某工程大体积混凝土施工方案

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一、工程概况。
合肥市**人民法院综合审判技术楼工程位于合肥市**区**路东侧。工程主要由裙房和裙房上两栋主楼组成。基础设计主楼为筏板基础、裙房为独立基础，基础砼设计强度等级为C35P8，筏板最大厚度为800MM,地粱最大截面为1000×1900、独立基础最大截面为5800×5800×2000，属大体积混凝土施工范畴。且浇筑要求高，为确保本次基础砼顺利浇筑措施如下。
二、浇筑前的准备。
1、对本次砼浇筑所有参战人员进行交底，使所有参战人员了解筏板基础砼浇筑的重要性。
2、浇筑前对所有梁截面尺寸、定位、配筋及防水进行检查，无误后报监理单位复查并做好砼浇筑前的准备。
3、浇筑前再次检查所有保证措施是否落实到位，落实后方可开机进行浇筑。
三、商品砼浇筑及供应保证措施。
合肥市**人民法院综合审判楼工程，混凝土供料由**砼公司供应，该工程地下工程为片筏基础，混凝土方量大，地梁底板一起浇筑，为保证本次砼浇筑的顺利完成，我单位要求**砼公司必须派分管生产经理杨斌、试验人员、生产调度，到施工现场统一指挥运输车辆及时供料。
    1、计划投入3台汽车泵, 12辆运输车,采用以合作化路边的西站为主生产线供料,同时总站作为辅助生产线作好应急准备随时准备发料。确保每小时供料不少于50 m3，以保证砼浇筑的连续性。
2、以合作化路边的西站为主生产线供料,此站到合肥市**人民法院综合审判楼工程工地只需7分钟左右，加上搅拌时间总共用时约20分钟左右，计划投入10辆砼罐车运输，两台备用，以保证砼供应的连续性。
3、我单位将要求**砼公司指派分管生产经理杨斌、试验人员、生产调度，到施工现场统一指挥运输车辆及时供料。同时为保证联络的通畅，我单位要求**砼公司在现场的生产经理杨斌、生产调度及各砼罐车均要配备对讲机，以便于我单位现场管理人员随时了解砼供应及运输情况。
  4、**砼公司在我单位要求下，在砼搅拌区将同时指派公司副经理及技术总负责值班，随时了解搅拌砼的塔落度、水灰比、供应情况，并及时调整。确保砼质量及供应。
   5、原材料
①        水泥:采用巢湖铁鹏P.O 42.5级
②        砂:采用舒城中粗砂,按JGJ52-92标准验收。
③        石:采用巢湖散兵5-20、16～31.5mm碎石,按JGJ 53-92标准验收。
④        膨胀剂:采用JEA-S低碱型明矾石膨胀剂,是经省建厅确认批准的。
⑤        水:生产用水，采用饮用水。
6．在原材料备料上，商品砼搅拌站将预备不少于2500M3砼所需的原材料，确保本次浇筑砼用料。
四、劳动力安排。
  为保证本次砼浇筑的连续性，对劳动力作如下安排。
1、        本次浇筑将投入砼工100人，共分为五个小组、每组20人。根据浇筑需要，每次投入两个小组进行浇筑，余下三组作为预备队。瓦工将投入25人、共分3组，一组抹平两组预备。确保浇筑连续性。
2、        对砼浇筑的振捣人员将使用我单位具有多年浇筑振捣经验的专业人员，并进行充分交底，签定奖罚协议。振捣手分别为彭立好、吴家宏、齐龙祥（两人振捣梁）、李业华、刘灯宏、饶兵、刘志彬，总负责为彭立好。
3、        本次浇筑管理人员将成立以曹文星为值班总负责，胡章华、李志云、曹友贵负责前台，许华俊、盛邵一、杨俊负责后台，侯田汉、樊刚负责联系及控制搅拌站。
4、        现场电工孙东维、王进学两人将24小时在现场跟班作业，适时调休。确保现场用电通畅。
5、        钢筋班、木工班将保证24小时内随时留有工人各4人，做到砼浇筑到那里人员跟班作业到那里。
6、        机修班将与我公司设备租赁公司及商品砼搅拌站联系，并做到24小时内随叫随到。以保证现场机械正常运转和使用。
7、  现场实验工(取样人：徐峰)24小时跟班作业，随时掌握砼的塔落度、水灰比、并做好砼试块，标养试块及时送入标养室。
五、设备及后勤保证措施。
1、        本次浇筑将使用汽车泵三台，两台现场浇筑、一台在商品砼搅拌站备用。砼罐车12辆，十台用于现场使用、两辆备用。
2、        浇筑前与供电部门联系三天内有无检修等情况，确保供电正常。同时自备碘钨灯20盏，灯管、灯线若干。滴灯灯管四个，确保现场拥有足够的照明。
3、        现场自备砼振动棒棒机6台、振动棒10根、平板振动器2台。
4、        现场自备砼试模12组（抗渗砼试模2组），塔落度测试筒一个及相关设备。
5、        现场自备塑料薄膜1200M2，麻袋1500条。用于砼表面保温覆盖。
6、        后勤工作由陈小平书记全权负责，现场备有足够的热水，热饭及热菜。做到随时随地有热水，热饭及热菜。
7、　浇筑前要了解一周的天气情况，掌握天气的变化情况，尽量避开风雨天气,在天气允许的情况下方可开机浇筑，现场准备好雨鞋、雨衣、雨布等防雨措施，以备突如其来的阵雨等情况。
六、大体积砼施工温控计算及测温保温的要求。
对于大体积混凝土施工，重要的一点就是控制混凝土内部的温升。对此，有关规范做出了相应规定。
根据《块体基础大体积混凝土施工技术规程》(YBJ224-92)的要求，一般情况下，温控指标宜不大于下列数值：
1、混凝土浇筑块体在浇筑入模温度基础上最大温升值为35OC；
2、混凝土浇筑块体的内外温差为25 OC以内；
3、混凝土浇筑块体的降温速度为1.5 OC /d；
1、混凝土配合比设计的要求和一般措施；
要控制混凝土内部温升，根本的一条就是控制混凝土的水泥用量，做好配合比设计。在这一方面，我项目部准备般采取以下措施：
