1、莱佛士船业万吨起重机基础工程大体积混凝土施工方案一、工程概况 本工程在烟台莱佛士海洋工程有限公司厂区内，横跨原有20万吨船坞北侧上方，建造的双横梁液压起重机基础，2万吨固定门式起重机高度为118米，长度为129米，横梁为双箱型钢结构，截面为184.5米。单根横梁设计起重量为10000吨，单根钢制横梁自重约5000吨，上部横梁可在4.25米范围内水平移动（由液压系统控制）。每根横梁在船坞梁侧设两根钢筋混凝土支柱，混凝土支柱顶标高为104.5米。混凝土支柱基础宽23.5米，长30米，厚度为6米，混凝土设计强度为C50，一次性浇筑完成，不留施工缝。二、施工准备工作大体积混凝土的施工技术要求比较高，特2、别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证大体积混凝土顺利施工。1、材料选择本工程采用商品混凝土浇筑。对主要材料要求如下： （1）水泥：因混凝土标号较大，采用42.5R普通硅酸盐水泥，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。 （2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。 （3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。3、选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。 （4）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10%以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。 （5）外加剂：通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，每立方米混凝土加2kg减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收4、缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量及使用性能，商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位。2、混凝土配合比（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行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及粉煤灰混凝土应用技术规范中的有关技术要求进行设计。（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。 （4）本工程混凝土配合比为 水泥：砂：石子：水：掺合料：外加剂1：外加剂2 = 507：603：1028：187：57：145、：2三、混凝土浇筑（1）混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，每个基础墩采用1台混凝土布料杆。（2）混凝土浇筑采用斜面分层方法进行，每层厚度为400mm。确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间15小时。（3）混凝土浇筑时配置2-4台振捣器。（4）由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。（5）防水混凝土抗渗试块按规范规定，现场按每浇筑500立方米制作1组抗渗试件（一组为6个抗渗试件），且每项工程不得少于两组。四、混凝土养护为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强6、度等级、抗渗要求，关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝。本工程拟采用内部降温外部保温法来降低混凝土内外温差。在混凝土内部预埋水管，考虑到冷却水对混凝土热交接的影响及结构自身的尺寸，为能均匀排放水化热，沿混凝土厚度布置4层冷却水管。管道程蛇形布置，水管在安装完毕后，应进行水压试验，以防止管道及连接部分出现渗漏现象。管冷却水在混凝土浇筑覆盖第一层冷却水管后开始使用，一直持续到保温及测温工作结束为止（冷却管布置见附图1）。混凝土浇筑及二次抹面压实，混凝土达到初凝后在混凝土表面蓄水0.5m，进行蓄水保温养护。五、混凝土测温（1）浇筑时应设专人配合预埋7、测温管。测温点布置：在混凝土基础对角线右侧设置3个温度传感器，左侧设置6个测温孔，在与之相对应的对角线上设置2个测温孔（详见附图2）。测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线 (即不同长度的测温线)在线的上端用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。（2）配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责，按时按孔测温，不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁，换班时要进行交底。 （3）测温工作应连续进行，每测一次，持续测温及混凝8、土强度达到时间，强度并经技术部门同意后方可停止测温。（4）测温时发现混凝土内部最高温度与表面温度之差达到25度或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取措施。计算书：一、 砼最终绝热温升：Th = mcQ/ C= 514377 /24000.96=84.11oC其中：Th砼最终绝热温升（oC）; mc 砼中水泥用量（kg/m3）; Q每千克水泥水化热量（J/kg），普通硅酸盐水泥42.5#取值为377;C砼的比热（KJ/kg*k），取0.96;砼的密度，取2400（kg/m3）二、砼内部中心最高温度：T1（t） = To+Th=28+84.110.86 = 100.33 oC9、其中：T1（t） t龄期砼内部中心最高温度(oC) To 砼的浇筑入模温度(oC) Th 砼最终绝热温升(oC) 不同浇筑块厚度的温降系数，取值0.86三、砼表面温度： T2（t） =Tq +4h（Hh） T1（t）Tq /H2 =66.81 oC 则内外温差T = T1（t） T2（t） = 100.33-66.81 =33.52 oC其中：T2（t） t龄期砼表面温度(oC)； Tq 施工期大气平均温度(oC) h砼虚厚度（m），h=K，K为折减系数，取2/3；为砼导热率，取2.33W/mk；为砼表面模板及保温层传热系数（W/m2k）；=1/i/i+1/qi各保温材料厚度（m），本工程蓄水10、0.5米保温；i各保温材料导热率（w/mk），见表1。查表1. q空气层的传热系数，取23w/m2k；H砼计算厚度（m），H=h+2 h;h砼实际厚度（m）表1.各项保温材料导热率值（w/mk）材料名称材料名称木模钢模草袋木屑炉渣水0.23580.140.170.470.58粘土干砂湿砂油毡泡沫砼空气1.381.470.331.310.050.100.03四、须排水的水化热： 由上述可知，当砼最高内部中心温度达到100.33 oC时，砼内外温差可达33.52 oC，而砼内外温差应控制在25 oC范围内，故砼内外温差需降低8.52 oC才能满足要求，此处取10 oC。此时须排出的水化热为：q =11、 TC=100.9624004500=103.68106（KJ）其中：q 砼须排出的水化热（KJ）； T 砼内外温差（oC）； C 砼的比热（KJ/kgk），取0.96； 砼的密度，取2400kg/m3； 基础浇筑砼量（m3）五、吸收热量所需用水的质量： M水 = q/Cpm（t1-t2） = 103.68106/（50 oC-15 oC）4.1868=0.708106kg其中：Cpm水的比热容（KJ/kg oC），取4.1868； t1 出水温度（oC），取50 oC； t2入水温度（oC），取15 oC；六、吸收热量所需用水的体积：V水 = m水/水 = 0.708106/1103=0.708103m3七、管径计算：S= V水/V流t=0.708103/2483600=210-3m2其中：V水吸收热量所需用水体积（m3）； V流水的流速（m/s），取值2m/s； t消耗热量所需时间（h），取48h则：水管内半径r=0.025m附图一：