精煤仓大体积混凝土施工方案.doc

大体积混凝土施工专项方案
一、工程概况
1、该工程为河北申家庄煤矿该扩建工程二座精煤仓，-20.4米---35.1米，总高度为55.5米，Φ22.7米圆形钢筋混凝土筒体结构。底板为筏型底板，箱型基础。中间内设4个钢筋砼漏斗结构，仓上部为钢筋混凝土锥壳，在锥壳上部设有局部2层的框架。C10素混凝土垫层，筏板直径为27.3米，混凝土为C30，抗渗等级为S6；筏板厚为1.0---1.5m，约为800m3砼，属大体积混凝土。混凝土采用商品混凝土。
2、若按常规施工容易造成结构出现冷缝及温度裂缝等质量问题，为使基础连续浇筑不留施工缝，并达到抗渗砼要求和缩短工期，需要采用泵送砼施工；必须采取相应技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制好裂缝的开展。
3、组织大体积混凝土施工主要解决砼中水泥水化热引起的温差应力等特有的技术问题，在施工中应针对材料选用、施工工艺、周围环境等条件估算砼内部的最高温度，采取有效措施降低水化热，控制砼中心温度与表面温度之差，使其不大于25ºC，防止砼裂缝。
4、计划基础底板混凝土浇灌时间为两个日历天数。
二、大体积混凝土产生裂缝的原因及防治措施分析
（一）混凝土裂缝产生的原因：
水泥水化热引起的温度应力和温度变形。防止混凝土出现裂缝的关键就是控制混凝土内部与表面的温差。
内部约束条件的影响。大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，当温度变化时，受到下部地基的约束而产生外部约束应力。混凝土在早期温度上升时，产生的膨胀变形受到约束而形成压应力，此时混凝土的弹性模量小。当温度下降时则产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度时则会出现垂直裂缝。内部约束作用原理相同。
外界气温变化的影响。混凝土内部温度是由水泥水化热的绝热温度、浇筑温度、混凝土的散热温度三者的叠加。其中浇筑温度与外界气温有直接关系。因此与外界气温温差，也是防止裂缝的重要一环。
混凝土的收缩变形。包括以下几个方面：（1）混凝土的塑性收缩变形。（2）混凝土的体积变形。（3）干燥收缩。（4）混凝土匀质性的影响，造成混凝土的弹性模量不均匀，因而在收缩变形过程中导致应力集中，引起裂缝。（5）设计造型的影响。造型复杂的工程，如结构上留洞、槽的大体积混凝土工程，会造成应力集中，在薄弱部位形成裂缝。综合主观因素和客观因素影响见下图
产生裂缝
混凝土内部与表面温差过大
不添加外加剂及粉煤灰
养护环境湿度小，导致干缩现象
混凝土密度不均匀产生脆弱环节
混凝土理论抗裂性差
混凝土选料不合格
混凝土表面无保温措施
混凝土表面无保湿措施
骨料中含泥量过大
骨料粒径过大或级配不良
水泥安定性不合格
商品混凝土质量控制不到位
混凝土内部无降温措施
振捣不良
水灰比过大
项目部管理人员监管不到位
监督检查人员责任心差
养护过程未进行测温
配合比选择不当

（二）防止大体积混凝土裂缝的主要措施：
合理选择混凝土的配合比，尽量选用水化热低和安定性好的水泥，并在满足设计强度要求的前提下尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热。
控制石子、砂子的含泥量不超过1%和3%。
根据施工季节的不同，可分别采用降温法和保温法施工。
采用分层分段浇筑混凝土。
做好测温工作，控制混凝土的内部温度与表面温度以及表面温度与环境温度只差不超过25℃。
在混凝土中掺入少量磨细的粉煤灰和减水剂，以减少水泥用量，也可掺加缓凝剂，推迟水化热的峰期值。
三、施工准备
大体积混凝土的施工技术要求比较高，特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。本工程基础采用商混，及时与商混厂家实验室沟通协商，达成共识，提出大体积砼的条件，因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
1、材料选择
（1）水泥：采用当地质量较好的太行山牌P.O42.5#普通硅酸盐水泥，该水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此，商混厂家根据其成熟的配比和掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，满足要求并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：采用当地砂，含泥量不大于3%。
（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。按照规范要求，采用硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。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：设计无具体要求，通过商混厂家施工其它工程上的使用经验，混凝土确定采用泵送剂，具有改善混凝土的和易性还具有减水、缓凝、引气等作用。