①、优选水泥品种，首选采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，次选使用普通硅酸盐水泥；但因为本工程底板厚度较薄（800），梁全部埋在地下，因水化热过高引起的砼自约束裂缝的可能性极小，反而是因混凝土后期收缩，受地基约束造成贯通性裂缝的可能性较大，因此选用后期收缩较小的普硅水泥更有利于控制裂缝的产生（普硅水泥的修正系数为1.0，矿渣水泥的修正系数为1.2）。综合考虑，同意商品混凝土公司使用普硅水泥。
②、在混凝土中添加掺合料，改善混凝土性能，降低水泥用量，减少水化热；本次配合比中，考虑内掺21kg矿粉，等量替代21kg水泥，掺加量约为5%。
③、在混凝土中根据施工的不同需要添加外加剂，如减水剂(降低水泥用量，本次配合比中采用CL-1)，泵送剂(改善混凝土性能)、缓凝剂(推迟温升高峰的来临)、微膨胀剂(补偿混凝土的收缩，JEA-S)等；
④、因为基础施工完毕后不会马上承受全部设计荷载，对于设计强度较高的混凝土，提请设计单位考虑利用混凝土的后期强度，如用60天强度代替28天强度作为混凝土强度等级的评判标准。本次混凝土不考虑此点。
⑤、针对已确定的配合比设计，进行温升计算，从理论上初步确定是否需要采取降温措施。
2、配合比设计；
砼中采用掺CL-1减水剂降低水泥用量，掺JEA补偿混凝土收缩，改善砼的和易性、可泵性、粘聚度等性能。
该工程砼设计强度等级为C35，商品混凝土配合比：
项目        水        水泥        砂        石（mm）        JEA-3        CL-1        矿粉
                                5-20        16-31.5                       
每m3砼材料用量（kg）        180        378        700        285        856        30        5.6        21
配合比        0.42        0.88        1.63        0.66        1.99        0.07        0.013        0．05
水灰比        0．45                                砂率        38%               
3、温升计算；
混凝土内部水化温度值：

Tm(t)=Th×ζ=          

而砼内部的实际最高温度T(t)=Tj + Tm(t)  
以上公式中 :
Tm(t)----砼内部因水化热导致的升温；
Th-----砼的绝热温升；
ζ-----散热影响系数；
W-----每立方米砼中水泥用量；
Q-----水泥的水化热（普硅525#水泥Q =375kJ/kg）；
C-----砼的比热（0.96×103J/kg0C）；
γ-----砼的容重；
F-----粉煤灰、矿粉用量；
   Tj-----砼的浇筑温度；
依据公式①，假定砼的浇筑温度为50C，取底板厚度为0.8米计算，计算结果如下表。

混凝土内部温度计算表
龄期        水泥用量        水泥水化热        砼比热        砼容重        散热系数        砼温升1        矿粉用量        砼温升2        砼温升        浇筑温度        内部温度        降温速率
3        378        375        960        2450        0.36        21.70        21        0.42        22.12        5        27.12       
4        378        375        960        2450        0.34        20.29        21        0.42        20.71        5        25.71        1.41
5        378        375        960        2450        0.31        18.88        21        0.42        19.30        5        24.30        1.41
6        378        375        960        2450        0.29        17.48        21        0.42        17.90        5        22.90        1.41
7        378        375        960        2450        0.25        15.07        21        0.42        15.49        5        20.49        2.41
8        378        375        960        2450        0.21        12.66        21        0.42        13.08        5        18.08        2.41
9        378        375        960        2450        0.17        10.25        21        0.42        10.67        5        15.67        2.41
