大体积砼方案.docx
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大体积砼方案
郑州市京广路拓宽改造及地下隧道工程5标
大体积砼施工方案
编制人:
审核人:
审批人:
郑州第二市政建设集团有限公司京广路项目部
2010年4月4日
一、工程概况
郑州市京广路拓宽改造及地下隧道工程,位于郑州市中心城区,是与郑州市火车站西出站口紧密相连的南北向城市快速路。
工程全长3866米,其中隧道段1835米。
本标段为第五标段,全长746米,其中隧道段长313米,桩号为3+097~3+410,暗埋段75米,光栅及U型槽段238米。
隧道主体结构采用钢筋混凝土双孔箱涵结构,为双向6车道布置,标准段单孔净宽13.1m,隧道洞内净空4.5m,顶部预留1.5m高作为设备安放空间。
隧道结构中隔墙厚1.6m,底板厚1.0m,侧墙和顶板厚0.8m。
大体积混凝土施工,施工过程中要采取散热、保温保湿及温度监测等相应措施,以控制混凝土温升和温降速度,避免混凝土出现温度裂缝和较大的温度应力。
组织大体积混凝土浇筑必须从汽车泵、混凝土运输罐车的配备,商品混凝土供货速度,混凝土罐车进场运输路线,浇筑小分队及振捣手、振捣机具安排,混凝土浇筑分区、分层设计、温度控制、养护等方面作细致、认真的布置。
隧道标准横断面
二、编制依据
1、郑州市京广路拓宽改造及地下隧道工程施工图
2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》
3、《普通混凝土设计规程》
4、《建筑施工手册》
5、本公司有关施工经验及技术措施。
三、施工部署
1、劳动力安排
为保证混凝土的连续浇筑,浇筑时配备二个浇筑小组,浇筑小组24小时连续进行施工,确保混凝土浇筑一气呵成。
施工过程中的间歇时间不得超过30min,以防止混凝土施工冷缝出现。
2、机械、车辆配备
现场共配备两台混凝土汽车泵,每汽车泵每小时最大混凝土输出量60m3。
混凝土运输车辆按照现场泵送能力进行配置,震动棒、泵管等数量满足施工要求。
3、施工管理安排
1)对混凝土工上岗前进行技术交底,交底应包括:
砼的浇筑量,浇筑时间,浇筑流水线,浇筑振捣的技术要求,质量要求。
2)混凝土浇筑过程中专人负责商品混凝土质量(坍落度、和易性等)并填写浇灌记录,并留置砼抗压、抗渗试块。
3)项目经理、技术负责人到场参与协调、指挥大体积砼浇筑,施工员、质检员、技术员深入施工一线,跟踪监督、检查现场的施工状况。
4)专人负责大体积砼浇筑后的养护、测温工作,发现控制温差值超过指标,及时反馈到项目技术部,并采取措施,降低混凝土温升和温降的梯度,降低混凝土中心温度和表面混凝土温度差,降低混凝土表面温度和大气环境温度差。
四、混凝土生产及运输
1、混凝土技术指标
本工程隧道主体混凝土强度为C40,抗渗等级为P8,拟采用专业商品混凝土供应站供应商品混凝土,混凝土技术指标如下:
1)水泥采用P.O42.5。
2)石子采用5~25mm的碎石,砂采用中砂。
砂、石料的杂质含量:
石子含泥量≤1%,砂含泥量≤3%。
3)掺加缓凝剂,以延缓混凝土中水泥的水化反应热产生速度。
4)水灰比控制在0.38左右,砂率控制在40%左右,坍落度控制在16-18cm,入泵前的坍落度损失每小时不大于30mm。
掺加粉煤灰及减水剂,以改善砼和易性,混凝土的泌水性能要求。
5)掺加HPW或MPC聚合物纤维膨胀剂,以控制混凝土后期收缩裂缝。
6)混凝土拌合水采用自来水或地下水。
2、混凝土供货速度
满足两台汽车泵同时施工的要求。
为防止施工冷缝,混凝土每小时的供应量Q≥1.1(hLb/t)
L:
浇捣长度30m
b:
混凝土浇捣宽度约30m
h:
混凝土浇筑分层厚度0.47m
t:
混凝土初凝时间扣除混凝土运输时间9h
经计算:
每小时砼供应量Q≥1.1(hLb/t)=51.7m3才能满足施工要求。
3、供货验收:
在混凝土施工过程中,现场安排一名混凝土坍落度检测人员,并验收每车小票,查看混凝土强度等级、浇筑部位填写是否正确,是否填写了出厂时间,进场时间要签证,并随时抽检砼坍落度。
按照规范要求,防水混凝土拌合物在运输后如出现离析,必须进行二次搅拌,当坍落度损失后不能满足施工要求时,采取加入原水灰比的水泥浆或掺加减水剂进行搅拌,严禁直接加水.
