甲万京赤峰信息科技产业园大体积混凝土方案.docx
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甲万京赤峰信息科技产业园大体积混凝土方案
五甲万京（赤峰）信息科技产业园
项目11#～18#楼及B1地下车库工程
大体积
混凝土
施工方案
五甲万京（赤峰）项目部
1工程概况
1.1施工图纸及合同
序号
名称
编号
日期
1
五甲万京（赤峰）信息科技产业园
项目11#～18#楼及B1地下车库工程
工程招标文件、答疑文件
2
本工程合同
3
五甲万京（赤峰）信息科技产业园
项目11#～18#楼及B1地下车库工程
建筑施工图
建施-S01～04
建施-01～28
2012.07
4
五甲万京（赤峰）信息科技产业园
项目11#～18#楼及B1地下车库工程
结构施工图
结施-S01～02
结施-01～21
2012.07
1.2主要施工规范、规程
序号
类别
名称
编号
1
国家
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
2
国家
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB50202--2002
3
国家
建筑地面工程施工质量验收规范
GB50209--2010
4
国家
混凝土外加剂应用技术规范
GB50119-2003
5
国家
硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥
GB175-2007
6
国家
大体积混凝土施工规范
GB50496-2009
7
行业
高层建筑混凝土结构技术规程
JGJ3--2010
8
行业
高层建筑箱型与筏型基础技术规范
JGJ6--2011
9
行业
混凝土泵送施工技术规程
JGJ/T10-2011
10
行业
建筑工程冬期施工规程
JGJ104-2011
11
行业
普通砼配合比设计技术规程
JGJ55-2011
1.3主要标准
序号
类别
名称
编号
1
国家
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2001
2
国家
建筑工程质量检验评定标准
GBJ301-2001
3
国家
混凝土质量控制标准
GB50164-2011
4
国家
混凝土强度检验评定标准
GB_T50107-2010
5
地方
房屋建筑工程技术资料管理规程
DB15/427-2005
1.4主要图集
序号
名称
编号
1
砼结构平面整体表示方法构造详图
11G101系列
2
混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图
12G901系列
3
《05系列建筑标准设计图集》
DBJT03-22-2005
1.5主要法规
序号
类别
名称
编号
1
国家
中华人民共和国建筑法
中华人民共和国主席令1997年第91号
2
国家
中华人民共和国环境保护法
中华人民共和国主席令1989年第22号
3
行业
建设工程质量管理条例
中华人民共和国国务院令第279号
4
行业
建设工程安全管理条例
中华人民共和国国务院令第393号
5
行业
建设工程标准强制性条文
中华人民共和国建设部建标[2002]
6
行业
建设工程施工现场管理规定
建设部令1991年第15
1.6其它文件
序号
名称
编号
1
五甲万京（赤峰）信息科技产业园项目11#～18#楼及B1地下车库工程施工组织设计
2
《建筑施工手册》第四版
3
实用建筑施工手册
4
与设计单位沟通得到的有关信息
5
内蒙古赤峰地区气候条件
6
江苏三兴建工集团类似工程管理经验和技术装备水平
7
江苏三兴建工集团工程总承包管理体系文件
五甲万京（赤峰）信息科技产业园项目，住宅楼基础底板设计标号为C30P6（d90），11#、12#、13#、15#、16#楼厚度为1.2m，14#、17#、18#楼厚度为1.1m，预计在六月初施工大体积混凝土。
针对该结构施工的特点和要求，我项目部依据以往的技术经验和大量积累的施工数据，认真策划和准备了本工程大体积混凝土施工方案，供指导施工操作，以确保工程的顺利完成。
