包头景苑小区高层地下室大体积混凝土施工技术.doc

包头景苑小区高层地下室
大体积混凝土施工技术

摘 要：包头景苑小区高层地下室混凝土工程。施工正处于天气较热的7月中旬，混凝土施工会由于其水灰比大，内外温差、收缩、变形等而引起伸缩裂缝。为确保本工程大体积混凝土的施工质量，编写本施工技术。主要采用 “内降外保”法。“内降”即砼施工前在 结构内部预埋冷却水管，通过循环水对砼内部进行降温控制；“外保”既表面覆盖塑料布和草袋子进行保温。在今后大体积混凝土施工过程中，只要采取切实可行的施工措施，保证混凝土内表温差及降温速度在允许范围之内，完全可以避免大体积混凝土温度裂缝的产生。

关键词：地下室混凝土施工、大体积混凝土、质量控制

目 录

1、工程概况……………………………………………………………4
2、施工准备……………………………………………………………4
2.1配合比设计………………………………………………………4
2.2原材料………………………………………………………………5
2.3混凝土………………………………………………………………6
3、施工工艺…………………………………………………………………6
3.1 混凝土浇筑方法 ………………………………………………………6
3.2混凝土振捣……………………………………………………………9
3.3 泌水处理 ………………………………………………………………9
3.4 混凝土表面处理 ………………………………………………………9
3.5 混凝土保温养护 ………………………………………………………9
4、施工质量控制 …………………………………………………………10
4.1砼温度监测……………………………………………………10
4.2测温点布置及测温………………………………………………10
5、底板混凝土质量评定………………………………………………11
5.1 强度检测………………………………………………………………11
5.2 混凝土匀质性检测……………………………………………………11
6、混凝土裂缝产生的原理 ………………………………………………11
6.1 水泥水化热的影响……………………………………………………11
6.2 混凝土的收缩裂缝……………………………………………………12
6.3 外界气温变化影响……………………………………………………12
7、防止大体积混凝土裂缝的主要施工措施 ……………………………12
7.1 严格控制内外温差……………………………………………………12
7.2 降低水泥水化热………………………………………………………12
7.3 施工工艺及其他措施…………………………………………………13
8、结束语………………………………………………………………13
参考文献……………………………………………………………15

引 言

近年来，随着建筑行业的迅猛发展，大体积混凝土得到了越来越广泛的应用，如混凝土大坝、高层建筑的地下室混凝土底板都是用大体积混凝土浇筑而成的。但在建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故也时有发生合理选择施工材料，优化混凝土配合比的目的是使混凝土具有较大的抗裂能力。在工业与民用建筑工程的大体积混凝土施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑体内部温度剧烈变化，使混凝土建筑体早期塑性收缩和混凝土硬化过程中的收缩增大，使混凝土浇筑体内部的温度收缩应力剧烈变休化，而导致混凝土浇筑体或构件发生裂缝的现象并不罕见。因此在施工过程中控制大体积混凝土施工裂缝，显得成为重要。

