保障性安居项目地下室结构工程大体积混凝土施工设计方案32页.doc
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2024-09-04
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1、正本保障性安居项目地下室结构工程大体积混凝土施工设计方案编 制: 审 核: 批 准: 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位: 编 制: 审 核: 批 准: 目 录第一章 编制说明及依据11.1编制说明11.2编制依据1第二章 工程概况2第三章 施工准备33.1 技术准备33.2场地及交通准备3交通条件3场地准备3场内外交通维持33.4 施工资源准备33.4.1 输送泵选择33.4.2 输送泵配备数量43.4.3 机械设备配置53.4.4 施工主要人员及物资准备6第四章 施工方法64.1 施工部署64.2 深坑模板64.3 底板钢筋施工74.4 混凝土施工84.5混凝土的泵送114.62、混凝土施工作业面泌水处理124.7大体积混凝土养护134.8混凝土试块留置13第五章 混凝土热工计算135.1混凝土表面温度裂缝控制计算135.2 自约束裂缝控制计算165.3混凝土浇筑前裂缝控制计算18第六章 温度监测216.1混凝土测温系统组成及工作原理21测温系统构成21测温系统工作原理216.2测温点布置216.3测温点的预埋236.4测温频率23第七章 施工质量技术保证措施23第八章 混凝土裂缝的控制258.1裂缝的种类及形成原因258.2混凝土裂缝的预防25第九章 砼浇筑过程中的应急措施26第十章 安全文明施工保证措施27第一章 编制说明及依据1.1编制说明本方案为地下室结构施工中3、的大体积混凝土浇筑施工方案,该方案主要编写了地下室筏板基础混凝土浇筑的具体施工方法及预防措施等。其主要包含混凝土的运输、浇筑方法、施工部署及养护测温。1.2编制依据(1)洋唐居住区保障性安居工程B05地块施工图纸(2)建筑施工手册(第四版)(3)普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011(4) 大体积混凝土施工规范GB50496-2009(5)中华人民共和国颁布的现行有效的建筑结构和建筑施工的各类规程、规范及验评标准。(6)政府有关建筑工程管理、市政管理、环境保护等法规及规定。 (7)我单位公司管理手册及其它有关总承包管理、质量管理、安全管理、文明施工管理规定。编制本方案主要参考法律法规、规4、范、图集及其他专业书籍见下表:序号名 称编 号1建设工程质量管理条例国务院令第279号2工程建设标准强制性条文建设部-建标20093建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20014混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002,2011版5普通混凝土配合比设计规程JGJ55-20116钢筋机械连接通用技术规程JGJ107-20037建筑施工手册(第四版)8建筑施工计算手册(第二版)9混凝土外加剂应用技术规范GB50119-200310地下防水工程质量验收规范GB50208-201111大体积混凝土施工规范GB50496-200912地下室工程防水技术规范GB50108-2008第5、二章 工程概况本工程位于XXXXXX综合区,为我市最大的保障性安居工程项目,也是我省首个保障性安居工程综合体。其中,由我司承建的B05地块建筑面积80594。该项目根据市委、市政府岛内外一体化的要求,以二星级绿色建筑为标准,本着“和谐人居”社区的理念进行规划设计,按照“四高”标准进行建设,将努力打造成为全省具有代表性、示范性、绿色节能的保障性安居工程小区。大体积混凝土是指最小断面尺寸在1米以上的混凝土结构,其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。B05地块底板混凝土概况如下图所示:B05地块底板大体积混凝土概况1、根据施工总进度安排,以6、后浇带为界,底板大体积混凝土施工分9个施工段。其中,仅1区、3区、9区为筏板基础,属于大体积混凝土,详见右图。2、底板混凝土采用商品混凝土。混凝土强度等级为C35,抗渗等级为S8。3、底板混凝土各分段一次性浇筑,筏板厚度为2200mm、1700,筏板周边底板厚度为350mm。电梯坑最深厚度为3300mm。1区面积为897,最长截面尺寸为32.2m;3区面积为1707最长截面尺寸为47.5m。9区面积为1734最长截面尺寸为47.5m。4、筏板大体积混凝土总方量约7109m3。各区块的混凝土量如图所示。底板大体积混凝土分段图B05地块各区混凝土量及预计浇筑时间表:位置混凝土强度及抗渗等级混凝土方7、量(m3)计划泵车量计划浇筑时间(h)1区C35(抗渗等级S8)23873213区C35(抗渗等级S8)23093209区C35(抗渗等级S8)2413321第三章 施工准备3.1 技术准备施工技术准备技术准备技术方案的编制与批准,技术交底和底板钢筋的验收、以及预留与预埋设施的检查。资源准备商品混凝土站的考察,技术经济分析,混凝土供应保障措施,浇筑实施前混凝土配合比检查,原材料检查;现场混凝土浇筑、振捣、运输设备检查,测量检测设备检查。劳动力的组织与培训。管理准备现场实施组织机构的建立和职责明确,商务洽谈,指挥与协调等。环境控制与相关协调保障交通通畅,施工季节性气象资料分析与对策,作业场所的健8、康、安全、环境措施。3.2场地及交通准备3.3.1交通条件B05基坑北侧为洋唐横路,南侧道路已硬化,均可作为混凝土泵车及罐车的运输通道。场地准备根据周边市政道路的交通流量的分布情况,场内交通线路,B05地块1区、3区及9区底板混凝土浇筑时需要配备4台输送泵(1台备用),可以将输送泵布置在北侧或南侧道路上,在考虑输送泵位置的同时,应考虑混凝土车的行走要求。