10        378        375        960        2450        0.14        8.64        21        0.42        9.06        5        14.06        1.61
11        378        375        960        2450        0.12        7.03        21        0.42        7.45        5        12.45        1.61
12        378        375        960        2450        0.09        5.42        21        0.42        5.84        5        10.84        1.61
13        378        375        960        2450        0.08        4.62        21        0.42        5.04        5        10.04        0.80
14        378        375        960        2450        0.06        3.82        21        0.42        4.24        5        9.24        0.80
15        378        375        960        2450        0.05        3.01        21        0.42        3.43        5        8.43        0.80
16        378        375        960        2450        0.04        2.61        21        0.42        3.03        5        8.03        0.40
17        378        375        960        2450        0.04        2.21        21        0.42        2.63        5        7.63        0.40
18        378        375        960        2450        0.03        1.81        21        0.42        2.23        5        7.23        0.40
19        378        375        960        2450        0.02        1.41        21        0.42        1.83        5        6.83        0.40
20        378        375        960        2450        0.02        1.00        21        0.42        1.42        5        6.42        0.40
21        378        375        960        2450        0.01        0.60        21        0.42        1.02        5        6.02        0.40
22        378        375        960        2450        0.01        0.60        21        0.42        1.02        5        6.02        0.00
23        378        375        960        2450        0.01        0.60        21        0.42        1.02        5        6.02        0.00
24        378        375        960        2450        0.01        0.60        21        0.42        1.02        5        6.02        0.00
25        378        375        960        2450        0.01        0.60        21        0.42        1.02        5        6.02        0.00
26        378        375        960        2450        0.01        0.60        21        0.42        1.02        5        6.02        0.00
27        378        375        960        2450        0.01        0.60        21        0.42        1.02        5        6.02        0.00
