地下结构大体积抗渗超长混凝土施工专项方案.docx

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地下结构大体积抗渗超长混凝土施工专项方案

XX口220千伏输变电及附属设施（电力科技馆）工程大体积、超长、抗渗混凝土工程专项施工方案

编制人：

审核人：

审批人：

编制单位：

XXXX国网科技馆施工项目部

编制日期：

目录

第一章工程概况3

第一节基本概况3

第二节结构概况3

第三节气象条件4

第四节编制依据4

第二章施工部署8

第一节施工组织8

一、施工部位及工期要求：

8

二、混凝土供应方式：

8

三、混凝土制备和运输9

第二节主要施工方法及措施10

一、超长混凝土结构补偿收缩设计：

10

二、超长、大体积混凝土的温度控制措施11

三、防止抗渗、大体积混凝土产生裂纹的施工措施13

四、抗渗、膨胀、大体积混凝土施工15

五、混凝土测温及布置图19

六、大体积混凝土保温及养护22

七、主要应急保障措施23

八、特殊部位及特殊气候条件下措施23

第三章安全文明施工及环保措施25

第一节安全文明施工25

一、安全文明施工措施25

二、混凝土泵送设备的主要安全措施26

第二节环保措施27

附图一：

大体积混凝土测温点布置图（地下3-5层）28

附图二：

膨胀加强带布置图29

第一章工程概况

第一节基本概况

工程名称

XX口220千伏变电站及生产附属设施（电力科技馆）工程

建设单位

北京市电力公司

设计单位

清华大学建筑设计研究院

监理单位

北京吉北电力工程咨询有限公司

工程地点

北京市西城区XX口大街东侧

建设规模

总用地面积7478.57平方米，总建筑面积47846.54平方米，其中地上建筑面积25385.26平方米，地下建筑面积22461.28平方米。

地下建筑层数为5层，地上建筑层数为12层

资金来源

业主自筹

工期计划

工期895日历天：

计划开工日期：

2012年09月14日，计划竣工日期：

2015年02月25日

质量要求

确保达到中华人民共和国《建筑工程施工质量验收统一标准》的合格标准

创优目标

争创北京市建筑工程长城杯

第二节结构概况

地基基础设计等级

一级

基础形式

筏板基础

场地土类别

Ⅱ类

结构安全等级

二级

抗震设防烈度

8度

抗震设防类别

丙类

结构型式

裙房

现浇钢筋混凝土框架结构

主楼

现浇钢筋混凝土框架-抗震墙结构

抗震等级

裙楼部分框架的抗震等级为一级，主体部分框架结构的抗震等级为一级，抗震墙的抗震等级为一级，地下室部分：

地下一层框架结构和抗震墙的抗震等级均为一级，地下二层及以下结构（框架、抗震墙）的抗震等级均为三级。

大体积、抗渗、超长混凝土设计概况

底板混凝土为P12抗渗混凝土，厚度1000mm属于大体积混凝土，地梁混凝土抗渗等级P12，最大截面2000×2300mm、2700×2000mm均属于大体积混凝土，地下三至五层部分外墙抗渗等级P12，最大厚度1600mm属于大体积混凝土，地下三层顶板为P6抗渗混凝土，最大厚度为1000mm，以上部位均属于大体积、抗渗、超长结构，小边大于1000mm的柱属于大体积混凝土。

