二标大体积混凝土施工方案

天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案中铁二十局集团第六工程有限公司-1-天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案编制：审批：中铁二十局集团第六工程有限公司天津西站交通枢纽工程二标段项目经理部2009年10月21日天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案中铁二十局集团第六工程有限公司-2-目录一、编制依据.......................................................................-3-二、工程概况.......................................................................-3-三、施工准备.......................................................................-3-四、施工阶段砼浇筑块体的温度、温度应力的验算......-5-五、混凝土浇筑方案.........................................................-12-天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案中铁二十局集团第六工程有限公司-3-一、编制依据1.1《普通砼用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-79）1.2《普通砼用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-79）1.3《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）1.4《普通混凝土配合比设计规程》（JGT55-2000）1.5《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ146—90）二、工程概况天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建施工第二标段，工程项目位于天津红桥区大丰路与西青道交口，西站前街以西地段，东临一标，西接三标，毗邻铁路原火车西站和地铁1#线。其施工内容包括：1、南广场地下停车场及公共换乘区工程；2、地铁6号线工程；3、西青道下沉工程。工程合同总造价4.76亿元，工期23.5个月。其中南广场工程筏板、6号线工程底板、西青道及自由通廊工程底板均属大体积混凝土。三、施工准备3.1技术准备3.1.1混凝土配合比确定1、水泥：采用32.5级矿渣水泥。此种水泥为以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量的石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，适用于要求水化热较低的大体积混凝土工程所用的水泥，并不得将不同品种或标号的水泥混合使用。2、砂、石：砼所用的砂、石技术指标应符合《普通砼用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-79）和〈普通砼用碎石或卵石质量标准及检验方法〉（JGJ53-79）的规定。最大粒径3cm所含泥土不得呈快状或包裹石子表面，吸水率不大于1.5%，砂采用中砂。3、水：为降低混凝土的入模温度，可在水中加碎冰，保证混凝土入模温度在25℃以下。天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案中铁二十局集团第六工程有限公司-4-4、外加剂：减水剂：在砼中掺入减水剂，不仅可获得减水和改善和易性的功效，更能提高水泥石的密实度，改善砼内部空隙分布，降低水灰比，减少水泥用量，降低水化热。本工程采用FDN-2型缓凝减水剂。CAS：CAS活性成分较高，可以明显改善混凝土的和易性，流动性，可泵性，提高混凝土的性能，同时CAS有微膨胀的性质，可以在一定程度上延缓大体积混凝土的裂缝的发展，达到工程的施工要求。粉煤灰：在混凝土中掺加水泥用量10%-30%以下的粉煤灰可减少单方水泥用量50-70kg，显著的推迟和减少发热量，延缓水泥水化热的释放时间，降低温升值20%-25%，（按单位水泥用量每增减10kg，温升约升、降1℃），如掺入30%的粉煤灰，可使绝热温升降低10℃，还可提高混凝土的抗压强度和弯曲强度。掺粉煤灰主要是用于替代部分水泥。减少水泥用量，降低水化热；改善混泥土的和易性和可泵性，提高混凝土的抗裂强度。本工程粉煤灰采用GB1556-88标准中的II级粉煤灰。根据所选定的原材料，进行配合比计算，参考普通防水砼配合比的技术参数，通过试配求得外加剂的最佳掺量。经过实验优化，最终的配合比如下表：序号材料名称技术指标每立方米混凝土材料用量（kg）1矿渣水泥32.5级3422石1～3cm10523砂中6504粉煤灰1265水1786CAS527FDN-23.98坍落度11-13cm9砂率38%10水灰比0.34砼用料必须按质量配合比准确称量，计量允许偏差不应大于下列规定：a．水泥、水、外加剂、掺合料为±1%；天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案中铁二十局集团第六工程有限公司-5-b．砂、石为±2%。3.1.2支设好后浇带处的模板，并做好防水处理。3.1.3提前购置测温仪器。3.1.4对参加底板混凝土施工的管理人员及操作人员进行培训，明确施工方法及施工程序。3.1.5注意天气预报，避开大雨浇筑混凝土。3.2施工机械∶根据现场情况，所需机械如下表∶序号名称单位数量型号备注1砼罐车台2010m32砼泵车台247m3砼地泵台2HBT904插入式振捣棒根205潜水泵台66经纬仪台17水准仪台28碘钨灯盏309黑色塑料薄膜m2120010透明薄膜m2120011彩条布m2200012草袋m21200底板满铺厚0.08m四、施工阶段砼浇筑块体的温度、温度应力的验算4.1砼浇筑块体的温度4.1.1砼的最大绝热温升Th=mc·Q/c·ρ·(1-e-mt)式中：Th——混凝土的最大绝热温升（℃）；Q——水泥28d水化热，查表得32.5级矿渣水泥28天水化热Q=334kj/kg；mc——每立方米混凝土水泥用量（kg/m3），mc=342kg；天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案中铁二十局集团第六工程有限公司-6-c——混凝土比热，取0.97kj/(kg·K)；ρ——混凝土密度，取2400（kg/m3）；t——混凝土的龄期(d)取3、6、9、12、15、18、21；e——为常数，取2.718；m——系数，随浇筑温度改变，取：0.362（浇筑温度约20℃）。