大体积混凝土施工方案

大体积混凝土施工方案

一、工程概况

矸石井提升机房工程位于淮南市潘集区境内，交通便利。二层框架结构，砖砌围护，建筑面积1017 m2，建筑体积11153m3，总高度25.6m。建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，耐火等级为二级，火灾危险性类别为戊级。该工程±0.000以下设备基础尺寸为9800mm*9200mm*3400mm，使用混凝土强度等级为C30，这种大体积混凝土底板施工具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点，故底板大体积混凝土浇筑应作为一个施工重点和难点认真对待。本工程该部位拟使用的砼采用28d 强度作为配合比设计依据.

二、编制依据

（一）设计文件

《矸石井提升机房工程设计说明及图纸》（中煤科工集团南京设计研究院）。

（二）有关规范及标准

《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300－2001)；

《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)；

《块体基础大体积混凝土施工技术规程》(YBJ224—91)；

《泵送混凝土施工技术规程》(JGJ／T10－95)；

《预拌混凝土》(GBl4902—92)；

《混凝土结构设计规范》(GB50010)。

国家现行相关施工及验收规范、规程、质量技术标准，以及安徽地区在安全文明施工、环境保护等方面的规定。

三、大体积混凝土施工

（一）施工技术准备

1、大体积混凝土施工前应进行图纸会审，提出施工阶段的综合抗裂措施，制订关键部位的施工作业指导书。

2、大体积混凝土施工应在混凝土的模板和支架、钢筋工程等工作完成并验收合格的基础上进行。

3、施工现场设施应按施工总平面布置图的要求按时完成。

4、施工现场的供水、供电应满足混凝土连续施工的需要，当有断电可能时，应有双路供电或自备电源等措施。

5、大体积混凝土的供应能力应满足混凝土连续施工的需要，不宜低于单位时间所需量的1.2倍。

6、用于大体积混凝土施工的设备，在浇筑混凝土前应进行全面的检修和试运转，其性能和数量应满足大体积混凝土连续浇筑的需要。

7、混凝土的测温监控设备宜按本规范的有关规定配置和布设，标定调试应正常，保温用材料应齐备，并应派专人负责测温作业管理。

8、大体积混凝土施工前，应对工人进行专业培训，并应逐级进行技术交底，同时应建立严格的岗位责任制和交接班制度。

（二）模板工程

模板拆除在混凝土强度达到设计要求、混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃后进行，如果条件允许，可适当延长拆模时间。

大体积混凝土的模板施工应符合下列规定：

1、模板和支架系统在安装、使用或拆除过程中，必须采取防倾覆的临时固定措施。（见图1）

2、大体积混凝土的拆模时间，应满足有关标准对混凝土的强度要求，混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃；当模板作为保温养护措施的一部分时，其拆模时间应根据规范规定的温控要求确定。

3、大体积混凝土有条件时宜适当延迟拆模时间，拆模后，应采取预防突然降温和剧烈干燥等措施。

4、模板采用对拉螺栓加固，螺栓采用直径为12mm二级钢材通长布设，纵横方向间距均为400mm，用来保持模板的稳固性。

1、模板

2、木方

3、钢管

4、钢管

5、蝴蝶卡

6、锚固螺母

图1 模板的加固

（三）钢筋工程

钢筋连接方式，可分为绑扎搭接、焊接、机械连接等。由于钢筋通过连接接头传力的性能总不如整根钢筋，因此设置钢筋连接原则为：钢筋接头宜设置在受力较小处，同气根钢筋上宜少设接头，同一构件中的纵向受力钢筋接头宜相互错开。

同一连接区段内，纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。

（1）钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3l1（l1为搭接长度），凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段（图1）。同一连接区段内，纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：

图2 同一连接区段内的纵向受拉钢筋绑扎搭接接头1）对梁、板类及墙类构件，不宜大于25%；

2）对柱类构件，不宜大于50%；

3）当工程中确有必要增大接头面积百分率时，对梁类构件不应大于50%；对其他构件，可根据实际情况放宽。

纵向受压钢筋搭接接头面积百分率，不宜大于50%。

（2）钢筋机械连接与焊接接头连接区段的长度为35倍d（d为纵向受力钢筋的较大直径），且不小于500mm。同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：

1）受拉区不宜大于50%；受压区不受限制；

2）接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时，对等强度高质量机械连接接头，不应大于50%；

3）直接承受动力荷载的结构构件中，不宜采用焊接接头；当采用机械连接接头时，不应大于50%。

3．绑扎接头搭接长度

（1）纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度应根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下列公式计算：

l l＝ξl a（9-3）

式中l a——纵向受拉钢筋的锚固长度，按9-2-1-2条确定；

ξ——纵向受拉钢筋搭接长度修正系数，按表9-15取用。

纵向受拉钢筋搭接长度修正系数表1

纵向钢筋搭接接头面积百分率

≤25 50 100

（%）

ξ 1.2 1.4 1.6 （2）构件中的纵向受压钢筋，当采用搭接连接时，其受压搭接长度不应小于纵

向受拉钢筋搭接长度的0.7倍，且在任何情况下不应小于200mm。

（3）在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内，应按设计要求配置箍筋。当设计无具体要求时，应符合下列规定：

