大体积混凝土施工工艺

大体积混凝土施工工艺1适用范围本工艺标准适用于工业与民用建筑中大型设备基础、高层建筑箱基底板等超厚大体积混凝土结 构施工。说明：本工艺相关计算摘自江正荣第二版，计算时进行相关参数查阅）2施工准备2.1 原材料的要求2.1.1 水泥：优先采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥，水泥应有出厂合格 证及 进场试验报告。2.1.2 砂：优先选用中砂或粗砂，为增加混凝土的抗裂性，含泥量严格控制在2%以内。2.1.3 石子：选用自然连续级配的卵石或碎石，粒径540mm,为增加混凝土的抗裂性含泥 量严格控制在1%以内，为减少水泥用量，在满足施工的条件下尽可能选用大粒径石子，施 工条 件（设计允许）具备时可采用毛石混凝土。2.1.4 水：宜采用饮用水。如采用其它水，其水质必须符合混凝土拌合用水标准（JGJ63 89 ）的规定。2.1.5 外加剂：其掺量应根据施工需要通过试验确定，质量及应用技术应符合现行国家标准混 凝土外加剂GB8076、混凝土外加及应用技术GB50119等和有关环境保护的规定。2.2 主要工机具2.2.1 混凝土上料搅拌设备：混凝土自动计量设备、混凝土搅拌机、装载机、水箱、 水泵。2.2.2 混凝土运输设备：混凝土搅拌罐车、混凝土泵车、布料机、串筒、溜槽等。2.2.3 混凝土振捣设备：插入式振捣器、平板振动器。2.2.4 混凝土测温设备：电阻型测温仪、热电偶测温仪、玻璃温度计、湿度仪。2.3 作业条件2.3.1 图纸会审、大体积混凝土浇筑专项施工方案已完成，对裂缝控制已进行详细的相 关计 算，并针对不同的计算结果采取了相对应的裂缝控制措施；对流水分段划分、浇 筑程序、原 材料运输、混凝土配料、输送、浇筑顺序、浇筑方式、捣固方法以及设备 移动、施工平面布 置、测温平面图等已确定。2.3.2 准备好混凝土搅拌、运输和浇筑机具设备，并进行一次全面检修，按施工平面布 置图进行安装就位和试运转，施工需要工具已按数量做好准备，放在规定地点备 用，具体连续作业的条件。2.3.3 模析、钢筋、支架、预埋件、测温设备、预埋管道等按设计要求安装完毕，并经 隐蔽验收检查。2.3.4 混凝土供应充分，能满足混凝土连续浇筑的需要；试验室混凝土配合已确定，满 足水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需的技术参数的要求。2.3.5 劳动力安排要满足连续施工作业。2.3.6 施工人员应经过专业安全和技术培训I,并接受了专项施工技术交底。2.4 流程 配合比设计一裂缝控制计算一（配合比调整）一混凝土制作运输T混凝土搅拌一 混凝土浇筑一混凝土振捣T混凝土养护、测温4、操作要点4.1 混凝土的配合比控制原则4.1.1 选用中低热水泥，掺加粉煤灰，掺加高效缓凝型减水剂，均可以延迟水化热释放速度， 降低热峰值。4.1.2 掺入适量的U型混凝土膨胀剂，防止或减少混凝土收缩开裂，并使混凝土致密化，使 混 凝土抗渗型提高。在满足混凝土泵送的条件下，尽量选用粒径较大、级配良好的石子；尽 量 降低砂率，一般宜控制在4245%之间。4.1.3 控制混凝土的出机温度和浇筑温度，冬季在不冻结的前提下，采用冷骨料、冷水搅拌 混凝 o夏季如当时气温较高，还应对砂石进行保温，砂石料场设简易遮阳装置，必要时向骨料 喷冷水。4.1.4 掺入减水剂，尽量减少水泥用量，降低混凝土泌水量。4.2 大体积磴裂缝控制施工计算4.2.1 自约束裂缝控制施工计算浇筑大体积砂时，由于水化热的作用，中心温度过高，与外界接 触的表面温度低，当混凝土受外界气温影响急剧冷缩时，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，由温差产生的最大拉 应力和压应力由下式计 算：a土的热膨胀系数（1/。）CAT1V土的泊松比，取0.15-0.20由上式计算的B如果小于该龄期混凝土的抗拉强度，则不会出现表面裂缝，否则则有可能出现裂缝。