2、混凝土配合比设计
（1）混凝土采用由鑫诺商混厂家供应的商品混凝土，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）鑫诺商混厂家提供混凝土的初凝时间为18小时，终凝时间为24小时。
四、控制裂缝的温度检测
根据业主及设计要求，对基础底板混凝土进行温度检测；基础底板混凝土中部中心点的温升高峰值，该温升值一般略小于绝热温升值。一般在混凝土浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不在升温，并且开始逐步降温。规范规定，对大体积混凝土养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内;当设计无具体，要求时，温差不宜超过25度;本工程设计无具体要求，即按规范执行。表面温度的控制可采取调整保温层的厚度。
1、测温孔的确定
测温点沿砼周边进500mm周圈布设，中间每隔4000mm布置一个测温点，深度为750mm、350mm及混凝土表面三个测温孔，并编上编号；具体详见测温孔布置图。用Φ48钢管插入底层750，钢管要堵头。

2、温度控制计算
基础混凝土为C30,选用普通硅酸盐水泥（P.O42.5）配合比，水泥每立方米用量320kg/m3，外加剂为泵送剂，粉煤灰。
根据气象台预测在基础浇筑及养护期间气温18~25度
（1）、最大绝热升温计算
最大升温：Th =(mc+K×F)Q/cρ
取入模温度取22℃，每立方米混凝土水泥用量320Kg,则最大升温为：
Th =(mc+K×F)Q/cρ
=340×375÷0.97÷2400=54.77℃
Th -------混凝土绝热升温。
mc---------混凝土中水泥用量（kg/m3）。
c-----------混凝土的比热、取0.97[kJ/(kg.k)];
Q─水泥28天水化热（KJ/Kg）
F-----------混凝土掺合料用量（Kg/m3）.
K─掺合料折减系数。
（2）、混凝土中心计算温度
T1(t)=Tj+Th×ξ(t)
T1(t)─t龄期混凝土中心计算温度（℃）
Tj─混凝土浇筑温度（℃）
ξ(t)─t龄期降温系数
a、3天龄期的混凝土温度
T1(t)=Tj+Th×ξ(t)
=22+54.77×0.68
=59.24℃
b、15天龄期的混凝土温度
T1(t)=Tj+Th×ξ(t)
=22+54.77×0.45
=46.65℃
(3)、混凝土养护材料厚度计算
采用麻袋覆盖养护，方法：先覆盖一层塑料布，加2层麻袋厚度为5cm.
δ=0.5Hλx(T2-Tq)/ λ1(Tmax-T2)×Kb
=0.5×1.5×0.14×15÷2.33÷25×1.3
=3.5㎝
δ-----------覆盖材料所需的厚度计算，㎝；
H------------混凝土基础厚度，m;
λx-------混凝土养护材料导热系数，麻袋取0.14（w/m.k）;
λ1―――混凝土的导热系数，2.33 w/m.k;
T2――――混凝土表面温度（℃)；
Kb―――――――传热系数修正值，取1.3；
根据以上计算结果需覆盖2层麻袋。
(4)、混凝土表面模板及保温层的传热系数
β=1/[δi /λi +1/βq ]
=1/[(0.025/0.14)×2+1/23]
=2.50(w/m3 k)
β—混凝土表面模板及保温层等的传热系数（w/m2.k）
δi—各保温材料厚度（m）
λi—各保温材料导热系数[w/（m.k）]
βq—空气层的传热系数，取23[w/（m2.k）]
(5)、混凝土虚厚度
h'=k×λ/β
=2/3×2.33/2.56
=1.58m
h'—混凝土虚铺厚度（m）
k—折减系数，取2/3；
λ—混凝土导热系数，取2.33 w/m2.k
(6)、混凝土计算厚度
H=h+2h'
=1.5+2×1.58
=4.66m
H—混凝土计算厚度（m）
h—混凝土实际厚度（m）
(7)、混凝土表面温度（表面下50㎜~100㎜）
T2(t)=Tq+4 × h'(H-h')[T1(t)-Tq]/H2
=22+4×1.58×3.08×[54.77-22]/4.662
=31.37℃
T2(t)—混凝土表面温度（℃）
Tq—施工期大气平均温度（℃）
h'—混凝土虚铺厚度（m）
T1(t)—混凝土中心温度（℃）
所以3天的表面温度为31.37℃与中心温度（54.77）内外温度差为23.4℃，满足要求。
3、测温要求
（1）基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。测温管的长度分部为两种规格，测温点约布置见4页附图。测温点应按测温平面布置图进行设置，每组测温点有3测温孔，根据深度划分。
（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部门温度之差达到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。