场内外交通维持B05地块中,9区浇筑的混凝土量最多,需要约21小时连续浇筑。另外还要安排一个人负责与全部混凝土搅拌车司机保持联系,了解罐车的行进状态,罐车在路途中遇到问题,及时赶赴现场,加以解决。了解罐车到达现场的时间,以便作合理安排。混凝土搅9、拌车到达现场后,由现场保安人员进行指挥,在出入口处设两名保安维持交通,全程采用对讲机进行指挥,以保证进场车辆按规定位置停靠,不能进场的在大门口指定区域停靠等候,在道路宽度或者场地不够情况下,场内施工完毕的车辆出场后,停靠等候的车辆才能进场,防止无序进出,阻碍交通,延误时间。3.4 施工资源准备 输送泵选择根据混凝土体量的分布情况和工程进度的需要,地下室底板混凝土浇筑选择HBT60C混凝土输送泵,其性能参数如下表:HBT60C混凝土输送泵性能参数表序号性能指标单位数值1理论混凝土输送量(低压)m/h702理论混凝土输送量(高压)m/h433理论混凝土输出压力(低压)Mpa9.24理论混凝土输出压10、力(高压)Mpa15.75液压系统压力Mpa326转速r/min15007柴油机主动力kw1108上料高度mm13209料斗容积m0.610外型尺寸mm66852085207211理论泵送高度m2503.4.2 输送泵配备数量B05地块9区底板混凝土总方量约为2413m,计划每小时混凝土浇筑量为110m,计算泵车数量如下: 混凝土泵的实际平均输出量Q1=Qmax =700.80.7=39.2 m/hN1=Qn/ Q1= 110/33.6=2.81,取3台。式中:N1-混凝土输送泵车需用台数;Q1-每台混凝土泵的实际平均输出量;Qn-混凝土浇筑数量(m/h);Qmax-每台混凝土泵的最大输出量;11、-配管条件系数,可取,本工程取0.8;-泵车作业效率,根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的间断时间、拆装混凝土输出管和布料停歇等情况,可取,取0.6;每台泵车需搅拌车数量计算公式: 式中: Q1-每台混凝土泵的实际平均输出量 (m/h)N2-每台泵车需配搅拌的数量;V-混凝土搅拌运输车容量(m)L-搅拌站到施工现场往返距离(km),取40km S-搅拌运输车车速(km/h);一般取30,本工程取40km/hT1-一个运输周期总的停车时间(h),取0.4h台,取7台根据计算结果,B05地块9区大体积混凝土浇筑需HBT60C型拖式输送泵为3台,另外根据实际情况联系12台泵车作为备用,搅拌站总共需配12、置混凝土输送车21台。按此方法计算,B05地块中,各区混凝土泵车及混凝土运送车数量如下:位置泵车数量混凝土运送车数量1区3213区3219区3213.4.3 机械设备配置按照工程进度及工程量安排合理的机械,以满足施工要求,机械设备配置按照下表:序号设备名称规格型号数量产地功 率(kw)生产1塔吊TC6010-64湖南41/2砼输送泵HBT60C2台(1台备用)武汉9070 m/h3泵管系统D=1255套南京4振捣棒ZN5015根广东1.455平板振动器ZW74台湖南1.56混凝土试模150*150*15020组7抗渗试模175*185*15015组8电子测温仪-500C1000C1个9温湿度自13、控仪SWSZ1套10坍落度筒1套11经纬仪TDJ2E3台上海12全站仪GTS-602/L2台日本13自动安平水准仪AT-G63台/3.4.4 施工主要人员及物资准备根据工程量及工程整体安排,进行合理的劳动力安排,要使主楼底板施工按计划完成,各专业需要投入的劳动力数量及物资见下表:序号名称数量(单位)备注1塑料薄膜100002混凝土工60人混凝土浇筑及养护,分三班3机修工3人设备维修4木工155钢筋工80人第四章 施工方法4.1 施工部署B05地块地下室部分,底板根据后浇带划分为9个区,地下室底板先施工9区、3区和1区三个主楼区域,紧接着施工裙房区域。施工进度计划详见附图B05进度计划表。结构区14、域施工工序工期(天)开始时间完成时间B05地块1区底板结构施工土方开挖6砖胎模施工6防水施工3钢筋绑扎11模板施工2混凝土浇筑1总工期29B05地块3区底板结构施工土方开挖6砖胎模施工2防水施工3钢筋绑扎8模板施工2混凝土浇筑1总工期22B05地块9区底板结构施工土方开挖6砖胎模施工3防水施工9钢筋绑扎3模板施工3混凝土浇筑1总工期25主楼3个区块浇筑混凝土时,每区块混凝土泵车的数量为3台,9区浇筑时间最长为21h。1区块浇筑时,混凝土从南向北推进;3区块采用从南向北、从右至左的浇筑方向;9区块因混凝土泵车布置在南侧道路上,浇筑方向为由北向南推进。浇筑时输送泵布置情况见附图。4.2 深坑模板对15、于核心筒位置的电梯坑基础采用18mm厚木模板,50100mm木枋,483.5钢管支撑。如下图所示:钢管支撑50100mm木枋底板积水井、电梯基坑周围无支撑物体,故该部位模板采用散拼吊模,背枋间距250mm,阴角做200mm宽压脚板和10050mm木枋,上口和下口用调节撑对撑。4.3 底板钢筋施工本工程基础主要受力钢筋连接形式为:底板、地梁、承台受力钢筋直径D22的钢筋接头采用机械连接;D22的钢筋采用搭接或者单面焊接。各类构件受力钢筋搭接长度、锚固长度必须符合设计要求。B05地块1#楼2200厚筏板配筋为双层双向C22110,筏板中部加设双层双向12250钢筋网片;2#、3#楼1700厚筏板配16、筋为双层双向C22150,筏板中部加设双层双向12250钢筋网片,详见配筋图;按图纸要求,筏板区中部钢筋网片及面筋采用14960进行支撑,350mm板厚区用钢筋支架进行面筋支撑。但主楼区域有部分电梯口深度已达5.4m,用钢筋支持已不安全,现采用槽钢支架进行电梯坑及集水坑内面筋支撑。电梯坑及集水坑内钢筋保护层采用长宽高尺寸15015050mm C40混凝土垫块。