第三节气象条件

最热月平均温度

30.8℃

极端最高温度

40.6℃

最冷月平均温度

-9.9℃

极端最低温度

-27.4℃

夏季主导风向

SE

夏季平均风速

2.8m/s

年降雨量

627.6mm

日（小时）最大降雨量

211mm（10年一遇）

最大积雪深度

0.24m

最大冻土深度

0.85m

第四节编制依据

1.施工图纸：

图纸类别

图纸编号

出图日期

地下部分结构图

结构设计总说明

结施总1

结构设计总说明

结施总2

基础结构平面布置图

结施101

基础梁配筋图

结施102

基础底板配筋图

结施103

基础详图

结施104

地下五层层顶结构平面布置图

结施105

地下五层顶板配筋图

结施106

地下五层顶梁配筋图

结施107

地下四层顶结构平面布置及板配筋图

结施108

地下四层顶梁配筋图

结施109

地下三层顶结构平面布置及板配筋图

结施110

地下三层顶梁配筋图

结施111

管道夹层顶结构平面布置及板配筋图

结施112

管道夹层顶梁配筋图

结施113

2.国家及北京市关于工程施工和验收的规范、标准；

类别

规范、规程名称

编号

国家

建筑地基基础工程施工质量验收规范

GB50202-2002

国家

地下防水工程质量验收规范

GB50208-2002

国家

地下工程防水技术规范

GB50108-2008

国家

混凝土结构工程施工质量验收规范

GB50204-2002

国家

高层建筑混凝土结构技术规程

JGJ3-2002

国家

大体积混凝土施工规范

GB50496-2009

国家

起重机械安全规程

GB6067-2010

国家

手持式电动工具的管理、使用、检查维修安全技术规程

GB3787-2006

国家

建设工程文件归档整理规范

GB/T50328-2001

国家

建筑工程施工质量验收统一标准

GB50300-2001

国家

建筑施工高处作业安全技术规范

JGJ80-91

国家

建筑机械使用安全技术规程

JGJ33-2001

行业

补偿收缩混凝土应用技术规程

JGJ_T178-2009

行业

混凝土泵送施工技术规程

JGJ/T10-95

行业

建筑工程冬期施工规程

JGJ104-97

行业

施工现场临时用电安全技术规范

JGJ46-2005

行业

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范

JGJ130-2001

行业

建筑施工安全检查标准

JGJ95-99

地方

商品混凝土质量管理规程

DBJ01-6-90

地方

建筑安装工程资料管理规程

DBJ01-51-2003

地方

北京市建筑工程安全操作规程

DBJ01-62-2002

地方

北京市建筑结构长城杯工程质量评审标准

DBJ/T01-69-2003

地方

北京市建筑长城杯工程质量评审标准

DBJ/T01-70-2003

地方

北京市建筑工程施工安全操作规程

DBJ01-62-2002

3.国家及北京市地方关于工程施工和验收的法律法规；

类别

名称

编号

国家

中国人民共和国城市节约能源法

2007.10.28

国家

中国人民共和国水污染防治法

2008.02.28

国家

民用建筑节能条例

2008.08.01

国家

安全生产许可证条例

2004.01.17

国家

建筑工程安全生产管理条例

2003.11.24

国家

建设项目环境保护管理条例

2001.08.07

