大体积混凝土施工方案27179.docx

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大体积混凝土施工方案27179

一、编制依据

《混凝土结构工程施工及验收规范》

《普通混凝土配合比设计规程》

《地下工程防水技术规范》

《混凝土拌合用水标准》

《底板大体积混凝土施工工艺标准》

《混凝土泵送施工技术规程》

二、工程概况

深圳市嘉里建设广场二期总承包工程位于深圳市福田中心区，益田路与福华路交叉口，东侧为嘉里建设广场一期，北侧为香格里拉国际酒店。

本工程占地面积7900.80m2，总建筑面积102948.54m2，由地下三层、地上四十一层组成，地上总高度200m，属框架-筒体结构。

根据本工程结构施工图纸，地下室底板厚度为900或1100，所以Ⅰ―Ⅳ区底板及基础为大体积混凝土结构，其中核心筒大承台为超大体积混凝土结构，截面高度2000mm，局部4400mm，平面尺寸24350mm×26000mm，承台位置为3～6/B～E。

其它承台平面尺寸4000mm×3700mm～10250mm，承台厚度3200mm/2800mm。

根据本工程大体积混凝土特点，针对核心筒大承台大体积砼编制本方案。

三、大体积砼方案论证

针对本工程大体积混凝土特点，并结合深圳市商品砼的水泥、粉煤灰的使用情况，基本都未采用低水化热的矿渣硅酸盐水泥，一般采用普通硅酸盐水泥，通过与商品砼搅拌站的多次沟通，并结合大体积混凝土的自身特点，一般三天混凝土内部达到最高温度，另外通过内掺二级粉煤灰和S95级磨细矿渣粉，有效降低单方混凝土的水泥掺量，以达到减少水化热、降低混凝土内部温度的目的，同时通过各种外加剂（减水剂、膨胀剂）的掺入，有效防止混凝土自开裂，增强抗渗性能。

混凝土内部温度最高可至64.6℃。

详见第四部分：

大体积混凝土绝热温升计算。

根据混凝土内可能达到的最高温度，并结合大体积混凝土特点和工期要求，经过认真研究，我司拟订对底板及核心筒大承台混凝土进行一次性浇筑（若分两次浇筑，施工缝的处理、养护难度比较大且时间长〈影响工期〉，另外混凝土厚度对内部最高温度的影响相差不大，故优选一次性浇灌）。

四、大体积混凝土绝热温升计算

4.1大体积混凝土计算模型的选取

根据有关资料，可认为大体积混凝土的温升值可以近似达到其绝热温升峰值，即基础底板在其侧壁的四个方向上是绝热的。

本工程基础底板的底面为100mm厚细石混凝土垫层，其下是厚度无穷大的地基土，有一定的含水率，比热容比较大，且可以传递一部分热量，对于降低混凝土内部温度是有利的，为计算方便，我们假定基础底板沿基底表面方向是绝热的。

承台的上表面，在混凝土浇筑完毕后多采用保温法或蓄热法养护使大体积混凝土的上表面温度缓慢下降并控制内外温差在25℃以内。

保温法是在终凝的大体积混凝土的上表面覆盖一定厚度保温材料，如草袋、麻袋、塑料布（主要功能保湿）等。

蓄热法是利用热容量大的材料（一般多采用水），在终凝的大体积混凝土底板上表面蓄积一定的厚度。

这两种方法都有效地减小了混凝土上表面的热损失速率，从而减小了大体积凝土上表面的降温速率，使混凝土承台上表面的温度与核心混凝土温度相比，不至于降低的太多、太快（特别是在大体积混凝土降温阶段），并使承台上表面的温度与其核心的温度之差始终控制在小于规范允许值的25℃以内，从而防止大体积混凝土因内外温差过大引起的变形差裂缝。

但由于大体积混凝土承台上表面的保温层厚度或蓄水层厚度不可能也没有必要做的很厚，且承台核心到上表面的厚度也不是很大，因此大体积混凝土承台上表面不能被认为是绝热的，而应属于单向一维的散热状态。

由于承台上表面的保温层、蓄热层的影响，大体积混凝土承台上表面即不是完全的绝热状态，也不是完全的散热状态，而应属于一种单向一维的不完全散热状态，大体积混凝土承台其余的五个方向（基底表面及四周侧壁）处于完全的绝热状态。