2大体积混凝土技术
2.1材料选用
本工程所用混凝土全部为商品混凝土，搅拌站为中兴首创混凝土搅拌有限责任公司，备用搅拌站为力明商砼。
水泥采用冀东水泥厂生产的普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰采用元宝山产I级粉煤灰，砂采用水洗中砂，细度模数不小于2.3，石子采用碎卵石，粒径5～25mm，外加剂为赤峰英宏生产的缓凝型泵送剂。
混凝土碱含量不超过3kg/m3。
根据原材料厂家的供应能力和质量保证情况，具体生产时可采用以下原材料，其性能指标如下：
序号
名称
厂家或产地
品种（名）
主要性能指标
1
水泥
唐山冀东水泥厂
P.O42.5
抗压3d25-28MPa、28d54-58MPa、
水化热3d258kJ/kg、7d306kJ/kg
2
砂
赤峰
水洗中砂
细度模数2.4-2.6、含泥量1.5%-2.1%
3
石
赤峰
5-25mm
连续级配、最大30mm，超过25mm的＜1.0%
4
粉煤灰
赤峰
I级
需水量比92%、细度10%-12%、烧失量1.6%-2.5%
5
膨胀剂
UEA
限制膨胀率7d0.030%-0.045%、28d＞0.06%
6
外加剂
英宏
泵送剂
各项指标均满足JC473-2001中“一等品”要求
2.2配合比技术要点
在配合比设计中充分考虑大体积混凝土的特点，即要减少混凝土的收缩，保证混凝土的强度，又要降低混凝土内部水泥水化反应产生的巨大热量。
为降低水泥反应水化热，设计采用硅酸盐42.5#水泥，掺加大量粉煤灰以降低单方水泥用量，进一步降低混凝土的水化热和收缩，同时粉煤灰可消耗混凝土中的部分碱，可有效地预防碱-集料反应。
在配合比设计中掺加混凝土膨胀剂，根据掺加膨胀剂混凝土补偿收缩原理，利用自身的补偿收缩减小大体积混凝土体积收缩的影响，以降低混凝土开裂的可能性，同时以满足大体积混凝土的抗渗要求。
而且，该大体积混凝土的凝结时间可根据需要适当延长，初凝不小于10小时，终凝不大于24小时，一方面延长了施工工艺的可操作性，另一方面，使水泥水化热的释放时间加长，达到水化热不能集中释放以降低混凝土内外温差的目的。
这样，既保证了连续浇注和施工的可能性，又消除了因浇注冷缝产生的质量危害，确保工程达到质量设计要求。
高层建筑工期一般较长，所以上部荷载不会很快增加到基础上，因此应充分利用中后期强度，以减少混凝土的水化热，《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）也规定大体积混凝土宜采用60d或90d强度作为混凝土设计验收强度，故本工程大体积混凝土采用90d强度。
2.3混凝土配合比
依据标准《混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）的有关规定，进行混凝土试验。
以90天强度为验收强度的C30P6配比如下：
材料名称
水泥
掺和料
砂子
石子
水
外加剂
规格
P.O42.5
粉煤灰
中砂
碎卵石
膨胀剂
泵送剂
用量（kg/m3）
312
55
813
1035
165
29
9.9
从拌合物的性能来看，混凝土的无泌水现象、砼坍落度损失较小、凝结时间满足设计要求。
关于配比的水化绝热温升情况，本配比预测计算结果如下：
抗压强度（MPa）
水化绝热温升（℃）
3d
7d
28d
60d
入模温度
最高温度
15.5
25.8
36.4
43.3
25.3
62.5
2.4混凝土入模温度控制计算
2.4.1混凝土其它有关数据
有关数据如下（以六月初施工为例）：
水温22℃、水泥温度56℃、砂子温度20℃、石子温度20℃、砂子含水率3%、石子含水率0%、搅拌机棚内温度22℃、环境温度25℃、采用混凝土罐车（搅拌车）运输、从混凝土出站到工地所需时间约为0.5h。
2.4.2混凝土拌合温度的计算
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（℃）；
ωsa——砂子的含水率（%）；ωg——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。