1）箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍；

2）受拉搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm；

3）受压搭接区段的箍筋的间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200mm；

4）当柱中纵向受力钢筋直径大于25mm时，应在搭接接头两个端面外l00mm范围内各设置两个箍筋，其间距宜为50mm。

因设备基础钢筋设计的双层钢筋间距太大，在绑扎时上层钢筋无处固定，不能绑扎。故在绑扎时先搭设加固用的钢管作为设备基础内每层钢筋的着力点，钢筋靠钢管架而固定，防止钢筋偏移或变形，在浇筑混凝土时防止因混凝土冲击而倾斜。

钢管架设为三层：第一层高度在相对标高-2.800m处，第二层高度在-1.500m处，第三层高度在+0.1500m处。采用Φ48架管搭设，每层钢管架纵、横间距为3000mm，交叉处设立杆，纵、横方向的钢管长度为设备基础的长、宽，立杆高度为3500mm,既起到了对钢筋的加固和支撑，又能对大体积混凝土进行散热。

（四）混凝土浇筑

1．选择合适水泥和严格控制水泥用量

选用低热水泥，矿渣水泥、粉煤灰水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度（90或120天），降低水泥量，并延缓峰值。以降低砼最高温升，降低砼所受的拉应力。

2. 严格控制骨料级配和合泥量

选用 10.40mm连续级配碎石(其中10.30mm级配含量65％左右)，细度模数2.80-3.00的中砂(通过0．315n凹筛孔的砂不少于15％，砂率控制在40％-45％)。砂、石含泥量控制在1％以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂。

3.选择适当外加剂

可根据设计要求，混凝土中掺加一定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少 20％左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到5h左右。

4. 选择优化配合比

选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在砼中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低砼温升，从而可以降低砼所受的拉应力。大体积混凝土配合比的设计除应符合工程设计所规定的强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性等要求外，尚应符合大体积混凝土施工工艺特性的要求，并应符合合理使用材料、减少水泥用量、降低混凝土绝热温升值的要求。

大体积混凝土的制备和运输，除应符合设计混凝土强度等级的要求外，尚应根据预拌混凝土运输设备、供应能力、材料批次、环境温度等调整预拌混凝土的有关参数。

5.大体积混凝土的制备及场内运输

（一）混凝土制备：

（1）.大体积混凝土必须在设施完善严格管理的商品砼搅拌站拌制。

（2）.预拌混凝土搅拌站，必须具有相应资质，并应选择备用搅拌站。

（3）.对预拌混凝土搅拌站所使用的外加剂，应派驻专人监督其质量、数量和投料计量；最后复核掺入量应符合要求。

（4）.混凝土浇筑温度宜控制在25℃以内，依照运输情况计算混凝土的出厂温度和对原材料的温度要求。

（二）混凝土的场内运输：

（1）.预拌混凝土的卸料点至浇筑处应使用混凝土泵车输送混凝土和布料。

（2）.混凝土泵的位置应邻近浇筑地点且便于罐车行走、错车、喂料和退管施工。

（3）.混凝土泵管配置应最短，且少设弯头，混凝土出口端应装布料软管。

6.采用切实可行的施工工艺

（1）根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。分层厚度决定于振动器的棒长和振动力的大小，也要考虑混凝土供应量大小和可能浇筑量的多少，一般

20-30cm。

（2）浇筑混凝土所采用的方法，应使混凝土在浇筑时不发生离析现象。

混凝土自高处自由倾落高度超过2m时，应沿串筒、溜槽、溜管等下落，以保证混凝土不致发生离析现象。串筒布置应适应浇筑面积、浇筑速度和摊平混凝土堆的能力，但其间距不得大于3m，布置方式为交错式或行列式。

（3）浇筑前应先清除地脚螺栓、设备底座部分及垫板等处的油污、浮锈等杂物，并将基础混凝土表面冲洗干净，保持湿润。一次浇筑时，其内模板应做成整体式并预先架立好，。

7.严格控制混凝土入模温度

大体积砼在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，浇筑砼时不要让砼在太阳下直接爆晒。

8．改进施工技术

施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压，以消除初期裂缝，并加强早期养护，提高砼抗拉强度。

9．加强砼浇筑后的养护

砼浇筑后，应尽快回填土 --土是砼最好的养护材料之一。目前这是砼保温保湿养护的最有效方法，对预防裂缝是非常有益的。采用蓄水法保温养护，在混凝土施工期间通入冷却循环水，以便加快设备基础内部热量的散发。可有效降低混凝土的温升值，且可大大缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。

