大体积混凝土标准施工方案.docx

大体积混凝土施工方案

1 施工方案编制依据及编制说明
1.1 施工组织设计依据：
1.1.1 结构施工图及设计总说明
1.1.2 国家、行业及地方有关政策、法律、法令、法规
1.1.3 国家强制性标准、施工验收规范、规程
1.1.4 工艺标准及操作规程
1.1.5 ISO9002国际质量认证标准
1.1.6 本公司质量保证手册、程序文件及规章制度
1.1.7 建筑施工手册第四版第二册
1.2 编制说明
1.2.1 本大体积混凝土施工方案的编制对象仅为17.1～19.1层转换板。
1.2.2 转换板大体积混凝土施工的重点和难点
1.2.2.1 由于本转换板结构属大体积砼结构，且施工期也正处于秋季，如何控制好板砼在水化过程中内外温差不大于25℃，防止砼出现温度应力裂缝和干缩裂缝的产生，是转换板施工的重点之一。
1.2.2.2 由于本工程转换板平面积约为740，砼浇筑量较大。按设 计要求转换板砼应连续浇筑，为了保证砼在浇筑过程中的连续性和密实性，确定好砼的浇筑线路和浇筑方法也是转换层施工的重点和难点。
2 工程概况（要附总平面布置图）
本工程占地面积：1466 ，总建筑面积：24111，地下一层，地上二十七层，建筑总高：89.9，是集商业、办公、住宅为一体的综合性建筑。工程结构设计选用了转换层形式。 转换层结构设计特征：转换层结构形式：即第四层顶板为一块实心混凝土整板，将上部二十四层结构荷载过渡转换到板下框架体系。转换层标高17.1～19.1,板厚2.0,柱顶局部板厚2.4，转换层面积740,板内上下各两层设纵横双向32、＠200×200钢筋网片；中间又有两层22、＠200×200钢筋网片；网片间＠600×600设22立筋，混凝土总量1640,混凝土采用C50的商品混凝土。板下框架柱网尺寸：8.7×8.9 、8.4×12不等。
3 大体积混凝土的含义、特点及材料要求
3.1 定义：最小断面尺寸大于1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，称为大体积混凝土结构。
特点：大体积混凝土与普通混凝土相比，具有结构厚，体形大、钢筋密、混凝土数量多；工程条件复杂和施工技要求高的特点，且必须采用温度差和温度应力双控制的方法来确保混凝土的质量。
3.2 该工程转换层混凝土的施工在十月中旬，日平均温度在20℃左右，混凝土最高温度的峰值一般出现在混凝土浇筑后的第三天，对混凝土浇筑后的内部最高温度与气温温差要控制在25℃内，以免因温差和混凝土的收缩产生裂缝。我们对混凝土质量控制指标提出如下要求：（1）采用水化热低的矿渣水泥；（2）掺入适量的1级粉煤灰；（3）混凝土在满足泵送要求的坍落度的前提下，最大限度控制水灰比；（4）掺AEA微膨胀剂。由于使用的是商品混凝土，厂家采用硅酸盐水泥，因此，只能满足以上（2）、（3）、（4）条要求。这样对解决混凝土早期温度应力和后期收缩应力问题并控制混凝土裂缝的产生提出了更高的技术要求。(5)、砂：宜选用粗砂或中砂，含泥量≤3%。(6)、石子：5～40粒径的碎石或卵石均可。泵送混凝土时，碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等1：3，卵石宜小于或等1：2.5，以免发生堵管。(7)、热电偶：宜选铜——康铜线直径为1。(8)、电池：1号于电池和9V方块电池。
3.3 对商品混凝土厂家要求其配制混凝土时，采取双掺技术。
3.3.1 掺高效减水剂，使混凝土缓凝，要求混凝土初凝时间大于9小时，以推迟水泥水化热峰值的出现，使混凝土表面温度梯度减少。
3.3.2 加UEA微膨胀剂（掺量为水泥用量的10%），以补偿混凝土的收缩。
3.3.3 保证混凝土浇筑速度，不产生人为施工冷缝。
3.3.4 设加强带，在加强带处微膨胀剂掺量增加为14%。
4 工艺流程
施工准备→清理和润湿模板→钢骨架、钢筋、预埋件设置→埋设热电偶或测温线→混凝土配合比选择→混凝土搅拌→混凝土运输→混凝土浇（分层分段）→混凝土养护→测温
5 机具设备
大体积混凝土一般面宽、量大，要求连续施工，确保大体积混凝土的整体性和施工质量，施工中可以考虑使用商口混凝土，配用泵车将砼泵送入模，也可以在现场设搅拌站，并根据工程任务的大小，现场条件具体配置混凝土吊运机械和其它机具、测温仪器。
6 劳动组织
除搅拌站配料与混凝土泵车司机由搅拌站统一安排外，为提高生产效率和工程质量，施工中合理组织劳动力，具体设置一般可与普通钢筋混凝土工程要求相同。
7 混凝土浇筑前的裂缝控制计算
7.1 混凝土温度的计算
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。
7.1.1 混凝土的绝热温升：