由上式计算得：
T0=26.0℃
2.4.3混凝土拌合物出机温度的计算
式中T1——混凝土拌合物温度（℃）；Ti——搅拌机棚内温度（℃）；
由上式计算得：
T1=25.4℃
2.4.4混凝土拌合物经运输到浇筑时温度的计算
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（罐车-砼泵-入模，故n=2）；
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。
由上式计算得：
T2=25.3℃。
2.5混凝土温差控制计算
2.5.1混凝土其它有关数据
根据该大体积混凝土要求选取计算模型为：
坍落度：
180-200mm，砼入模温度：
25.3℃，大气平均温度：
25℃，底板平均厚度：
1.2m，其它相关数据依据相应的数表查得。
2.5.2混凝土的绝热温升计算
式中:
Tτ——在τ龄期时混凝土绝热温升（℃）；
Th——混凝土的最终绝热温升（℃）；
m——随水泥品种、比表面及浇筑温度而异；
τ——混凝土的龄期（d）
Q——水泥水化热，水泥为32.5时Q=377kJ/kg。
水泥为42.5时Q=461kJ/kg；
W——水泥用量；
C——混凝土的比热，取C=0.97kJ/kg·K；
ρ——混凝土的密度，取ρ=2400kg/m3；
QFa——粉煤灰与水泥作用时的水化热170kJ/kg；
QUEA——膨胀剂与水泥作用时的水化热250kJ/kg。
由此可得，Th=58.1℃，由于3d时水化热最大，混凝土正处于水化阶段，强度初步增长，相对偏低，是抵抗温差应力较薄弱的时期，故计算龄期3d的绝热温升。
浇筑温度为25.3℃龄期为3d时，
0.713，则：
Tt=47.8℃。
2.5.3混凝土内部实际最高温度计算
式中:
Tmax——混凝土内部的最高温度（℃）；
Tj——混凝土的浇筑温度（℃）；
ξ——不同的浇筑厚度、不同龄期时的降温系数。
当混凝土浇筑厚度为1.2m时，ξ=0.944，由此可得：
Tmax=62.5℃
2.5.4混凝土所需保温材料厚度计算
采用岩棉被或草袋子进行覆盖养护，所需保温材料厚度按下式进行估算。
式中:
δτ——保温材料的厚度（℃）；
H——混凝土计算层厚度（m）；
（Tmax—Tb）——混凝土内外温度之差℃；
（Tb—Tq）——混凝土表面温度与环境温度之差℃；
Kb——传热系数修正值，视保温材料的透风性能和风力情况而定，此时取Kb=1.0；
λi——保温材料的导热系数，岩棉被的导热系数为0.14W/m·K，水为0.58W/m·K；
λ——混凝土的导热系数为2.33W/m·K。
当（Tmax—Tb）和（Tb—Tq）都小于25℃时，可估算出所需保温材料的厚度为
0.03m
计算时取δ=0.03m进行计算。
2.5.5混凝土表面温度计算
式中:
Tb（τ）——龄期τ时,混凝土的表面温度（℃）；
Tq——龄期τ时,大气的平均温度（℃）；
H——混凝土的计算厚度（m），H=h+2h’；
h——混凝土的实际厚度（m）；
h’——混凝土的虚厚度（m），
λ——混凝土的导热系数，取2.33W/m·K；
K——计算折减系数，可取0.666；
β——模板及保温层的传热系数（W/m·K）；
δτ——保温材料的厚度（℃）；
λi——保温材料的导热系数，岩棉被的导热系数为0.14W/m·K，水为0.58W/m·K；
βq——空气层传热系数，取23W/m·K。
采用木模板，用一层塑料布和一层草袋子进行覆盖养护。
大气平均温度为25℃。
∴
m
H=h+2h’=1.8+2×0.395=2.590m
℃
混凝土中心最高温度与表面温度之差（Tmax－Tb（τ））为14.0℃，未超过25℃的设计规定（但应控制表面温度的降温速度），故采取一层塑料布和一层草袋子覆盖养护可以保证混凝土底板的质量。
根据计算可知，混凝土在3d时放热速率最快，3d以后虽然水泥水化速率开始降低，但由于水化热的不断积累，混凝土内部温度从3d到15d仍在处于上升阶段，以后内部实际温度才有所下降，所以养护时间需不少于15d，并应经常检查塑料薄膜的完整情况，保持混凝土表面湿润，以确保混凝土底板的质量。