则：○1Th3=342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×3)}=74.1℃○2Th6=342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×6)}=55.4℃○3Th9=342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×9)}=51.0℃○4Th12=342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×12)}=49.7℃○5Th15=342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×15)}=49.3℃○6Th18=342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×18)}=49.1℃○7Th21=342×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×21)}=49.1℃4.1.2混凝土中心计算温度T1（t）=Tj+Th·ξ(t)式中：T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；Tj——混凝土浇筑温度(℃)，取25度;ξ(t)——t龄期降温系数，查表计算得：对1.65m混凝土板：ξ(3)=0.514；ξ(6)=0.484；ξ(9)=0.409；ξ(12)=0.319；ξ(15)=0.236；ξ(18)=0.171；ξ(21)=0.137；○1T1（3）=25+74.1×0.514=63.1℃○2T1（6）=25+55.4×0.484=51.8℃○3T1（9）=25+51.0×0.409=45.9℃○4T1（12）=25+49.7×0.319=40.9℃○5T1（15）=25+49.3×0.236=36.6℃○6T1（18）=25+49.1×0.171=33.4℃○7T1（21）=25+49.1×0.137=31.7℃由上可知：混凝土内部温度在养护9天后温度约可降至40～50℃间，考虑现在日平均气温在20～25℃间，因此混凝土养护时间约需9～12天。4.1.3混凝土表层（表面下50～100mm处）温度天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案中铁二十局集团第六工程有限公司-7-1、保温材料厚度δ=0.5h·λx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)式中：δ——保温材料厚度（m）；λx——所选保温材料导热系数[W/(m·K)]，查表得草袋λx=0.14；T2——混凝土表面温度（℃）；Tq——施工期大气平均温度，取25（℃）；λ——混凝土导热系数，取2.33W/(m·K)；Tmax——计算得混凝土最高温度（℃）；计算时可取T2-Tq=15～20℃，取平均值为20.5℃；Tmax-T2=20～25℃，取平均值为22.5℃；Kb——传热系数修正值，采用在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料，Kb=1.3～1.5，由于处于地下部分，基坑不易受风的影响，故取1.3。δ=0.5h·λx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)=0.5×1.65×0.14×20.5×1.3/2.33×22.5≈0.06米则实际采取三层草袋、两层塑料薄膜保温保湿养护，即可保证水池底板1.65m（1.6m）厚混凝土板的控裂要求。4.1.4混凝土表面模板及保温层的传热系数:β=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/[0.06/0.14+1/23]≈2.12式中：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，保温材料选用草袋，厚度为0.06（m）；λi——各保温材料导热系数，草袋为0.14[W/(m·k)]；βq——空气层的传热系数23[W/(m2·k)]；4.1.5混凝土虚厚度：h’=k·λ/β=(2/3)×2.33/2.12=0.733米式中：h’——混凝土虚厚度（m）;k——折减系数，取2/3；λ——混凝土导热系数，取2.33[W/（m·k];4.1.6混凝土计算厚度：天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段大体积混凝土施工方案中铁二十局集团第六工程有限公司-8-H=h+2h’=1.65+2×0.733=3.12米式中：H——混凝土计算厚度（m）；h——混凝土实际厚度（m）；4.1.7混凝土表层温度：T2(t)=Tq+4·h’(H-h’)[T1(t)-Tq]/H2;式中：T2(t)——混凝土表面温度（℃）；Tq——施工期间大气平均温度，取25（℃）；h’——混凝土虚厚度，取0.733米（m）;T1(t)——混凝土中心温度（℃）；○1T2(3)=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[63.1-25]/3.122=52.4℃○2T2(6)=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[51.8-25]/3.122=44.3℃○3T2(9)=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[45.9-25]/3.122=40.0℃○4T2(12)=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[40.9-25]/3.122=36.4℃○5T2(15)=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[36.6-25]/3.122=33.3℃○6T2(18)=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[33.4-25]/3.122=31.0℃○7T2(21)=25+4×0.733×（3.12-0.733）×[31.7-25]/3.122=29.8℃4.1.8混凝土内平均温度：Tm(t)=[T1(t)+T2(t)]/2○1Tm(3)=[63.1+52.4]/2=56.85℃○2Tm(6)=[51.8+44.3]/2=48.05℃○3Tm(9)=[45.9+40.0]/2=42.95℃○4Tm(12)=[40.9+36.4]/2=38.65℃○5Tm(15)=[36.6+33.3]/2=34.95℃○6Tm(18)=[33.4+31.0]/2=32.20℃○7Tm(21)=[31.7+29.8]/2=30.75℃4.2温