大体积混凝土.docx
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大体积混凝土
普通硅酸盐水泥P.O42.5配置大体积砼的施工技术
刘强陈兆建
【关键词】大体积砼裂缝控制“水泥——粉煤灰——矿粉”配制比冷却水管
【内容滴要】江苏常熟农村商业银行大厦工程底板厚达5200mm，采用了“P.O42.5——粉煤灰——矿粉”配制砼和内设冷凝水管并底板分层浇筑加强养护，既降低了施工技术经济条件，又使得工程质量得以保证。
一.工程概况：
常熟农村商业银行大厦工程，位于常熟市中学南侧。
该工程由江苏常熟农村商业银行股份有限公司投资兴建，南通四建集团有限公司承建，上海建通工程有限公司监理。
其总建筑面积52124M2，地下一层，地上二十四层；其结构为框架剪力墙结构体系。
地下室底板厚度为500㎜～5200㎜不等，地下室建筑面积为7800㎡，设置十条后浇带（详见附图）把整个地下室分为七大块。
其中最厚的一块在
、
轴与
、
轴交界筏板内，浇筑日期为7月21日到7月22日，当时室外平均温度达32℃
二.工程特点：
1.基础底板厚度最厚处达5200㎜，最薄处为500mm，其长度为29000㎜×14000㎜，且厚薄不均匀，一次性浇筑量达2700m3；
2.水泥使用普通硅酸盐水泥（P.O42.5），该水泥相对矿渣水泥水化热较高；
3.砼浇筑时间恰逢盛夏气温达33℃以上。
综上所述，这是个典型的厚大大体积夏季施工案例，为切实做好施工地一些准备工作，保证该工程的施工质量，在使用普通硅酸盐水泥配置C35砼与施工中采取了相应的措施。
三.原材料的选定：
根据以上的一些具体情况，项目部与常熟常龙砼商品有限公司多次试验及分析决定选用下列材料：
1.水泥使用华新金猫水泥有限公司生产的P.O42.5MPa，并征得设计同意以60d后期强度替代28天标准强度，充分利用混凝土的后期强度，水泥用量降低，水化热也随之降低；
2.粉煤灰选用江苏常熟发电有限公司生产的Ⅰ级粉煤灰，达到减少水泥用量，减缓水泥水化热释放速度，改善砼的和易性和泵送性；
3.为减少水泥用量，渗入张家港保税区三中国际贸易有限公司生产的粒化高炉矿渣粉；
4.外加剂选用江苏博特新材料有限公司生产的JM-PCA（Ⅰ）砼超塑化剂；
5.为防止地下室底板砼产生明显裂缝，采用补偿收缩裂缝砼，渗入润强丝Ⅰ型聚丙烯纤维；
6.骨料：
碎石为5～40㎜粒径，中砂细度模数为2.6，含泥量为0.9%，符合筛分曲线要求；
7.砼的初凝时间在10h以上，入泵坍落度为160±20㎜
8.原设计28d标准强度配比与现设计配比如下：
原设计配比
材料名称
水泥
黄砂
碎石
外加剂
渗合料
水
坍落度
矿渣粉
Ⅰ级灰
聚丙烯纤维
材料规格
P.O425
中砂
连续级配
JM-PCA
S95
超细粉煤灰
润强丝Ⅰ型
160±20㎜
每M3用量
280
700
1050
3.01
65
55
0.6
173
配合比
1
2.5
3.75
0.0108
0.232
0.196
0.002
0.617
以60d后期强度代替28天标准强度配比如下：
材料名称
水泥
黄砂
碎石
外加剂
渗合料
水
坍落度
矿渣粉
Ⅰ级灰
聚丙烯纤维
材料规格
P.O425
中砂
连续级配
JM-PCA
S95
超细粉煤灰
润强丝Ⅰ型
160±20㎜
每M3用量
208
742
1060
3.01
145
62
0.6
153
配合比
1
3.57
5.10
0.014
0.70
0.30
0.003
0.74
注：
根据以上配合比水灰比为0.43
以上两种配比水化热温升值（假定结构物四周没有任何散热和热损失条件）
Tmax=mcQ/Cp
Tmax
=280×461/0.96×2200=61℃
Tmax
=208×461/0.96×2200=45.4℃
Tmax
－Tmax
=15.6℃
从以上计算可以看出水泥用量减少后可明显降低砼水化热温升值，从而降低了砼内部温度与其表面温度的温差。