大体积混凝土上表面保温层或蓄热层的厚度和材质的导热系数就直接影响着大体积混凝土承台的上表面温度和核心温度。

因此在温度计算中，一定要考虑保温层、蓄水层的厚度和导热系数对大体积混凝土底板的上表面温度和核心温度的影响。

4.2大体积混凝土绝热温升及保温层厚度的计算方法　　

1、大体积混凝土上表面保温层或蓄热层的等效虚厚度h′可按以下公式计算：

h′=k·λ/β

式中：

k—折减系数，取2/3。

λ—混凝土导热系数，取2.33[W/（m·k）]。

β—混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/（m2·k）]，β值可由下式计算：

　β=1/[Σδi/λi+1/βq]。

式中：

δi—各保温材料厚度（m）。

λi—各保温材料导热系数[W/（m·k）]。

βq—空气层的传热系数，取23W/（m2·k）。

　厚度为虚厚度（h′）的混凝土层与原实际承台厚度为h的混凝土层共同组合成一个厚度值为H（H=h+2h′）的混凝土承台，这个厚度H称为计算厚度。

2、大体积混凝土承台完全绝热状态时的核心温升值Th的计算　　　

　大体积混凝土完全绝热状态下的核心温升值可以由以下公式计算：

　　　　　　　　Th=（mC+K×F）Q/c·ρ

　式中：

Th—混凝土最大绝热温升；

mC—混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（㎏/m3）；

F—混凝土活性掺合料用量（㎏/m3）；

K—掺合料折减系数。

粉煤灰取0.25-0.30；

Q—水泥28d水化热（kJ/kg）；

c—混凝土比热，取0.97[kJ/（kg·K）]；

ρ—混凝土密度，取2400（㎏/m3）；

3、大体积混凝土承台的核心最高温度值Tmax计算

大体积混凝土承台单向不完全散热状态下的核心最高温度Tmax可以按以下公式计算：

　Tmax=Tj+T1

式中：

Tmax—大体积混凝土的核心最高温度值（℃）；

Tj—大体积混凝土的浇筑温度，一般混凝土的浇筑温度Tj等于当日最高大气温度Tq或比当日大气温度高0～3℃，即Tj=Tq+0～3（℃）；

T1—大体积混凝土上表面单向不完全散热核心温升值（℃）。

4、大体积混凝土承台上表面温度Tb计算：

大体积混凝土上表面的温度Tb一般是指混凝土表面或表面下0～0.2m处的混凝土温度，该温度可按以下公式计算：

　　Tb=Tq+4/H2h′[H-h′]（Tmax-Tq）　　

式中：

Tb—大体积混凝土的上表面温度（℃）；

　Tq—混凝土测温期间当日最高气温度（℃）。

4.3本工程核心筒大承台绝热温升计算　　

工程地下室底板厚度局部较厚，按2.6m厚度进行计算，因基础底板采用C35S8抗渗混凝土，根据商品砼搅拌站所提供砼配合比，每立方米C35S8的掺量如下：

水：

水泥：

砂：

石：

Ⅱ级粉煤灰：

S95级磨细矿渣粉：

外加剂

=168：

250：

1040：

1030：

88：

62：

11.4

水泥采用普通硅酸盐P.O42.5级，其单位重量水化热（Q=543kJ/kg）。

4.4本工程大体积混凝土完全绝热状态下的核心温升值:

Th=（mC+K×F）Q/c·ρ

=（250+0.28×135）×375/（0.97×2400）

=47.97℃　

大体积混凝土终凝后，其上表面先覆盖一层δi=0.0005m厚的塑料布，并覆盖两层麻袋0.04m厚，浇筑期间当日最高气温Tq=32℃，入模温度Tj=32℃考虑：

其表面保温蓄热层为塑料布δ1=0.0005m，λ1=0.035w/m·k，表面两层麻袋的厚度δ2=0.04m，传热系数λ2=0.14w/m·k，保温蓄热层的传热系数β：

β=1/[Σδi/λi+1/βq]

=1/[0.0005/0.035+0.04/0.14+1/23]

=2.911W/（m2·k）。

保温蓄热层的等效虚厚度:

h′=（2/3）·（2.33/β）

=0.534m。

h=2.6m厚底板的计算厚度:

H=h+2h′=2.6+2×0.534=3.668m。

H=3.668m厚底板单向完全散热状态下与完全绝热状态下核心温升值之比ξ，ξ=0.68。

因此底板单向不完全散热状态下核心温升值:

T1=ξTh=0.68×47.97

=32.62℃

底板单向不完全散热状态下核心最高温度值

Tmax=Tj+T1=32+32.62=64.62℃。

混凝土表面温度为混凝土表面下0.1m处的温度，

根据公式：

Tb=Tj+4/H2h′（H-h′）（Tmax-Tq）

=32+4/3.6682×0.534×（3.668-0.534）×（64.62-32）

=48.23℃

混凝土表面温度与混凝土内部温度温差:

Δ1=64.62℃-48.23℃=16.39℃＜25℃

混凝土表面温度与大气温度温差:

Δ2=48.23℃-32℃=16.23℃＜25℃

故核心筒大承台在浇筑混凝土时需要覆盖两层麻袋和一层塑料薄膜即可满足规范和图纸规定温差要求。

五、混凝土浇筑顺序

结合本工程核心筒承台和底板分布特点，拟订以下混凝土浇筑顺序，见下图：

从东向西斜面分层一次性浇筑成型，每层浇筑厚度控制在500mm，其层间的间隔时间应尽量缩短，层间最长时间间隔应不大于混凝土初凝时间。

六、大体积混凝土组织措施

成立以项目经理为组长，项目书记、项目总工、项目副经理为副组长，各相关工长及班组长为组员的大体积混凝土施工保障措施安排值班及职责情况如下：

白班

徐超

全面管理责任

余明

环境、安全主管、对外协调

狄彬

生产、技术的组织、解决突发事件和关键技术难题

杨军

现场施工的组织和协调，及时发现和解决问题

李俊

动力、机械保障

陈晓玉

材料保障及质量验收

朱明

大体积混凝土测温组织

晚班

梁丽忠

生产的组织、解决突发事件和关键技术难题

张家政

现场施工的组织和协调，及时发现和解决问题

张志平

材料保障及质量验收

张青

环境、安全突发事件的处理、安全隐患的排查处理

曹赞忠

大体积混凝土测温组织

其它人员照常上班，值班人员必须履行工作交接制度，白班上班时间7：

30~20:

00，晚班上班时间19:

30~8:

00，工作时间重叠半小时以备交接，后班人必须到场并移交清楚后前班人方可退场。

木工看模、钢筋工看筋在混凝土浇筑过程中全程跟踪，应付突发事件。

砼工轮班作业，每班砼工保证20人。

在浇筑之前进行全员交底，并严格按本方案实施。

七、大体积混凝土保温措施及温度监测

7.1大体积混凝土保温措施

根据本工程大体积混凝土绝热温升计算,需要覆盖一层麻袋和一层塑料薄膜，在混凝土终凝后两小时内浇水并覆盖塑料薄膜和一层麻袋，根据混凝土测温结果加盖第二层（在混凝土内部最高温度和表面温度以及大气温度的温差在允许范围内尽快散热，加快工期）。

7.2大体积混凝土裂缝成因分析及对策

1、在混凝土升温阶段易产生表面裂缝

大体积混凝土在硬化期间的水泥水化过程，会释放大量的水化热，使混凝土中心及基础块中部区域产生很高的温度（基础块厚度越大，温度越高），而混凝土表面和边界受气温影响，温度较低，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当温差超过一定的限度，其所产生的温度应力极易使新浇筑混凝土产生裂缝，根据规范和图纸要求，要求温差控制在250C以内。

2、在混凝土降温阶段易产生收缩裂缝

当混凝土降温时，混凝土由于逐渐散热而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发，以及胶质体的胶凝等作用，促进了混凝土的收缩。

这两种收缩在进行时由于受到基底及结构本身的约束，以致产生较大的收缩应力（拉应力），当这种收缩应力超过一定的限度，其所产生的温度应力就会在新浇筑混凝土基础中产生收缩裂缝．这种收缩裂缝有时会贯穿混凝土基础全断面，成为结构性裂缝。

7.3测温点的设置和大体积混凝土测温

7.3.1测温点布置

（1）测温点布置原则

测温点必须具有代表性，能全面反映大体积混凝土各部位的温度，从大体积高度断面考虑，应包括底面、中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边角区。

（2）测温点布置

根据以上布置原则和核心筒大承台的结构特点，确定以下测温点平面布置图，平面分别在7处测温点，每处测温分上中下再设立三个测温点，每处的测温点分别处于承台的底面以上200mm，中部和顶面以下200mm。

7.3.2测温安排

鉴于大体积混凝土温度变化是一个平缓的变化过程，在一段时间内温度不会突变，检测温度的时间间隔只要小于混凝土每升高一度的时间就可以，因此，我们根据相关规定进行测温，即从混凝土浇筑完成后4小时开始测温，在升温阶段每2小时测温一次，着重报告混凝土中心与表面以及表面与环境温度之间的温差，在降温阶段每6小时测温一次，测温结束时间均以各部位温差进入安全范围（ΔT≤25℃），可以撤除保温措施为条件。

7.3.3测温注意事项

测温必须指派专人负责，不得漏测，不得提前或滞后监测；

每次对最高温度、表面温度和大气温度进行测温，对测温实测数据进行波动分析，要剔除不合理的数据。

7.3.4数据整理

在每次测温时须记录所有监测数据，每测18次对数据进行整理，并绘制成表格和测温曲线，对测温曲线进行成果分析，以预测温度发展的趋势，表格样式见附件。

温度时间曲线