10、整体分层连续浇筑时，应缩短间歇时间，并在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。层间最长的间歇时间不应大于混凝土的初凝时间。混凝土的初凝时间应通过试验确定。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝处理。

11、降温管埋设

为满足大体积混凝土的降温要求，通过在设备基础内埋设循环水管，待混凝土浇筑完成后，通过在预埋管内输送循环水达到大体积混凝土降温的目的。

设备基础内降温管布设

图3 设备基础降温管布设立面图

（1）冷却管采用直径为50mm的UPVC硬塑管；

（2）冷却管平面布设5道，冷却管立面呈“S”型布设6道；

（3）降温管固定在设备基础箍筋上，降温管伸出模板用90°接头连接，保证加固质量，防止砼浇筑过程中降温管出现移位、变形现象。

（5）降温管布置完成后、混凝土浇筑完成后均应进行试通水，以检查降温管连接质量；

（6）待冷却达到设计要求后，停止循环水供应；

(7) 冷却管内通过灌同标号水泥砂浆填充。

（五）裂缝产生与控制

1.温度裂缝产生一是由于温差较大引起的，砼结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使砼表面和内部温差较大，砼内部膨胀高于外部，此时砼表面将受到很大的拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。二是由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积砼浇

筑在约束地基上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。

2.温度裂缝形成的过程：一般（人为）分为三个时期：一是初期裂缝--就是在砼浇筑的升温期，由于水化热使砼浇筑后2-3天温度急剧上升，内热外冷引起“约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。二是中期裂缝--就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起“外约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。三是后期裂缝，当砼接近周围环境条件之后保持相对稳定，而当环境条件下剧变时，由于砼为不良导体，形成温度梯度，当温度梯度较大时，砼产生裂缝。

3.温度控制：温度裂缝的产生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内，要进行有效的控制，就必须进行科学预测，以保证控制的准确性。对温度应力的控制现场一般是进行温控。在浇筑砼时，采用温度传感片和测温仪，从浇筑开始测温（包括入模温度，环境温度），并及时抹压（特别是初凝前）和保温保湿养护。浇筑完后根据温控指标，及时调整保温保湿养护条件。温度影响系数受多种因素影响，其中温度、湿度、散热界面（土、空气等），初凝时间、风速、温差等影响较大，特别是风速和温差较大时，温度影响系数大大降低，最高温升将降低，这与我们的实测结果是相吻合的。但为防止降温过快，形成大的温度梯度，夏季选用蓄水养护结果证明这些方法对温度影响系数的改变是非常有用的，事实表明控制也是非常成功的。

4.砼沉缩裂缝在大体积砼（特别是泵送大流态砼）施工中也是非常多的。主要原因是振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，砼浇筑后，没有及时抹压实（特别是初凝前的二次拌压），且表面覆盖不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，砼早期强度又低，不能抵抗这种变形而导致开裂。在施工中采用缓凝型泵送剂，延缓砼的凝结硬化速度，充分利用外加剂（特别是缓凝剂）的特性，适时增加抹加次数，消除表面裂缝（特别是沉缩裂缝和初期温度裂缝），特别是初凝前的抹压，这对消除表有效的。

（六）混凝土养护

本工程设备基础混凝土浇筑完成后采用先覆盖一层塑料布、再在其上覆盖土工布蓄水的方式进行养护。混凝土养护应符合下列规定：

1、大体积混凝土应进行保温保湿养护，在每次混凝土浇筑完毕后，除应按普通混凝土进行常规养护外，尚应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。

2、应专人负责保温养护工作，并应按本规范的有关规定操作，同时应做好测试记录；

3、保湿养护的持续时间不得少于14d，应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。

4、保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。

5、在保温养护过程中，应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测，当实测结果不满足温控指标的要求时，应及时调整保温养护措施。

6、设备基础拆模后，应及时回填土；设备基础拆模后应尽早涂刷防腐涂料，不宜长期暴露在自然环境中。

（七）大体积混凝土夏季施工措施

本工程设备基础在夏季进行施工。炎热天气浇筑混凝土时，宜采用遮盖、洒水、拌冰屑等降低混凝土原材料温度的措施，混凝土入模温度宜控制在30℃以下。混凝土浇筑后，应及时进行保湿保温养护；条件许可时，应避开高温时段浇筑混凝土。

四、温控施工的现场监测和试验

大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试，在混凝土浇筑后，每昼夜不应少于4次；入模温度的测量，每台班不少于2次。

本工程因采用覆盖塑料布的方式进行养护，温控施工的现场监测主要测量混凝土表层温度和混凝土内部温度。在设备基础混凝土浇筑前埋设测温元件，待混凝土浇筑完成后，通过测温元件进行测温工作，混凝土浇筑体的外表温度为混凝土外表以内5cm处的温度。

测试过程中应及时描绘出各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线，并每天提供监测日报，若监测过程中出现温控指标不正常变化应及时报警，以便发现问题采取相应措施。