混凝土的绝热温升和养护层厚度，通过事先的计算作参考，施工中应以实测温度为主，对保温措施进行调整，有利于降低养护措施费用。
2.6抗裂计算
1、各龄期混凝土收缩变形
式中：
—龄期t时，混凝土收缩引起的相对变形值；
—标准状态下最终收缩值，4.0×10-4
e
常数e=2.718；
M1、M2、M3…Mn--各种不同条件下的修正系数；
混凝土收缩变形不同条件影响修正系数
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M10
M11
积M
1.0
1.35
1.21
1.45
1.09
1.1
1
0.76
0.89
1.02
1.96
各龄期砼收缩变形值如下表
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
（×10-5）
1.88
3.70
5.46
7.18
8.84
10.46
12.02
2、各龄期砼收缩当量温差
ξy（t）：
不同龄期混凝土收缩相对变形值；
α：
混凝土线膨胀系数取1×10-5/℃；
各龄期收缩当量温差
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
Ty（t）
-1.88
-3.70
-5.46
-7.18
-8.84
-10.5
-12.0
3、各龄期混凝土最大综合温度
Tj：
砼浇筑温度，取
25
℃
T（t）:
龄期t的绝热温升
Ty（t）:
龄期T时的收缩当量温差
Tq：
砼浇筑后达到稳定时的温度，取
25
℃
混凝土最大综合温差
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
ΔT
16.14
19.64
19.45
18.20
16.68
15.10
13.55
4、混凝土各龄期弹性模量
E0:
砼最终弹性模量（Mpa），
c30
取定E0
3
×104N/mm2
混凝土各龄期弹性模量（×104N/mm2）
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
E（t）
0.71
1.25
1.67
1.98
2.22
2.41
2.55
5、外约束为二维时温度应力计算
E（t）：
各龄期砼弹性模量
α：
混凝土线膨胀系数1×10-5/℃
ΔT（t）：
各龄期混凝土最大综合温差
μ:
砼泊松比，取定0.15
0.15
Rk:
外约束系数,取定0.4
0.4
Sh（t）:
各龄期砼松弛系数
混凝土松弛系数如下表
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
Sh（t）
0.57
0.524
0.482
0.417
0.411
0.383
0.369
外约束为二维时温度应力（N/mm2）
龄期（d）
3
6
9
12
15
18
21
б
-0.31
-0.61
-0.73
-0.71
-0.72
-0.66
-0.60
6、验算抗裂度是否满足要求
根据经验资料，把砼浇筑后的15d作为砼开裂的危险期进行验算。
（抗裂度验算）
fct=
2.01
Mpa（28天抗拉强度设计值）
同条件龄期15天抗拉强度设计值（达28天强度的75%）
龄期15天温度应力1.04MPa
0.4755
≤1.05,抗裂度满足要求
3砼生产施工能力与保障
3.1生产设备
中兴首创搅拌站搅拌系统：
两套中联搅拌楼3m3/盘，产量180m3/h。
计量系统：
达到国际先进水平的电子计量系统可保证混凝土生产配合比有很高的准确性。
水电系统：
拥有双套供水系统，除供应用水外，还有自备地下深井，保证供水，不受停水停电的影响；双路供电系统，备有400kw发电机组，保证供电。
混凝土运输设备：
拥有混凝土运输车40余辆（其中12m3车20辆，15m3车20辆）；还有10辆外协车可随时调配。
混凝土泵送设备；混凝土汽车泵10辆（德国产47m、49m、52m），车载泵90m3/h10台。
另外，各种生产设备在施工前加强保养与检查，确保生产设备的正常运转。
3.2生产原材料储备