国家

城市市容和环境卫生管理条例

1992.06.28

行业

建设工程质量管理条例

2000.01.10

地方

关于在本市建设工程中推广使用预拌砂浆的通知

京建材〔2004〕0013号

地方

关于印发《北京市建设委员会〈建设工程安全生产管理条例〉办法》的通知

京建法[2004]220号

地方

关于在全市建设工程推行绿色施工的通知

京建施〔2008〕651号

地方

见证取样规程

京建质〔2009〕289号

地方

北京市建设工程质量条例

地方

北京市施工现场管理有关文件和标准

地方

预防混凝土工程碱集料反应技术管理规定

碱集料.1999230#文件

4、国家电网公司有关办法、规程、规定

（1）《国家电网公司工程建设质量管理规定（试行）》（国网基建[2006]699号）

（2）《国家电网公司输变电工程达标投产考核办法》（国网基建〔2011〕146号）

（3）《国家电网公司输变电优质工程评选办法》（国家电网基建〔2011〕148号）

（4）《国家电网公司电力建设工程施工技术管理导则》（国家电网工[2003]153号）

（5）《国家电网公司工程建设质量责任考核办法（试行）》（国家电网基建[2006]674号）

（6）《国家电网公司电网建设项目档案管理办法（试行）》（国家电网办〔2010〕250号）

（7）《国家电网公司输变电工程建设创优规划编制纲要》等七个指导文件（基建质量

[2007]89号）

（8）《国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册》（基建质量[2006]135号）

（9）《变电工程落地式钢管脚手架搭设安全技术规范》（Q/GDW274-2009）

（10）《国家重大建设项目文件归档要求与档案整理规范》（DA/T28-2002）

（11）《国家电网公司输变电工程施工工艺示范》光盘（基建质量[2009]290号）

（12）《输变电工程建设标准强制性条文实施管理规程》（Q/GDW248-2008）

（13）《110kV-1000kV变电（换流）站土建工程施工质量验收及评定规程》（Q/GDW183-2008）

（14）《国家电网公司输变电工程施工项目部标准化工作手册》（220kV变电工程分册）

（15）《国家电网公司输变电优质工程考核项目及评分标准库（2009）》

（国家电网基建〔2009〕68号）

（16）《国家电网公司输变电工程安全文明施工标准》（Q/GDW250-2009）

（17）利用数码照片资料加强输变电工程安全质量过程控制（基建安全〔2007〕25号）

（18）《国家电网公司输变电工程质量通病防治工作要求及技术措施》

（基建质量［2010］19号文）

（19）《国家电网公司输变电工程工艺标准库》（基建质量［2010］100号）

（20）《国家电网公司输变电工程项目管理流动红旗竞赛实施办法》

（国网基建〔2011〕147号）

第二章

施工部署

第一节施工组织

一、施工部位及工期要求：

时间部位

开始时间

结束时间

备注

基础底板

2013/6/4

2013/7/17

地下三到五层墙、板、柱

2013/6/15

2013/10/30

地下夹层至地上十二层框架柱

2013/11/1

2014/4/25

二、混凝土供应方式：

本工程采用商品预拌混凝土，预拌混凝土厂家位于西南五环，距离现场约23公里。

1.配合比要求

商品混凝土由搅拌站根据所选用的水泥品种、砂石级配、含泥量和外加剂等进行混凝土试配，得出优化配合比，并把试配结果报送到项目经理部，由项目总工程师审核，报监理审查认可。

