大体积混凝土专项施工方案.docx
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大体积混凝土专项施工方案
银川国际航空港综合交通枢纽工程室外总体、制冷站及桥梁工程
大
体
积
混
凝
土
施
工
专
项
方
案
编制：
审核：
审批:
西部机场集团建设工程（西安）有限公司
年月日
第一章、编制依据
1、西部机场集团宁夏机场有限公司签发的银川国际航空港综合交通枢纽工程室外总体、制冷站及桥梁工程施工承包招标文件。
2、中国建筑西北设计研究院有限公司设计的制冷站土建施工图。
3、国家现行的有关建筑施工规范、规程、标准。
（1）《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-2011
（2）《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2016
（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
（4）《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
（5）《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-2011
（6）《建筑施工计算手册》江正荣编著
第二章、工程概况
建设单位：
西部机场集团宁夏机场有限公司
设计单位：
中国建筑西北设计研究院有限公司
监理单位：
四川省城市建设工程监理有限公司
施工单位：
西部机场集团建设工程（西安）有限公司
工程概况：
银川国际航空港综合交通枢纽工程室外总体、制冷站及桥梁工程，工程范围为：
银川国际航空港综合交通枢纽工程室外总体、制冷站及桥梁工程包括制冷站改建扩建、高架桥、下穿通道桥、地面停车场、场区道路、室外广场、室外管网、场区照明等工程。
本工程位于T2、T3航站楼西侧，其中制冷站工程位于机场既有3号制冷站北侧。
本期工程涉及范围整个地势东高西低，南高北低，最大高差约6m，场地自然标高在1128～1134m之间。
道路工程主要包括大巴车专用道路、出租车专用道路、远期T4专用道路、私家车专用道路，以及停车场、室外广场、高架桥路基段等内容。
桥梁工程内容主要包括T2航站楼高架桥工程、H1线上跨桥和停车场高架桥工程三部分。
T2航站楼高架桥共四联，均采用普通钢筋混凝土现浇连续箱梁。
本子项桥梁总面积为4791.94m2；拆除桥梁面积1780m2，钢筋混凝土体积1181m3。
H1线上跨桥由新建T2航站楼高架桥引桥方向跨越场区H1道路。
上跨桥共分南、中、北三幅桥，各幅桥均为一联2跨现浇预应力混凝土连续箱梁。
本子项桥梁总面积为2520m2。
停车场高架桥位于T2航站楼高架桥南侧，因场区道路跨越停车场出入口并连接停车楼而建。
停车场高架桥工程共分三联，均采用普通钢筋混凝土现浇连续箱梁。
本子项桥梁总面积为2006.96m2。
制冷站扩建工程扩建部分建筑面积161m2，建筑高度6.65m；主要包括新建单体楼一层，相关制冷设备及屋顶冷却塔。
改建部分主要为拆除制原冷站卫生间、北侧建筑外墙拆除、调整原制冷站制冷设备以及管道布局等。
此外室外总体工程还涉及给排水工程、电气安装、场区照明等工程。
大体积混凝土浇筑区域为：
根据规范要求,混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土为大体积混凝土；所以本工程大体积混凝土浇筑区域为T2航站楼高架桥、停车场高架桥及H1线上跨桥中桥墩、桥台承台、桥身、墩身。
桥台承台尺寸为15m（12m）*4.6m*1.8m，桥墩承台尺寸为5.2m*5.2m*1.8m，桥身尺寸为15m（12m）*1.3m*4.5m，墩身尺寸为3m*1.6m*3.5m。
桥台承台平面图
桥墩承台平面图
第三章、施工准备
一、技术准备
浇筑混凝土前，预先与商品混凝土搅拌站办理商品混凝土委托及申请，委托单位的内容包括：
混凝土强度等级、混凝土的特殊要求、使用部位、混凝土量、坍落度和浇筑时间等。
提前要求商品混凝土搅拌站把试配结果报送到项目技术部，由技术负责人审核，报监理审查认可。
混凝土掺和料和外加剂等的性能或种类，必须经权威检测机构检测合格，并报监理认可后方准使用。
二、测量准备
1、测量仪器的准备
测量仪器：
全站仪一台、水准仪一台、100m长钢卷尺一把、5m标尺3把等。