式中：—混凝土的绝热温升（℃）
——每混凝土的水泥用量（），取425
Q—水泥28天水化热，查《建筑施工手册第四版》第二册表10-81。
c—混凝土比热970 J/()
e—为常数，取2.718
—混凝土容重2400（）
—混凝土龄期（d）
—常数，与水泥品种、浇筑时温度有关查《建筑施工手册第四版》第二册表10-82，=0.362
由于3～7天水化热温度最大，故计算龄期分别按3d、7d的绝热温升，混凝土浇筑厚度2米。
混凝土绝热温升：
(3d)=425×314000×(1－2.718-0.362×3)/(970×2400)=37.95℃
(5d)= 425×354000×(1－2.718-0.362×7)/(970×2400)=59.46℃
7.1.2 混凝土中心温度：

式中：T1(t)—t龄期混凝土中心计算温度 （℃）
—混凝土浇筑温度（℃）
ζ（t）—龄期降温系数，查《建筑施工手册第四版》第二册表10-83。
又混凝土浇筑温度:

式中：—混凝土拌合温度（它与各种材料比热及初温度有关），按多次测量资料，有日照时混凝土拌合温度比当时温度高5-7℃，无日照时混凝土拌合温度比当时温度高2-3℃，我们按3℃计。
—混凝土浇筑时的室外温度（十月中旬，室外平均温度以20℃计）
1+2+3+......n—温度损失系数：
1—混凝土装卸，每次1=0.032(装车、出料二次数)
2—混凝土运输时，2=(A查施工计算手册表11-7。式中：为6滚动式搅拌车,其温升0.0042，混凝土泵送不计。为运输时间（以分钟计算），从商品混凝土公司到工地约30分钟。)
3—浇筑过程中,3=0.003×60=0.18

=23+(20－23)×(0.064+0.126+0.18)=23－3×0.37=21.89℃
则混凝土内部中心温度:

=21.89+37.95×0.57=43.52℃
=21.89+59.46×0.54=54.09℃
7.1.3 凝土表层温度（表面下50～100处）温度
7.1.3.1 保温材料厚度（或蓄水养护深度其计算公式见《建筑施工手册第四版》第二册10-7-2）

式中：——保温材料厚度（）；
——所选保温材料导热系数[W/()],可查《建筑施工手册第四版》第二册表10-84；
——混凝土表面温度（℃）；
——施工期大气平均温度（℃）；
——混凝土导热系数，取2.33 W/()；
——计算得混凝土最高温度（℃）；
计算时取：
-=20℃
-=20℃（计算时可取-=15～20℃ -=20～25℃）
——传热系数修正值，取1.3～2.0，查《建筑施工手册第四版》第二册表10-85。 Kb=1.3
木模板 ：

=0.5×0.05×0.23×20×1.3/(2.33×20) =0.0075米
草垫：

=0.5×0.05×0.14×20×2.6/(2.33×20)=0.004米
油毡：

=0.5×0.01×0.05×20×1.3/(2.33×20) =0.00014米
7.1.3.2 混凝土表面模板及保温层的传热系数

式中 ——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[/()]；
——各保温材料温度（）；
——各保温材料导热系数[/()]
——空气层的传热系数，取23[/()]。

=1/[0.0075/0.23+0.004/0.15+0.00014/0.05+1/23]=9.1/()
7.1.3.3 混凝土虚厚度

式中 ——混凝土虚厚度（m）；
——折减系数，取2/3；
——混凝土导热系数，取2.33[/()]
=（2/3）×（2.33/9.1）=0.17
7.1.3.4 混凝土计算厚度

