大体积混凝土施工专业技术方案.docx
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大体积混凝土施工专业技术方案
大体积混凝土施工专项方案
一、编制依据
1、设计施工图纸及相关变更文件；
2、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）；
3、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；
4、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）；
5、《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）；
6、《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）；
7、施工现场勘查资料和现场环境条件。
二、工程简况
**铁路**标，位于***市*县，负责承建**铁路DK252+620～DK266+332，全长**km。
管段内线下土建工程，主要工程量有：
路基3.761km；铁路桥梁1386.67m/9座、公路中桥66m/1座，涵洞505.53横延M/15座；隧道11.681km/5座。
大体积混凝土主要指混凝土结构实体内最小几何尺寸不小于1m，或预计会因混凝土中水泥水化引起的温度变化和收缩导致有害裂缝产生的混凝土。
管段内桥梁承台及墩台身长、宽、高均超过1m，属大体积混凝土范畴。
桥梁承台尺寸见表2-1。
表2-1桥梁承台尺寸表
桥梁名称
墩台号
承台尺寸
备注
长（m）
宽（m）
高（m）
12.5
9.8
2.5
10.6
6.8
2.5
12.5
9.8
2.5
15.2
11.6
3.5
12.5
8.1
2.5
11.9
7.1
3
12.5
8.1
2.5
15.2
11.6
3.5
10.3
9.5
2.5
11.9
7.1
3
12.5
8.1
2.5
14.6
10.6
3
12.5
9.1
2.5
11.9
7.1
3
10.4
4.8
2
10.6
6.8
2.5
14.6
10.6
3
14.6
10.6
3
14.6
10.6
3
12.5
9.1
2.5
12.5
9.8
2.5
9.8
8
2
11.9
7.1
3
12.5
9.1
2.7
14.3
9.9
3
12.5
9.1
2.5
12.5
8.1
2.5
10.4
4.8
2
9.8
9
2
12.5
10.3
2.5
10.6
6.8
2.5
12.5
10.3
2.5
12.5
12.5
2.5
12.5
9.1
2.5
15.2
10.6
3
15.2
10.6
3
13.7
9.9
3
10.4
4.8
2
10.4
9.8
2
12.5
9.8
2.5
12.5
9.8
2.5
10.3
9.5
2.5
10.6
6.8
2.5
10.6
6.8
2.5
10.6
6.8
2.5
12.5
10.3
2.5
10.3
9.5
2.5
11.9
7.1
3
11.9
7.1
3
10.3
9.5
2.5
三、技术分析
3.1大体积混凝土施工特点
（1）混凝土结构体形大、混凝土数量多，结构最小边尺寸不小于1m；
（2）大体积砼处于在桥梁基础结构，常处于潮湿或与水接触的环境条件下。
因此，除了需要满足强度外，还必须具有良好的耐久性和抗渗性，还要求具有耐侵蚀性等性能；
（3）大体积混凝土单位水泥用量较大，截面尺寸较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂；
（4）大体积砼由于其水泥水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高较大，容易产生由温度引起的裂缝。
因此对凝土表层与环境、混凝土表层与芯部的温差进行控制，是大体积砼施工最突出的问题。
必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的砼体积变化，以便最大限度地减少混凝土裂缝。
3.2原材料要求
（1）水泥应优先选用质量稳定有利于改善混凝土抗裂性能，C3A含量较低、C2S含量相对较高的水泥；
（2）细骨料宜选用级配良好的中砂，细度模数宜大于2.3；
（3）采用非泵送施工时粗骨料的粒径可适当增大；
（4）应选用缓凝型的高效减水剂。
3.3配合比要求
（1）大体积混凝土配合比除应符合设计强度等级、耐久性、体积稳定性等要求外，尚应符合大体积混凝土施工工艺特性的要求，并符合合理使用材料、降低混凝土绝热温升值的原则；
（2）混凝土拌合物在浇筑工作面的坍落度不宜大于160mm；
（3）拌合水用量不宜大于170kg/m3；
（4）粉煤灰掺量应适当增加，但不宜超过水泥用量的40%；
（5）水胶比不宜大于0.55。
3.4工艺原理
