大体积混凝土养护及温控施工方案

大体积混凝土养护及温控施工方案

一、编制依据

1、合同文件;

2、施工图纸;

3、各类规范及规定;

4、年度施工生产计划;

5、以往工程的施工经验及本地区的实际状况。

二、编制原则

1、经济合理、简单易行；

2、方案可靠，解决主要问题。

三、编制范围

大体积混凝土，具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土用量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。由于水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩而产生的温度应力和收缩应力会使大体积混凝土产生裂缝，因此控制温度应力和温度变形裂缝的开展是大体积混凝土施工的一个重大课题。本次方案针对的是里松阳中桥，陈涧大桥，兹坞坑大桥承台的大体积混凝土施工。

四、本地区气候特点

本地区属于亚热带季风气候，具有两季分明，雨量充沛，日照充足，无霜期较长的特点。年平均气温16.7~18.3℃，一月平均气温4.6~5.9℃，七月平均气温28.0~30.0℃，极端最低气温-14.3℃，极端最高气温43.3℃，雨季多集中于3~8月。多年平均降水量1600~1850mm，年最多降水量3037mm（1998年），年最少降雨量924mm（1971年），雨量丰富，无霜期250~274天。

五、施工工期安排

根据现有施工进度，里 桥， 大桥， 大桥承台计划工期为2010年10月下旬至2012年4月下旬，根据本地区气候特点，本方案按冬季施工考虑。

六、大体积混凝土的温度计算

中桥， 大桥， 大桥承台施工配比为，425水泥299kg ，砂855 kg ，碎石990 kg ，水158kg ， 外加剂5.14kg , 粉煤灰105 kg 。

1. 混凝土绝热温度

)1(Q )(mt c t e C T m --?=ρ ρC T m c

Q

(max)= 式中: )t (T ─在t 龄期时混凝土的绝热温升(℃);

)max (T ─混凝土最大水化温升值(℃);

mc ─每方混凝土的水泥用量，取290kg/m3

Q ─每千克水泥水化热量，425普通硅酸盐水泥取377 J/kg. C ─混凝土的比热，在计算时可取0.96（kJ/kg.K ）

ρ ─混凝土的容重，取为2400kg/m3

t ─龄期（d ）；

e ─自然常数, e ≈2.718;

m ─随水泥品种、比表面及浇筑温度而异，见下表；

计算水化热温升时的 m 值 浇筑温度(℃)

5 10 15 20 25 30 (1/d) m 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.40

6 承台混凝土浇注，浇注温度取5℃，m=0.295

（1）最终绝热温升

ρC T m c Q (max)==3772400

96.0296??=43.7℃ （2）龄期3天时混凝土的绝对升温。按气温5℃考虑.

)1(max )(m t t e T T --?=

=43.7×3295.01(?--e )

=25.7℃

（3）龄期4天时混凝土的绝对升温。

)1(max )(m t t e T T --?=

= =43.7×4295.01(?--e )

=30.3℃

（4）龄期7天时混凝土的绝对升温 )7(T =38.2℃

2. 混凝土内部温度

混凝土内部的中心温度，可按下式计算：

）（τξτ?+=h O T T T max )(

式中: max )(τT ─在龄期τ时，混凝土内部中心的最高温度(℃);

h T ─混凝土的浇筑温度 (℃)；

h T ─混凝土的最终绝热温升(℃)；

）（τξ ─不同浇筑块厚度在龄期τ时的温降系数，

（1）3天时 ,浇注厚度h=3m , 查相关不同龄期水化热温升与浇筑块厚度关系表 ）（τξ =0.68

）（τξτ?+=h O T T T max )(=5+43.7×0.68

=34.7℃

（2）4天时 ,浇注厚度h=3m , ）（4ξ =0.677

max )4(T = 5+43.7×0.677=34.6℃

（3）7天时 ,浇注厚度h=3m , ）（7ξ =0.66

max )7(T = 5+43.7×0.66=33.8℃

3. 混凝土表面温度

承台混凝土浇注完成后,表面铺设一层塑料薄膜和10cm 厚草袋保温 混凝土的表面温度为

λδλλλδi i b T h T T ++=k 0.5h K

5.0i a i max

式中：)(t b T ─龄期为t 时混凝土的表面温度(℃);

i δ─草袋保温层厚度（m ）；取0.1m;

h ─混凝土结构层厚度（m ）,取3m;

i λ─保温材料的导热系数（W/m ·K ）,草袋取0.14 W/m ·K;