同时由上式可知采取措施控制温差4.2.2 外约束裂缝控制施工计算4.2.2.1 混凝土浇筑前的裂缝计算在大体积磴浇筑前，根据施工拟采取的施工方法，裂缝控制技术措施和已知施工条件，先计算 混凝土的最大水泥水化热温升值、收缩变形值、收缩当量温差和弹性模量，然后通过计算，估 量混凝土浇筑后可能产生的最大温度收缩应力，如小于混凝土的抗拉强度，则表示所采取的裂 缝控制措施能有效地控制裂缝的出现；如超过混凝土的允许抗拉强度，则应改善施工操作工艺 和性能，提高混凝土极限拉伸强度或改善约束措施，重新进行计算，以达到预防温度收缩裂缝 出现的目的。计算步骤如下：（D计算混凝土的绝热温升值 混凝土的水化热绝热温升值，一般按下式计算：T （t） =mcT （t）浇筑完一段时间t,混凝土的绝热温升（。）CmcQ每千克水泥水化热量（J/kg）C混凝土的比热容在0.84-1.05Kj/ （kg之间k）,一般取0.96Kj/ （kg ； k） p混凝土的质量密度，取2400kg/m3e常数，为2.718t苗令期（d）m与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，一般取0.2.0.4Tmax（2）计算各龄期混凝土收缩变形值 各龄期混凝土的收缩变形值ey （t）soy常数，2.718 b经验系数，取0.01 t混凝土浇筑后至计算时的天数M考虑各种非标准条件，与水泥品质、骨料、水灰比养护条件等有关的修正系数 (3)计算混凝土的收缩当量温差混凝土收缩变形会在混凝土内引起相当大的应力，在温度应力计算时应把收缩变形这个因素考 虑进去，为计算方便，把混凝土收缩变形合并在温度应力之中，换成“当量温差”按下式计 算TyTy(tya混凝土的线膨胀系数，取1.0*10-5 (4)混凝土的弹性模量变形变化引起的应力状态随弹性模量的上升而显著增加，计算温度应力应考虑弹性模量的变 化，各龄期混凝土弹性模量可按下式进行计算E(t)=Ec(1-e-0.09t)E(t)混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量，计算温度应力时一般取平均值Ec混凝土的最 终弹性模量，可近似取28天的弹性模量(5)计算混凝土的温度收缩应力 大体积混凝土基础或结构(厚度大于1 m)贯穿性或深进的裂缝，主要是由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应力，一般用约束系数 法来计算约束应力，按以下简化公示计算。o=.(E(T)AT=T0a混凝土温度应力E(t)混凝土从浇筑至计算时的弹性模量a混凝土的线膨胀系数，取1.0*10-5AT混凝土的最大温差绝对值，如为降温取负值，当大体积险基础长期裸露在室外，且未 回 填土时，AT值按混凝土水化热最高温升值与当月平均最低温差进行计算，计算结果未负值， 则表示降温。T0ThS(T)R混凝土的外约束系数党委岩石地基时 R=1,当为可滑动垫层时R=0,一般土地基取0.25-0.5VC4.2.2.2 混凝土浇筑后裂缝控制施工计算大体积混凝土浇筑后，根据实测温度值和绘制的温度 升降曲线，分别计算各降温阶段产生的混凝土收缩拉应力，其累计总拉应力值，如不超过同 龄期的混凝土抗拉强度，则表示所采取的防裂措施能有效地预防裂缝的出现，不至于引起结 构的贯穿性裂缝，如超过该阶段是的混凝土抗拉强度，则应采取加强养护和保温措施，使缓 慢降温和收缩，提高该龄期混凝土的抗拉强度、弹性模量、会发生余变特性等，以控制裂缝的 出现，计算步骤和方法如下： (1)混凝土绝热温升值绝热状态下混凝土的水化热绝热温升值按下式计算T(t)=mc符号意义同上(2)求混凝土最高温升值根据各龄期的实际温升后的降温值和升降温曲线，按下式求各龄期实 际水化热最高温升值TdTdTnTO(3)计算混凝土水化热平均温度按下式进行计算T(t)=T1T1保温养护下混凝土表面温度T2实测基础中心最高温度(4)计算混凝土基础或结构截面上任意深度温差按下式进行计算TyTyd基础或结构厚度y基础截面上任一点离开中心轴的距离其它符号同上(5)计算各龄期混凝土收缩变形值、收缩当量温差及弹性模量混凝土收缩变形值、收缩当量温 差及弹性模量的计算同混凝土浇筑前裂缝控制的施工计算(6)计算各龄期的综合温差及总温差各龄期混凝土的综合温差按下式计算T(t)=Tx(t)T(t)各龄期混凝土的综合温差TxTy(t)总温差为混凝土各龄期综合温差之和即：T=T1(7)计算各龄期混凝土松弛系数 混凝土松弛程度同加荷时混凝土的龄期有关，龄期越早， 徐变引起的松弛亦越大，其次同应力作用时间的长短有关，时间越长，则松弛亦越大，混 凝土考虑龄期及荷载持续时间影响下的应力松弛系数S混凝土考虑龄期及荷载持续时间的应 力松弛系数ft结论：通过以上计算，混凝土抗裂度满足要求后，按照计算时的配合比配置混凝土，如不满 足要求，可重新调整配合比后重新计算或采用内循环水、保温保湿养护(覆盖厚度通过计算 确定)来控制混凝土裂缝的发生。