若混凝土搅拌质量及工作性能严重不符合现场的要求,一律退回搅拌站作报废处理。
4、混凝土运输
商品混凝土供货采用汽车式运输搅拌车,平均每车运输量7-12m3。
每车混凝土运送时间一般控制不得超过1h。
在混凝土运送过程中,搅拌筒应低速(2~4r/min)转动,到达工地后,搅拌筒应以8~12r/min的转速转动2~3min。
待搅拌筒停转后,再使筒反转卸料。
反转卸料速度为6~8r/min。
五、混凝土浇筑
1、浇筑施工工艺流程
布置砼汽车泵
砼供货验收
开机、泵送砂浆、润管
浇筑第一区第一层砼
振捣
作业面推进
浇筑第二区第一层砼
振捣
返回砼第一区第二层砼
振捣
循环作业
砼表面第一次赶平、压实、抹光
砼表面二次赶平、压实、抹光
砼及时覆盖保温保湿养护
砼测温监控
2、浇筑方法:
底板和顶板均采用一次性连续浇捣方案,分三层浇筑,底板和顶板每层厚度为H/3(H为底板和顶板厚度),振捣采用斜坡式分层振捣,斜面由泵送混凝土自然流淌而成,坡度控制在1:
3左右,振捣工作从浇筑层的底层开始逐渐上移,以保证分层混凝土间的施工质量。
混凝土在振捣过程中宜将振动棒上下略有抽动,使上下混凝土振动均匀,每次振捣时间以20~30s为宜(混凝土表面不再出现气泡、泛出灰浆为准)。
振捣时,要尽量避免碰撞钢筋,管道预埋件等。
振捣棒插点采用行列式的次序移动,每次移动距离不超过混凝土振捣棒的有效作用半径的1.25倍,一般振动棒的作用半径为30~40cm。
振捣操作要“快插慢拔”,防止混凝土内部振捣不实;要“先振低处,后振高处”,防止高低坡面处混凝土出现振捣“松顶”现象。
混凝土的斜面分层水平方向错开距离大于4m,混凝土浇筑的斜面分层如下图所示:
H/3
H/3
H/3
砼分层浇注示意图
混凝土浇捣须注意的部位:
外墙底板上90cm高施工缝处,该部位有固定模板的钢管,有剪力墙定位梯子筋,混凝土下料不能直接将泵送砼倾入模板中央,振捣必须慢速、细致的操作。
3、钢筋防止移位措施:
采取定点下料,对称振捣的措施防止混凝土将钢筋推离设计位置。
底板上剪力墙插筋采用定位箍控制竖向筋的间距,竖筋外套PVC管防止水泥浆污染,浇筑现场安排专人看护。
两侧墙、顶板、底板砼要对称浇筑。
4、泌水处理
大体积混凝土浇筑、振捣过程中,容易产生泌水现象,泌水现象严重时,可能影响相应部分的混凝土强度指标。
为此必须采取措施,消除和排除泌水。
一般情况下上涌的泌水和浮浆会顺着混凝土浇筑坡面下流到坑底,然后用潜水泵抽排掉,局部少量泌水采用海绵吸除处理。
在雨季施工,特别注意在混凝土浇筑前,将积水提前用排污泵抽除干净。
5、表面防裂施工技术要点
大体积泵送混凝土经振捣后表面水泥浆较厚,容易引起表面裂缝,首先,要求在振捣最上一层混凝土时,控制振捣时间,注意避免表层产生太厚的浮浆层;在浇捣后,必须及时用2m长刮尺,将多余浮浆层刮除,按施工员测设的标高控制点,将混凝土表面刮拍平整。
有凹坑的部位必须用混凝土填平,在砼收浆接近初凝时,混凝土面进行二次抹光,用木蟹全面仔细打抹两遍,既要确保混凝土的平整度,又要把其初期表面的收缩脱水细缝闭合,在砼收浆凝固施工期间,除了施工人员外,不得在未干硬的混凝土面上随意行走;收浆工作完成的面,同步及时覆盖一层塑料薄膜,防止表面混凝土脱水,另外再覆盖一层棉毡养护大体积混凝土。
六、砼养护
混凝土在浇筑完毕后的12h以内,加盖覆盖并洒水保湿养护,养护覆盖采用一层薄膜加一层棉毡的方式,现场另备1层塑料薄膜,1层棉毡以作保温保湿备用材料。
要求薄膜的搭接不得小于150mm,棉毡的搭接不小于100mm。
侧墙插筋之间狭小空间必须特别注意保温措施,可用条形簿膜加以覆盖后,再加盖棉毡,确保墙插筋薄弱环节处的保温工作。