λ─混凝土的导热系数，可取λ=2.33（W/m ·K ）;

max T ─混凝土中心最大温度(℃);

a T ─棚内大气的平均温度(℃)，冬季施工取5℃;

K ─传热系数修正值，塑料薄膜加草袋保温，取2.0，

7.1233.21.020.1430.52514.035.07.341.033.2)3(=?+???????+??=

b T ℃ 7.1233.21.020.1430.52514.035.06.341.033.2)4(=?+???????+??=

b T ℃ 4.1233.21.020.1430.52514.035.08.331.033.2)7(=?+???????+??=b T ℃

4. 混凝土表面温度与混凝土的中心温度

max )3(T -)3(b T =34.7-12.7=22℃<25℃

max )4(T -

)4(b T =34.6-12.7=21.9℃<25℃

max )7(T -)7(b T =33.8-12.4=21.4℃<25℃

根据《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》规定，大体积混凝土施工内外温差不得大于25℃， 通过上述计算可以看出，承台混凝土养护采用塑料薄膜外加草袋保温即可满足本桥大体积混凝土温控要求。

七、总体施工方案

根据混凝土温控计算结果，承台大体积施工采用表面用塑料薄膜与草袋覆盖的方法能满足规范要求，为了准确量测混凝土内外温差，避免产生裂缝，掌握大体积混凝土施工温控准确资料，故首次施工的承台采用布设测温管与冷却水管的方案，根据温控实际结果指导后续承台的施工。

7.1 冷却水管安装

（１）为降低混凝土内部水化热温度，调节大体积砼混凝土内表温 差，采取在大体积砼混凝土体内设冷却水管通水降温措施。

（２）冷却水管网按照冷却水由热中心区流向边缘区的原则分层分区布置，进水管口设在靠近混凝土中心处，出水口设在混凝土边缘区，每层水管网的进、出水口相互错开。

（３）冷却水管采用壁厚2mm 、直径φ40mm 的薄壁钢管。水管网沿竖向布置在大体积砼中央；最外层水管距离混凝土最近边1m ，每层水管的垂直进出口要相互错开1.5m 。进、出水口需引出混凝土面1m 以上，每层水管的进出水口要相互错开，且出水口要有调节流量的水阀和测流量设备。冷却水管接头采用软管接头。

（４）布管时，水管要与承台主筋错开，当局部管段错开有困难时，要适当移动水管的位置。

（５）水管要与钢筋骨架或架立钢筋绑扎牢靠，防止混凝土浇筑过 程中，水管变形或接头脱落而发生堵水或漏水。

（６）水管网安装完成后，将进、出水管口与进出水总管、水泵接通，进行通水试验，要求水管畅通且不漏水。

7.2 测温管埋设

（１）为了准确测量、监控混凝土内部的温度，指导混凝土的养护，确保大体积混凝土的施工质量，在大体积砼混凝土内合理布设温度测量装置。

（２）采用埋设测温管方法进行测温。测温管采用壁厚2mm、直径φ30mm的薄壁钢管。测温管在全断面内按间距3～6m设置，测温管埋设时贯通大体积砼全高，上口露出大体积砼顶面0.2m左右，上口不封闭，下口封闭，管内不充水。

（3）将测温管进行编号并登记

（4）测温管应避开冷却水管。

7.3 混凝土浇筑

浇注混凝土前，应对模板、钢筋、支架和预埋件进行检查，并作好记录，符合设计要求后方可浇注。模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙，应填塞严密。

混凝土由混凝土拌和站集中拌和，混凝土输送车运输，经混凝土泵送至施工点，混凝土分区布料、分层浇筑，采用插入式振捣器振捣，当混凝土自由落体高度超过2m时，采用串筒下料，防止混凝土离析。混凝土浇筑完毕后，在顶部混凝土初凝前，对其进行二次振捣，并压实抹平。