28        378        375        960        2450        0.01        0.60        21        0.42        1.02        5        6.02        0.00
根据国内工程实践以及我公司历次施工经验，依据上述公式所计算的混凝土最高温度（27.120C），一般较实测值略低，但较为接近；需要说明的是，以上结果是在假定砼的浇筑温度为50C的情况下计算出来的。如果与实际浇筑时的平均气温有较大差异，应根据上述理论重新计算。
混凝土内部温度降温速率基本均匀（见下图），其中有六天（第6天至第11天）降温速率大于规范规定的1.50C/d。应注意加强覆盖保温和养护，同时做好测温工作。

4、砼内部抗裂安全系数计算。
1）、自约束裂缝控制计算。
浇筑大体积混凝土时，由于水化热的作用，中心温度高，与外界接触的表面温度低，当混凝土表面受外界气温影响急剧冷却收缩时，外部混凝土质点与混凝土内部各质点之间相互约束，使表面产生拉应力，内部降温慢受到自约束产生压应力。计算采用中国建研院PKPM施工计算软件，由于温差产生的最大拉应力: 
式中：σt——为混凝土的拉应力 (N/mm2)；
E(t)——混凝土的弹性模量(N/mm2)；
α——混凝土的热膨胀系数(1/℃)
△T1——混凝土截面中心与表面之间的温差(℃)
ν——混凝土的泊松比，取0.15－0.20。
由上式计算的σt如果小于该龄期内混凝土的抗拉强度值，则不会出现表面裂缝，否则则有可能出现裂缝，同时由上式知采取措施控制温差△T1就有可有效的控制表面裂缝的出现。
取 E0=3.15×104N/mm2,α=1×10-5,△T1=22.12℃,ν=0.15
混凝土在3.0d龄期的弹性模量,由公式:
计算得: E(3.0)=0.75×104N/mm2
混凝土的最大拉应力由式 计算得:σt=1.29N/mm2
3.0d龄期的抗拉强度由式:  计算得:
ft(3.0)=1.34N/mm2
结论: 3天龄期时因内部温差引起的拉应力σt不大于该龄期内混凝土的抗拉强度值，所以不会出现表面裂缝。
同理，依据上述计算步骤，重复计算各天的结果见下表：
由表格计算结果可知：在28天龄期内，所有的混凝土自约束拉应力均不大于同期的混凝土抗拉强度，不会出现表面裂缝。但需要注意第4、5、6三天，混凝土自约束拉应力与同期的混凝土抗拉强度相当接近，易出现自约束裂缝，应注意保温覆盖。上述计算全部是在不考虑保温覆盖的基础上进行的，现场采取塑料薄膜加麻袋覆盖，可提高环境温度，进一步加大抗裂的安全系数。

混凝土自约束拉应力及同期抗拉强度计算表
龄期        环境温度        砼内部温度        α        E0        Et        ΔT1        σt        lgt        ft(t)
3        5        27.12        1.00E-05        3.15E+04        7.45E+03        22.12        1.29        0.477121        1.34
4        5        25.71        1.00E-05        3.15E+04        9.52E+03        20.71        1.55        0.60206        1.56
5        5        24.30        1.00E-05        3.15E+04        1.14E+04        19.30        1.73        0.69897        1.73
6        5        22.90        1.00E-05        3.15E+04        1.31E+04        17.90        1.84        0.778151        1.85
7        5        20.49        1.00E-05        3.15E+04        1.47E+04        15.49        1.79        0.845098        1.96
8        5        18.08        1.00E-05        3.15E+04        1.62E+04        13.08        1.66        0.90309        2.05
9        5        15.67        1.00E-05        3.15E+04        1.75E+04        10.67        1.46        0.954243        2.12
10        5        14.06        1.00E-05        3.15E+04        1.87E+04        9.06        1.33        1        2.19
11        5        12.45        1.00E-05        3.15E+04        1.98E+04        7.45        1.16        1.041393        2.25
12        5        10.84        1.00E-05        3.15E+04        2.08E+04        5.84        0.95        1.079181        2.31