以上设备应预先进行检验，计量合格，以确保测量用具的精度。
2、标高的测设依据现场引入的水准点用水准仪和标尺将承台标高引测至其附近基础上，用红三角标识标出相对标高。
三、施工人员配置
施工人员的安排在施工前，一切参与施工的人员必须作好充分准备，尤其是：
在施工前现场技术人员，必须对人员准备及任务的划分进行详细的、有针对性的交底。
项目经理部对底板大体积混凝土浇筑、养护等各项工作做出总部署，管理、监督控制混凝土的施工过程、施工顺序、底板混凝土的施工质量。
施工管理人员安排表
序号
管理职责
姓名
1
施工总指挥
孙磊
2
现场协调
黄建喜
3
质量负责
郭永利
4
试验员
王杰涛
5
测温记录
陈智熭
6
测量
叶强
7
现场临电
张福宽
8
安全责任人
赵世鹏
9
混凝土现场调度
张晓军
劳动力人员安排表
序号
工种
人数
1
木工
16
2
砼工
36
3
钢筋工
40
4
架子工
10
5
电焊工
5
6
电工
3
7
机修工
2
8
文明工
5
9
后勤
5
四、施工机械配置
主要机械设备一览表
机械或设备名称
型号
数量台
总功率KW/HP
制造国或产地
设备状态
汽车吊
QY25A
1
240KW
中国
良好
汽车吊
QY12
1
中国
良好
切断机
D-400
1
3.3KW
中国
良好
弯曲机
WQ-12
1
15KW
中国
良好
电动圆锯
550NB
2
0．9
中国
良好
水钻
SCY1800E2050E
2
中国
良好
手电钻
6C
3
0．25
中国
良好
手提电动砂轮机
150三相
3
0．7
中国
良好
电动切割机
GMS34
3
2．8
中国
良好
电锤
GBH25
2
20
中国
良好
气焊设备
4
中国
良好
空气压缩机
300-100
3
1．2
中国
良好
电动自攻螺钉钻
TA-3060
2
0．25
中国
良好
手提电焊机
SD-2000
3
2
中国
良好
全站仪
BTS-802CA
1
良好
水准仪
DS32
1
良好
在施工前，一切施工的机具必须作好充分准备。
混凝土采用商品混凝土，用汽车泵浇筑。
混凝土浇筑前，拟准备的机具有：
平锹、铁耙、混凝土吊斗、插入式振捣棒、木抹子、铝合金长刮杠。
所有机具均应在浇筑混凝土前进行检查，同时配备专职技工，随时检修。
在混凝土浇筑时间，要保证水、电、照明不中断。
为了防备临时停水，停电，事先应在现场准备一定数量的人工拌和捣固用工具，以防出现设计以外的施工缝。
用于保温的塑料薄膜、棉被提前准备好。
第四章、大体积混凝土总体施工方案
承台、桥身及墩身大体积混凝土施工采用表面用塑料薄膜与棉被覆盖的方法，并搭设暖棚，暖棚内使用煤炉升温，严格控制混凝土内外温差；为了准确量测混凝土内外温差，避免产生裂缝，掌握大体积混凝土施工温控准确资料，承台、桥身及墩身采用布设测温管与冷却水管的方案，根据温控实际结果指导后续承台、桥身及墩身的施工。
一、冷却水管、测温管安装
（１）为降低混凝土内部水化热温度，调节大体积砼混凝土内表温差，采取在大体积砼混凝土体内设冷却水管通水降温措施。
（２）冷却水管网按照冷却水由热中心区流向边缘区的原则分层分区布置，进水管口设在靠近混凝土中心处，出水口设在混凝土边缘区，每层水管网的进、出水口相互错开，并保证每2㎡不少于一个进水孔。
（３）冷却水管采用壁厚2mm、直径φ40mm的PVC管。
水管网沿竖向布置在大体积砼中央；最外层水管距离混凝土最近边1m，每层水管的垂直进出口要相互错开1.5m。
（４）布管时，水管要与构件主筋错开，当局部管段错开有困难时，要适当移动水管的位置。
（５）水管要与钢筋骨架或架立钢筋绑扎牢靠，防止混凝土浇筑过程中，水管变形或接头脱落而发生堵水或漏水。
（６）冷却水管与测温管一管两用，即先使用温度计测温，若混凝土内外温差大于25℃，则立即放水降温，同时，棚内增加火炉升温，直至温差小于25℃。
二、混凝土浇筑
浇筑浇注混凝土前，应对模板、钢筋、支架和预埋件进行检查，并作好记录，符合设计要求后方可浇注，并对暖棚进行预温处理，确保暖棚内温度不低于15℃。
模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。
模板如有缝隙，应填塞严密。
混凝土由混凝土拌和站集中拌和，混凝土输送车运输，经混凝土泵送至施工点，混凝土分区布料、分层浇筑，采用插入式振捣器振捣。
混凝土浇筑完毕后，在顶部混凝土初凝前，对其进行二次振捣，并压实抹平。
