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，然后用木抹子搓平压实。
在初凝以后，混凝土表现会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。
4.9搅拌采用冷水搅拌，控制砼的入模温度不超过25℃。
4.10混凝土的养护
混凝土成型后，为保证水泥水化热作用正常进行，为砼硬化创造必要的湿度，温度条件，防止水份过早蒸发，及砼强度降低和出现收缩裂缝等现象，必须及时对砼进行养护。
浇筑后在12h后覆盖一层塑料薄膜，然后在塑料薄膜上覆盖一层阻燃草帘（根据需要增减）进行养护，草帘要覆盖严密，以保证砼内外温差不超过25℃，防止内自温差过大，形成温度裂缝。
养护过程设专人负责。
若在气温较低时施工，保温层在混凝土达到要求强度并冷却到5℃后方可拆除。
拆除时混凝土温度与环境温差要小于20℃，并在中午气温比较高时才可进行拆除。
五、降温措施
为控制好混凝土内部温度与表面温度之差不超过22～25℃，施工中主要采取如下措施：
5.1尽量降低混凝土入模浇筑温度，在规范允许之内，最大限度降低水泥用量，必要时用湿润草帘盖泵管。
5.2为防止混凝土表面散热过快，避免内、外温差大而产生裂缝，避免混凝土内部温度过大，和控制混凝土温度本工程采用内置冷水循环水管与表面覆盖草帘的降温方法。
5.3混凝土温差计算及各降温工法：
筏板混凝土施工在六月份，当时大气平均气温（T0）取30℃。
入模温度（Tq）25℃，下列式中t为混凝土内部达到最高温度的时间。
混凝土内部最高温度按经验计算：
Tmax=Wc/10+Tq+F/50=400/10+25+65/50=66.3℃
混凝土表面温度：
混凝土表面温度受外界气温、养护方法、结构厚度等的影响：
混凝土的虚厚度：
h’=K.λ/β=0.666×2.33/3.5=0.44
5.3.1方法一：
铺草帘
混凝土终凝后，立即进行保温养护，保温养护时间根据测温控制，当混凝土表面温度与大气温度基本相同时（约4～5d），撤掉保温养护，改为浇水养护。
浇水养护不得少于14d；保温养护措施：
先铺一层塑料布，上面铺一层草帘子或毛毡，根据温差来决定帘子或毛毡的增加量，草帘子或毛毡上部再增加一层塑料布。
以其导热系数λ取0.14；内铺外盖塑料薄膜，其导热系数λ取0.09，代入得β=3.5
（a）混凝土的计算厚度：
H=h+2h’=1.5+2×0.44=2.38m
（b）混凝土的表面温度：
T1=TMAX-T0=66.3-30=36.3℃
T1—混凝土达到最高温度时，混凝土中心温度与外界气温之差
T=T0+4×h’×（H-h’）×T1/H2=30+4×0.44×（2.38-0.44）×36.3/2.38=43.13℃
结论：
混凝土中心最高温度与表面温度之差
TMAX-T=66.3-43.13=23.17＜25℃
故满足要求，可以保证质量。
5.3.2方法二：
蓄水法
蓄水深度计算如下：
1）砼控制温度延缓时间7d则x=7d×24h/d=168h
2）混凝土表面系数：
M=F/V=[229+276]/1033=505/1033=0.491/M
其中：
F—砼：
四周面积和表面面积V—砼：
体积按温差：
Tmax—Tb=25℃控制
β=1.3（蓄水法透水系数）水泥用量Mc=420kg
Qt=188KJ/Kg·K（低热水泥7d时水化热值）T0=30℃（气温取值）
则砼表面热阻系数为
R=[X·M·（Tmax—Tb）·β]/（700T0+0.28Mc·Qt）=（168×0.49×25×1.3）/（700×20+0.28×420×188）=0.074KW
由上式求得表面热阻系数，则砼表面的蓄水深度为hw=R·λw
hw—砼表面的蓄水深度R—砼表面热阻系数λw—水导入系数
当温差25℃时，则hw=0.074×0.58=0.043m=4.30cm
当温差Tmax—Tb=30℃，则蓄水深度为
hw′=hw·Tmax′/Tb=4.3×30/25=5.16cm
当气温为Tmax—Tb=35℃时，则蓄水深度为
hw〃=hw·Tb′/Tb=4.3×35/25=6.02cm
由以上计算，则蓄水深度大于7cm可以满足要求。
5.3.3方法三：
内置（普通钢管）冷水循环管法
为了有效的控制混凝土的徐变作用和防止因温度应力所引起的表面裂缝和贯穿裂缝，对于混凝土拌合料的质量要求和混凝土芯体温度应力所产生的裂缝得到有效控制，并根据南方地区温度条件下的施工与现场条件相结合的方式，采用预埋冷水循环水管的方式与铺盖草帘的相结合的方式控制和释放温度收缩应力从而达到控制裂缝的目的。