从调整前后的对比计算可得出砼配比对这次砼施工的重要性。
四.施工准备
为了确保本工程地下室大体积砼施工的质量，除了在上述原材料的质量、数量给予保证之外，另根据预估施工期间的平均气温约33℃，预估混凝土浇筑入模温度38℃。
除了在浇筑完后及时覆盖二层薄膜三层草袋外，另在砼内部布设了冷却水管（具体做法如下）
在标高为-10.5M、-9.5M、-8.5M、-7.5M，布置冷却水管（见详图）。
冷却水管采用DG=50的镀锌钢管，丝扣连接。
进水立管高出承台顶1M（承台顶标高为-6.3M），出水立管与承台顶标高相平，冷却水由自来水直接放入，这样冷却水自然流成，形成由高温区流进，由低温区流出；如压力不够采用高压水泵，进水总管的标高为-5.3M，管径为100㎜。
出口的水流向基坑四周明沟内，用水泵抽出。
当温差在25OC以内可停止冷却。
当混凝土达到养护期以后，在镀锌钢管内采用压密注浆法在管内水泥砂浆。
进出水管安装每层（批）结束后，必须进行试压，试压合格后方可下道工序。
在施工中为确保冷却水管不受破坏，采用钢管（48×5.3）扣件式脚手架固定；立杆的距离与冷却水管相对应，平行于5、6轴方向的间距为1300（直接采用冷却水管），垂直于5、6轴方向的间距为1800M；步距与每层水管相对应，标高为-10.5M、-9.5M、-8.5M、-7.5M。
每根脚手架立杆下面采用500高的Ф25钢筋两端焊接100×100×6的钢板。
立杆的上标高为-7.3M。
五.浇筑过程：
根据现场实际情况，在基坑的北侧放置两台泵车，西侧放置一台泵车
砼浇筑方法采用“斜面分层、薄层浇筑、循序退打、一次到位”的方法，一次整体连续浇筑至设计标高。
每台泵负责一定宽度范围的浇筑带，各泵浇筑带前后略有错位，形成阶段式分层退打局面，以达到提高泵送工效，简化砼泌水处理，确保上下砼层分层的结合。
振捣完时，不漏振，采用两次振捣，以提高砼的密实度。
根据砼泵送的自然形成的流淌斜坡度，在每条浇筑带前、中、后各布置3台振动器，第一台布置在砼卸料点，振捣手负责出管砼的振捣，使之顺利通过面层筋流入底层；第二台设置在砼的中间部位，振捣手负责斜面砼密实；第三台设置在坡脚及底层钢筋处，因底层钢筋间距较密。
振捣手负责砼流入下层钢筋底部，确保下层砼的振捣密实。
振捣手振捣方向为：
下层垂直于浇筑方向自下而上，上层振捣自上而下，严格控制振捣棒移动的距离、插入的深度、振捣的时间，避免各浇筑带交接处的漏振。
震动棒应垂直插入，快插慢拔，插入点交错均匀布置，在振捣上一层砼时，插入下一层5㎝左右，以消除两层间的间隙，同时在振捣上层砼时，应在下层砼初凝前进行，振动器在每一插点上的振捣延续时间，以铜表面呈水平并出现水泥浆及不再出现气泡，不再明显沉落为度。
砼表面用平板振动器来回振动两次，砼表面处理做到“三压三平”，先按板面标高用铁锹拍板压实，长刮尺刮平，再在初凝前用滚筒碾压数遍，滚压平整，最后在终凝前用木蟹打磨压实，铁抹子抹平手光，以防混凝土表面裂缝出现。
同时在砼浇筑过程中会产生大量的泌水，浇筑过程中及时用真空泵排放到基坑外，以确保砼的强度。
6.测温：
本次砼浇筑安排在2007年7月21日下午5：
00浇筑至7月22日下午6：
00结束。
砼初凝后至终凝前用木蟹压实，抹平闭合收水裂缝，形成毛面及时进行覆盖。
根据有关要求布设的测温点，及时进行了测温，对5200厚的底板测出了中部温度最高的26日零晨2：
00其温度79℃与原配合比计算（与前计算的61℃加原砼温度）基本吻合，砼表面温度为56℃，大气平均温度为32℃，当时内外温差已达23℃，根据原方案大于22℃时，为防止中部砼温度过高，就得动用冷凝水管，根据此要求及时动用了冷凝水管，启动该水管时通过控制水量的大小，来控制温差改变的大小2小时后温度明显下降为67℃，温差为22℃，小于25℃满足相关的规范要求。
现场测温实行24小时监控，监控期为14天，测温仪采用北京建工砼技术发展中心生产的JDC-2建筑电子测温仪并采用其配套生产的测温线（直接埋入砼中避免了原先采用的测温孔，影响温度数据的真实性）。