大体积混凝土采用低水化热水泥，并采用“双掺技术”（即掺加粉煤灰及外加剂），降低混凝土的入仓温度等措施，以改善混凝土的性能，减小混凝土的水化热。
三、混凝土养护
（１）混凝土浇筑前，暖棚内使用火炉预温，保证棚内温度不低于15℃，混凝土浇注完毕后即开始抹面收浆，控制表面收缩裂纹减少水分蒸发，混凝土抹面收浆完毕后立即覆盖养护。
混凝土采用保湿蓄热法养护，即在大体积砼四周及表面覆盖1层塑料薄膜，1层棉被使敞露的全部表面覆盖严密，形成良好的保温层。
（2）混凝土养护时间以混凝土内部温度与表面温度环境之差小于5℃以下为标准，至少养护14天。
（3）混凝土强度达到1.2Mpa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。
四、测温监控
（1）混凝土温度监控
a测温时间：
自混凝土覆盖测温点开始测温，直至混凝土内部温度与暖棚内环境平均温度之差小于25℃以下时止。
b测温频率：
一般在温度上升阶段2～4h一次，温度下降阶段4～8h一次，同时应测暖棚内温度，并做好记录。
另外：
1～3天，每2小时测温一次；4～7天，每4小时测温一次；8～14天，每8小时测温一次。
c测温点布置：
每个测温管内沿高度每50～100cm设测温点一个；每个测温管内距大体积砼顶面、底面各设测温点一个；每个测温管内近冷却管网处设测温点，以观测冷却通水对混凝土中心的冷却效果。
d通过对测温数据进行计算、分析，及时指导现场混凝土养生。
一般地，可通过调节冷却水流量、进水温度等方法来调控混凝土内部温度；通过改变混凝土表层养生手段调控混凝土表层温度。
e测定混凝土温升峰值及其达到所需的时间，定期记录冷却水管进、出水的温度，绘制混凝土内部温度变化曲线。
根据观测结果确定冷却水管通水量、通水时间和蓄热养护时间等，以降低混凝土内外温差。
（２）通水冷却
根据温控实际结果，如果混凝土内外温差超过25℃时，采用通水冷却方案。
①每层冷却水管被浇注的混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层冷却水管内通水。
②一般地，冷却水的流量可控制在1.2～1.5m3/h，使进、出口水的温差不大于6℃。
③冷却管排出的水，在混凝土浇注未完以前，应立即排出基坑外，不得排至混凝土顶面。
④温度控制标准应符合下表规定
温度控制表
序号
项目
允许范围
1
混凝土浇筑温度（振捣后5～10cm深处的温度）
≤30℃
2
内表温差
≤25℃
3
内部最高温度
≤60℃
4
最大水化热温升
≤40℃
5
最大降温速率
≤2.0℃/d
第五章、混凝土自约束应力计算书
计算依据：
1、《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
一、混凝土的弹性模量
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土强度等级
C35
龄期t（d）
7
混凝土中掺合料对弹性模量修正系数β
1.02
系数φ
0.09
混凝土龄期为7天时，混凝土的弹性模量
E（t）=βE0（1-e-φt）=1.02×3.15×104×（1-2.718-0.09×7）=15018N/mm2
二、混凝土最大自约束应力
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土浇注体内的表面温度Tb（°C）
15
混凝土浇注体内的最高温度Tm（°C）
25.1
水泥3天的水化热Q3（kJ/kg）
220
水泥7天的水化热Q7（kJ/kg）
250
粉煤灰掺量对水化热调整系数k1
0.96
矿渣粉掺量对水化热调整系数k2
0.93
每m3混凝土胶凝材料用量W（kg/m3）
30
混凝土比热C[kJ/（kg·°C）]
0.95
混凝土重力密度ρ（kg/m3）
2450
系数m（d-1）
0.4
混凝土入模温度T0（°C）
15
混凝土结构的实际厚度h（m）
1.8
在龄期为τ时，第i计算区段产生的约束应力延续至t时的松弛系数Hi（t,τ）
0.22
水泥水化热总量：
Q0=4/（7/Q7-3/Q3）=4/（7/250-3/220）=278.48kJ/kg
胶凝材料水化热总量：
Q=kQ0=（k1+k2-1）Q0=（0.96+0.93-1）×278.48=247.85kJ/kg
混凝土的绝热温升：