水泥、粉煤灰、膨胀剂等原材料储存量2000t；砂、石材料储量超过30000t，在保证原材料质量稳定、统一的同时也满足了大体积混凝土连续生产的要求。
4质量控制
质控人员会同搅拌操作人员、试验人员进行开盘鉴定（项目部代表邀请监理一同到场共同进行）。
核对材质数量，通过微量调整达到要求后填写开盘鉴定，共同签定开盘执行，并留取试件。
混凝土泵送和搅拌坍落度的控制：
大体积混凝土采用泵送工艺，泵送前坍落度不应低于18cm，到工地坍落度应在18cm～20cm（用溜槽施工的混凝土坍落度控制在20cm～22cm）。
质量控制部对每车混凝土施行出场检验，合格后方可送工地泵送交验。
考虑意外情况或因素，每一辆混凝土运输车上携带一桶高效减水剂，以便需要时由现场技术人员对混凝土的坍落度进行小范围的调整。
司机和泵工对混凝土拌和物的情况应及时反馈给生产调度和质控人员，及时掌握、及时处理。
5有关施工
5.1道路交通
大体积混凝土施工前，项目部安排人员预先与有关部门协商处理与施工相关的一些可能存在的主要问题，如道路交通、扰民、民扰等。
施工现场的道路要保持畅通，如物资的码放、施工路基等不应影响车辆行驶，以免影响施工速度。
同时，施工现场适当留有临时停车场地。
底板大体积混凝土浇筑时，混凝土罐车进出高峰将达到25辆以上，必须合理分区，对进出口方向和行走路线必须按施工部署统一安排、指挥，确保秩序井然。
5.2地泵与罐车
通过现场调查发现，罐车在现场行驶时最好是循环路线。
地泵可按现场情况布置，需要的数量可计算如下：
底板混凝土采用汽车泵浇筑为主，以车载泵浇注为辅。
1）混凝土泵的平均泵送量Q1的计算
根据
Q1：
每台混凝土泵的实际平均输出量（m3/h）
Qmax：
每台混凝土泵的最大输出量（m3/h）
α1：
配管条件系数，取0.8-0.9
η：
作业效率：
可取0.5-0.7
本工程采用的混凝土泵的输送能力为80m3/h。
α1=0.8η=0.6
Q1=80×0.8×0.6=38.4m3/h，实际按35m3进行计算。
2）混凝土泵数量的计算
根据现场实际情况，以一次浇筑最大方量6000方进行计算，采用一台地泵时该段所需时间为171h。
若计划在48h内结束施工，为此可根据现场情况布置3～4台泵。
3）每台混凝土泵所需配备的混凝土搅拌运输车辆
N1：
混凝土搅拌运输车台数
Q1：
每台混凝土泵实际输出量（m3/h）
V1：
每台混凝土搅拌车容量（m3）
S0：
混凝土搅拌运输车平均的车速度（km/h）
L1：
混凝土车搅拌车往返距离（km）取定20km
T1：
每台混凝土搅拌车总计停歇时间（h）
总计:
每台地泵需配备4辆罐车，3台地泵需配备12辆罐车，考虑其它因素，车辆配备为15-25辆罐车。
5.3混凝土浇筑的技术要求
5.3.1混凝土浇筑浇筑方向：
由东向西。
5.3.2浇筑方法和原则：
根据泵送大体积混凝土的特点，采取“分段定点、斜面分层、循序渐进、薄层浇筑、自然流淌、连续施工、一次到顶”的浇筑方法，分层浇筑厚度40cm；二台混凝土泵浇筑带前后略有错位，以提高浇筑混凝土的泵送效率，确保混凝土上、下层的结合。
以自然流淌形成斜坡的方法，能较好地适应泵送混凝土工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。
5.3.3采取斜面分层浇筑，错开层与层之间浇筑推进的时间以利下层混凝土散热；根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，水平长度控制为3m；在每个浇筑带的前后布置两道振捣器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实，第二道布置在混凝土坡脚处，由于底层钢筋间距较密，混凝土必须逐一振捣，以确保下部混凝土密实。
随着浇筑的推进，振捣器相应跟上，确保整个高度上混凝土的质量。
由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。
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