1、工程概况
包头景苑小区高层地下室工程位于友谊大街金荣建材城南侧，工程结构为钢筋混凝土——剪力墙结构，共十二层；地下室为混凝土筏板式基础，底板面积为1847m2,混凝土量为2032 m3 ，混凝土强度等级C25。
2、施工准备
2.1配合比设计
大体积混凝土配合比选择时应考虑的是施工用混凝土配合比在满足设计要求及施工工艺要求的前提下，应尽量减少水泥用量，以降低混凝土的绝热温升，这样就可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可以降低养护的费用。选用低水化热的水泥，降低混凝土中水泥和水的用量；掺粉煤灰，改善混凝土的粘塑性，降低水化热。大体积混凝土配合比的确定应符合下列规定：
·混凝土配合比应通过计算和试配确定，对泵送混凝土还应进行泵送试验；
·混凝土配合比设计方法应按现行的《普通混凝土配合比设计技术规程》执行；
·混凝土的强度应符合国家现行的《混凝土强度检验评定标准》的有关规定；
·在确定混凝土配合比时，还应根据混凝土的绝热温升值、温度及裂缝控制的要求，提出必要的砂、石料和拌和用水的降温、人模温度控制的技术措施。
·配制混凝土所用的水泥，应符合下列现行的国家标准：
·《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》；
·《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥》。当采用其他品种水泥时，其性能指标必须符合有关标准的要求。
·应优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土，当混凝土的强度等级为C20或C20以上时，宜采用32．5级的矿渣硅酸盐水泥；也可用42．5级水泥，但注意用量。
·对大体积混凝土所用的水泥，应进行水化热测定，水泥水化热的测定按现行国家标准《水泥水化热试验方法(直接法)》进行，配制混凝士所用水泥7天的水化热不宜大于250kJ／kg。
·大体积混凝土所用骨料的选择与质量应符合下列规定：
粗骨料种类应按基础设计的要求确定，其质量除应符合现行标准《普通混凝土所用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定外，其含泥量应不大于1．5％；细骨料宜采用天然砂，其质星应符合现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。
·混凝土中掺用的外加剂及混合料应符合下列规定：
在混凝土中掺用的外加剂及混合料的品种和掺量，应通过试验确定；所用外加剂的质量应符合现行《混凝土外加剂质量标准》的要求，混凝土外加剂的应用，应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》的规定：当混凝土中掺入粉煤灰时，其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的规定：其应用应符合建设部标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》的规定。当使用其他材料作为混合料时，其质量和使用方法应符合有关标准的要求。
2.2 原材料
选用低水化热32.5的矿渣硅酸盐水泥；石子采用5～31.5mm碎石，含泥量控制在1％之内；砂子采用中砂，含泥量不大于1％；粉煤灰采用质量信的过的生产厂家出产的优质粉煤灰。
粉煤灰具有火山灰活性效应，在混凝土中掺入粉煤灰可以提高混凝土的密实性。龄期越长，反应越完全，混凝土越密实，混凝土的强度也越高。同时，粉煤灰具有胶凝作用和减水作用。在混凝土中掺加粉煤灰，改善了混凝土的和易性，降低了水灰比，减少了多余水份蒸发后开成的孔隙，粉煤灰取代部分水泥后，早期水化热明显降低。
外加剂采用建材有限公司生产的JC-C3复合泵送剂，掺量为水泥用量的8%。
2.3 混凝土
·采用商品砼。
·混凝土的技术要求：
·混凝土等级：C 25
·混凝土坍落度：14±2㎝
·混凝土初凝时间：10～12小时
·水灰比：0.5以下
3、施工工艺
3.1混凝土浇筑方法
根据施工工艺总的要求及施工机械力量的配置，浇筑采用斜面分层，一次平仓连续施工方法，各浇筑带齐头并进，互相搭接，确保各浇筑带之间上下层混凝土的结合。水平施工缝的处理符合下列要求：清除表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀的露出粗骨料；在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有积水；在浇筑上层混凝土时，采取接浆措施。
3.1.1混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得随意留施工缝，并符合下列规定：
·混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。当采用泵送混凝士时，混凝土的摊铺厚度不宜大于600mm,当采用非泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不宜大于400mm。
·分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔应不大于混凝土的初凝时间。混凝士的初凝时间应通过试验确定。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝处理。对于工程量较大、浇筑面积也大、一次连续浇筑层厚度不大(～般不超过3m)，且浇筑能力不足时的混凝土工程，宜采用推移式连续浇筑法。分层连续浇筑法是目前大体积混凝土施工中普遍采用的方法。分层连续浇筑一是便于振捣，易保证混凝土的浇筑质量：二是可利用混凝土层面散热，对降低大体积混凝土浇筑块的温升有利。
3.1.2大体积混凝土施工采取分层浇筑混凝土时，水平施工缝的处理应符合下列规定：
·清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀的露出粗骨料：