T（t）=WQ（1-e-mt）/（Cρ）=30×247.85×（1-2.718-0.4×7）/（0.95×2450）=3°C
混凝土浇注体内的最高温度（这步计算参考《建筑施工计算手册》（中国建筑工业出版社，汪正荣编著））：
Tm=T0+T（t）·ζ=15+3×0.49=16.5°C
在施工准备阶段，最大自约束应力：
σzmax=α×E（t）×ΔTlmax×Hi（t,τ）/2=1.0×10-5×15018×（16.47-15）×0.22/2=0.02MPa
三、控制温度裂缝
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土抗拉强度系数γ
0.3
粉煤灰掺量对混凝土抗拉强度影响系数λ1
1.03
矿渣粉掺量对混凝土抗拉强度影响系数λ2
1.09
1、混凝土抗拉强度
ftk（t）=ftk（1-e-γt）=2.2×（1-2.781-0.3×7）=1.93N/mm2
2、混凝土防裂性能判断
λftk（t）/K=λ1λ2ftk（t）/K=1.03×1.09×1.93/1.15=1.88N/mm2
第六章、混凝土外约束拉应力计算书
计算依据：
1、《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
一、混凝土外约束拉应力
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
第1层保温层厚度δ1（m）
0.05
第1层保温材料导热系数λ1[W/（m·K）]
0.06
第2层保温层厚度δ2（m）
0.1
第2层保温材料导热系数λ2[W/（m·K）]
0.09
实测日期t1（d）
3
实测温度T1（°C）
50
松弛系数H1（t1）
0.186
实测日期t2（d）
6
实测温度T2（°C）
45
松弛系数H2（t2）
0.215
实测日期t3（d）
9
实测温度T3（°C）
35
松弛系数H3（t3）
0.383
固体在空气中的放热系数βu[W/（m2·K）]
35.7
混凝土的导热系数λ0[W/（m·K）]
0.45
混凝土浇筑体的长度L（mm）
4
混凝土浇筑体的实际厚度h（m）
1
外约束介质水平变形刚度CX（10-2N/mm3）
4
水泥品种修正系数M1
1.1
水泥细度修正系数M2
1.13
水胶比修正系数M3
1.21
胶浆量修正系数M4
1.45
养护时间修正系数M5
1.11
环境相对湿度修正系数M6
1.1
水力半径的倒数修正系数M7
0.76
ESFS/ECFC修正系数M8
0.85
减水剂修正系数M9
1.3
粉煤灰掺量修正系数M10
0.86
矿粉掺量修正系数M11
1.01
粉煤灰掺量对弹性模量调整修正系数β1
0.99
矿渣粉掺量对弹性模量调整修正系数β2
1.03
系数φ
0.09
1、各龄期混凝土弹性模量
Ei（3）=βE0（1-e-φt）=β1β2E0（1-e-φt）=0.99×1.03×3.15×104×（1-2.718-0.09×3）=7603N/mm2
同理：
Ei（6）=13406N/mm2，Ei（9）=17837N/mm2
2、各龄期混凝土浇筑体综合降温差的增量
εy（3）=εy0（1-e-0.01t）·M1·M2·M3…M11=3.24×10-4×（1-2.718-0.01×3）×1.1×1.13×1.21×1.45×1.11×1.1×0.76×0.85×1.3×0.86×1.01=1.86×10-5
3天的混凝土的收缩当量温度：
Ty（3）=εy（t）/α=1.86×10-5/1.0×10-5=1.86°C
同理：
εy（6）=3.66×10-5，Ty（6）=3.66°C，
εy（9）=5.42×10-5，Ty（9）=5.42°C
ΔT2i（6）=（T2-T1）+（Ty（6）-Ty（3））=（50-45）+（3.66-1.86）=6.8°C
同理：
ΔT2i（9）=11.75°C
3、各龄期外约束系数
保温层总热阻：
RS=Σ（δi/λi）+1/βu=（0.05/0.06+0.1/0.09）+1/35.7=1.97（m2·K）/W
保温层总放热系数：
βS=1/RS=1/1.97=0.51W/（m2·K）
保温层相当于混凝土的虚拟厚度：
h'=λ0/βS=0.45/0.51=0.89m
Ri（6）=1-1/cosh[（CX/HE（6））0.5×L/2]=1-1/cosh[（4×10-2/（（0.89+1）×103×13406））0.5×4×103/2]=0.00315