（5）测温采用液晶数字显示电子测温仪，以保证测温及读数准确。
五、施工工艺
1、现场准备
（1）基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。
（2）基础底板侧模及吊模采用组合钢模板支模，不合模数部位采用木模板支模。
（3）将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。
（4）浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、麻袋等应提前准备好。
（5）项目经理部应与建设单位联系好施工用电，以保证混凝土振捣及施工照明用。
（6）管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。
2、大体积混凝土施工要求
（1）、施工段的划分及浇筑顺序由于基础底板尺寸不大，底板厚度均为1500mm，因此基础底板为一个自然施工段。混凝土的浇筑顺序由A至E轴方向从1到27轴向后浇灌。基础底板外侧四周砌筑240厚砖墙，然后水泥砂浆找平层，采用逆作涂膜防水，在851涂膜防水层上抹1:3水泥砂浆3d后作外侧模板。基础组合钢模板支模，不合模数的部位采用木模板支模。
（2）、钢筋钢筋加工在现场钢筋场进行，暗梁主筋采用闪光对焊连接，底板钢筋采用冷搭接。基础底板钢筋施工完毕进行柱、墙插筋施工，柱、墙插筋应保证位置准确。基础底板钢筋及柱、墙插筋施工完毕，组织一次隐蔽工程验收，合格后方可浇筑混凝土。
（3）、混凝土浇筑
a混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用1台混凝土泵车送筑。
b混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，不够需要泵车进行移动重新架设后再进行浇注。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺，便每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题，也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过6h，如遇特殊情况，混凝土在4h仍不能连续浇筑时，需采取应急措施。即在己浇筑的混凝土表面上插12短插筋，长度1米，间距50mm，呈梅花形布置。同时将混凝土表面用塑料薄膜加草席覆盖保温。以保证混凝土表面不受冻。
c混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置3~4台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在1.5米厚的底板内可斜向流淌1米远左右，2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外1~2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。
d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。
e现场按每浇筑100方（或一个台班）制作3组试块，1组压7d强度，1组压28d强度归技术档案资料用;l组作仍14d强度备用。
f 防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组。考虑本工程不太大，按规定取2组防水混凝土抗渗试块。
(4)、混凝土养护
a混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜再在上面覆盖二层麻袋片。
b新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂。
c柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或受冻。
d停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热。
六、主要管理措施
1、拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。
2、在混凝土搅拌站设专人掺入外加剂，掺量要准确。
3、施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符。混凝土温度应控制在l~l寸之间，同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
4、混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3~5h，同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于 度。