混凝土浇筑后48小时内每隔两小时测一次，以后每隔三小时测一次，第七天以后每隔12小时测一次。
在整个测量过程中未发现温差大于25℃。
本次砼浇筑共留置抗渗试块6组，标养抗压试块14组，同条件试块7组（同条件试块预先制作的钢筋笼内并用夹板与原砼隔着）。
混凝土后期降温速率平缓，最后只留一层薄膜保温。
待地下室结构验收时，工程质量得到当地质监站、农商行基建办技术人员、建通监理的一致好评（工程实体质量满足设计要求，试块评定附后）。
总之，通过对砼原材料的质量控制，加入适当的掺和料（粉煤灰、矿渣粉等）能弥补市场缺乏矿渣水泥的现象。
通过对施工过程的质量控制，增设冷凝水管，进一步提高了大体积砼的施工质量，而保证了整个工程的基础施工质量。
1号测温点5.2M厚底板混凝土温度实测记录表
时间
22日
23日
24日
温度
14
16
18
20
22
24
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
测温点各层温度
覆盖物下
56
45
43
43
39
42.5
44.5
46.5
53.2
55
56
56.9
57.1
56.5
58
57
57
56
56
57
55.5
56.3
54.7
59.2
56.5
56
54
55
56
55
0.5米线
37
39
40.2
42
39.5
45.7
47.2
48.5
56.9
58.8
61.1
62.4
64.4
65.5
67
68
66
66
65
66
63.9
65.5
65.6
66.3
67
67.5
67
66
65
64
1.5米线
45.3
50.8
44
55.7
52
56.3
61.7
64.2
72.2
74.6
77.1
76.6
78.8
79.2
80
80
79
79
77
77
78.7
81.2
81.4
81.8
81.4
81.8
81
81
80
80
3.0米线
57.8
62.1
64
64.4
60
64
64.3
69.5
77
78.6
80.1
80.1
80.9
80.8
81
80
81
80
80
81
79.6
79.3
79.2
79.4
78.2
78.6
78
78
80
79
3.5米线
62.9
66.2
67
67.2
62.5
66.5
68.8
71.6
78.1
79.3
80.7
81
81.1
80.7
82
81
80
78
79
78
76.1
79.8
77.4
79.5
76.1
76.2
75
75
75
74
4.5米线
58.4
60.3
60
60.2
53.8
57.1
59.4
65.6
66.7
66.7
67.6
67.6
67.4
66.9
66
67
65.2
63
64
64
60.5
62.4
61.9
61.7
60.8
60.5
60
60
58
58
大气温度
34.5
32.5
32
31
30
28
27
26.5
27.5
32.2
33.2
33
33
31
30
28
27
26
26
26.5
32.5
34.5
36
36.8
34
33
33
30
28
记录人签字：
戴国林
混凝土试块试压报告汇总表TJ2.4.1
工程名称:
常熟市农村商业银行大厦该验收批设计等级:
C35
序号
fcu,i
（MPa）
龄期
代表部位
养护条件
序号
fcu,i（MPa）
龄期
代表部位
养护条件
1
44.7
60
地下室一段底板
同条件
2
40
60
地下室一段底板
同条件
3
39.8
60
地下室一段底板
同条件
4
43.6
60
地下室一段底板
同条件
5
49.8
60
地下室一段底板
同条件
6
46.8
60
地下室一段底板
同条件
7
38.7
60
地下室一段底板
同条件
技术负责人：
陈兆建质量检查员：
易均
注:
1.fcu,i－第i组混凝土抗压强度代表值。
2.不同验收批的混凝土、标准养护和与结构实体同条件养护的混凝土应分别汇总评定。