混凝土外加剂的性能或种类必须符合国家现行标准《混凝土泵送剂》的规定，并且是北京市建委所规定批准使用的品种和生产厂家，并报监理工程师认可后方准使用。

不同混凝土规范对材料的要求汇总表：

配合比要求

大体积混凝土

抗渗混凝土

补偿收缩混凝土

水泥

低热普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，3d水化热小于240，7d小于270KJ/kg

硅酸盐水泥/限制使用矿渣水泥

无特殊要求

砂子

中砂，细度模数大于2.3，含泥量不大于3%

中粗砂，细度模数2.5~3.0，砂的含泥量不大于3%

中粗砂，细度模数2.5~3.0，砂的含泥量不大于3%

石子

5~31.5mm级配均匀的机碎石，含泥量不得大于1%

5~20mm级配均匀的机碎石，含泥量不得大于1%

5~31.5mm级配均匀的机碎石，含泥量不得大于1%

砂率

38-42%

38-42%

38-42%

水灰比

小于0.55

小于0.6

小于0.5

外加剂

无特殊要求

采用低碱、低水化热的外加剂。

掺量不大于水泥质量5%

不宜用收缩率比偏大外加剂

掺合料

粉煤灰掺量小于40%，总掺合料不大于50%

粉煤灰的级别不低于II级，不得使用高钙粉煤灰

不得使用高钙粉煤灰，掺合量大时影响膨胀率，应试验确定

初凝时间

满足分层施工要求

无特殊要求

大于18小时（大体积时）

2.混凝土材料要求

根据上表所示，本工程大体积、超长抗渗混凝土综合考虑上述条件的要求如下：

a.水泥

水泥——采用低碱普通硅酸盐水泥（碱含量0.6%以下），3d水化热小于240，7d小于270KJ/kg，水泥的生产日期、厂家、标号、出厂合格证等符合要求。

b.砂

选用质地坚硬、级配良好的中粗砂，细度模数2.5~3.0，砂的含泥量不大于3%，泥块含量不得大于1.0%。

砂率38-42%。

c.石子

碎石或卵石的粒径宜为5～25mm，连续级配合理，其含泥量不得大于1.0%、泥块含量不得大于0.5%。

石子、砂采用非碱或低碱活性骨料

d.混凝土外加剂

根据混凝土的性能及所处环境，结合设计要求，本工程抑选用抗渗剂、缓凝剂、高效减水剂、防冻剂、微膨胀剂等功能的外加剂来满足混凝土的不同性能要求。

外加剂应选用绿色环保产品，无污染、无氨类并符合相关外加剂技术规程要求。

须严格控制碱含量，控制在每立方米混凝土中含碱总量不超过3.0kg。

不宜使用收缩率比偏大外加剂，掺量不大于水泥质量5%。

e.水

水采用北京市自来水公司饮用水。

f.掺合料

超细活性掺合料材料及掺量应符合规范及设计要求。

粉煤灰选用1级优质粉煤灰，参量根据实验确定，不超过水泥用量30%。

不得使用高钙粉煤灰。

g.初凝时间控制在常温情况下，不小于18小时。

三、混凝土制备和运输

1.混凝土运输采用混凝土罐车运输，大体积混凝土浇筑期间进行棉被包裹等保温措施。

2.混凝土罐车装料前必须将积水排净，单程运输时间不得超过1.5小时。

3.商品混凝土到达现场后要进行全面的、仔细的检查，若混凝土拌合物出现离析、分等现象，则应对混凝土拌和物进行二次搅拌，时间大于120s，但不允许加水进行搅拌。

4.对到场的混凝土实行每车必测坍落度，由现场工程师组织实验员对坍落度进行测试，并做好测试记录。

若不符要求时应退回搅拌站，严禁使用。

5.现场工程师应详细记录每车混凝土装车时间、进场时间、开卸时间、浇筑完成时间，以便准确了解供应情况及混凝土质量是否稳定。

6.混凝土运输罐车到达率必须保证每台地泵至少有一台罐车等待浇筑，现场与搅拌站保持密切联系，随时根据浇筑进度及道路情况调整车辆密度。

7.为保证现场浇注秩序，对混凝土泵和罐车分别编号，对口供应，并设专人指挥。

8.炎热季节，泵管采取覆盖浇水的措施，降低混凝土入模温度。

第二节主要施工方法及措施

根据对本工程特点的分析，针对地下部分基础底板、外墙、部分内墙、顶板超长大体积混凝土施工，设措施之一是根据施工图纸要求设置膨胀加强带和采用补偿收缩膨胀混凝土进行施工，必要性分析如下：

1.地下外墙厚度最大达1.6米，根据经验对于超厚墙体如果一次浇筑长度超过30米必裂无疑，如果防止墙体开裂，必须减少一次浇筑区段，增加流水段的数量，将延迟整体施工工期，如果采取设置后浇加强带和补偿膨胀混凝土的方案，可以将一次浇筑长度延长至40-60米，对整体工期有利。

2.地下变电站部位对防水要求极高，如果变电设备进水，后果十分严重。

补偿收缩膨胀混凝土具有显著的裂缝自愈合能力，对混凝土自防水效果十分有利。

3.补偿收缩膨胀混凝土具有缓凝效果，对地下底板、外墙等大体积混凝土施工时，防止水化热集中导致混凝土温升过快十分有利。

可减少大体积混凝土开裂机会。

4.本工程混凝土使用条件低于80度，满足补偿收缩膨胀混凝土使用要求。

四、超长混凝土结构补偿收缩设计：

1、设置膨胀加强带：

墙体膨胀加强带宽度2米（除结构后浇带位置），间距不大于30米，采用连续式膨胀加强带；基础底板根据图纸后浇带位置和宽度设置两道，采用后浇式膨胀加强带；顶板、梁设置根据图纸后浇带位置和宽度设置二道，均采用后浇式膨胀加强带（见附图）