电梯坑周围采用8#槽钢2000做立柱支架,支架上层横梁采用8#槽钢2000用于支撑面筋。斜杆采用20钢筋进行剪刀撑搭设,每排均布置,与立柱和横梁焊接成一片进行布置。中间网片的立杆直接利用上层钢筋的立杆支撑,横梁用6.3#角钢,焊接在立杆上17、。B05地块基坑周边钢筋支撑验算(按最深5.4m考虑)(1)参数信息: 钢筋支架中,对水平杆,进行强度和刚度验算,对立柱和斜杆,进行强度和稳定验算。作用的荷载包括自重和施工荷载。钢筋支架所承受的荷载包括上层钢筋的自重、施工人员及施工设备荷载。钢筋支架的材料根据上下层钢筋间距的大小以及荷载的大小来确定,本工程采用槽钢。 上层钢筋的自重荷载标准值为 1.700kN/m 施工设备荷载标准值为 0.440kN/m 施工人员荷载标准值为3.200kN/m 横梁的截面抵抗矩 W=25.3cm3 横梁钢材的弹性模量 E=2.05105N/mm2 横梁的截面惯性矩 I=101.3cm4 立柱的高度 h=5.118、44m 立柱的间距 l=2m 钢材强度设计值 f=205N/mm2 立柱的截面抵抗矩 W=25.3cm3(2)支架横梁的计算支架横梁按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,支架横梁在小横杆的上面。按照支架横梁上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算支架横梁的最大弯矩和变形。 1)均布荷载值计算 静荷载的计算值 q1=1.21.700+1.20.440=2.568kN/m 活荷载的计算值 q2=1.43.200=4.480kN/m 支架横梁计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 支架横梁计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2)强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公19、式如下: 跨中最大弯矩为 M1=(0.082.568+0.104.480) 支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.102.568+0.1174.480) 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算: =3.124106/25300.0=123.472N/mm2 支架横梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3)挠度计算 最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下: 静荷载标准值q1=1.700+0.440=2.140kN/m 活荷载标准值q2=3.200kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.6772.140+0.9903.2020、0)2000.04/(1002.051051013000.0)=3.557mm 支架横梁的最大挠度小于2000.0/150与10mm,满足要求!(3)支架立柱的计算 支架立柱的截面积A=10.24cm2 截面回转半径i=3.150cm 立柱的截面抵抗矩W=25.3cm3 支架立柱作为轴心受压构件进行稳定验算,计算长度按上下层钢筋间距确定: 式中:立柱的压应力; N轴向压力设计值; 轴心受压杆件稳定系数,根据立杆的长细比=h/i,经过查表得到,=0.251; A立杆的截面面积,A=10.24cm2; f立杆的抗压强度设计值,f205N/mm2;采用第二步的荷载组合计算方法,可得到支架立柱对支架横21、梁的最大支座反力为 经计算得到 N=8.39kN, =156.125N/mm2; 立杆的稳定性验算 =f,满足要求!4.4 混凝土施工B05地块中,根据本工程大体积混凝土的特点,采用整体分层连续浇筑,1区、3区、9区各配备3台HBT60C混凝土输送泵按1:61:10的坡度分层浇筑。1区选择由南向北方向,3区采用由南向北、从右至左,9区采用从北向南浇筑混凝土,一次性浇筑到标高顶,每层厚度不超过500mm。尽量延长上下层混凝土的覆盖时间,让混凝土充分散热,但上下层浇捣间歇时间不得超过混凝土初凝时间,布料时在23m范围内水平移动泵管且垂直于模板布料,混凝土采用插入式高频振动棒进行振捣,进行上层混凝土22、振捣时插入下层的深度不少于50mm,振动棒的移动间距以400mm为宜,应尽量避免碰撞钢筋,振动棒每一振点的振捣时间,一般控制时间为1530s,时间过短,混凝土不易振实,过长会引起混凝土离析,混凝土振捣应注意“快插慢拔不漏点”。在混凝土浇筑后即将凝固前,在适当的时间和位置给予二次振捣,消除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙,增加混凝土的密实度,减少内部微裂缝和改善混凝土强度,提高抗裂性。砼浇筑到收尾阶段的泌水采用污水泵抽排至坑外。混凝土在初凝前用刮尺刮平和木抹子收光,终凝前进行三次收光,并及时用塑料薄膜覆盖,防止混凝土表面水分过快散失出现干缩裂缝。4.5混凝土的泵送为防止商品混凝23、土在运送过程中坍落度产生过大变化,混凝土罐车在运送途中,搅拌筒不得停止转动,在环境温度高于25时,混凝土熟料从装料到卸料包括途中运输的全部延续时间尽量要缩减,混凝土罐车卸料前,应使搅拌筒全速(1418r/min)转动12分钟,并待搅拌筒完全停稳不转后,再进行反转出料。混凝土罐车卸料时,应先低速出料,观察其质量,如大石子夹着水泥浆流出,说明罐内物料已发生沉淀应立即停止出料,再高速顺转搅拌23分钟,方可出料,其情况仍未好转,不得再向料斗中卸料。混凝土泵机料斗上要加装一个隔离大石块的筛网,其筛网规格与混凝土骨料最大粒径相匹配,并安排专人值班监视喂料情况,当发现大块物料时,应立即捡出。