·在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有积水：
·对非泵送及低流动度混凝士，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施。
3.1.3混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低混凝土出罐温度等
方面的要求，并应符合下列规定：
·当炎热季节浇筑大体积混凝±时，混凝土搅拌场、站宜对砂、石骨料采取遮阳、降温措施；
·当采用自备搅拌站时，搅拌站应尽量靠近混凝土浇筑地点，以缩短水平运输距离；
·当采用泵送混凝土施工时，混凝土的运输宜采用混凝土搅拌运输车。混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。
·在混凝土浇筑过程中，应及时清除混凝土表面的泌水。
在大体积混凝土浇筑过程中，由于混凝土表面泌水现象普遍存在，为保证混凝土的浇筑质量，要及时清除混凝土表面泌水。因为泵送混凝土的水灰比一般比较大，泌水现象也比较严重，不及时清除，将会降低结构的混凝土质量。
·在每次混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合下列规定：
保温养护措施，应使混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度满足湿控指标的要求；保温养护的持续时间，应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制、确定，但不得少于15天。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。保温养护是大体积混凝土旌工的关键环节。保温养护的目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低温凝土块体的温度应力，其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受温度应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。同时，在养护过程中保持良好湿度和防风条件，使混凝土在良好的环境下养护，施工人员应根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。
·混凝土浇筑后4～6,b时内可能在表面上出现塑性裂缝，可采取二次压光或二次浇灌层处理。
·塑料薄膜、草袋锯末等可作为保温材料覆盖混凝土和模板，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。具有保温性能良好的材料可以用于混凝土的保温养护中。在大体积混凝土施工时，可因地制宜地采用保温性能好而又便宜的材料用作大体积混凝土的保温养护中。
·在大体积混凝土保温养护过程中，应对混凝土浇筑块体的内外温差和降温速度进行监测，根据现场实测结果可随时掌握与温控施工控制数据有关的数据(内外温差、最高温升及降温速度等)，可根据这些实测结果调整保温养护措施以满足温控指标的要求。
·在大体积混凝土养护过程中，不得采用强制、不均匀的降温措施。否则，易使大体积混凝土产生裂缝。
·大体积混凝土施工时，主要采用钢模和本模。当采用钢模时，根据保温养护的需要，钢模外也应采取保温措施，当采用木模时，可把木模作为保温材料考虑。无论钢模、木模在模板拆除后，都应根据大体积混凝土浇筑块体内部实际的温度场情况，按温控指标的要求采取必要的保温措施。
3.2混凝土振捣
根据混凝土泵送时自然形成的流淌坡度，沿坡度布3道振动棒，第1道在混凝土卸料处，负责出管混凝土振捣密实，第2道庆在斜面中部，第3道设在坡脚处，确保下部混凝土密实，振捣时严格控制振动棒移动的距离，特别要注意混凝土的入仓振捣，防止离析和漏振。
3.3泌水处理
在垫层施工时，预先在横向上做一定的坡度，使大部分泌水顺垫层坡度流到周边排水沟，少量来不及排除的泌水随着混凝土浇筑向前推进补补赶到基坑顶端，再由顶端模板下部的预留孔排至周边排水沟。
3.4混凝土表面处理
混凝土浇捣至标高后，先用木长尺抹平，将泌水赶走，初凝后至终凝前，用铁滚筒碾2遍，再用木蟹打磨压实，以避免表面干缩裂缝。
3.5混凝土保温养护
保温养护是大体积混凝土施工的关键环节。保温养护的目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低温凝土块体的温度应力，其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受温度应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。
在混凝土表面采取塑料薄膜与麻袋相同覆盖的办法，即2层塑料薄膜，2层麻袋，四周外模覆盖1层塑料薄膜、1层麻袋。保温养护的时间，根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制，确定，但不少于15天。
设专门班组进行保温保湿养护，并注意洒水淋湿麻袋即可。
养护层的增减根据温差情况及降温速率而定，特别是混凝土升温和早期降温过程中要加强保温养护，即双层保温养护，在降温中期可采取单层保温养护。保温覆盖层的拆除分层逐步进行，保温养护过程中，保持混凝土表面的湿润。
4、施工质量控制
大体积混凝土工程温控施工的核心是从大体积混凝土施工的各个环节控制混凝土浇筑块体内部温度及其变化，以达到控制混凝土浇筑块体温度裂缝的目的。
4.1砼温度监测
在砼强度增长过程中实测温度应符合如下要求：
·砼内外温差控制在25℃以内。
·撤除保温层时，砼表面与大气温差不大于25℃。
如上述指标偏离时，及时调整保温覆盖材料层数来减小温差。
4.2测温点布置及测温
·根据结构具体情况，测温点在整个结构施工区每个应力较集中的部位布置三个点。测温管用φ50钢管制作，外露200mm.。