本项目大体积底板混凝土有P8抗渗要求,并掺加了缓凝剂,浇水养护时间不得少于14d。
浇水次数以保持混凝土面经常湿润状态即可,浇水水源采用自来水。
混凝土强度达到1.2Mpa之前,不得上料、上机具、模板、钢筋、支架等。
顶板及底板保温养护期间,应加强现场安全防火管理,施工区严禁烟火,确保保温措施自始至终起到养护作用,严禁随意掀开棉毡。
在保温养护期间,因后续工作(如放线等)需要,必须揭开保温层时,只宜局部进行,并且在工作完成后,及时覆盖。
当混凝土内外温差和降温速度超过温控指标时,应及时加盖备用塑料薄膜和棉毡。
七、质量检验
试块制作必须设标养试块以及同条件养护试块,试块按照超过1000m3连续供应的大体积混凝土,每200m3制作一组标养试块,抗渗试块每单位工程不得少于2组,同条件一组。
具体试块留置方法执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002第7.4.1要求规定。
混凝土试块有30%为见证试块,浇筑前书面通知监理工程师配合做好见证试块,每段顶板、墙板、底板各做1组见证。
试块制作后,初期在现场标养室养护2~3天后,转交试验室标养。
标养室温度为20±3℃,相对湿度为90%以上的环境条件。
同条件试块应锁在现场钢筋笼中,放在现场与结构位置同条件养护。
八、砼泵送作业
1、泵送程序
a泵机端操作程序:
试泵
泵管内输送水以润管
输送砂浆润管
打开阀
上料,开动混凝土泵
将砼泵入输送管道
混凝土泵送到作业点
连续作业
泵送结束
停止喂料
停机
清洗
b浇筑端操作程序:
用料斗接浆(试泵期间)
正式浇筑,专人指挥放料
2、泵送操作要求:
a、泵送前的准备:
在混凝土泵送前,做好混凝土泵的保养和检查工作,并按使用说明书的规定对各部位进行润滑。
正式泵送前,应试泵和对管道进行润滑,试泵符合要求后,方可使用,试泵通过泵水检查,确认管路中没有异物,管路畅通且无漏浆现象后,用水泥浆或1:
2的水泥浆进行润管,试泵时的水及稀浆应用料斗承接,严禁注入模内,润滑用的水泥浆可以注入模内,但应分散布料,严禁集中一处浇筑。
b、泵送及作业中的检查
开始泵送时,混凝土泵处于慢速、匀速并随时可以反泵的状态。
泵送应先慢后快,逐步加速,待混凝土泵的压力和各系统工作情况正常,各系统运转顺利后,再按正常速度进行泵送。
泵送应连续进行,如可能出现供料跟不上时,应减慢泵送速度,以保证管路中的混凝土处于流动状态,或采用慢速间歇泵送,若不得不中断时,其中断时间不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许时间(初凝时间),否则,必须对泵机和管道进行清洗。
当采用慢速间歇泵送时,应每隔4~5min进行四个行程的正、反泵。
在泵送作业中,要经常注意检查料斗里的砼料充盈情况,不允许出现完全空泵的情况,以免空气进入泵内,形成气锤,影响泵机的使用寿命,防止活塞处于干磨状态。
要注意检查水箱中的水位,检查液压系统的密封性,拧紧有漏泄的接头。
发现有骨料卡住料斗中的搅拌器和堵塞现象时(泵机停止工作,液压系统压力达到安全极限),应立即进行短时间的反泵。
若反泵不能消除堵塞时,应立即停泵,查找堵塞部位并加以排除。
c、泵送后的清洗:
泵送作业即将结束时,应提前一段时间停止向料斗内供料,以便管道中的混凝土能完全得到利用。
泵送完毕后,必须认真做好泵机及管路的清洗工作。
清洗时产生的废浆、废水,应排入沉淀池,进行搅拌分离处理,以防结块。
沉淀池定期清捞。
九、大体积砼温度裂缝控制验算及测温
(一)裂缝控制计算
1、砼浇筑前的裂缝控制计算:
(1)砼的水化热绝热温升值