混凝土应保证连续24、供应,以确保泵送连续进行。不能连续供料时,宁可放慢泵送速度,以确保连续泵送。当罐车供应脱节时,泵机不能停止工作,应每隔45分钟使泵机反转两个冲程,把物料从管道内抽回重新拌和,再泵入管道,以免管道内拌和料结块或沉淀。泵管铺设:对泵送混凝土的效果有很大影响。必须坚持“路线短、弯道少、接头严密”的原则。接管:泵管必须架设牢固,输送管线宜直,转弯宜缓,接头加胶圈,以保证其严密,泵出口处要设一定长度的水平管,须搭设专门的支架支撑。为防止操作者随意踩踏钢筋和钢筋移位,还要求铺设脚手板作为施工人员的通道。泵送前,应先用适量的与混凝土内成分相同的水泥浆或水泥砂浆润滑混凝土输送管内壁。泵送时,应随时观察泵送效果25、,若喷出混凝土系一根柔软的柱子,直径微微变粗,石子不喷出,证明泵送效果较好,若喷出一半就撒开,说明和易性不好,喷到地面时砂子飞溅严重,说明坍落度偏大。泵送过程中,受料斗内应有足够的混凝土,以防止吸入空气产生阻塞。混凝土施工期间若温度过高(超过30)时,洒水润湿混凝土输送泵管,以降低混凝土入模温度。在现场随时抽查坍落度,若发现坍落度超过规定要求则退回混凝土搅拌站。4.6混凝土施工作业面泌水处理大体积砼的表面水泥浆较厚,且泌水现象和浮浆严重,应仔细处理。混凝土表面处理做到“三压三平”。首先按面标高用拍板压实,长刮尺刮平;其次初凝前用铁滚筒数遍碾压、滚平;最后,终凝前,用木蟹打磨压实、整平,以闭合混26、凝土收水裂缝。铁滚筒碾压时滚痕应相互交接,遍数纵横各一次。对于表面泌水,当每层混凝土浇筑接近尾声时,应人为将水引向低洼边部,缩为小水潭,然后用小水泵将水抽至附近排水井。在砼浇筑后48小时内,将部分浮浆清掉,初步用长刮尺刮平,然后用木抹子搓平压实。在初凝以后,为防止混凝土表面会出现龟裂,终凝要前进行三次抹压,以便将龟裂纹消除,注意宜晚不宜早。对于浮浆问题,应在混凝土表面沿东西方向间隔5m设置铁丝拦网,以控制浮浆的流淌长度。在混凝土浇筑接近尾声时,将浮浆引入低处后用水泵抽走。若混凝土表面浮浆较厚,应在混凝土初凝前加粒径为24cm的石子浆,均匀撒布在混凝土表面用抹子轻轻拍平。4.7大体积混凝土养护(27、1)为保证已浇好的砼在规定的龄期内达到设计要求的强度,控制砼产生收缩裂缝,必须做好砼的养护工作。(2)养护时间不小于14d。(3)设专门的养护班组,二十四小时有人值班。(4)水平梁板采用覆盖塑料薄膜和麻袋浇水养护,并应在砼浇筑完毕后12h左右进行。浇水次数应根据能保证砼处于湿润的状态来决定。(5)根据测量的实时数据及时调整混凝土的养护方案。4.8混凝土试块留置在砼浇筑过程中,未经项目总工程师同意,任何人不得随意变动配合比。砼试块留量:依据地下防水工程质量验收规范(GB50208-2011),每500m留置一组抗渗试块(每组6个),每一工作班不少于一组。按混凝土结构工程施工质量验收规范(GB5028、204-2002,2011版)要求留设抗压试块和同条件试块。同一配合比、同一台班、每100m取一组抗压强度试件,当一次连续浇筑超过1000 m时,同一配合比的混凝土每200m取样一组(每组3个)。第五章 混凝土热工计算5.1混凝土表面温度裂缝控制计算考虑到B05地块筏板基础混凝土厚度最大为2.2m,且强度等级为C35,理论上该处混凝土内部温度最高,容易产生裂缝,所以将此部位混凝土作为范例进行热工计算。底板混凝土配合比暂定为:水泥348kg,水176kg,砂728kg,石1049kg,粉煤灰52kg,减水剂7.6kg具体数据可根据原材料的情况进行微调,不可随意更改配比。大体积混凝土结构施工应该使29、混凝土中心与表面温度、表面温度与大气温度之差在允许范围内,则可控制混凝土裂缝的出现。水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。混凝土的绝热温升:式中:T混凝土的绝热温升()W-混凝土中胶凝材料用量Kg/m;C混凝土比热容,可取(0.921.0)kJ/(kg*),取0.97KJ/(KJ*K);Q水泥水化热;混凝土质量密度,取2400kg/ m;m与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,可取(0.30.5);t龄期(d)。经过计算,得到3天,5天,7天,14天混凝土最高水化热绝热温升:Th3=29.3,Th5=36.25,Th7=39.37,Th14 =41.76(2)混凝土的内部最30、高温度Tmax(t) =Tp+T(t)式中T1(t)混凝土t龄期内部最高温度();分别取3、5、7、14天计算;Tp混凝土浇筑温度(),取30;混凝土t龄期的散热系数,混凝土厚度为2.2m,3天,5天,7天,14天分别计算得B(3)=0.6,B(5)=0.56,B(7)=0.53,B(14)=0.3按上式计算,3天,5天,7天的结果为Tmax347.6,Tmax550.3,Tmax750.9,Tmax1442.5。(3)混凝土表面最高温度(考虑保温材料的保温作用之后)Tb(t)=Tq+4(H- h)hTHP2H=h+2h=2.2+20.93=4.06h=k/t=0.672.33/1.67=0.31、93Tb(3)=30+4(4.06-0.93)0.93(47.6-30)/4.062=42.4Tb(5)=30+4(4.06-0.93)0.93(50.3-30)/4.062=44.3Tb(7)=30+4(4.06-0.93)0.93(50.9-30)/4.062=44.8Tb(14)=30+4(4.06-0.93)0.93(42.5-30)/4.062=38.8本工程混凝土表面保温层拟采用塑料薄膜(约1cm)和麻袋(约6cm)。