·测温
砼浇筑后2小时开始测温，前2天每2小时测一次，2天后至第5天每4小时测一次，第5天至第7天每12小时测一次，七天后砼表面与大气温差不大于25℃时停止测温，每次测温要做好记录，每个部位取上、中、下部各一个数据。使用普通温度计测温：测温管端部用软木封堵，只许在放置或取出温度计时打开，温度计应系线绳垂吊到管底，停留时间不少于3min，取出迅速查看温度。测温人员分三个组，每个组两个人，24小时轮班测温。测温记录本挂在施工现场，以便现场管理人员随时进行检查。
5、底板混凝土质量评定
5.1强度检测
为检测底板混凝土强度，采用钻芯取样方法，从底板的不同部位抽取4个点，每点分别于30d、60d龄期取样试压，两次混凝土抗压强度分别为48.8Mpa和53.3Mpa，混凝土各项指标均满足设计要求。
5.2混凝土匀质性检测
为确定混凝土内部是否存在质量缺陷和混凝土骨料分布匀质性，在底板不同部位随机抽取3个点，对样本进行观测，结果：混凝土芯样完整，且表面光滑，粗细骨料分布均匀，级配合理，混凝土表观质量优良。
6、混凝土裂缝产生的原理
大体积混凝土结构裂缝的发生是众多的因素引起的，各类裂缝的主要影响因素有：
6.1水泥水化热的影响
水泥水化过程中要产生大量的水化热，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚焦内部，不易散失，导致大体种混凝土内部急聚温升，时间大多发生在混凝土浇筑后3d-5d，因混凝土导热性能差，初期混凝土弹性模量和强度低，而混凝土表面散热较快，就形成内外温度差异较大，由于内外热胀冷缩的程度不同，随着混凝土龄期的增长，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限值时，混凝土表面便开始产生温度裂缝。
6.2混凝土的收缩裂缝
混凝土在空气中硬结时体积会减压少而收缩，混凝土在不受外力影响情况下产生自发变形，受到外部约束时，将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土收缩裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在混凝土硬化初期主要是碳化过程收缩，浇筑后的混凝土，在空气中的二氧化碳与中泥中的钙起化学反应，生成的碳酸钙，放出的结合水使混凝土产生收缩，后期主要是内部自由水分蒸发而引起的干缩变形，而表面的干燥收缩快，中以干燥收缩慢，表面的干燥收缩受到中心部位的约束，因而在表面产生的拉应力而出现裂缝。
6.3外界气温变化影响
大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土的绝热温升和结构的散热温度等各种温度的叠加之和。浇筑温度和外界气温有着直接关系，外界温度愈高，混凝土浇筑温度也愈高；如外界温度下降，会增加混凝土温度梯度，特别是气温聚降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，因而会造成大温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。另外外界湿度也会对混凝土裂缝产生影响，外界温度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。
7、防止大体积混凝土裂缝的主要施工措施
7.1严格控制内外温差
严格控制内外温差加强养护、防止产生贯穿性裂缝和有害裂缝，采取混凝土表面所保温覆盖材料厚度。
7.2降低水泥水化热
·减少水泥用量，采用42.5级水泥，用量控制在310kg以内。掺粉煤灰取代等量水泥，粉煤灰用后期强度增长高的特点，对降低混凝土的最高温度，减少混凝土的泌水起到了有效作用。
·掺缓凝高效减水剂，使初凝时间延迟约在8-10h，延缓水化热峰值期。
·选用性能好的HEA微膨胀剂，减少混凝土收缩而裂缝。
·选用级配良好的粗骨料5-40碎石，进行冲水并覆盖，降低骨料温度。
·提高砼的极根拉伸强度
控制石子、砂的含泥量不超过1%和3%，选择级配良好的粗骨料，加强砼的振捣，提高砼的密实度和抗拉强度，减少收缩变形，保证施工质量，采用二次振捣法，浇筑时应及时排除砼表面的积水（泌水产生的），及时对砼表面进行覆盖养护，提高砼的早期强度。
7.3施工工艺及其他措施
·采用平面分层浇筑法，每层浇筑百度为500mm，砼浇筑均匀上升，便于砼散热，应避免砼拌合物堆积。
·安排专人对砼进行坍落度、砼现场温度进行测量，当砼进入现场后及时进行测温，若温度大于27度，则要求砼公司给予退场处理，砼公司应疫专人值班，并同时做好原材料的降温措施执行检查。
·加强测温管理，严格控制砼的内外温差在25度以内，由专人对砼测温记录。
·合理的进行施工平面布置，确定好浇筑顺序，所需的泵车能力和数量，布置好泵车位置和泵车铺设，以保证施工过程有条不紊。
·养护时间一般为大于14天，此时混凝土自身抗拉强度已大于温降产生的拉应力，同时要保证混凝土表面温度与大气温度接近，大气温度与中心温度不大于20℃时，可停止测温，撤除保温。
8、结束语
大体积混凝土的施工技术，涉及到经济、技术、设计、管理、施工等诸多方面。要想保证大体积混凝土的施工质量，需要建设单位、设计单位、施工单位、材料供应商等单位的综合管理、科学组织、合理安排、严格执行。本文通过对大体积混凝土结构裂缝的分析，找出导致裂缝的主要原因是由于水泥水化热升高使混凝土温度变化产生的温度应力造成大体积混凝土产生裂缝。
地下室底板大体积混凝土根据设计要求及现场实际施工条件，结合其结构特点，砼浇注采用分层浇筑混凝土施工方法。通过测温结果，冷却水管对砼内部的降温控制起到了很好的效果，混凝土中心最高温度值为48℃（＜50.76℃），内表温差控制在25℃以内。通过对混凝土内部温度的控制及对混凝土表面覆盖养护，地下室底板混凝土无一处有害裂缝，质量达到优良。
在今后大体积混凝土施工过程中，只要采取切实可行的施工措施，保证混凝土内表温差及降温速度在允许范围之内，完全可以避免大体积混凝土温度裂缝的产生。

