大体积混凝土控制措施.doc

大体积混凝土控制措施本工程有些梁、柱及桩承台等部位为大体积混凝土，其面积大或强度等级高，内部水泥水化热高且不易散失，导致混凝土内部与外部温差变大，如不加以控制必然造成混凝土的开裂。因此，控制大体积混凝土裂缝对保证混凝土施工质量有重要的意义。大体积混凝土裂缝的控制措施：大体积混凝土中，裂纹的产生和发展应主要从混凝土的温度应力和提高混凝土的极限抗拉强度来控制，因此控制混凝土施工过程的各环节是非常重要的。3.5.1混凝土温度应力裂缝控制的计算（举例说明）根据初步提出的配合比，计算温度应力。由搅拌站提供：C30混凝土、P42.5水泥。实验室配合比为：水泥：水：砂：石：外加剂：掺和料 =305：210：803：1021：32：77依据搅拌站提供混凝土拌合温度：混凝土出机温度：搅拌机棚温度：为混凝土拌合物出机温度（）。搅拌机棚内温度（）。混凝土浇注温度：混凝土卸入输送泵，经管道浇注至施工部位，平均时间为15min。为混凝土浇注时的室外温度，定为5卸料:A1=0.032浇注15min :A4=0.00315=0.045混凝土内部的最高温度：混凝土3d水化热温度最大，故绝热温度3d龄其计算混凝土内部最高温度。混凝土的水化热绝热温升值：T-在龄期时混凝土的绝热温升值；W-每m3混凝土水泥用量（kg）；Q-每千克水泥水化热（j/kg）；c-混凝土比热（j/kg.k）,取0.97（j/kg.k）；-混凝土的质量密度（kg/m3），取2400 kg/m3;e-常数，e=2.718;m-与水泥品种、比表面积浇注温度有关混凝土内部3d龄期温度： 式中：-不同浇注厚度、不同龄期降温系数。混凝土内部最高温度混凝土表面温度覆盖层传热系数：式中：1-各种保温层材料厚度（m），1取0.005；1-各种材料导热系数（w/m.k），1取0.035；q-空气传热系数（w/m.k），q取23。混凝土虚厚度：式中，k折减系数，k取0.666；-混凝土导热系数（w/m.k），取2.33。混凝土计算厚度：混凝土表面温度： 其中， Tq-大气平均温度，Tq取5混凝土内部温差与表面温差:混凝土表面温度与大气平均温度之差：结论：混凝土中心最高温度与表面温度之差为22.87，未超过25的规定；表面温度与大气温度之差为8.47，也未超过25，故可以保证大体积混凝土的质量。3.5.2精选材料，优先采用水化热低、含碱量少的硅酸盐水泥，在保证混凝土强度等级的前提下，使用适当的缓凝剂、减水剂，减少水泥用量，延缓水泥水化放热速率，以减少水化热。掺加粉煤灰等活性材料替代部分水泥，能在保证混凝土强度等级的前提下，有效的减少水化放热量。3.5.3控制混凝土的出灌和入模温度，控制混凝土的温升值，使混凝土在浇注入模温度的基础上不大于28。3.5.4控制浇注层厚度和进度，以利散热。3.5.5控制混凝土的降温速度，降温速度不大于1.5-2.0/d。3.5.6控制混凝土里外差不大于25。3.5.7表面绝热，表面绝热的目的不是限制温度上升，而是调节温度下降的速率，使混凝土由于表面与内部之间的温度梯度引起的应力差得以减小，因为在混凝土已经硬化且获得相当的弹性后，环境温度降低与内部温度提升，两者共同作用，会增加温度梯度应力差，因此为减慢表面的热量损失，用绝热材料覆盖。3.5.8混凝土可适当的掺加膨胀剂，可以更好防止混凝土开裂。桩基工程第一节 施工工艺1.1桩基工程概述本工程主体钢结构部分由24组格构柱支承，格构柱柱距约40米，每组格构柱通过独立承台共用一组桩的地基，基础桩采用1200mm大直径钢筋混凝土灌注桩，桩端持力层选卵石层（第10层），每个承台下暂定为8根桩（待静压桩后确定桩数），桩长约27m。1.2施工工艺选择该工程地基采用1200mm大直径钢筋混凝土灌注桩，根据现场地质条件，拟采用湿作业成孔，水下浇筑混凝土的成桩工艺。湿作业成孔工艺，主要有反循环成孔和无循环旋挖成孔两种。反循环成孔需要大量泥浆循环护壁，极易造成泥浆外泄，形成现场环境污染。考虑现场文明施工的需求，本工程采用无循环旋挖成孔法。无循环旋挖成孔法，是使用静态泥浆护壁成孔，砌筑泥浆池，不必挖设泥浆沟（采用双混浆泵钻孔与泥浆池对抽置换泥浆，膨润土造浆。这种施工工艺具有成桩质量高、高效节能、污染小、具有扭矩大，捞渣能力强（使用磨盘式捞渣钻头），可使孔底沉渣厚度有效的控制在规定范围内等特点，从而达到高效优质的目的。1.3 施工工艺其工艺流程如下：施 工 准 备定 桩 位砌泥浆池、挖泥浆沟埋设护筒制备泥浆钻机就位钢筋笼制作成 孔下 导 管下放钢筋笼灌注混凝土导管起卸拔 护 筒孔口回填基槽开挖桩头剔凿做 试 块试块养护分选泥浆排 浆废浆排弃 附图5-1 混凝土灌注桩施工工艺旋挖钻机成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗底部及侧边镶焊斗齿及切削刀具，在液压伸缩钻杆旋转驱动下切削挖钻土层，同时使土层进入钻斗内，提出孔外卸土，然后加入泥浆静态护壁，如此循环形成桩孔。