大体积砼施工是通过对砼温度和应力的计算（主要包括拌合温度、出罐温度、浇筑温度、绝热温度、内部实际最高温度、表面温度及温度应力计算），确定控制温度的措施，并对砼搅拌、运输、入模、浇筑等全过程及配合比、外加剂的优选，在确保砼具有良好的和易性和温度变化的情况下，采用科学管理方法，严密组织施工，采取相应技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制好裂缝的开展，以满足结构物浇筑的需要。
3.5裂缝产生原因
大体积混凝土结构施工过程中，由于其结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致大体积钢筋混凝土产生裂缝的主要原因，这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种：
（1）表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成温差，使混凝土内部产生应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土的抗拉强度而引起的。
（2）贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其它结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土的抗拉强度时所可能产生的贯通整个表面的裂缝。
这两种裂缝不同程度上都属有害结构使用性能的裂缝。
四、大体积混凝土施工措施
为了有效控制本工程大体积砼浇筑过程中及浇筑后有害裂缝的出现和发展，必须从组成混凝土的各种材料选用、外加剂的选用，砼配合比、砼的加工运输到现场的浇筑、浇筑完成后及时养护等一系列过程进行的控制，并采取其他技术措施，才能最大限度的减小砼的水化升温，延缓降温速率，减少混凝土收缩，提高混凝土的极限拉伸强度，改善约束和设计构造方面全面考虑，结合实际采取相应的措施，确保本工程墩基础大体积砼的符合设计及使用的要求，确保工程的总体质量。
以下为大体积砼浇筑的各项施工准备及采取的各项措施。
4.1材料准备
（1）水泥：
使用42.5级普通硅酸水泥或硅酸盐水泥，水泥的含碱量控制在0.6%以下，根据试配确定掺量，水泥用量宜控制在380kg以下。
所用水泥均应符合设计要求及《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准。
（2）外加剂：
使用高效减水剂，掺量控制在0.2%～0.3%。
（3）掺合料：
掺入磨细矿粉，掺量30%～60%，根据试配定；磨细矿粉等级S105级；掺入粉煤灰，掺量8～10%粉煤灰，要求Ⅰ级或Ⅱ级。
（4）粗骨料：
最大粒径31.5㎜，连续级配，累计筛余量为：
20～31.5㎜，30%；10～20㎜，80%；5～10㎜，95%；石子含泥量在1%以下，泥块含量0.5%以下，等级为I级；
（5）细骨料：
细度模数2.8～3.5之间，含泥量在2%以下，等级为I级。
应符合《建筑用砂》（GB/T14684-2001）标准。
4.2浇筑安排
（1）在大体积混凝土的内部预埋冷却循环水管，送入循环冷却水，强制降低混凝土内部水化热的温度。
冷却水管采用直径Φ50mm的铸铁管，设置在承台内，平行布置。
（2）在大体积混凝土内部设置必要的温度配筋，在截面突出和转折处，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。
（3）在大体积砼内部测温线，测温线的设置与循环冷却水管、钢筋支撑架相连接，形成一个整体。
派专人每2h定时进行温度测试。
（4）确保施工现场有充足水源，并配置土工布、棉毡等覆盖养生物品。
4.3大体积砼的浇筑
（1）浇筑砼的模板、钢筋及管线等应事先全部安装完毕，经检查合格后方可浇筑。
（2）浇筑砼所用的泵管架子及走道应支搭完毕，并经检查合格。
（3）拌和站及拌合设备均能满足本次大体积砼浇筑的需要，砼浇筑的天气适合砼的浇筑，与各主管部门沟通协调明确，现场配备发电设备，班组人员、振捣器具已准备就绪。
（4）砼配合比通知单已由实验人员提交到位，坍落度数据已掌握，坍落度筒及试模已准备就绪。
（5）工程部对班组，班组对工人已进行全面施工技术交底。
做到工程管理人员心中明确，一线工人心中明确。
（6）泵送砼前，先向料斗内加入与砼配比相同的水泥砂浆，润滑管道后即可开始泵送砼。
开始泵送时，泵送速度宜放慢，油压变化应在允许值范围内，待泵送顺利时，才用正常速度进行泵送。
泵送期间，料斗内的砼量应保持不低于缸筒口上100mm，到料斗口下150mm之间为宜，避免吸入效率低，容易吸入空气而造成塞管，太多则反抽时会溢出并加大搅拌轴负荷。
砼泵送宜连续作业，当砼供应不及时，需降低泵送速度，泵送暂时中断时，搅拌不应停止。
当叶片被卡死时，需反转排除，再正转、反转一定时间，待正转顺利后可继续泵送。