同理：
Ri（9）=0.00237
4、各龄期外约束拉应力
σx（6）=αΔT2i（6）×Ei（6）×Hi（6）×Ri（6）/（1-μ）=1×10-5×6.8×13406×0.186×0.00315/（1-0.15）=0.000629MPa
同理：
σx（9）=0.001257MPa
5、外约束拉应力
σx=σx（6）+σx（9）=0.000629+0.001257=0.001887MPa
二、控制温度裂缝
计算依据：
《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
混凝土强度等级
C35
混凝土抗拉强度系数γ
0.3
粉煤灰掺量对混凝土抗拉强度影响系数λ1
1.03
矿渣粉掺量对混凝土抗拉强度影响系数λ2
1.09
1、混凝土抗拉强度
ftk（t）=ftk（1-e-γt）=2.2×（1-2.781-0.3×10）=2.09N/mm2
2、混凝土防裂性能判断
λftk（t）/K=λ1λ2ftk（t）/K=1.03×1.09×2.09/1.15=2.04N/mm2
第八章、大体积混凝土施工的各项保证措施
一、质量保证措施
优化砼配合比，选择级配良好的砂、石料，选择优良的砼、外加剂，节约水泥用量，是降低砼内部水化热温升的重要环节。
1、砼配合比
砼初始坍落度控制在16～18cm，初凝时间大于15h。
施工采用配合比为：
水泥290kg，砂855kg，碎石990kg，水158kg，外加剂5.14kg,粉煤灰105kg。
2、砼原材料质量控制
（1）水泥:
选用低水化热和安全性好的水泥，如矿碴水泥、火山灰水泥，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热。
（2）骨料:
砂、碎石含量不得超标，可在混凝土中掺加一定数量的毛石。
（3）外加剂。
外加剂的作用如下:
①掺加适量的粉煤灰和减水剂，减少水泥用量；
②掺加缓凝剂推迟水化热的峰值期
③掺入适量的微膨胀剂，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。
3、选择施工方法
（1）降温法和保温法
①混凝土内部埋设管道，通水循环冷却。
②冬季采用保温法，在混凝土表面覆盖保温材料，防止冷空气侵袭，并搭设暖棚，暖棚内升温已保证混凝土内外温差。
二、安全保证措施
（1）认真贯切执行国家、部、省、市有关安全的方针政策、规章制度，对职工进行安全教育和培训，牢固树立“安全第一，预防为主”的思想。
进入施工现场必须佩戴安全帽，不准穿拖鞋。
高空作业要穿防滑鞋，佩戴安全带。
（2）编制详细的安全操作规程、细则，并发至工班，组织逐条学习、落实，抓好“安全五同时”（即在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时，计划、布置、检查、总结、评比安全工作）和“三级安全教育”。
（3）定期进行安全生产教育，强化职工安全意识，使职工掌握安全生产必备的基本知识和技能。
（4）有计划地对岗位的生产知识、安全操作规程、安全检查生产制度、施工纪律进行培训和考核，重点对专职安全员，班组长、从事特种作业的工人进行培训考核，合格后发上岗证。
（5）特殊工种的安全教育、考核、复验，严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5306-85）号文执行。
经过培训考试合格，获取操作合格证者方能持证上岗。
对已取得上岗证者，要进行登记存档，按期复审。
（6）未经安全教育的管理人员、施工人员，不准上岗。
未进行三级安全教育的新工人不准上岗。
变换工种或采用新工法、新工艺、新设备、新材料及技术难度较大的必须经过技术培训，未经培训合格者不准上岗。
（7）通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全生产，人人有责”的观念，提高职工遵守施工安全规章的自觉性，认真执行安全操作规程，做到：
不违章指挥，不违章操作，保护自己，保护他人，提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。
（8）坚持“三工”教育：
工前安全讲话，工中安全检查，工后安全总结。
此项工作由工班安全员负责。
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