5、试验部门设专人负责测温及保养的管理工作，发现问题应及时向项目技术负责人汇报。
6、浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。
7、加强混凝土试块制作及养护的管理，试块拆模后及时编号并送入标养室进行养护。 
七、裂缝质量目标
从现场实际情况和我项目部的施工能力出发，目标值定为：
1、消灭深层裂缝及贯穿裂缝
2、基本杜绝深度10cm以上混凝土表面裂缝
3、保证深度10cm以下混凝土表面裂缝少许出现
八、安全要求
（一）、混凝土泵送设备安全操作要求
1、砼泵操作人员必须经过专门的培训，能熟练操作砼泵，且必须按操作章程进行操作。
2、操作人员、专业电工必须经常检查砼泵的完好情况，保证砼泵运行时处于安全、正常的状态。
3、 砼泵送设备安置应距离基坑一定距离，布料杆动作范围内必须保证无障碍、有无高压线。
4、 水平输送管道敷设线路应接近直线，少弯曲。管道与管道支撑必须筋骨可靠，管道接头应密封可靠。Y型管道应装接锥形管。
5、 严禁将垂直管道直接装接在泵的输送口上，应在垂直管架的前段装接场地不小于10M的水平管，水平管近泵时处应装逆止阀。
6、 风力大于六极以上时，蹦车不得使用布料杆，天气炎热时，应用湿麻袋、湿草包遮盖管道。
7、 布料杆支腿应全部伸出并支固，支固前不得启动布料杆，布料杆升离支架后方可回转。布料杆伸出应按顺序进行，严禁用布料杆起吊或拖拉物件。布料杆处于全伸缩状态时，严禁移动车身。作业中移动时，应将上段布料杆折叠固定，移动速度不超过10KM/H，布料杆不得使用超过规定直径的配管，装接的软管应系防脱安全绳带。
8、 泵送系统受压力时，不得开启任何输送管道和液压管道。液压系统的安全阀不得任意调整，蓄能器只能充入氮气。
9、 作业后，将料斗内和管道内的混凝土全部输出，然后对泵机、料斗、管道进行冲洗。用压缩空气冲洗管道时。管道出口端前方10米不得站人，并应用金属网蓝等收集冲出的泡沫橡胶及砂石粒。
10、 严禁用压缩空气冲洗布料杆配管。布料杆的折叠收缩应按顺序进行。
12、将两侧活塞运转到清洗室，并涂上润滑油。
13、各部位操纵开关，调整手柄、手轮、控制杆、旋塞等均应复位。液压系统卸载。
（二）混凝土工施工安全要求
1、一般安全要求
进入施工现场必须戴好安全帽，高空作业系好安全带，禁止吸烟。
施工现场作业人员严禁酒后上岗，疲劳作业、带病作业。
进入施工现场必须遵守施工现场安全管理制度，严禁违章指挥，违章作业；做到三不伤害：不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害。
2、作业安全
振捣手在使用振动棒作业时，必须戴好绝缘手套，穿好胶鞋。振动棒严禁在钢筋上，愣别振捣，避免把电机烧毁。
振动器应放置在固定的架子上，不得扎在钢筋上，不准拖拉。
振动棒严禁在钢筋上，愣别振捣，避免把电机烧毁。
振动器、振动棒的电源线路必须完整，严禁使用有破损的电缆。
作业人员禁止用湿手开或关电源，以防触电。
作业时，临边防护必须完整、有效，严禁无防护作业。
砼泵输送砼时，管道接头严密、牢固，管道的架子必须牢固，输送前必须试压，检修必须卸压；立管与楼层预留洞用木楔卡牢，钢管固定。
砼浇筑时，采用布料杆布料，布料杆固定架采用直径φ48.5的钢管搭设，横立杆间距均为1500，布料杆底座与固定架用钢管固定牢固，保证砼输送时，布料杆稳定、不摇晃、不倾斜。
基础砼浇注时，基槽四周临边防护完整，上下走人行马道，在槽边不得向槽里投掷物体。
利用塔吊吊运物体时，起吊吊钩吊起超过头部方可松手、超过障碍物以上的允许高度，才能行车或转臂；吊物下落时，施工人员不得站在吊物下，待吊物下落距地1m左右时，作业人员过去扶稳吊物，缓缓落地。
在运输、浇灌的同时，有落地灰要及时回收利用，并且做到活完料净脚下清，保持施工现场清洁卫生。
（三）振捣器操作安全要求
1．使用前检查各部应连接牢固，旋转方向正确。
2．振捣器不得放在初凝的混凝土、地板、脚手架、道路和干硬的地面上进行试振。如检修或作业间断时，应切断电源。
3．插入式振捣器软轴的弯曲半径不得小于50cm，并不得多于两个弯，操作时振动棒应自然垂直地沉入混凝土，不得用力硬插、斜推或使钢筋夹住棒头，也不得全部插入混凝土中。
4．振捣器应保持清洁，不得有混凝土粘结在电动机外壳上妨碍散热。
5．作业转移时，电动机的导线应保持有足够的长度和松度。严禁用电源线拖拉振捣器。
6．用绳拉平板振捣器时，拉绳应干燥绝缘，移动或转向时不得用脚踢电动机。
7．振捣器与平板应保持紧固，电源线必须固定在平板上，电器开关应装在手把上。
8．在一个构件上同时使用几个附着式振捣器工作时，所有振捣器的频率必须相同。
9．操作人员必须穿戴绝缘胶鞋和绝缘手套。
10．作业后，必须做好清洗、保养工作。振捣器要放在干燥处。

兖矿东华建安公司申家庄项目部
2009-4-20
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