水下灌注混凝土要求采用导管，管径235300mm，保证混凝土初次灌方量以及连续灌注，灌注过程中始终保持导管埋在混凝土面以下。 第二节 施工工序2.1埋设护筒2.1.1 埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度。2.1.2护筒固定在正确位置后，用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。2.1.3 如果护筒底层土层不是粘性土，应挖深或换土，在坑底回填夯实300500mm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方。2.1.4护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。2.2钻机就位2.2.1 钻机就位前，需将路基垫平填实，钻机按指定位置就位，并需在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的角度。2.2.2 钻机安装就位后，应精心调平，确保施工中不发生倾斜移位。2.3设置泥浆池采用膨润土人工造浆护壁，泥浆池可根据现场实际条件砌筑，此外自备两台用钢板焊制的40m3泥浆池。附表5-1 泥浆性能参数表性 能土 层粘性土砂 土卵 石泥浆比重1.051.101.15粘度(s)151616181825含砂量8%8%888人工造浆配比水：膨润土：碱：CMC100:6:3:0.8100:10:1.8:0.8100:15:1.8:0.8注：施工时根据具体地层条件而定，并根据成孔效果适当调整。2.4成孔2.4.1在施工第一根桩时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。2.4.2在钻进过程中，不可进尺太快，由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间。2.4.3在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶40cm。在提钻时，需及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。2.4.4在钻进过程中，要经常检查钻头尺寸。（可根据提钻情况决定其大小）。2.4.5施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符应立即通知设计监理等部门及时处理。2.5清孔2.5.1在钻进到设计深度时，应及时清孔，常采用磨盘式捞渣钻头捞渣法，可一次或多次进行捞渣。2.5.2在清孔后，孔底沉渣不得大于150mm，并将孔口处杂物清理干净，方可进行下一步工序。2.6钢筋笼制作及吊放2.6.1钢筋笼制作2.6.1.1 根据设计，计算箍筋用料长度、主筋分布段长度，将所需钢筋调直后用切割机成批切好备用。由于切断待焊的主筋、架立筋、箍筋的规格尺寸不尽相同，注意分别摆放，防止错用。2.6.1.2 在钢筋圈制作台上制作架立筋并按要求焊接。2.6.1.3将支撑架按23m的间距摆放在同一水平面上对准中心线，然后将配好定长的主筋平直摆放在焊接支撑架上。2.6.1.4将主筋套入架立筋内，并保持相互垂直，先进行点焊固定，再进行统一焊接。2.6.1.5将箍筋绕于主筋外侧，用绑扎丝绑扎。2.6.1.6将制作好的钢筋笼稳固放置在平整的地面上，防止变形。2.6.2吊放2.6.2.1起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点设在钢筋笼架立筋与主筋连接处，且吊点对称并一次性吊起，以保证钢筋笼在起吊时不变形。2.6.2.2笼子吊离地面后，利用重心偏移原理，通过起吊钢丝绳在吊车勾上的滑动并稍加人力控制，实现平直起吊转化为垂直起吊，以便入孔。2.6.2.3吊放钢筋笼入孔适应对准孔位，保持垂直，轻放、慢放入孔，不得左右旋转。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下入。2.7水下灌注混凝土2.7.1成孔和清孔质量检验合格后，开始灌注混凝土。2.7.2采用自由塞隔水（即充气球胆），充气球胆直径大小能自由通过导管即可。导管下入长度和实际孔深必须做严格丈量，使导管底口与孔底的距离能保持在0.30.5m左右。导管下入必须居中。2.7.3灌注混凝土，首浇混凝土必须保持埋管深度不小于1.5米，在实际操作中，投入球胆，放入锥塞，当混凝土灌满漏斗，立即拔起塞子，同时继续向漏斗补加混凝土，使混凝土连续浇注。 