混凝土表面保温层的传热系数(W/m2K);-各种保温材料的厚度-各种保温材料的导热系数-空气导热系数,可取23w/(m2.K)式中:Tb(t)-混凝土表面最高温度()32、;Tq大气的平均温度(); H混凝土的计算厚度;h混凝土的虚厚度;h混凝土的实际厚度;T混凝土中心温度与外界气温之差的最大值;混凝土的导热系数,此处可取 2.33Wmk;k计算折减系数,根据试验资料可取0.67;(4 )温度差混凝土浇筑体的内外温差按下式计算=Tmax(t)-Tb(t)Tm(t)-龄期为t时,混凝土浇筑体内的最高温度,可通过温度场计算或者实测求得。Tb(t)-龄期为t时,混凝土浇筑体表的最高温度,可通过温度场计算或者实测求得。中心温度与表面温度之差Tmax- Tb=6.1,小于25混凝土表面温度与大气温度之差Tb- Tq=44.8-30=14.8,小于20故知,满足防裂要求。(33、5 )混凝土浇筑体表面保温材料厚度计算=0.5hi(Tb-Tq)K/(Tmax-Tb)i保温材料导热系数,麻袋取0.14w/m.k,塑料薄膜取0.05 w/m.k;h混凝土实际厚度;混凝土导热系数取2.33w/(m.k);Tb计算得混凝土表面温度44.8;Tq室外平均气温取30;Tmax计算得混凝土最高温度50.9;K传热系数修正值2.0;经计算得=6.73cm。采用先铺设薄膜然后覆盖麻袋,覆盖总厚度约7cm,满足保温覆盖厚度要求。本工程亦可采用蓄水养护,计算如下:混凝土表面所需的热阻系数计算公式: 蓄水深度计算公式: 式中:R-混凝土表面的热阻系数(k/W); X-混凝土维持到预定温度的延续34、时间(h); M-混凝土结构物表面系数(1/m); Tmax-混凝土中心最高温度(); Tb-混凝土表面温度(); K-透风系数,取 K=1.30; 700-混凝土的热容量,即比热与密度之乘积(kJ/m3.K); T0-混凝土浇筑、振捣完毕开始养护时的温度(); Tc-每立方米混凝土的水泥用量(kg/m3); Q(t)-混凝土在规定龄期内水泥的水化热(kJ/kg); w-水导热系数,取0.58W/m.k。通过计算:混凝土表面的热阻系数R=0.04(k/W); 混凝土表面蓄水深度hw = 0.02(m);为保证混凝土表面温度不受外界温度影响过大(如降雨或积聚降温),本工程采取蓄水养护为最优措施,35、蓄水深度为20cm。5.2 自约束裂缝控制计算(1)计算原理 (依据 ) :浇筑大体积混凝土时,由于水化热的作用,中心温度高,与外界接触的表面温度低,当混凝土表面受外界气温影响急剧冷却收缩时,外部混凝土质点与混凝土内部各质点之间相互约束,使表面产生拉应力,内部降温慢受到自约束产生压应力。则由于温差产生的最大拉应力和压应力可由下式计算: 式中:t、c分别为混凝土的拉应力和压应力(N/mm2); E(t)混凝土的弹性模量(N/mm2); 混凝土的热膨胀系数(1/) T1混凝土截面中心与表面之间的温差(),其中心温度按下式计算 计算所得中心温度为:47.6度 混凝土的泊松比,取0.150.20。由上36、式计算的t如果小于该龄期内混凝土的抗拉强度值,则不会出现表面裂缝,否则则有可能出现裂缝,同时由上式知采取措施控制温差T1就有可有效的控制表面裂缝的出现。大体积混凝一般允许温差宜控制在2025范围内。(2)计算: 取 E0=3.15104N/mm2,=110-5,T1=3.66,=0.15 1)混凝土在3d龄期的弹性模量,由公式: 计算得: E(3)=0.75104N/mm2 2)混凝土的最大拉应力由式: 计算得: t=0.21N/mm2 3)混凝土的最大压应力由式: 计算得: c=0.11N/mm2 4)3d龄期的抗拉强度由式: 计算得: ft(3)=0.77N/mm2 结论: 因内部温差引起37、的拉应力不大于该龄期内混凝土的抗拉强度值,所以不会出现表面裂缝。 (2)5天强度计算:取 E0=3.15104N/mm2,=110-5,T1=4.31,=0.15 1)混凝土在5.0d龄期的弹性模量,由公式: 计算得: E(5.0)=1.14104N/mm2 2)混凝土的最大拉应力由式: 计算得: t=0.39N/mm2 3)混凝土的最大压应力由式: 计算得: c=0.19N/mm2 4) 5.0d龄期的抗拉强度由式: 计算得: ft(5.0)=0.99N/mm2 结论: 因内部温差引起的拉应力不大于该龄期内混凝土的抗拉强度值,所以不会出现表面裂缝。 (3)7天强度计算: 取 E0=3.15138、04N/mm2,=110-5,T1=4.53,=0.15 1)混凝土在7.0d龄期的弹性模量,由公式: 计算得: E(7.0)=1.47104N/mm2 2)混凝土的最大拉应力由式: 计算得: t=0.52N/mm2 3)混凝土的最大压应力由式: 计算得: c=0.26N/mm2 4) 7.0d龄期的抗拉强度由式: 计算得: ft(7.0)=1.12N/mm2 结论: 因内部温差引起的拉应力不大于该龄期内混凝土的抗拉强度值,所以不会出现表面裂缝。(4)14天强度计算取 E0=3.15104N/mm2,=110-5,T1=3.01,=0.15 1)混凝土在14.0d龄期的弹性模量,由公式: 计算39、得: E(14.0)=2.26104N/mm2 2)混凝土的最大拉应力由式: 计算得:t=0.53N/mm2 3)混凝土的最大压应力由式: 计算得: c=0.27N/mm2 4) 14.0d龄期的抗拉强度由式: 计算得: ft(14.0)=1.38N/mm2 结论: 因内部温差引起的拉应力不大于该龄期内混凝土的抗拉强度值,所以不会出现表面裂缝。5.3混凝土浇筑前裂缝控制计算 (1)计算原理 (依据 ) :大体积混凝土基础或结构(厚度大于1m)贯穿性或深进的裂缝,主要是由于平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成的。