（1）材料选用
根据现场施工情况及要求，采用内置冷水循环水管降温，循环水管所采用材料为镀锌管，规格（Φ5.0cm×0.027cm）。
（2）薄钢管特点
a.现场使用材料方便快捷。
b.由于普通钢管与混凝土的咬合更加紧密，接触表面积大和散热更快等特点，降温效果显著。
c.材料采购方便，市场货源充足，成本低，缩短采购时间提高施工效率。
（3）内置冷水循环水管工艺及现场布置
a．预埋普通钢管循环水管，竖向和水平间距为750*1500mm，其中竖向距离底部750mm布置层钢管，水平方向距离基坑侧壁1500mm，按“U”字型布置水平间距1500mm，接缝采用丝扣接或者焊接，竖向接头采用弯头或者开孔焊接。
钢管固定采用Ф18钢筋架立支撑，根据本工程现场施工情况，为避开电梯井与后浇带故分两侧布置冷水循环水管，（如下图二）：
普通薄钢管循环水管安装示意图（图二）
b．循环水采用自来水，循环系统布置一个容量为6m3/h的水泵，因管道会产生一定的水阻，取折减系数为80%，冷却水流量为V4.8m3/h，水的比热为CW4.19J/kg；水的质量密度W=1.0t/m3;进、出水温差取t=30℃。
每小时冷却水带走的热量为：
105J/h.据有关资料，采用冷却水管循环水冷却技术3d冷却水影响混凝土的体积约占总体积的50%，因此，3d每小时每立方米混凝土被冷却水带走的热量Q为279.93J/h。
c．使用冷却水后混凝土绝热温度值
混凝土内部最高温度为：
（图表三）
浇筑块厚度（m）
不同龄期（d）的ξ值
3
9
15
21
27
30
1.5
0.57
0.485
0.295
0.175
0.105
0.095
混凝土内部最高温度
62.61
56.15
42.94
35.24
29.74
29.10
混凝土土温差计算汇总（图表四）
龄期τ
（d）
室外气温（℃）
混凝土中心温度（℃）
混凝土表面温度（℃）
中心与表面温差（℃）
表面与气温温差（℃）
3
30
62.61
37.26
24.35
7.26
9
30
56.15
36.43
19.72
6.43
可见，在使用冷却循环水管后，通过内部降温和表面混凝土蓄水养护，可使混凝土的中心温度与气温控制在25℃以内，
d．在混凝土浇灌完成12小时后方可采用冷水从进水口注水，出水口流出的水直接放入循环水水池内散热，同时根据昼夜温度变化增加和减少注水次数，控制好其温防止升降过大满足规范要求。
施工时应在混凝土浇筑后12h往混凝土表面注水，并蓄水至比混凝土面高出10cm，同时进行循环水降温养护，养护期不小于15天。
e．施工工艺流程
施工准备→筏板底筋绑扎→筏板侧筋绑扎→铺设普通薄钢管→弯头处焊接→架立筋固定→筏板顶筋绑扎→浇筑混凝土→循环水降温及检测。
f．操作要点
为了保证转弯接头处牢固，将钢管焊接在钢筋处，确保每个转弯接头处连接都相当牢固。
为了防止普通钢管固定不牢容易脱落，将其焊接在马镫上并用短钢筋头将普通钢管全部架立牢固，两侧加斜钢筋，确保每根钢管都相当牢固的固定在筏板钢筋上。
为了防止混凝土浇筑时钢管被砸开，浇筑混凝土注意浇其速度以及浇筑的高度，同时参考预应力埋设钢管能承压混凝土的特点，确保混凝土的下落位置不得碰撞钢管。
六、底板大体积混凝土的测温
6.1大体积混凝土信息化测温
（1）为了全面掌握大体积混凝土水热温度的变化规律，随时了解混凝土各部位不同深度点的温度情况，以便采取技术措施加以控制并及时反馈实施效果，必须进行水化热温度的实时监测。
混凝土实时监测能够直接反应现场的实际情况，现场温控措施的实施与调整都应当以实测温度结果为依据。
因此，实时检测技术的推广促进大体积混凝土的“信息化施工”水平确保大体积混凝土的施工质量。
本工程将采用温度传感器联电子计算机的全自动化测温方式，该方法可以自动连续的进行混凝土内部温度检测，自动显示和记录，在整个测温过程中，没有人为的干扰因素，不需要工人下到基坑中工作，既减轻了劳动强度，又使所测的温度数据稳定、准确、可靠。
（2）测试设备
测温仪：
cw-A智能测温仪
多路转换箱：
与cw-A智能测温仪配套转换箱，用于多测点自动切换传感器
（3）测温原理
温度传感器：
自动测温的关键部分是温度传感器，温度传感器市由硅扩散电阻，封闭做成的，它的灵敏度是0.6%℃，即如其常温阻值是850Ω，而温度变化1℃则电阻值就将变化5.1Ω，并且这种变化的重复性好，这种密封的传感器可以放在混凝土当中，通过耐温导线将其变化的信号引出。
（4）测温系统的安装和调试