2.7.4提管时，要准确测量混凝土灌注深度和计算导管埋深后，方可提管，导管应徐徐上提，不可一次提的过高，造成导管底部超出混凝土面，形成断桩。导管在混凝土内埋深不得大于6m，也不得小于2m。2.7.5为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度，至少超灌0.5m，一般在0.81.0m。2.8施工中注意事项2.8.1导管应采用直径不小于250mm的管节组成，各节应具有带垫圈的连接法兰盘或扣环。2.8.2导管在使用前，及灌注完46根桩后，要检查导管密封圈的密封性，每次在使用后，应立即冲洗干净。2.8.3混凝土灌注关键在于首次浇注，要保证100%的成功率，必须采取如下措施：在承料斗内先置一球胆于导管口，然后用锥形塞堵住承料斗口，让商品混凝土灌满承料斗，在上提锥形塞的同时，向承料斗内补混凝土，使料斗内混凝土始终保持装满条件下继续浇灌。2.8.4在完成首浇后，灌注混凝土要连续从漏斗口边侧溜滑入导管内，不可一次放满，以避免产生气囊。2.8.5为防止浇筑混凝土造成钢筋笼上浮，可采取如下措施2.8.5.1在孔口固牢钢筋笼上端：2.8.5.2当混凝土面接近钢筋笼底部时，应保持较大的导管埋深，放慢灌注速度；当混凝土面进入钢筋笼23m后，应适当提升导管，减少埋深（不得少于1.5m）以增加钢筋笼对导管底口下的埋置深度。2.8.5.3在灌注将近结束时，由于导管内混凝土高度减少，压力降低。如出现混凝土顶升困难时，可适当减小导管埋深使灌注工作顺利进行，在拔出最后一节长导管时，拔管速度要慢，避免孔内上部混入泥浆的混凝土压入桩中。2.8.5.4钢护筒在灌注结束，混凝土初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直性。2.8.5.5当桩顶标高很低时，混凝土灌不到地面，混凝土初凝后回填上部空孔。第三节 质量标准及质量保证措施3.1质量标准3.1.1钢筋笼质量检验标准附表5-2 钢筋笼质量检验标准项次项 目允许偏差（mm）检测方法1主筋间距10尺 量2箍筋间距20尺 量3钢筋笼直径10尺 量4钢筋笼长度100尺 量3.1.2 灌注桩质量检验标准附表5-3 灌注桩质量检验标准项次项 目允许偏差或允许值检测方法1桩位D/6，且不大于100尺量护筒2孔深+300mm测绳，尺量钻杆3垂直度1%测套管或钻杆4桩径50mm尺 量5孔底沉渣150mm重锤6钢筋笼安装深度100mm尺量7混凝土坍落度160220mm坍落筒8桩顶标高+30mm，-50mm水准仪3.2 质量保证措施3.2.1定桩位：放桩位线时有专人验线并做桩位预检记录。3.2.2成孔3.2.2.1钻机就位时，经专人检查桩位偏差及垂直偏差，符合要求后方可开钻。3.2.2.2成孔达到设计深度后，应会同有关部门对孔深孔径以及其它情况进行检查确认符合要求后，填写终孔验收单。3.2.3 钢筋笼制作3.2.3.1钢筋笼加工前应取样复试，合格后方可加工，并严格按设计图纸加工，按批进行验收，合格品做标识。3.2.3.2钢筋供应的长度不满足设计要求时，主筋采取搭接焊，应符合国家现行标准混凝土结构及验收规范的要求，按规定做焊接强度试验。3.2.4控制泥浆性能：由专人负责，对钻孔过程中、成孔后、清孔后、混凝土浇注前分别对泥浆比重进行测量，确保泥浆比重符合要求。如泥浆比重小于要求值，应向孔内加膨润土造浆。3.2.5水下浇注对混凝土的要求3.2.5.1商品混凝土中的水泥含量不得小于260kg/m3、混凝土的塌落度为1822cm、粗骨料使用连续级配，最大粒径不超过40mm、砂率4050%、2小时内析出的水分不大于混凝土体积的1.5%、混凝土的初凝时间不得低于6小时。混凝土应加外加剂。3.2.5.2灌桩之前，应进行塌落度现场实验，同时应要求混凝土供应商首车提供商品混凝土的有关技术资料。3.2.6 混凝土试块按建筑地基基础工程施工质量验收规范有关规定及时制作试块。每个浇注台班制作两组试块，一组为同条件养护，另一组为标准养护28天；并保证每浇注50m3混凝土制作一组试块。第四节 施工机械配备附表5-4 施工机械配备表名 称型 号数量用 途备 注旋挖钻机R412-HD2台成桩柴油机,噪声小R518-HD1台成桩汽车吊车QY253辆吊放钢筋笼、设备柴油机混浆泵3PNL2台回灌补浆排污每台10KW电潜水泵2台抽水每台5KW电导管2593套灌注混凝土电焊机BX-3002台焊接钢筋笼每台20KW电钢筋切割机GJ51-321台泥浆测定仪1测定泥浆性能专用压浆泵12MPa2用于后压浆每台22KW电第五节 主要劳动力配备附表5-5 劳动力配备表工 种人 数备 注机组人员12机械成孔钢筋工8绑扎钢筋笼电焊工4钢筋笼焊接混凝土工9灌注混凝土第六节 试桩根据设计要求进行试桩，包括试桩的数量、地点、成桩工艺及单桩承载力等。为保证工程工期，试桩工作应在开工前（10月份）施工完成，在11月份进行压桩工作。