按照同类工程施工经验,施工水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥,以单方水泥用量340Kg计算
T(t)=[(mCQ)/(cρ)](1-e-∞)
=[(340×375)/(0.97×2400)](1-e-∞)
=54.80C
混凝土15天水化热绝热温升值
T(15)=[(mCQ)/(cρ)](1-e-mt)
=[(340×375)/(0.97×2400)](1-e-0.3×15)
=54.20C
(2)15天龄期收缩变形值
εy(15)=εy0(1-e-0.01t)×M1×M2×……×M10
(M1=1.0,M2=0.92,M3=1,M4=0.65,M5=0.9,M6=0.93,M7=0.7,
M8=0.76,M9=1.0,M10=0.61)
=3.24×10-4×(1-e-0.01×15)×1×0.92×1×0.65×0.9×0.93×0.7×0.76×1×0.61
=0.733×10-5
(3)砼15天收缩当量温差为
Ty=εy(15)/α
=0.733×10-5/1.0×10-5
=0.733℃
(4)砼15天的弹性模量
E(15)=Ec(1-e-0.09t)
=3.25×104×(1-e-0.09×15)
=2.4×104N/mm2
(5)砼露天养护最大温差为
△T=T(t)+T0-Tn
=54.8+15-30
=39.8℃
(备注:
T0=T2-Tq=15~20℃,取值15,Tn:
养护温度,按大气平均温度30°)
(6)露天养护期间基础混凝土产生的降温收缩应力
σ(15)={E(t)α△TS(t)(1-1/ch(βL/2)]}/(1-ν)
={2.4×104×1.0×10-5×39.8×0.327×(1-1/ch(0.03/(1.4×3.25×104)×70/2)]}/(1-0.15)
=2.37N/mm2
Ft=1.8N/mm2
K=ft/σ(15)=1.8/2.37=0.76≤1.15
由此计算知基础混凝土在露天养护期间可能出现裂缝,在此期间混凝土表面应采取养护和保温措施,使养护温度加大(即Tn加大),综合温差△T减小,使K=ft/σmax≥1.15,则可控制裂缝出现。
2、混凝土浇筑后裂缝控制的施工计算:
混凝土浇筑后,根据实测温度值和绘制的温度升降曲线,分别计算各降温阶段的混凝土温度收缩拉应力,如其累计总拉应力不超过同龄期的混凝土抗拉强度,则表示采取的防裂措施能有效控制预防裂缝的出现,如超过该阶段时的抗拉强度,则应采取加强养护、保温(覆盖棉毡)等措施,使其缓慢降温和收缩,以控制裂缝的出现。
若降温速度超过规定范围,及时采取保温措施,加盖棉毡。
3、养护材料选用理论计算
大体积砼养护是个突出问题,养护不足,容易产生裂缝或温差裂缝。
养护的目的是缩小砼内外温差,途径有两条:
一是减少砼与外界热交换、即将已浇筑的砼封闭;以减少内外温差,在小温差条件下,使砼得以硬化。
二是:
降低砼内部温度。
本工程采用砼封闭保温保湿养护。
封闭的目的是使已浇注的砼不直接暴露在大气中,而是在封闭的空间内,以较小的温差自行固结硬化。
该温度差一般为250C。
在此条件下,砼一般不会产生温差裂缝,保温材料厚度计算如下:
a、保温材料料厚度计算:
(1)砼的最高温升Tmax(0C)
Tmax=To+W/10+F/50
式中To--砼浇灌温度(0C)
W—单位水泥用量(Kg/m3)
F—单位磨细粉煤灰掺量(Kg/m3)
Tmax=33+34+1.6=65.6
(2)保温材料厚度:
δ=0.3Hλ1(Ta-Tb)/[λ2(Tmax-Ta)k]
式中H—底板厚度
λ1-覆盖被材料导热系数(取值0.08)
λ2—砼导热系数2.3
Ta=Tmax-ΔT(ΔT为温差)
Tb—施工时日平均气温
k—传热系数修正值1.5。