式中：——混凝土计算厚度（）;
——混凝土实际厚度（）。
=2+2×0.17=2.34
7.1.3.5 混凝土表层温度

式中 ——混凝土表面温度（℃）；
——施工期大气平均温度（℃）；
——混凝土中心温度（℃）；

=20+4×0.17×（2.34-0.17）×[43.52-20]/=27.37℃

=20+4×0.17×（2.34-0.17）×[54.09-20]/=30.68
-=43.52-27.37=16.15℃
-=54.09-30.68=23.41℃
说明我们采取以上保温措施是有效的。
7.2 应力计算
7.2.1 地基约束系数(根据本工程特点不计算地基约束系数;如果有地基约束的大体积砼时地基约束系数计算方式参照《建筑施工手册》第四版10—7—2—2的公式进行计算。)
7.2.2 砼干缩率和收缩当量温差
7.2.3 混凝土干缩率

式中——t龄期混凝土干缩率
——标准状态下混凝土极限收缩值，取3.2410-4
…─各修正系数,查《建筑施工手册》第四版表10-88。
=3.2410-4 (1-2.718-0.03)
1.250.931.001.250.880.21.000.61=1.510-6
同样计算可得: εy(9)=4.3510-6
εy(15)=7.010-6
εy(21)= 9.610-6
—根据水泥品种所得的修正系数
—根据水泥检测报告查出水泥细度所得的修正系数
—根据骨料品种所得的修正系数
—根据水灰比（w/c）所得的修正系数，
—根据水泥浆量所得的修正系数
水泥浆量=（水泥+水）/（水泥+骨料+砂+水）——注：重量比
—根据养护时间所得的修正系数
—根据当地气候的相对湿度所得的修正系数
—根据L/F所得的修正系数
L—底板混凝土截面周长；F—底板混凝土截面面积（本工程为横截面周长和面积）
—根据振捣模式所得的修正系数
—根据配筋率/所得的修正系数
—钢筋的弹性模量、截面积
—混凝土弹性模量、截面积
7.2.4 收缩当量温差

式中TY（t）—t龄期混凝土收缩当量温差（0C）
—混凝土线膨胀系数，110-5（1/0C）
TY（3）=1.510-6/110-5=0.15℃
同样计算可得: TY（9）=0.44℃ TY（15）=0.7℃ TY（21）=0.96℃
7.2.5 混凝土各龄期内部的中心温度
=21.89+59.460.36=43.3℃
式中─混凝土内部中心最高温度(℃)
─混凝土的浇筑温度(℃)
─混凝土的最大绝热温升(℃)
—龄期降温系数,查建筑施工手册第四版10-83
同样计算可得:
=32.0℃ =24.9℃ =22.5℃
7.2.6 以6d(3d)作为一个台阶的温差值及总温差
T(9)=(T1(3)-T1(9))+( TY（9）–TY（3）)=11.3+0.29=11.59℃
T(15)=(T1(9)-T1(15))+( TY（15）–TY（9）)=7.1+0.26 =7.36℃
T(21)=(T1(15)-T1(21))+( TY（21）–TY（15）)=2.4+0.26 =2.66℃
总综合温差=11.59+7.36+2.66=21.61℃
7.2.7 各龄期混凝土的弹性模量
= (1-e-0.09t)=2.55104(1-2.718-0.09*3)=0.818104
—混凝土的最终弹性模量(),可近似取28d的混凝土弹性模量,查建筑施工计算手册11-14
同样计算可得:
=1.915104
= 2.556104
=2.929 104
7.2.8 各龄期混凝土的松弛系数S(t),查建筑施工计算手册表11-17得:
S(3)=0.186 S(9) =0.214 S(15)=0.233 S(21)=0.301
7.2.9 温度应力计算
i（t）ΔTi（t）Si（t）