4.3 .混凝土制备与运输操：4.3.1 混凝土的制备量与运输能力满足混凝土浇筑工艺的要求，并应用具有生产资质的预拌混凝 土生产单位，其质量应符合国家现行标准预拌混凝土GB/T 14902的有关规定，并应满足施 工工艺对坍落度损失、入模坍落度、入模温度等的技术要求。4.3.2 多厂家制备预拌混凝土的工程，应符合原材料、配合比、材料计量等级相同，以及制 备工 艺和质量检验水平基本相同的原则。4.3.3 搅拌运输过程中需补充外加剂或调整拌合物质量时，宜符合下列规定：1)当运输过程中 出现离析或使用外加剂进行调整时，搅拌运输车应进行快速搅拌，搅拌时间应不小于120s； 2)运输过程中严禁向拌合物中加水4.3.4 运输过程中，坍落度损失或离析严重，经补充外加剂或快速搅拌已无法恢复混凝土拌和物 的工艺性能时，不得浇筑入模。4.4 混凝土浇筑：4.4.1 一般规定4.4.1.1 大体积磴的施工宜采用整体分层连续浇筑施工或推移式连续浇筑施工。4.4.1.2 大体积混凝土施工设置水平施工缝时，除应符合设计要求外，尚应根据混凝土浇筑过程 中温度裂缝控制的要求、混凝土的供应能力、钢筋工程的施工、预埋管件安装等因素确 定其 间隙时间。4.4.1.3 超长大体积混凝土施工可通过设置变形缝、后浇带或采用跳仓法来控制结构部出现裂 缝。4.4.2 混凝土浇筑层厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，整体连续浇筑时 宜为 300 500mm.4.4.3 整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑，应缩短间歇时间，并应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。当层间间歇时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝处理。4.4.4 混凝土浇筑宜从低处开始，沿长边方向自一端向另一端进行。当混凝土供应量有保证 时， 亦可多点同时浇筑。4.4.5 混凝土浇筑宜采用二次振捣工艺4.4.6 大体积混凝土施工采取分层间歇浇筑混凝土时，水平施工缝的处理应符合下列规定：1在已硬化的混凝土表面，应清楚表面的浮浆、松动的石子及软弱混凝土层；2在上层混凝土浇筑前，应用清水冲洗混凝土表面的污物，并应充分润湿，但不得有积水；3混凝土应振捣密实，并应使新旧混凝土紧密结合。4.4.7 大体积混凝土底板与侧墙相连接的施工缝，当有防水要求时，应采取钢板止水带处理措 施。4.4.8 在大体积混凝土浇筑过程中，应采取防止受力钢筋、定位筋、预埋件等移位和变形的措 施，并应及时清楚混凝土表面的泌水。4.4.9 大体积混凝土浇筑面应及时进行二次抹压处理。4.5 大体积混凝土养护和和温度控制：4.5.1 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，并应符合下列规定：1应专人负责保温养护工作，同时应做好测试记录；2保温养护的持续时间不得少于14d,并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；3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 C时，可 全部拆除。4.5.2 在混凝土浇筑完毕初凝前，宜立即进行喷雾养护工作。4.5.3 塑料薄膜、麻袋、阻燃保温被等，可作为保温材料覆盖混凝土和模板，必要时，可搭设挡 风保温棚或遮阳降温棚。