13        5        10.04        1.00E-05        3.15E+04        2.17E+04        5.04        0.86        1.113943        2.36
14        5        9.24        1.00E-05        3.15E+04        2.26E+04        4.24        0.75        1.146128        2.40
15        5        8.43        1.00E-05        3.15E+04        2.33E+04        3.43        0.63        1.176091        2.44
16        5        8.03        1.00E-05        3.15E+04        2.40E+04        3.03        0.57        1.20412        2.48
17        5        7.63        1.00E-05        3.15E+04        2.47E+04        2.63        0.51        1.230449        2.52
18        5        7.23        1.00E-05        3.15E+04        2.53E+04        2.23        0.44        1.255273        2.55
19        5        6.83        1.00E-05        3.15E+04        2.58E+04        1.83        0.37        1.278754        2.58
20        5        6.42        1.00E-05        3.15E+04        2.63E+04        1.42        0.29        1.30103        2.61
21        5        6.02        1.00E-05        3.15E+04        2.67E+04        1.02        0.21        1.322219        2.64
22        5        6.02        1.00E-05        3.15E+04        2.71E+04        1.02        0.22        1.342423        2.67
23        5        6.02        1.00E-05        3.15E+04        2.75E+04        1.02        0.22        1.361728        2.69
24        5        6.02        1.00E-05        3.15E+04        2.79E+04        1.02        0.22        1.380211        2.72
25        5        6.02        1.00E-05        3.15E+04        2.82E+04        1.02        0.23        1.39794        2.74
26        5        6.02        1.00E-05        3.15E+04        2.85E+04        1.02        0.23        1.414973        2.76
27        5        6.02        1.00E-05        3.15E+04        2.87E+04        1.02        0.23        1.431364        2.78
28        5        6.02        1.00E-05        3.15E+04        2.90E+04        1.02        0.23        1.447158        2.80
2）、混凝土受外约束裂缝控制计算。
大体积混凝土基础贯穿性或深进的裂缝，主要是由于平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成的。混凝土因外约束引起的温度（包括收缩）应力（二维时），一般用约束系数法来计算约束应力，按以下简化公式计算： 
式中：σ——混凝土的温度(包括收缩)应力(N/mm2)；
E(t)——混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2)；
α——混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5；
△T——混凝土的最大综合温差(℃)绝对值，如为降温取负值；当大体积混凝土基础长期裸露在室外，且未回填土时，△T值按混凝土水化热最高温升值(包括浇筑入模温度)与当月平均最低温度之差进行计算；计算结果为负值，则表示降温；
S(t)——考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3-0.5；