Ta=43.60C
δ=0.3×1.6×0.08(43.6-27)/[2.3×(68.6-43.6)×1.5]
=0.007m
b、保温材料的铺设:
以上面计算结果与依据,将棉毡盖在砼的外露面,棉毡下盖以塑料薄膜,薄膜间与棉毡间应互相搭接,确保砼无外露部位,且经常浇水湿润,以保湿保温,砼浇注后必须测量实际内外温差,以指导养护工作,若中心温度处于平稳期,且内外温差又能保持在规定的250C范围内,可适当拿掉棉毡以透气,但此操作必须在测温监控下进行。
(二)温度测试
为控制混凝土内外温差,避免温差裂缝,在混凝土浇筑完后,应及时测温并随时将结果反馈。
为保证和减少测温的误差,测温由专人负责。
1、测温点布置:
本工程底板、顶板、墙体厚度大于等于1米的均要设置,根据对称的特点,隧道底板及顶板测温区的测点布置成“X”形。
中隔墙和隧道侧墙(布置在一侧)每组测点沿竖向布置在墙中,间距每10米。
每个施工节段底板及顶板各布置5组测点,每组测点设三个测温孔。
每组测温孔根据厚度等距布置。
测温孔采用导热良好的Ø48Ⅹ3.5钢管制作。
此外大气中布设2个测温点,以比较混凝土表面温度与大气温度之差。
钢管焊接固定在钢筋上,下端封口严密,上端用塑料堵塞塞住或包缠胶带,以防混凝土进入管内。
管下口底部距离板底同测温孔底部距离板底的距离,管上口露出底板顶表面100mm左右,测温用红外测温仪测读,为能精确体现混凝土内部温度,测温管上口必须用塑料堵塞严密,测完温度继续塞塑料堵塞。
中止测温记录后,采用高标号无收缩防水砂浆注浆封闭测温管。
测温点布置平面图
2、温度控制指标及测温频率:
温度监控指标如下:
内外温差:
小于25℃
降温速度:
小于1~1.5℃/d
揭开保温层时的温差:
小于15℃
监测周期与频率如下:
混凝土浇注结束后4天:
每4小时测一次
混凝土浇注结束后5~15天:
每8小时测一次
混凝土浇注结束后16天:
每24小时测一次
当内外温差小于15℃时,停止测温
十、质量保证措施
(一)质量主控项目:
1、混凝土必须符合设计及施工要求,所用的水泥、水、骨料、外加剂等必须符合施工规范和有关标准的规定。
2、评定混凝土强度的试块必须按《混凝土强度检验评定标准》的规定和设计要求。
3、混凝土运输、浇筑及间歇的时间不得超过混凝土初凝技术要求时间。
(二)一般项目:
1、混凝土浇筑后必须按方案及时养护。
2、混凝土强度达到1.2Mpa前,严禁上人、上料。
3、砼振捣密实,无漏振、涨模、露筋等现象。
混凝土表面平整、密实,无裂纹,混凝土棱角完好、无磕碰及损伤。
(三)应注意的质量问题:
1、严禁在混凝土内任意加水,严格控制水灰比,水灰比过大将影响补偿收缩混凝土的膨胀率,直接影响补偿收缩及减少收缩裂缝的效果。
2、止水带位置周围混凝土要认真浇筑振捣,保证密实。
3、为保护钢筋,模板尺寸位置正确,不得踩踏钢筋,并不得碰撞,改动模板、钢筋。
4、在拆模或吊运其它物件时,不得碰坏止水带。
5、提前掌握天气预报信息,尽可能避开雷雨天气施工,施工现场准备覆盖塑料簿膜,以防混凝土凝固前受到雨水冲刷。
6、雨季施工期间要认真勤测混凝土粗骨料的含水量,随时调整用水量和粗细骨料的含水量(由商砼站控制)。
十一、安全文明施工
1、浇筑混凝土的操作工人上岗时,带好安全帽,夏季施工严禁赤膊上班。
2、振捣作业人员应带好绝缘手套,工作时两人操作,一人持棒,一人看电机,随时挪电机,严禁拖拉电机,防止电线破皮漏电。
3、电源箱内要有漏电保护器,电机外壳做好接零保护,随机用的电缆线不得捆在架管或钢筋上,防止破损漏电。
4、用完振动棒先断开电源再盘电缆,电机放在干燥处,防止受潮造成电机烧毁现象。
5、施工现场安排人员及时清理落地灰,保持场容场貌整齐、干净。