搜索
陇南市统办大楼基础筏板、承台大体积砼专项施工技术方案甘肃省第八建筑工程公司2011-10-10陇南市统办大楼基础筏板、承台大体积砼施工技术方案审查表建设单位陇南市统办大楼代建办设计单位甘肃省建筑设计研究院监理单位兰州交大工程咨询有限责任公司施工单位甘肃省第八建筑工程公司项目经理李斌技术负责人王楠建设单位盖章监理单位盖章总工程师盖章编制审查编制审核编制陇南统办大楼基础筏板及承台大体积混凝土施工方案一、工程概况本工程陇南市行政统办大楼，是一座陇南市标志性的现代化建筑，地下一层地上十二层，环境优美,场地宽阔。工程由左右楼、中楼、后楼三部分构成一单体综合楼房，总用地面积为14000㎡，总建筑面积45904㎡，主体结构为框剪结构。该工程地基与基础为混合基础，主楼部分采用桩筏联合基础，裙楼及地下室外扩部分采用桩承台基础，后楼采用柱下独立承台基础，桩的成孔均采用旋挖机械成孔。本工程筏基（1300厚）、承台（1000—1400厚）、及地下防水底板（400厚），砼标号为均为C35。采用C35防渗混凝土，抗渗等级为P8，整个基础底板的混凝土量约为10000立方米。计划基础底板混凝土浇灌时间为20个日历天数。由于该砼体量大，厚度较厚故采用大体积施工方案。二、施工准备工作大体积混凝土内出现的宏观裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。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。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：考虑普通水泥水化热较高，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，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为PO42.5，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，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：采用中砂，山砂（45%）+人工砂（55%），平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5.选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。（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，采用矿渣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：混凝土确定高效减水剂，每水泥掺量的0.3-0.5%，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。2、混凝土配合比（1）混凝土采用陇南供应的商品混凝土，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。陇南市检测中心试验室试配、并出具砼级配单。（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。3、现场准备工作（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）基础底板上的地坑、积水坑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、草席等应提前准备好。（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。三、大体积混凝土温度和温度应力计算根据工程质量要求，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，将温差控制在规范要求的范围内，温差不宜超过25度；表面温度的控制可采取调整保温层的厚度。陇南统办大楼基础左右楼、中楼筏板、承台采用C35砼，采用祁连山牌水泥普通硅酸盐P.O42.5级水泥。左右楼筏板、承台砼方量为4805.4m3，中楼筏板、承台砼方量为3730.3m3均属大体积砼，砼配合比的原则为：满足设计混凝土强度等级条件下，掺适量粉煤灰，同时加缓凝剂，延长混凝土的初凝时间，尽可能降低混凝土的水泥用量，尽量降低混凝土内最大温升值。C35设计配合比水泥（Pso42.5祁连山牌，普通不早强水泥）：414kg/m3；水：195kg/m3；大气温度在20℃，自来水温在17℃粗骨料（砂子）：1072kg/m3；细骨料（石子）：657kg/m3；粉煤灰：62kg/m3；缓凝型减水剂：10.35。高效抗硫酸盐阻锈迹：33.12.XHE抗裂、防锈增强剂：29.混凝土温度计算a搅拌温度计算和浇筑温度混凝土拌和温度计算表:(注：本表中数值为经验数据)材料名称重量W(kg)比热c(kJ/kg·℃)热当量W*c(kJ/℃)温度Ti(℃)热量Ti*W*c(kJ)水泥4140.973402.822208056.44砂子6570.84551.882011037.60石子10710.84899.642017992.80粉煤灰620.8452.08201051.60拌和水1954.2819.00171392.30混凝土拌和温度计算:Tc=∑Ti*W*c/∑W*c=39530.74/2725.422=14.51℃。