R——混凝土的外约束系数，当为岩石地基时，R＝1；当为可滑动垫层时，R＝0，一般土地基取0.25-0.50；
ν——混凝土的泊松比。
计算:取S(t)=0.4，R＝0.50,α=1×10-5,γ=0.15。砼27d的弹性模量E(27)=2.87×104 N/mm2；最大综合温差 △T=34.16℃，
基础混凝土最大降温收缩应力,计算得:σ=2.31N/mm2
不同龄期的抗拉强度由式:  计算得: ft(27)=2.78N/mm2
抗裂缝安全度: K=2.78/2.31=1.20>1.15    满足抗裂条件；
但是如果徐变影响松弛系数S(t)取得略大（如0.5），外约束系数R取值也加大到0.5以上，则整体抗裂安全度不满足要求，会出现贯穿性或深进的裂缝。对于底板，由于底部防水层和保护层的隔离和可滑动性，这一可能性并不大，但对于以后浇筑的墙板等构件，由于受底板的刚性约束，外约束系数R接近于1，极易出现跨中1/2、1/4、1/8处的垂直贯通裂缝，这已为合肥地区多个工程实践所证实。
5、测温保温措施及要求；
本工程地下室底板采用JDC-2型电子测温仪进行测温，测温点的布设详见附图。每个测温点处采用预埋测温线的方法测量混凝土中部温度，采用玻璃温度计测量覆盖层下混凝土表面的温度，并予记录，与理论计算值复核，作为保温养护的措施依据。
测量时间频度：（全部浇筑完毕后12小时开始测温）
l一5天每4小时测温一次，6—12天每8小时测温一次，13—18天每12小时测温一次，19—28天每24小时测温一次。
保温至混凝土中部与室外环境气温（日平均气温）的内外温差小于15 OC，且混凝土中部降温速度连续三天小于1.0 OC /d时，可以撤除保温材料，但必须继续进行测温。撤除保温材料后三天内，测温频度为每8小时测温一次。撤除保温材料后，应继续浇水养护（混凝土表面温度低于5 OC时，不得浇水），浇水养护时间不少于20天。
    6、测温点的布置详附图
七、浇筑前的控制；
在混凝土浇筑前，除应做好配合比设计外，尚应注意以下几点：
1、        优选砂石、等原材料，按照配合比设计规定的骨料类型、等级要求，做好粗细骨料的选择、备料和检验工作。在充分降低水化热的同时确保混凝土性能达到设计要求。
2、        模板支设时要充分考虑到大体积混凝土浇筑的特殊性，墙板300MM的吊模均采用木模支设，以利于混凝土保温。模板浇筑前要充分润湿，支撑系统应根据模板所承受压力计算确定。
3、        考虑到本工程混凝土浇筑具有体量大、浇筑强度高、连续性要求高等一系列特点，在浇筑前应对混凝土的生产厂家（商品混凝土）、运输能力及运输路线、现场输送设备等进行仔细的检查和落实。应确保混凝土来料的及时性和连续性，并保证混凝土到现场后能及时入模。
4、        预先准备好足够的保温材料和养护设备。
八、浇筑中的控制；
1、选择较低的气温进行浇筑，如果气温条件不能满足要求，应采用冰水搅拌，砂石降温等方法控制混凝土的入模温度。以目前的气温情况看，可以满足要求。
2、优选科学合理的浇筑方法，针对基础混凝土的特点和要求，确定浇筑的分段分层，输送方式，浇筑路线等，尽量加大混凝土的散热面和最大散热时间。基础混凝土的散热面主要是顶面，其散热时间为自浇筑后起至下一浇筑层混凝土覆盖为止。因此应尽量压缩浇筑层厚度，保证每一浇筑层的散热。根据设计情况，结合浇筑振捣的方式，初步确定浇筑采用平面分层浇筑，按照泵送方式考虑，完全可以在混凝土初龄时间以前浇筑完毕。如现场实施中有困难，应考虑减少浇筑层厚度或掺加缓凝剂。浇筑的路线应从⑹和⒄轴基础开始，先浇筑地粱及筏板，浇筑带宽度为2500MM左右，然后向中部推进，直至回到⒀轴中部两头浇筑的混凝土接头，如附图。
３、筏板厚度800MM，平面面积约2000平方米，地梁最大截面为1000×1900，长度为16M左右，总浇筑方量约2000立方米。（分南北区两次浇筑）筏板采取常规的斜面分层的浇筑方法。分层厚度为400MM。每层浇筑量约为10 M3，地梁采用平面分层的浇筑方法，分层厚度为400MM，每层浇筑量约为15 M3，均应控制在混凝土初凝时间以内浇筑完成。
４、        凝土自吊斗口下落的自由倾落高度不得大于2M，如超过2M时必须采取措施。
５、浇筑混凝土时应分段分层连续进行，每层浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密决定，一般分层高度为振捣器作用部分长度的1.25倍，最大50CM。
６、        插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不但遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍（一般30~40CM）。振捣上一层时应插入下层5CM，以消除两层间的接缝。表面振动器（或平板振动器）的移动间距，应能保证振动器的平板覆盖已振实部分边缘。
７、        浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，　　　　　并应在前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种及混凝土凝结条件确定，一般2h时，应按施工缝处理。
８、梁柱结点钢筋较密时，浇筑此处混凝土时宜用细石子同强度等级混凝土浇筑，并用小直径振捣棒振捣。
九、浇筑后的控制；
1、        混凝土浇筑后，表面应抹平压实，如混凝土表面出现石料下沉，表面浮浆过多，应适当添加粗骨料于表面，并用木抹板拍实。
2        、混凝土表面用塑料薄膜覆盖以保水，外加麻袋覆盖以保温。安排专人负责，加强表面观察和浇水养护。
3、随时注意外界气温的较大变化对混凝土的影响。如遇气温骤降，应提前做好混凝土的保温工作。