传感器按测温控制点固定在钢筋上，传感器的两根导线，一根为公共线，另一根为信号线（红色）；计算机到传感器的连接线为6芯电缆线，电缆线通过排线钢管引到计算机控制室。
电缆线的排布应按布点方案，并尽量避免施工损坏和影响施工为原则下进行。
系统在正式测温之前进行一天的系统调试，使其状态完全满足要求。
（5）测温点的布置
a．竖向点布置
竖向测温点布置，应能将混凝土竖向的温度分布检测为原则，一般布置上、中、下三个混凝土内部测温点和一个混凝土表面上控制中的测温点。
竖向测温点布置，按照顶表面温度、中心温度、底表面温度的检测要求进行布设。
b．平面测温点布置
平面测温点布置市根据基坑外形而布置，在中轴线横线和斜线方向均可作为各部位的代表，上中下布置是把基础中各层次的混凝土内温度差直接反映出来，以便在已做好的保温控制基础上更好地掌握调整和确保混凝土最终质量。
6.2测温时间
大体积混凝土浇筑后，必须进行监测，专人检测表面温度与结构中心温度，测温时间不小于14d，在混凝土内部温度峰值来临前期（72h前）每2h测一次；混凝土内部温度峰值来临后期（72h后）每4h测一次，再后期6～8h测一次，同时应测大气温度。
所有测温点均需编号，测温过程中如发现温差大于25℃时，要采取有效措施，要覆盖保温等。
当温差小于25℃时，可停止测温，如测温结果与标准偏差较大，应继续测温监控。
测温结果交技术负责人阅签，并作为对混凝土施工质量控制的依据，并及时做好记录填写温控记录表（如下图表五）。
（图五）筏板大体积混凝土测温记录表
日期
次数
筏板下部
筏板中部
筏板底部
最大温差
当日平均温度
测温人签字
七、混凝土降温补救措施
（1）为了有效的控制混凝土的徐变作用和防止因温度应力所引起的表面裂缝和贯穿裂缝，对于混凝土拌合料的质量要求和混凝土芯体温度应力所产生的裂缝得到有效控制，采用埋·设冷水循环水管与表面覆盖草帘相结合的方式有效控制和释放温度收缩应力从而达到控制裂缝的目的。
根据其温度是否增加草帘，以及增加内置冷水循环水管的水流量，则其温度情况白天夜晚专人控制。
（2）如果内置冷水循环水管与表面覆盖草帘的降温方法实施后，温度仍然高居不下，启用本方案项中5.3.2方法二蓄水法，进行紧急降温。
八、突发事件的处理
对在混凝土浇筑过程中可能发生的影响混凝土连续浇筑的突然事件，我们应做好充分的预防、准备工作：
1、针对在浇筑过程中可能出现的潜水泵损坏问题，施工前应做到每一种型号都有备用泵。
2、因整个筏板的混凝土浇筑时间较长，这期间天气又可能发生变化，故应做好充分的防雨工作。
3、为防止因偶然事件引发施工现场全面停电造成混凝土无法连续浇筑的现象发生，施工前与建设单位协商好，做好备用电源工作。
同时联系好商品砼。
4、为防止施工期间发生振捣棒损坏而影响施工质量，施工前每一个料口均应配有一台备用的振捣棒。
九、施工注意事项
1、为保证施工顺利进行，不出现质量事故，施工前应周密计划，统一协调，使施工有条不紊地进行。
2、混凝土浇筑应注意使中部的混凝土略高于四周边缘的混凝土，以便使经振捣产生的泌水向四周排出，以减少混凝土表面产生的浮浆。
3、在整个浇筑期间，各工种都要设专人加强对钢筋、模板的看管，防止走动。
4、浇筑混凝土前，施工队放线人员应在钢筋上做好混凝土标高的控制标志。
5、混凝土表面二次磨压后应进行扫毛处理。
6、为避免大体积混凝土在浇筑时出现冷缝，要求施工队派专人看管流淌在低洼处的混凝土，必要时插上小旗，已使其在初凝前得到及时的覆盖。
7、混凝土浇筑振动棒不准触及埋件和测温元件。
8、混凝土强度达到1.2N/m㎡之前不准踩踏。
十、环保和安全措施
在施工过程中,要严格按照《安全生产法》、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）等有关安全规程和规定执行，并采取如下措施：
（1）建立健全安全保证体系，建立以项目经理为首的安全责任制，并设置专职安全员。
（2）施工前，对施工人员进行安全技术交底，使所有人员熟悉所施工项目的安全情况。
（3）严格执行安全操作规程，正确配置和使用安全防护用品，使检查制度化，做到不违章作业和不违章指挥。
（4）根据施工组织设计或专项施工方案制定不同施工阶段的安全防护方案,采取有效的安全防护措施,报有关部门批准后认真实施，加强操作人员的安全教育，并作好以防意外的安全应急预案。
（5）作好施工现场的围护和安全警示，禁止非工作人员进入施工区域。
（6）服从统一调度,听从统一指挥。
（7）做到工完料净场地清，搞好现场文明施工。
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