混凝土因外约束引起的温度(包括收缩)应力(二维时),一般用约束系数法来计算40、约束应力,按以下简化公式计算: 式中:混凝土的温度(包括收缩)应力(N/mm2); E(t)混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2),一般取平均值; 混凝土的线膨胀系数,取1.010-5; T混凝土的最大综合温差()绝对值,如为降温取负值;当大体积混凝土基础长期裸露在室外,且未回填土时,T值按混凝土水化热最高温升值(包括浇筑入模温度)与当月平均最低温度之差进行计算;计算结果为负值,则表示降温,按下式计算: 计算所得,综合温差T=-4.43度T0混凝土的浇筑入模温度();T(t)浇筑完一段时间t,混凝土的绝热温升值(),按下式计算: 计算所得,绝热温升值T(t)=23.67度 Ty(t)混41、凝土收缩当量温差(),按下式计算: 计算所得,收缩当量温差Ty(t)=-0.84度 Th混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度,一般根据历年气象资料取当年平均气温(); S(t)考虑徐变影响的松弛系数,一般取; R混凝土的外约束系数,当为岩石地基时,R1;当为可滑动垫层时,R0,一般土地基取; c混凝土的泊松比。(2)计算: 取S(t)=0.30,R1.00,=110-5,=0.15。 1)混凝土3d的弹性模量由式: 计算得: E(3)=0.75104 2)最大综合温差 T=-4.43 3)基础混凝土最大降温收缩应力,由式: 计算得:=0.12N/mm2 4)不同龄期的抗拉强度由式: 计算得: ft42、(3)=0.77N/mm2 5)抗裂缝安全度: K=0.77/0.12=6.421.15 满足抗裂条件第六章 温度监测为及时掌握混凝土内外温差及温度应力,及时调整保温措施,调整养护时间,保证混凝土内外温差小于25及降温速率小于3/d,根据大体积混凝土的施工要求,将对主楼基础底板施工进行大体积混凝土的信息化测温工作。6.1混凝土测温系统组成及工作原理测温系统构成(1)监测仪表采用日本进口的TDS-303/530型数据采集仪,该仪器具有自动化程度高,采集速度快,分析处理功能强大等特点,可同时进行最多1000个点的温度采集,其每个测点的数据扫描时间仅为0.06秒。(2)敏感元件特制防水性、绝缘性、抗43、冲击性能良好的温度传感器。(3)传输电缆具有良好抗电磁干扰性能的数据传输电缆。(4)温度测杆埋入砼内部的温度传感器外加钢管保护形成温度测杆。(5)监测系统框图温度敏感元件数据传输电缆接线箱打印分析软件数据采集仪测温系统工作原理 数据传输线将各个现场数据采集器和数据适配器串联起来,数据适配器负责计算机和各个现场数据采集器之间进行数据通讯,计算机软件通过对数据适配器的控制和收发数据,能控制各个现场数据采集器的运行,并采集各个现场数据采集器的测量数据,然后进行汇总、处理。6.2测温点布置监测布点按照兼顾均匀布点与重点布点的原则,同时在可能出现较大温差的部位布置测杆。1#、2#、3#楼形状规则,除电梯44、位置外厚度一致,根据规范取1/4板块作为布点区,各布置7根测杆。2、3#楼筏板位置测杆分上、中、下测点,1#楼每根测杆上布置5个测点,每个测点均布置备用点,其中上测点距砼上表面50mm,中测点位于混凝土底板竖向中心位置,下测点距砼下表面50mm。1#楼和电梯井位置测杆沿混凝土深度方向布置5个测点,其中上测点距砼上表面50mm,中测点位于混凝土底板竖向中心位置,下测点距砼下表面50mm,其他两个测点沿深度方向均匀布置。同时还设置大气温温测点。具体测温点的平面布置详见下图。2、3#楼测温杆件平面布置图示意图测温点竖向布置图电缆线的排布应按布点方案,并尽量避免施工损坏和影响施工为原则下进行;系统在正45、式测温之前进行一天的系统调试,使其状态完全满足要求。6.3测温点的预埋主楼底板核心区部分共设测温点21处,每处分别设35个测温孔,按上、中、下埋设,在混凝土浇筑之前埋设25*25*1.2mm 的镀锌方钢管,下端用2mm 厚的铁板封严, 打上密封胶,并与底板钢筋焊接固定,测点引出孔用防水密封胶密封;并在测点引出孔上方加上止水环。镀锌钢管高出混凝土板面25cm ,管口用木塞封闭,以防水进入。6.4测温频率测温延续时间自混凝土浇筑始至拆除保温层后为止,同时不少于20d。里表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试,监测频率浇筑后17天为1次/2h、其后为1次/4h,入模温度的测量,每台班不少于2次。46、测温点按图编号,并在现场挂编号标志,测温作详细记录并整理绘制温度曲线图,温度变化情况应及时反馈和处理。根据混凝土温升规律,制定以下测温频率:养护时间测 温 时 刻1-7天6:00、8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00、20:00、22:00、24:00、2:00、4:007天-结束6:00、10:00、14:00、18:00、22:00、2:00 、4:00第七章 施工质量技术保证措施原材料粗骨料选用525mm连续级配石子,掺配20% 5-10mm的连续粒级的机碎石,其压碎指标小于10%,针状、片状颗粒含量10%,粗骨料的空隙率小于40%;细骨料用级中粗砂,含泥47、量1%,低含泥量可以减少混凝土自身的收缩,防止混凝土因收缩太大出现裂缝,级配好的骨料除可以改善混凝土拌合物的流动性外还可以降低单方混凝土的水泥用量,降低混凝土的水化热,可防止混凝土出现温度应力裂缝;选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥或中低热的硅酸盐水泥,避免因水泥水化热大使混凝土内部温度过高产生温度裂缝。双掺技术掺加具有一定活性的矿物掺和料,即在混凝土内掺加一定量的级磨细粉煤灰或磨细矿粉,在混凝土中加入适量磨细矿粉或具有一定活性的级磨细粉煤灰取代一部分水泥,不但可以降低单方水泥的水化热防止出现温度裂缝,还可以改善混凝土的施工性能,增大混凝土的密实度,提高混凝土耐久性。加入掺合料还可以降低拌合物中的48、的浓度和碱的浓度,减少混凝土拌合物的泌水现象和坍落度损失,抑制混凝土中的碱骨料反应。