泵送中途若停歇时间超过20min，管道又较长时，应每隔5min开泵一次，泵送小量砼，管道较短时，可采用每隔5min正反转2-3个行程，使管内砼蠕动，防止泌水离析，长时间停泵（超过45min）气温高、砼坍落度小时可能造成塞管，宜将砼从泵和输送管中清除。
在高温季节泵送，宜用湿麻袋覆盖管道进行降温，以降低入模温度。
（7）砼必须连续浇筑，一般应分层浇筑，分层捣实。
分层浇筑时必须控制分层砼厚度不超过30cm，且上下层砼浇筑间隔不得超过砼的初凝时间，分层砼浇筑时采用斜面分层法浇筑。
班组人员应分工明确、互相配合、统一指挥，极大的发挥汽车泵的机动能力，控制好分层砼浇筑的间隔时间，确保砼的浇筑质量。
（8）振捣棒的操作要做到“快插慢拔”，快插是为了防止先将表面砼振实，而与下面砼发生分层离析现象；慢拔是为了使砼能填满振动棒抽出时所造成的空洞。
在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以便上下振动均匀。
每一插点要掌握好振捣时间，过短不易振实，过长可能引起砼产生离析现象，一般每点振捣时间为20-30s。
（9）浇捣混凝土，应经常观察模板，钢筋、预留孔和埋件，发现问题随时纠正。
（10）泵送完毕，应立即清洗砼泵，布料器和管道，管道拆卸后按不同规格分类堆放。
4.4大体积混凝土的测温与养护
铁路标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（TB10424-2010）规定：
对大体积混凝土的养护应根据气候条件采取温控措施，并按需要测定浇注后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求范围内，当设计无具体要求时，温差不超过15oC。
大体积混凝土施工时，混凝土内部热量较难散发，外部表面热量散发较快（在夜间及下雨更甚），内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土表面产生拉应力。
温差大到一定程度，混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时，在混凝土表面会产生有害裂缝，有时甚至贯穿裂缝。
减少温度裂缝的技术手段一般可采用调整水泥品种与外掺剂、改良混凝土级配，利用后期强度来控制混凝土的温度与改善约束条件，而采用测温手段则为决定技术措施提供了先决条件。
大体积混凝土浇筑完成后，应派专人负责及时养生及温度观测。
对大体积结构物的表面、侧面均进行覆盖，并每间隔2～3小时进行洒水。
通过测温、控温手段，可以及时了解到混凝土内部与自然温度的实际差异，通过采用相应的技术措施，能将温差控制在15oC，可以有效的消除由于温度因素造成的混凝土有害裂缝。
采用XQC-300-J8型测温仪，配以导线。
导线必须固定牢靠，然后用环氧树脂封闭，并老化处理，确保不渗水。
整套测温设备进入现场前应进行调试，无误后方使用。
4.5砼浇筑的质量标准
（1）混凝土表面平整，无露筋，蜂窝和麻面现象。
（2）混凝土试块在标准条件下养护28d的抗压强度符合设计要求。
（3）砼浇筑质量记录齐全：
混凝土试块实验报告、测温记录、混凝土施工日志。
（4）承台允许偏差和检验方法
序号
工程
允许偏差（mm）
检验方法
1
尺寸
±30
尺量长、宽、高各2点
2
顶面高程
±20
测量5点
3
轴线偏位
15
测量纵横各2点
4
前后、左右边缘距设计中心线尺寸
±50
尺量各边2处
五、质量保证措施
（1）由工程总工向技术人员进行技术交底，以及工程总工或技术人员在每道工序开工前对作业班组进行技术交底，使作业人员明白作业流程和要点，避免盲目操作。
（2）对容易出现质量通病的工序，制定质量通病预防措施，施工时由技术人员进行现场把关。
（3）严格控制各种原材料的质量。
各类建筑材料必须具有出厂合格证，到场后，由实验人员进行现场取样实验，达不到工程质量标准的材料，坚决清退出场。
进场后分类别堆码，并挂牌标识，以防止误用。
（4）实行班组自检、工程部专检制度，合格后后报监理工程师检验。
（5）施工时加强旁站监督，标准化作业。
六、冬季施工质量保证措施
（1）搅拌混凝土前，应先经过热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，尽可能保证混凝土的入模温度不低于5℃。
水泥、矿物掺和料、外加剂等可在使用前运入暖棚进行自然预热，但不得直接加热。
（2）混凝土宜选用较小的水胶比和较小的坍落度。
当需要对水进行加热处理时，水的加热温度不宜高于80℃。
当骨料不加热时，水可加热至80℃以上，但搅拌时应先投入骨料和已加热的水，拌匀后再投入水泥。
当加热水尚不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不应高于60℃。
当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，应调整拌和料的加热温度。