式中―各龄期混凝土所承受的温度应力（）
―混凝土线膨胀系数，取1.010-5
―各龄期混凝土的弹性模量()
―各龄期综合温差(℃)
―各龄期混凝土松弛系数
―双曲余弦函数,查建筑施工计算手册附录-附表1-7
―约束状态影响系数,=
—大体积混凝土结构的厚度
―地基水平阻力系数，查建筑施工计算手册11-20
7.2.10 各台阶温差引起的应力计算
3d到9d温差引起的应力
β= =(0.2/24001.915104)1/2=0.6610-4
/2=0.6610-482000/2=2.706,查表/2=7.473
=1.010-5 (1-1/7.473) E(9) T(9) S(9)/(1-0.15)
=0.484
同样计算可得: = 0.446 = 0.237
=0.484+0.446+0.237=1.167
7.2.11 混凝土的抗裂安全度计算
=/≥1.15
―抗裂安全度,取1.15
―混凝土抗拉强度设计值,查建筑施工计算手册附表2-35。
=/=2/1.167=1.71≥1.15
满足抗裂条件,故不会出现裂缝。
8 操作工艺
8.1 施工准备：混凝土浇筑前应备足所需原材料和配备好混凝土、搅拌机、振捣器、材料计量器、混凝土运输设备和做好大体积混凝土结构物的基层。
8.2 清理模板：配制好大体积混凝土结构物的侧模板。清理混凝土基层并浇水润湿，但不得有积水。
8.3 钢骨架、钢筋、预埋件设置：安装好钢骨架，绑扎或焊接钢筋，埋设好预埋件，并检查其位置准确性，作好隐检记录，进行隐蔽验收。
8.4 埋设热电偶：埋设好热电偶、检查位置是否正确，注意埋入深度和相邻热电偶的间距，作好记录。
8.5 混凝土配合比选择：应根据使用的材料，通过试配确定混凝土材料的配合比，严格控制其准确性，在搅拌机旁挂牌公布，以便检查。使用的衡器应有检校合格证和校验制度，经常保持其准确性，材料的配合比偏差，不得超过规定的数值：①水泥和干燥状态的掺合料：按质量计允许偏差为2%。②砂、石子：按质量计允许偏差为5%。③水、潮湿状态的掺合料：允许偏差为1%。
8.6 大体积混凝土施工宜在气温10～30℃之内进行，冬期施工水温应根据热工计算进行加热，以确保混凝土在覆盖前温度不低于5℃，砂应适当加热，以确保无冻块。暑期施工一般采用冷却拌合水或掺冰屑的方法，以达到降低拌合混凝土温度的目的，对砂石进行降温，可采取遮盖法或喷淋法。
8.7 混凝土的搅拌（施工现场自设搅拌站情况）
8.7.1 计量：根据每盘各种材料的用量及车辆（或箩筐）的质量，分别固定如水泥、砂、石子、掺合料各个磅秤标量，在上料时必须严格按需要量分别过秤。倒入搅拌机料斗的顺序是：先石子、后水泥，最后是砂、粉煤灰等粉状掺合料应与水泥一道加入，减水剂等外加剂应制成一定浓度的溶液，按定量与水同时加入搅拌机。
8.7.2 搅拌时间：因掺有掺合料和外加剂，为使砼搅拌均匀，自全部拌合料装入搅拌筒内起到混凝土开始卸料止，其间一般不得少于1.5分钟。开盘后，应检查混凝土的坍落度、和易性、搅拌时间等。
8.8 混凝土的运输：混凝土自搅拌机中卸出后，应及时运到浇灌地点。在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝现象。当施工场地窄小无处设搅拌站时，可采用商品混凝土。
8.9 混凝土的浇筑
8.9.1 禁止用吊车在高处直接往模内下料，混凝土自高处倾落时，自由倾落高度不超过2。如超过2时，应设串筒或淄槽，以保证混凝土不发生离杆现象。
8.9.2 大体积混凝土结构工程整体性要求高，混凝土必须边疆浇筑，一般应分层浇灌，分层捣实。根据整体性要求，结构大小、钢筋疏密，混凝土供应等具体情况，可选用如下灌筑方案：
8.9.2.1 全面分层（见图1）：在整个基础内全平面分层浇筑混凝土。在第一层全面浇筑完毕，再回来浇筑第二层时，覆盖位置的第一层混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑好。此方案适用于平面尺寸不太大的结构，或每一层混凝土的浇筑时间在3小时之内。施工时宜从短边开始，再沿长边进行：必要时可分为两段从中间向两端向中间同时进行。
图 1
图 2