此外使用磨细矿渣粉和粉煤灰等工业废渣不仅可以取代部分水泥减少因水泥生产而消耗的能量和资源,还可以很大程度上减少因工业废渣的排放造成的环境污染,有保护环境的作用。和易性控制混凝土的坍落度,要求大体积混凝土的入泵坍落度为120mm30mm,严禁在施工现场对混凝土加水,控制混凝土的单方用水量,天气变化时应根据砂、石的含水率的变化、气温的变化及时对混凝土的施工配合比进行调整。要求混凝土拌合物的初凝时间不小于9小时,坍落度经时损失1小时小于20mm,2小时小于40mm,不离析、不泌水。配合比设计在配合比设计中充分考虑大体49、积混凝土的特点,既要减少混凝土的收缩,保证混凝土的强度,又要降低混凝土内部水泥水化反应产生的巨大热量。为降低水泥反应水化热,设计采用硅酸盐42.5MPa水泥,掺加大量粉煤灰以降低单方水泥用量,进一步降低混凝土的水化热和收缩,同时粉煤灰可消耗混凝土中部分碱,可有效预防碱-集料反应。在配合比设计中掺加混凝土膨胀剂,根据掺加膨胀剂混凝土补偿收缩原理,利用自身的补偿收缩减小大体积混凝土体积收缩的影响,以降低混凝土开裂的可能性,同时以满足大体积混凝土的抗渗要求,掺加膨胀剂还可以推迟混凝土水化热峰值的出现时间,提高混凝土的抗裂性。入模温度为了防止混凝土内部温度过高产生温度裂缝,对混凝土的入模温度必须严格控50、制,炎热天气施工时避免阳光对砂、石的直接照射。为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度。最有效的方法是降低原料温度,混凝土中石子比热较小,但每立方米混凝土中石子所占重量最大,所以最有效的办法是降低石子温度。在气温较高时,为了防止太阳直接照射使砂石温度升高,可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚,除此之外,搅拌运输车罐体、泵送管道的冷却也是必要的措施。生产运输1)搅拌站在生产混凝土时要严格执行同一配合比,混凝土开盘前应对搅拌楼的所有计量设备进行校验,确保计量误差在规范允许范围内。根据气温条件、运输时间(白天或夜天)、运输道路的距离、砂石含水率变化、混凝土坍落度损失等情况,及时适当地对原配合比(水胶比)进行微调,51、以确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要,混凝土不泌水、不离析,确保混凝土供应质量。2)炎热的天气时应采取相应的降温措施降低混凝土的入模温度,防止出现温度裂缝。3)混凝土搅拌运输车每次清洗后注意排净料筒内的积水,以免影响水胶比,同时还要注意将混凝土的运输时间控制在1小时内(根据天气及路程计算),以免坍落度损失过大,而影响混凝土的质量。确保混凝土的连续供应,防止间隔时间过长混凝土出现冷缝,影响基础的质量。浇筑大体积混凝土前对混凝土运输车辆的行驶路线进行勘察,绘制行驶路线图,制定应急方案,确保混凝土施工时混凝土运输车辆不会受交通的影响。4)现场要合理安排调度混凝土运输车辆及混凝土浇筑的人员,52、防止混凝土运输车在现场等待时间过长,影响混凝土的质量。确保入模混凝土的坍落度一致。严禁在现场对混凝土拌合物加水。试验员对每车的坍落度进行取样试验,对于坍落度不符合要求的混凝土严禁使用浇筑采用斜面分层浇筑法进行浇筑。浇筑工作由下层端部开始逐渐上移,循环推进,每层厚度500mm,通过标尺杆进行控制。夜间施工时,尺杆附近要用手把灯进行照明。浇筑时,要在下一层混凝土初凝之前浇捣上一层混凝土并插入下层混凝土面50mm,以避免上下层混凝土之间产生冷缝,同时采取二次振捣法保持良好接槎,提高混凝土的密实度。混凝土浇筑至设计标高后,在初凝前用刮尺刮平和木抹子收光,终凝前进行二次收光,防止由于应力集中而导致的沉缩53、裂缝的出现。采用插入式振动棒振捣,每根泵管配备三台振动棒,分别布置在斜面的坡顶、坡中和坡脚。振捣手要认真负责,仔细振捣,防止过振或漏振。养护为了防止混凝土因内部温度过高产生温度裂缝,保证混凝土在一定时间温度、湿度的稳定,使胶凝材料充分水化,前期主要是潮湿养护,可防止表面脱水,产生干缩裂缝。在后期降温阶段要减少表面热扩散,缓慢降温可充分发挥混凝土的应力松弛效应,提高抗拉性能,防止裂缝产生。养护时间要求不少于14天。第八章 混凝土裂缝的控制由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混54、凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人的生命安全,所以裂缝的防治尤为重要。8.1裂缝的种类及形成原因混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。结构部位易产生的裂缝类型裂缝的形成原因影响因素底板大体积混凝土温度裂缝干缩裂缝塑性裂缝温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350550kg/m3,每立方米混凝土将释放出1750027500kJ的热量55、,从而使混凝土内部温度升达70左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到2526时,混凝土内便会产生大致在1MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。与混凝土施工环境温度、养护措施及混凝土配合比有关。8.2混凝土裂缝的预防针对工程在不同的部位容易出现裂缝的类型及其产生的主要原因,我们制定了相应的预防措施来预防混凝土裂缝的产生。