冬期施工混凝土搅拌时间宜较常温施工延长50%左右，同时应当注意保证混凝土拌和物搅拌均匀性。
（3）骨料中不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。
（4）搅拌设备宜安装在气温不低于10℃的厂房或暖棚内。
搅拌混凝土前及停止搅拌后，应用热水冲洗搅拌机鼓筒。
（5）混凝土的运输容器设保温设施。
运输时间应缩短，并尽量减少中间倒运环节。
七、夏季施工质量保证措施
夏季炎热天气中混凝土工程施工过程中关键控制点是控制混凝土温度，包括入模温度、养护过程的温度等。
以避免混凝土在水化反应过程中温度过高，引起的较大的温度应力，造成混凝土结构物开裂。
制定如下控制措施，以保证混凝土工程质量满足规范要求。
（1）混凝土拌和物控制措施
为保证混凝土入模温度满足验标要求的5℃-30℃范围，严格控制混凝土原材料的温度，以免在炎热气候中拌和物入模温度超过规定标准。
尤其要加强混凝土出场温度监测，以保证入模温度不超标。
砂石料和搅拌用水温度的控制措施：
粗细骨料等大批堆放的原材料必须用蓬布或凉棚遮盖，防止日晒。
必要的时候给骨料喷洒水雾降温。
夏季的拌和用水温度应尽可能降低，在骨料温度偏高的时候采取用冰水搅拌混凝土能有效减低混凝土拌和物的温度。
混凝土拌和物出场控制：
搅拌楼中拌和出的混凝土，由拌合站驻站实验人员对砼出机温度、坍落度、含气量的技术指标进行测定，并做好记录，不满足施工要求的混凝土不得出场使用。
尤其控制夏天出机温度不得高于30℃。
因夏季气温高，坍落度损失快，含气量和坍落度控制指标在合理范围内尽量取大值。
（2）混凝土拌和物现场质量控制
混凝土搅拌车到达现场后，由现场实验人员实测混凝土的坍落度、含气量、入模温度等技术指标。
不满足要求的不得使用，全车退回。
（3）浇注混凝土过程的质量控制措施
浇注前对模板、钢筋的温度控制：
夏季混凝土浇注前要注意对模板、钢筋的温度控制，以免温度过高影响混凝土入模的实际温度。
对露天存放的模板和钢筋应进行有效遮挡，避免阳光直射。
浇注时间的选择：
夏季混凝土浇注时间要选择在温度相对较低的凌晨进行，并尽量缩短浇注时间，避免浇注过程中混凝土温度变化过大。
浇注合理分层：
采取分层浇筑的大体积混凝土，每层厚度不大于30cm，并减少每次浇筑长度的蓄热量，以避免水化热的积聚，减少温度应力。
（4）混凝土养生过程的质量控制措施
混凝土养生阶段，尤其是前7天水化反应活跃的阶段，对混凝土结构物进行覆盖洒水，保持混凝土表面潮湿防止开裂。
八、安全文明保证措施
8.1所有参加施工的人员必须进行岗前安全培训，合格后方可上岗。
8.2定期或者不定期的进行安全检查，发现问题，予以整改，对不按照安全要求施工的人员予以警告、罚款以及清理出场等处罚。
8.3施工人员高空作业必须系好安全带及安全帽，禁止穿拖鞋、高跟鞋进入现场。
8.4特种作业人员均须持证上岗。
尤其接电线必须由电工按规范操作，禁止非电工人员自行接电。
所有电力设备必须保证“‘一机一闸一锁一漏一箱”，开关箱内的电力设备确保良好，停用设备时要拉闸断电并所好开关箱。
手持用电设备人员必须穿戴绝缘手套、胶鞋。
8.5规范施工现场管理用电管理，做好防水、防潮、防风措施，严防漏电、触电事故，宿舍内禁止使用电炉。
8.6管理人员挂牌上岗，文明着装，文明用语。
8.7现场无积水，无杂物，无垃圾。
道路畅通，雨天不泥泞，晴天无扬尘。
8.8材料、工具分区堆放，整齐、有序，离开地面30cm，并覆盖。
机械、设备停放整齐，必要时进行覆盖。
8.9施工便道、现场设置显著、醒目的安全标志，钻机及泥浆池应用隔离网围护，夜间用红色灯光警示。
8.10随时观察钻机周围情况，发现不稳定迹象立即采取措施，防止坍孔陷人陷机。
8.11定期及时维护、检修机械设备，保证其良好的使用性能。
避免因机械故障伤人。
8.12所有机械设备必须挂操作规程及安全标示牌。
九、环境保护措施
9.1在设备选型时选择低污染的设备。
9.2运输水泥等易飞扬物料时用篷布覆盖严密，并装量适中，不得超限运输。
9.3对施工现场和运输道路经常进行洒水湿润，减少扬尘。
9.4对汽油等易挥发品的存放要密闭，并尽量缩短开启时间。
9.5施工现场的生活垃圾，应集中堆放。
9.6工地设置能冲洗的厕所，派专门的人员清理打扫，并定期对周围喷药消毒，以防蚊蝇滋生，病毒传播。
9.7施工中废弃的零碎配件，边角料、水泥袋等及时收集处理。
9.8机械车辆途经居民区地应减速慢行，不鸣喇叭。
9.9对钢筋加工、砼拌合、构件预制等场地选择时，尽量远离居民区。
9.10加强对管理人员及施工人员进行环境保护的有关法律、法规的教育，使职工牢固树立环保意识，自觉遵守《环境保护法》及地方政府有关法规、条例。
9.11对施工界限内、外的植被尽力维持原状。
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