2、膨胀加强带两侧混凝土采用补偿收缩膨胀混凝土。

3、膨胀加强带混凝土标号增加一级，配合比设计时水中14天限制膨胀率取0.04%，基础底板及楼层顶板补偿收缩膨胀混凝土水中14天限制膨胀率取0.02%，地下墙体补偿收缩膨胀混凝土水中14天限制膨胀率取0.025%

4、基础底板、地下顶板及梁，利用结构设计的后浇带作为后浇加强带，待结构沉降稳定后方可浇筑，地下超过1米的外墙根据每段设计长度小于50米的要求，外墙共设7个膨胀加强带，其中4个利用结构设计的后浇带，待结构沉降稳定后浇筑，另外3个加强带宽度2米，同两侧墙体连续依次浇筑完成后。

5、膨胀加强带与两侧混凝土分开浇筑，梁板通过快易收口网将膨胀加强带隔开，快易收口网背面间距300设置一道直径18附加钢筋，附加钢筋同钢筋骨架绑扎或电焊连接，墙面高度超过2.2米后，快易收口网后面加板条加固。

详见附图

五、超长、大体积混凝土的温度控制措施

1.温度控制的原则及指标：

1）混凝土浇筑体在人模温度基础上，温升值不超过50℃；

2）混凝土浇筑体的里表温差不超过25℃；

3）混凝土浇筑体的降温速率不大于2℃每天；

4）混凝土浇筑体的表面温度与大气温差不超过20℃;

2.温度计算

本工程超长、大体积混凝土的强度等级为C40,抗渗等级P12，限制膨胀率加强带为0.04%坍落度160±20mm，根据混凝土搅拌站提供的C40抗渗混凝土配合比如下：

每立方米用量：

水泥282KG、水165kg、砂744kg、石子1070kg、粉煤灰45kg、矿渣粉45kg、UEA41kg、外加剂选用高效减水剂GBS-8添加量为8.7kg。

砂子含水按3%，石子含水按0.1%。

大体积混凝土施工期间大部分位于2013年6月至2013年11月底。

根据往年经验期间最低平均温度5.8度，最高月份平均温度28.6度。

计算公式参考《施工计算手册》、品茗计算软件、《大体积混凝土施工规范》等。

1）混凝土入模板温度控制

现场实测混凝土入模温度，控制在低温天气20度，高温天气小于30度，大气平均温度计算按25度取值。

2）混凝土绝热最高温升值

T=wQ/cρ=（282+131×0.3）×375/（0.97×2400）＝51.75℃混凝土比热c取0.97混凝土中心最高温度：

Tmax=25+51.75×0.49=50.36℃3）混凝土表面温度：

混凝土处于散热条件下，考虑上下表面一维散热，一层塑料薄膜保水养护，及二层草袋保温养护。

Tb（t）=Tq+4h'（H-h'）ΔT（t）/H2

Tq-龄期t时，大气平均温度（°C），按浇筑后3天平均温度计算，Tq取25；

H-混凝土计算厚度（m），H=h+h'=1.5+0.622=2.122；

h-混凝土实际厚度（m），h=1.5（底板梁折合；

h'-混凝土虚厚度（m），h'=

/βs=2.33/β=2.33×0.666/2.496=0.622；混凝土导热系数取β-模板及保温层的传热系数（W/（m2·K）），β=1/（Σδi/λi+1/23）=1/（（0.05/0.14）+1/23）=2.496；

δi-各种保温层材料厚度（m）；

λi-各种保温材料导热系数（W/（m·K））；

ΔT（t）-混凝土内部最高温度与外界气温之差（°C）

ΔT（t）=Tmax-Tq=50.36-25=25.36；

3）Tb（t）=Tq+4h'（H-h'）ΔT（t）/H2=25+4×0.622×（2.122-0.622）×25.36/2.1222=46；

4）保温材料厚度计算

＝0.5hλ1（Tb-Tq）Kb/（0（Tmax-Tb））式中1＝0.14（用草帘被养护），混凝土导热系数0＝2.3w/mK，Tq＝26℃（采用施工时的旬平均温度），传热系数修正值Kb＝2.0，H＝1.5m（地梁折合后厚度，底板取1米），Tb为混凝土表面温度，代入数值得：