8.9.2.2 分层分段（见图2）：适用于厚度不太大而面积或长度较大的结构。把整个结构在平面上沿长度方向分成若干段，一般以2宽为一段。在高度上分成若干层，每层厚度取不大于0.4为宜。从一端开始，向另一端逐层逐段踏步式的浇筑直至完成。它要求每段岔处和第二层覆盖新浇筑的混凝土能够在前一次（或一层）的混凝土尚未达到初凝前就要浇筑。
8.9.2.3 当结构的厚度或面积很大时，为减少收缩和温度应力，对结构应分层或分块施工；分层厚度以控制在1.5左右为好，分块的最大尺寸以控制在30以内为宜。分块接岔时，可以在大块混凝土中预留后浇带，将整块大体积混凝土分成两块或若干块，待所浇筑的混凝土经过一段时间的养护干缩后，再在预留的后浇带中浇筑补偿收缩混凝土，使分块的混凝土连成一个整体。分层的时间间隔，一般约需10d到15d，或应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好；如考虑进度要求，最少间隔时间应不少于5d，或不少于混内部最高温度出现时间，否则两层混凝土共同发热，就难于控制其温差均小于或等于25℃。
8.10 混凝土的振捣
8.10.1因混凝土中有不少钢筋，振动棒应垂直插入，振捣混凝土时，振动棒不得碰撞钢筋，预埋件。
8.10.2振动棒的操作，应做到“快插慢拨”。快插是为了防止先将表面混凝土振实，而与下面混凝土发生分层、离析现象。慢拨是为了使混凝土能填满振动棒抽出时所造成的空隙。在振动混凝土过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以便上下振动均匀。
8.10.3每一插点要掌握好振捣时间，过短不易捣实混凝土，过长可能引起混凝土离析，一般每一插点振捣时间为20～30，以混凝土开始泛浆和不再出现气泡为准。 浇筑混凝土每振捣完一段，应随即用铁板摊平拍实，在快要达到初凝时，应在进行二次收光。
8.11 混凝土养护：混凝土振捣平整完毕，采用塑料布及时密封养护，上面盖草垫一至二层；夏天则蓄水养护，防止混凝土脱水龟裂。加盖保温材料与蓄水能有效控制混凝土内部和表面的温度差以及混凝土表面和大气空间温度差均小于25℃，以防止混凝土因温差应力而产生裂缝。保温材料拆除时间同样以两个温度差均小于25℃而定，一般混凝土浇筑完毕的第三、四天为升温的高峰，其后逐渐降温，保温材料的折除以10天以上为妥。降温速度不宜过快，其后逐渐降温，保温材料的拆除以10天以上为妥。降温速度不宜过快，以防温差应力裂缝。保温材料拆除后，仍应浇水养护，浇水养护应不少于20天。
8.12 测温工作：在大体积混凝土工程中，为了控制混凝土两个温差以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握混凝土温差动态，可采用热电偶进行测温，同时还可以配用普通玻璃棒式温度计进行校验。
为了全面反映混凝土内温度场的变化情况，应根据结构物的具体情况埋热电偶。一般情况是，热电偶的埋入深度800～1000，相邻两热电偶的间距在水平方向为2000～2500，在高度方向1000～1500，距边角和表面应不小于500。在测温过程中，当发现温差超过25℃时，应及时加强保温或从缓拆除保温材料，以防止混凝土温度应力裂缝。
9 质量要求
9.1 混凝土按配合比计量准确，混凝土强度等级不得低于设计的强度等级。
9.2 混凝土感观质量平整、密实，不准有蜂窝、露筋、裂缝等缺陷。
10 安全措施
10.1 振捣器的电源胶皮线要常检查，防止破损，操作时戴绝缘手套，穿胶鞋。
10.2 翻头号车在使用前务必检查刹车。
10.3 夜间施工，运输道路及施工现场应架设照明设备。
10.4 采用塔吊或行车运送混凝土，必须有专人指挥，盛混凝土的料斗的天并要灵活、可靠。料斗的吊环必须经计算后选用未冷拉的Ⅰ级钢筋，且焊接牢固。
10.5 浇筑混凝土使用的溜槽或串筒节间必须连接牢固，操作部位应有护栏，不准站在溜槽带上操作。