考虑到混凝土运输过程中受日晒等因素，入模温度比搅拌温度约高3℃。混凝土入模温度约Tj=17.51℃。混凝土中心最高温度Tmax=Tj+Th*ξTj=17.51(入模温度)，ξ散热系数取0.70混凝土最高绝热温升Th=W*Q/c/r=414*377/0.973/2321=69.12℃其中414Kg为水泥用量；377KJ/Kg为单位水泥水化热；0.973KJ/Kg.℃为水泥比热；2321Kg/m3为混凝土密度。则Tmax=Tj+Th*ξ=17.51+69.12*0.70=60.641℃。混凝土内外温差混凝土表面温度(未考虑覆盖)：Tb=Tq+4h’(H-h’)△T/H2。H=h+2h’=3+2*0.07=3.14m，h’=k*λ/β＝0.666*2.33/22＝0.07m式中Tbmax--混凝土表面最高温度(℃)；Tq--大气的平均温度(℃)；H－一混凝土的计算厚度；h’--混凝土的虚厚度；h--混凝土的实际厚度；ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值；λ--混凝土的导热系数，此处可取2.33W／m·K；K--计算折减系数，根据试验资料可取0.666；β--混凝土模板及保温层的传热系数(W/m*m·K)，取22Tq为大气环境温度，取20℃，△T=Tmax-Tq=40.64℃故Tb=17.51℃。混凝土内表温度差：△Tc=Tmax-Tb=60.641-17.51=43.131℃＞20℃温度应力计算计算温度应力的假定：①混凝土等级为C35，水泥用量较大414kg/m3；②混凝土配筋率较高，对控制裂缝有利；③底模对混凝土的约束可不考虑；④几何尺寸不算太大，水化热温升快，散热也快。因此，降温与收缩的共同作用是引起混凝土开裂的主要因素。先验算由温差和混凝土收缩所产生的温度应力σmax是否超过当时厚板的极限抗拉强度Rc。采用公式；σmax=EaT[1-1/(coshβL/2)])s式中：E—混凝土各龄期时对应的弹性模量Et=Ec(1-e-0.9t)=2.79×104式中:e=2.718自然对数的底；t-混凝土龄期(天数)；Ec—混凝土28天时C30的弹性模量Et=3×104MPa；a—混凝土的线膨胀系数1.0×10-5L—结构长度，本工程厚板长度L=65.75m(取长度)。T—结构计算温度：前面已述该厚板最大绝热温升Tmax=50.29℃实际温升最高在混凝土浇筑后第三天T3=Tmax-Tq=50.29℃-20=30.29℃coshβ—是双曲余弦函数HECxH—结构厚度，本工程厚板厚度H=1.3Cx—混凝土板与支承面间滑动阻力系数，对竹胶模板，比较砂质土的阻力系数考虑，取Cx=30N/mm2.S—混凝土应力松弛系数，查表得S=0.186σmax=EaT[1-1/(coshβL/2)])S=2.79×104×1×10-5×30.29×(1-1/1.00013×11.875)×0.186=5.167MPa参照“大体积混凝土施工”，根据以上公式、代入本工程相应数据，算得σmax=5.167MPa大于1.75MPa(该混凝土30天龄期时的抗拉强度,由混凝土结构设计规范查得),由此可知,会因混凝土收缩而引起收缩裂缝。混凝土在浇筑后，会产生水化热，使混凝土内外温差增大，产生温度应力，使混凝土出现裂纹。为消除温度应力，在浇筑混凝土前，基础内部预埋两层直径DN15PE管，PE布置为水平间距0.3米，垂直间距0.8米，（具体布置见下图）。采用管管相连成∪型环状管，通入循环水，降低混凝土内部温度。管道出、入口都设置在基础顶面，循环水流出后，可以浇洒在基础表面对混凝土进行保湿、降温。设专人及时测量混凝土内部温度，当混凝土内部温度和环境温度差小于25℃时，可以停止通入循环水。在浇筑混凝土前，管道试通水，保证管道畅通后方能浇筑混凝土。混凝土内部降温措施布置图（见图）混凝土内部降温措施用料:PE管，电子测温仪TMT-101型。3.1.混凝土的测温为保证已浇筑砼的质量，便于及时调整施工方法，避免大体积砼的温度裂缝，需严格对砼进行温度控制。3.1.1测温方法：3.1.2砼浇筑时，在测温点部位埋设电子测温元件，分别布设在构件的底部、中部和表面，其垂直间距控制在500～800mm，水平间距控制在2500～5000mm范围内。3.1.3采用TMT-101型电子测温仪测温。TMT-101型电子测温仪接通预先埋设的电子测温元件，测温仪将直接显示埋设点的内部温度，测温人员记录各点温度以便掌握混凝土内部温度变化。3.2测温控制：根据大体积砼早期升温较快，后期降温较慢的特点，采取先频后疏的原则，测温从砼浇筑后3h开始至3天内，每隔2h测温一次，直至砼内部温度开始下降时，改为每隔4h测一次，直至砼内部温度与大气温度（日最低气温）之差小于25℃，即可停止测温。在测温过程中，若发现砼最高温度与砼表面温差，或砼表面与大气温差超过20℃时，立即与技术人员联系，进行结果分析，对砼表面增加覆盖或内部通入循环水加速内部降温。测温表见下图。四、大体积混凝土施工1、施工段的划分及浇筑顺序（见附图）由于基础底板尺寸较大，底板厚度均为1300mm，因此基础底板为一个自然施工段。混凝土的浇筑顺序由A到R轴从1至22轴方向向后浇灌。大体积混凝土的浇筑与振捣浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。该工程采用分段