＝2×0.5×1.5×0.14×（46-26）÷2.3×（50.56-26.5）＝4.2÷55.34=0.075（m）结论：

本工程1000mm厚基础需2层草帘被（每层草帘被厚度为2.5cm）和一层塑料薄膜进行养护，1.5米（折合后）地梁的保温需3层草帘（3*2.5=7.5）和一层塑料薄膜进行养护。

施工时根据实际测量温度，进行计算后进行调整。

3.抗裂安全度计算

混凝土浇筑后3～5d左右，水化热量值基本达到最大，所以计算3d时由温差及收缩差引起的温度应力。

1）混凝土收缩变形值计算

式中

=3.24×10-4，e=2.718，查表得：

M1＝1.25，M2＝M3=M9=M11=1，M10=0.9，M4=1.21，M5=0.93，M6＝1.25，M7＝1.25，M8=0.68代入数值计算得：

εy（3）=3.24×0.03×（1.25×0.9×1.21×0.93×1.25×1.25×0.68×10-4=0.13×10-4

2）混凝土收缩当量温差计算

＝0.13×10-4/（1×10-5）=1.3℃

3）混凝土最大综合温差

=1/6*（50.56*4+2*46）+1.3-25=25.34℃

4）混凝土自约束应力计算

σt=2E（t）αΔT1/（3（1-ν））

E（t）-混凝土的弹性模量（N/mm2），E（t）=Ec（1-e-0.09t）=32500×（1-e-0.09×3）=7690.167；

α-混凝土的热膨胀系数（1/°C），α=1×10-5；

ΔT1-混凝土内部最高温度与表面气温之差（°C）ΔT1=Tmax-Tb（t）取20度；

ν-混凝土的泊松比，取0.15~0.20，ν=0.15；

σt=2E（t）αΔT1/（3（1-ν）=2×7690.167×1×10-5×20/（3×（1-0.15））=0.872N/mm2；

5）外约束应力计算：

σt={E（t）αΔT1/（（1-ν）}S（t）R={7690.167×1×10-5×25.34/1-0.15}×0.4×0.35=2.294×0.14=0.321N/mm2

6）3d龄期的抗拉强度：

ft（t）=ft（l-e-0.3t）=2.39×0.5934=1.42N/mm2；验算抗裂度是否满足要求

K=fct/σt=1.42/0.872=1.628≥1.15（抗裂度验算）

结论：

因内部温差引起的拉应力小于该龄期内混凝土的拉抗强度值，所以满足要求。

六、防止抗渗、大体积混凝土产生裂纹的施工措施

为防止抗渗、大体积混凝土产生开裂，需采取多重措施预防：

从材料方面，通过合理选择原材料及外加剂达到减少水化热的目的；从设计方面，优化混凝土配合比，控制好混凝土的和易性、水胶比及各外加剂、掺合料的控制；从施工方面，通过控制入模温度、施工中分段分层浇筑、做好测温监测、加强养护等一系列措施减少内外温差过大而使混凝土表面拉裂。

1.原材料及外加剂的选择

1）选用低碱及低水化热水泥、低碱活性骨料；

2）优先选用中粗砂、5～31.5mm的石子，砂石级配良好，可减少水泥用量；

3）控制砂石含泥量及泥块含量在规范内，要求石子含泥量不得大于1.0%、泥块含量不得大于0.5%，砂子含泥量不得大于3.0%、泥块含量不得大于1.0以减少混凝土硬化过程中产生龟裂。

4）掺入高效减水剂，不仅提高混凝土的流动性，还可以降低W/C比提高混凝土的密实度；

5）掺入一定量优质粉煤灰和矿粉，可改善混凝土拌和物的工作性能，降低单方水泥用量，降低集中水化热。

本工程将掺用细度小、含碳量低、质量稳定的优质1级粉煤灰；

6）掺入具有补偿收缩并增强抗裂性能的膨胀剂、对砼收缩