参 考 文 献
【1】刘长滨、赵志缙，建筑工程施工手册第四版[M]，北京，中国建筑工业出版社，2004年
【2】徐有邻、程志军，混凝土结构工程施工质量验收规范[S]，北京，中国计划出版社，2002年
【3】桂业琨、叶柏荣，高层建筑基础工程施工[M]，北京，中国建筑工业出版社，1996年目 录

第一章 总 论 1
一、项目提要 1
二、可行性研究报告编制依据 2
三、综合评价和论证结论 3
四、存在问题与建议 4
第二章 项目背景及必要性 5
一、项目建设背景 5
二、项目区农业产业化经营发展现状 11
三、项目建设的必要性及目的意义 12
第三章 建设条件 15
一、项目区概况 15
二、项目实施的有利条件 17
第四章 建设单位基本情况 19
一、建设单位概况 19
二、研发能力 20
三、财务状况 20
第五章 市场分析与销售方案 21
一、市场分析 21
二、产品生产及销售方案 22
三、销售策略及营销模式 22
四、销售队伍和销售网络建设 23
第六章 项目建设方案 24
一、建设任务和规模 24
二、项目规划和布局 24
三、生产技术方案与工艺流程 25
四、项目建设标准和具体建设内容 26
五、项目实施进度安排 27
第七章 投资估算和资金筹措 28
一、投资估算依据 28
二、项目建设投资估算 28
三、资金来源 29
四、年度投资与资金偿还计划 29
第八章 财务评价 30
一、财务评价的原则 30
二、主要参数的选择 30
三、财务估算 31
四、盈利能力分析 32
五、不确定性分析 33
六、财务评价结论 34
第九章 环境影响评价 35
一、环境影响 35
二、环境保护与治理措施 35
三、环保部门意见 36
第十章 农业产业化经营与农民增收效果评价 37
一、产业化经营 37
二、农民增收 38
三、其它社会影响 38
第十一章 项目组织与管理 40
一、组织机构与职能划分 40
二、项目经营管理模式 42
三、技术培训 42
四、劳动保护与安全卫生 43
第十二章 可行性研究结论与建议 46
一、可行性研究结论 46
二、建议 47

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