在保温养护中，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。4.5.4 高层建筑转换层的大体积混凝土施工，应加强养护，其侧模、底模的保温构造应在支模设 计时确定。4.5.5 大体积混凝土拆模后，地下结构应及时回填土；地上结构应尽早进行装饰，不宜长期 暴露 在自然环境中。4.5.6 大体积混凝土养护时的温度控制大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，同 时要防止因温度变形引起混凝土的开 裂。通过计算，混凝土浇筑后抗裂度满足抗裂要求时， 可按一般混凝土施工工艺进行常规保温保湿养护。当计算混凝土不满足抗裂度要求时，除通 过优化配合比外，还须通过人工的温度控制、保温保湿养护来防止混凝土的开裂。4.5.7 1混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小 于20;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于 25-30o4.5.2.2 混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20 o其温差应包括表面温度、中心温度和外 界气温之间的温差。4.5.2.3 当混凝土由于温差产生的最大拉应力和压应力大于混凝土该龄期的抗拉强度时，可 通过 采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却 水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，在条件具备时可采用 投毛石法，均可以有效地控制混凝土内外温差，从而控制混凝土开裂。4.5.2.4 保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂 等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20 o保温材料所需厚度可按下式计算：R混凝土表面的热阻系数（K/W ） X混凝土维持到预定温度的延续时间（h ）M 混凝土结构的表面系数（1/m ）TmaxTbK传热系数修正值，可取1.3700混凝土的热容量，即比热与密度之乘积（KJ/M3 . ） KT0MeQ （t）按上式求得R值，即可按下式计算混凝土的表面蓄水深度：hw式中hwR混凝土表面的热阻系数（K/W ）,由上式计算求得入w上式中是令Tmax蓄水深度，可根据不同水温按下式计算调整：4.7特殊气候条件下的施工4.6.1 大体积混凝土施工遇炎热、冬期、大风或雨雪天气时，必须采用保证混凝土浇筑质量的技 术措施。4.6.2 炎热天气浇筑混凝土时，宜采用遮盖、洒水、拌冰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。4.6.3 冬期浇筑混凝土时，宜采用热水拌合、加热骨科等提高混凝土原材料温度的措施，混 凝土 入模温度不宜低于53O混凝土浇筑后，应及时进行保温保湿养护。4.6.4 大风天气浇筑混凝土时，在作业面应采取挡风措施，并应增加混凝土表面的抹压次数， 应及时覆盖塑料薄膜和保温材料。4.6.5 雨雪天不宜露天浇筑混凝土，当需施工时，应采取确保混凝土质量的措施。浇筑过程中突 遇大雨或大雪天气时，应及时在结构合理部位留置施工缝，并应尽快中止混凝土浇筑；对已浇 筑还未硬化的混凝土应立即进行覆盖，严禁雨水直接冲刷新浇筑的混凝土。5、质量标准大体积混凝土质量标准应符合混凝土结构工程施工质量验收规范中混凝土分项工 程质量相关规定。6、成品保护6.1 安装模板和浇筑混凝土时，应注意保护钢筋，不得攀踩钢筋。6.2 钢筋的混凝土保护层厚度一般不小于50mm.其钢筋垫块不得遗漏。6.3 冬期施工应覆盖保温材料，防止混凝土受冻。6.4 拆模时应避免重撬、硬砸，以免损伤混凝土和钢模板。6.5 冬期施工在已浇的模板上覆盖时，要在铺的脚手板上操作，尽量不踏脚印。6.6 混凝土浇筑工程应保护好预埋的降温管，测温设备等设施。7、职业健康安全与环境管理7.1施工过程危害辨识及控制措施