56、序号裂缝类型裂缝预防措施1干缩裂缝1)尽量选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,掺加活性矿物掺合料取代部分水泥,降低水泥的用量;2)混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂;3)严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量;4)气温变化及砂石含水率变化时及时调整混凝土的施工配合比,确保混凝土的用水量和入模坍落度;5)加强混凝土的早期养护,提高混凝土的抗拉强度,并适当延长混凝土的养护时间,防止混凝土表面水分蒸发。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂57、刷养护剂养护。2塑性收缩裂缝1)选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;2)严格控制水灰比,掺加高效减水剂以及具有一定活性的矿物掺合料来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量;3)浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透;4)混凝土要振捣密实,减少混凝土的收缩;5)在混凝土终凝前进行二次收光;6)及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护;7)在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。3混凝土温度裂缝1)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;2)减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以58、下;3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;4)改善骨料级配,控制粗细骨料的含泥量,掺加粉煤灰或高效减水剂等来取代部分水泥,减少单方混凝土中的水泥用量,降低水化热,另外再掺加一定量的具有微膨胀作用的掺合料也可以防止裂缝的产生;5)改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度;6)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间;7)大体积混凝土要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束;8)加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施;9)加强混凝土59、养护,混凝土浇筑后,及时用薄膜和麻袋等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在低温季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击;10)混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。第九章 砼浇筑过程中的应急措施(1)如接到市政停电通知,施工现场应根据停电时间合理安排砼浇筑时间,避开停电时间。如在砼浇筑过程中遇到突然停电时,应立即起用施工现场配备的发电机,将已浇筑的砼振捣密实;如停电时间不超过3小时,可待来电时连续浇筑,如停电时间超过3小时,应在适当位置留设施工缝,并及时清理出输送泵内的砼。(2)在砼浇筑过程中突然遇到大暴雨时,应根据施60、工缝留设部位及时停止浇筑砼,用准备好的防雨棚布等及时覆盖。对刚浇筑完成的砼进行覆盖,并做好抽水、排水工作;且刚浇筑完成的砼不能进行振捣,待雨停后用与此处砼成分相同的水泥浆浇筑在表面后再进行振捣。(3)浇筑中,一旦发生混凝土的配合比与设计的不符合及塌落度过大或过小应立即退回商品混凝土搅拌站。(4)在浇筑中由于配合比及其他原因造成的泵管堵塞,应在最短的时间内处理完毕,以便浇筑混凝土顺利进行。(5)在浇筑过程前应做好天气预报,如施工中遇台风,应立即停止。堆放的材料、大型施工器具等用钢丝绳封牢,或采取其他的加固措施。第十章 安全文明施工保证措施(1)施工人员必须是经培训合格的有证人员,严禁无证操作。(61、2)泵管的质量应符合要求,对已经磨损严重及局部穿孔现象的泵管不准使用,以防爆管伤人,施工前准备好洗管、清洗用品、接球器及有关装置,作业前必须用同配比的砂浆润管。(3)泵管架设的支架要牢固,转弯处必须设置井字式固定架。泵管转弯宜缓,接头密封要严。(4)泵车料斗内的砼保持一定的高度,防止吸入空气造成堵管或管中气锤声和造成管尾甩伤人的现象。(5)泵车安全阀必须完好,泵送时先试送,注意观察泵的液压表和各部位工作正常后加大行程。在砼坍落度较小和开始起动时使用短行程。检修时必须卸压后进行。(6)当发生堵管现象时,立即将泵机反转把砼退回料斗,然后正转小行程泵送,如仍然堵管,则必须经拆管排堵处理后开车,不得强62、行加压泵送,以防发生炸管等事故。(7)砼浇筑结束前用压力水压泵时,泵管口前面严禁站人。(8)插入式振捣器电动机电源上,应安装漏电保护装置,熔断器选用应符合要求。接地安全可靠电动机未接地线或接地线不良时严禁使用。(9)操作振捣器作业时,应穿戴好胶鞋和绝缘橡皮手套。(10)振捣器停止使用时,应立即关闭电动机,搬动振捣器时,应切断电源,以确保安全,不得用软管和电缆线拖拉、扯动电动机。(11)电缆线上不得有裸露之处,电缆线必须放置在干燥、明亮处;不允许在电缆线上堆放其它物品。(12)振捣器必须由操作人员掌握,作业后必须做好清洗、保养工作,振捣器要安放在干燥处。(13)砼罐车进场必须听从现场指挥人员调度,严禁乱停乱靠。(14 )砼施工后,应及时清理管内余砼,施工现场做到“活完料净脚下清”。(15)清理竖管时,高空作业人员必须戴好安全帽,系好安全带,保证安全带高挂低用。(16)严禁工人打架斗殴,以确保文明、安全施工。(17)积水坑施工中应注意埋于坑底降水泵的电源的保护。