大体积混凝土施工方案
一、工程概况
该工程包括3层地下室、ABCDE五栋塔楼及两层裙房。其中AB塔楼高43层(150m),CD塔楼高30层(99.6m),E塔楼高26层(116.9m);用地面积约10000m2,基坑周边长约300m,建筑面积约110000万㎡。±0.00相当于绝对标高8.40m,地下室基坑开挖深度约14.15m,属于大型的深基坑。 基础采用人工挖孔桩,本工程的承台厚度2000mm,长宽高均大于1000mm,属大体积混凝土,本工程底板厚度800mm,承台、底板均采用C35P12混凝土,由我公司搅拌站负责预拌混凝土的供应。
二、大体积混凝土裂缝控制的综合措施
设计构造措施
从原材料配合比方面采取措施
从施工方面采取措施
(一)设计构造措施
在底板大体积混凝土结构的截面突变处,采取了增配钢筋的措施,避免会产生应力集中而导致开裂。
底板设置了作为临时施工缝的“后浇带”,将结构分成六个区域,可有效削减温度收缩应力。
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(二)、混凝土配合比设计
由于厚大体积混凝土浇筑后,在其硬化过程中,水泥不断水化产生大量水化热,而混凝土体积厚大,热量不能尽快散失,致使混凝土内部温度显著上升。混凝土内部的热量散发较慢,而表面散发较快,从而形成较大的内部温差,导致混凝土内部表面产生温度应力,当新浇混凝土的强度还不能抵抗该温度应力时,就易在混凝土表面产生裂缝,甚至可能贯通整个混凝土块体,由此造成严重的混凝土应力、收缩裂缝。因此合理科学的混凝土配合比至关重要。本工程承台采用预拌混凝土。要保证凝土质量,首选要确保原材料的质量,经试配取得优化配合比,并采用良好的生产工艺才能生产出各种性能优良的预拌混凝土。
1.水泥
水泥水化热是大体积积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源。干湿和化学变化也会造成体积变化,但通常都远远小于水泥水化热产生的体积变化。虽然普通水泥水化热比中低热水泥高些,但普通水泥混合材料掺量远小于中低热水泥,通过调整配合比可以大量降低普通水泥的单方用量,减小与中低热水泥水化温升的差异。通过试验结果分析,本工程研究决定采用42.5R级普通硅酸盐水泥。
2.骨料
骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%~83%,因此,在选择骨料时,应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。混凝土由水泥桨体和骨料组成,其线胀系数为水泥浆体和骨料线胀系数的加权平均值。由于花岗石在不同种类岩石中,线胀系数较小,因此本工程选用花岗石碎石作为粗骨料。该碎石级配良好,空隙率小,具各项指针顷检测符合国家标准JGJ53-92《普通混凝土碎石
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或卵石质量标准及检验方法》的要求。砂采用广东省西江砂场中砂。该砂级配优良,空隙率小,属Ⅱ区中砂,其各项质量指针经检测均符合国家现行标准JGJ52-92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》要求。
3.掺合料
掺合料选用Ⅱ级粉煤灰 。粉煤灰的水化热小于水泥,7天约水泥的1/3,28天约为水泥的1/2。掺入粉煤灰替代水泥的可有效降低水化热。另外,该粉煤灰需水量小,可降低混凝土的单位用水量,减小预拌混凝土自身体积收缩,有种利于混凝土抗裂。
4.外加剂
本工程采用HT-2B型外加剂,减水率高,具有良好的保塑、缓凝作用,推迟混凝土初凝时间达10h以上,保证大体积混凝土分层连续浇筑时不出现冷缝
5.混凝土生产质量控制:
◆严格按配合比施工,严格调正电子自动计量仪,保证计量的准确性。
◆保证使用合格的原材料,并对进场材料加以检测。
◆保证熟料的出厂检验制度,加强坍落度的抽检工作。
◆保证出厂熟料的量/单/数据吻合。
◆控制混凝土车辆的转动时间及转速。
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(三)、施工方面措施
1.从施工组织管理上,认真做好施工准备,采取砼集中搅拌的方法,通过砼运输搅拌车运输砼;以确保砼的生产和运输;现场采用砼输送泵布料,充分满足砼浇筑的要求。在施工过程中,项目全体技术人员分工合作,分公司各部门全力配合及协调管理,确保大体积砼一次性浇筑完。
2. 大体积混凝土浇筑温度不宜超过28℃,由于施工期十二月底,日平均气温不高,有效避免了混凝土浇筑时的高温时效,降低了砼的入模温度。砼中加入缓凝型泵送剂,延长混凝土的初凝时间,这样采用分层连续浇筑时可以给每层混凝土充分的放热时间,降低基础底、板混凝土中心的最高温度。
3. 大体积砼的浇筑拟采取“由一边向另一边推进,一次浇筑,一个坡度,薄层覆盖,循序推进,一次到顶”的方法进行布料。为使砼的水化热尽快散失,浇筑过程中拟按斜面分层浇筑,混凝土浇筑以300~500mm厚的浇筑厚度循序进行。如发生混凝土浇筑超过前面混凝土超过初凝时间,必须对分层缝进行处理。
4. 砼的振捣采用插入式振动棒进行振捣。振动棒的操作要做到“快插慢拔,直上直下”。在振捣过程中,应将振动棒插入下层砼中5cm左右,以消除两层之间的接缝,保证砼的浇筑质量。每一振点的振捣延续时间,应使表面呈水平不再显著下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为止。砼的振捣顺序为从浇筑层的底层开始逐层上移,以保证分层砼之间的施工质量。
根据砼自然流淌形成一个坡度的实际情况,在每个浇筑层的上、下部布置二道振动棒。第一道布置在砼卸料点,主要解决上部的振实;第二道布置在坡角处,振捣下部砼,防止砼堆积。振捣时先振捣出料口处的砼,使之自然流淌成坡度,然后全面振捣。砼振捣示意
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图如下:
5.底板砼浇筑前,在墙、柱插筋等处测设出标高控制线,大体积砼因砼表面水泥浆较厚,在浇筑后2~3小时,按标高初步用长刮尺刮平,然后用木槎板反复搓压数遍,使其表面密实平整,在砼初凝前再用铁槎板压光,这样能较好地控制砼表面龟裂,减少砼表面水份的散失,促进砼养护。
6. 大体积砼内外温差不宜超过25℃,为防止砼内外温差过大,造成温度应力大于同期砼抗拉强度而产生裂缝,决定采用蓄水养护的方法,这样可在一定的日期内控制混凝土表面温度与内部中心温度之间的差值,使混凝土具有较高的抵抗温度变形的能力(即抗裂性),从而达到混凝土不开裂的目的。
7.预计5天时控制混凝土表面温度37℃,由于日最高气温在24℃左右,温差不大,对大体积砼施工比较有利。寒潮来临、冷空气影响、暴雨袭击、撤除保温层时间不当等均可导致混凝土表面温度突然下降,引起表面裂缝,因此为做好砼表面的保温工作,砼浇筑尽量选择在白天进行。
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