试验报告分别附本汇总表后。
结构实体混凝土强度评定TJ2.4.3
单位工程:
常熟市农村商业银行大厦
验收批名称
一段底板
砼强度等级
C35
水泥品种
及强度等级
配合比（重量比）
坍
落
度
（cm）
养护条件
同批砼
代表数量（m3）
结构
部位
水
水泥
砂
石子
外加剂
掺和料
P.O32.5
常龙商品混凝土公司供应商品砼
14±2
同条件
一段底板
λ1=
验件组数n=7合格判定系数
λ2=
同一验收批强度平均值mfcu=43.34最小值fcu，min=38.7
同一验收批强度标准差sfcu=
验收批各组试件强度（MPa）44.74039.843.649.846.838.7
非
统
计
方
法
评
定
评定条件：
mfcu≥1.15fcu,k
fcu,min≥0.95fcu,k
计算:
43.34＞1.15×35=40.25
38.7＞0.95×35=33.25
统
计
方
法
评
定
评定条件：
mfcu－λ1Sfcu≥0.9fcu,k
fcu,min≥λ2fcu,k
计算：
验收评定结论:
评定合格！
技术负责人：
陈兆建质量检查员：
易均07年11月10日
注：
同条件养护试件强度按GBJ107的规定确定后，宜取1.10的折算系数。
混凝土试块试压报告汇总表TJ2.4.1
工程名称:
常熟市农村商业银行大厦该验收批设计等级:
C35
序号
fcu,i
（MPa）
龄期
代表部位
养护条件
序号
fcu,i（MPa）
龄期
代表部位
养护条件
1
47.7
60
地下室一段底板
标准养护
2
53.9
60
地下室一段底板
标准养护
3
53.9
60
地下室一段底板
标准养护
4
45.5
60
地下室一段底板
标准养护
5
44.6
60
地下室一段底板
标准养护
6
42.1
60
地下室一段底板
标准养护
7
45.9
60
地下室一段底板
标准养护
8
38.9
60
地下室一段底板
标准养护
9
48.7
60
地下室一段底板
标准养护
10
46.5
60
地下室一段底板
标准养护
11
43.8
60
地下室一段底板
标准养护
12
45.2
60
地下室一段底板
标准养护
13
40.3
60
地下室一段底板
标准养护
14
41.3
60
地下室一段底板
标准养护
技术负责人：
陈兆建质量检查员：
易均
注:
1.fcu,i－第i组混凝土抗压强度代表值。
2.不同验收批的混凝土、标准养护和与结构实体同条件养护的混凝土应分别汇总评定。
试验报告分别附本汇总表后。
结构实体混凝土强度评定TJ2.4.3
单位工程:
常熟市农村商业银行大厦
验收批名称
一段底板
砼强度等级
C35
水泥品种
及强度等级
配合比（重量比）
坍
落
度
（cm）
养护条件
同批砼
代表数量（m3）
结构
部位
水
水泥
砂
石子
外加剂
掺和料
P.O32.5
常龙商品混凝土公司供应商品砼
14±2
标准养护
一段底板
λ1=1.7
验件组数n=14合格判定系数
λ2=0.9
同一验收批强度平均值mfcu=45.6最小值fcu，min=38.9
同一验收批强度标准差sfcu=
验收批各组试件强度（MPa）47.753.953.945.544.642.145.9
38.948.746.543.845.240.341.3
非
统
计
方
法
评
定
评定条件：
mfcu≥1.15fcu,k
fcu,min≥0.95fcu,k
计算:
统
计
方
法
评
定
评定条件：
mfcu－λ1Sfcu≥0.9fcu,k
fcu,min≥λ2fcu,k
计算：
45.6－1.7×4.48=37.98≥0.9×35=31.5
38.9≥0.9×35=31.5
验收评定结论:
评定合格！
技术负责人：
陈兆建质量检查员：
易均07年11月10日
注：
同条件养护试件强度按GBJ107的规定确定后，宜取1.10的折算系数。
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