大体积混凝土采用低水化热水泥，并采用“双掺技术”（即掺加粉煤灰及外加剂），降低混凝土的入仓温度等措施，以改善混凝土的性能，减小混凝土的水化热。

7.4 混凝土养护

（１）混凝土浇注完毕后即开始抹面收浆，控制表面收缩裂纹，减少水分蒸发，混凝土终凝后即开始覆盖养护,混凝土浇注完毕后的12h 内即应覆盖养护。混凝土采用保湿蓄热法养护，即在大体积砼四周及表面覆盖1层尼龙薄膜，1层草袋使敞露的全部表面覆盖严密，形成良好的保温层,并应保持尼龙薄膜内有凝结水。

（2）混凝土养护时间以混凝土内部温度与表面温度环境之差小于25℃以下为标准，至少养护14天。

（3）混凝土强度达到1.2Mpa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。

7.5测温监控，指导养护

（1）混凝土温度监控

a 测温时间：自混凝土覆盖测温点开始测温，直至混凝土内部温度与大气环境平均温度之差小于20℃以下时止。

b 测温频率：一般在温度上升阶段2～4h一次，温度下降阶段4～8h一次，同时应测大气温度，并做好记录。另外：1～3天，每2小时测温一次；4～7天，每4小时测温一次；8～14天，每8小时测温一次。

c 测温点布置：每个测温管内沿高度每50～100cm设测温点一个；每个测温管内距大体积砼顶面、底面各设测温点一个；每个测温管内近冷却管网处设测温点，以观测冷却通水对混凝土中心的冷却效果。

d 通过对测温数据进行计算、分析，及时指导现场混凝土养生。一般地，可通过调节冷却水流量、进水温度等方法来调控混凝土内部温度；通过改变混凝土表层养生手段调控混凝土表层温度。

e 测定混凝土温升峰值及其达到所需的时间，定期记录冷却水管进、出水的温度，绘制混凝土内部温度变化曲线。根据观测结果确定冷却水管通水量、通水时间和蓄热养护时间等，以降低混凝土内外温差。

（２）通水冷却

根据温控实际结果，如果混凝土内外温差超过25℃时，采用通水冷却方案。

①每层冷却水管被浇注的混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层冷却水管内通水。

②一般地，冷却水的流量可控制在1.2～1.5m3/h，使进、出口水的温差不大于6℃。

③冷却管排出的水，在混凝土浇注未完以前，应立即排出基坑外，不得排至混凝土顶面。在大体积砼混凝土浇注全部结束后，也可视具体情况排至混凝土顶面，形成保温层，蓄水保温养护。

②水流监控

a 一般地，冷却水流量的大小会影响进、出口水的温差，影响冷却水和混凝土的热交换。因此，有必要对冷却水的流量、流速、进出水口的水温进行监控。

b 水流监控时间及监控频率均与大体积砼混凝土温度监控同步。

③温度控制标准应符合表9.2.9规定

表9.2.9 温度控制表

序号项目允许范围

1

混凝土浇筑温度（振捣

后5～10cm深处的温度）

≤30℃

2 内表温差≤25℃

3 内部最高温度≤60℃

4 最大水化热温升≤40℃

5 最大降温速率≤2.0℃/d

八、大体积混凝土施工的各项保证措施

8.1质量保证措施

优化砼配合比，选择级配良好的砂、石料，选择优良的砼外加剂，节约水泥用量，是降低砼内部水化热温升的重要环节。

8.1.1 砼配合比

砼初始坍落度控制在16～18 cm ，初凝时间大于15 h。施工采用配合比为：水泥290kg，砂855 kg，碎石990 kg，水158kg，外加剂5.14kg , 粉煤灰105 kg。

8.1.2砼原材料质量控制

(1)水泥:选用低水化热和安全性好的水泥，如矿碴水泥、火山灰水泥，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热。

(2)骨料:砂、碎石含量不得超标，可在混凝土中掺加一定数量的毛石。

(3)外加剂。

外加剂的作用如下:

①掺加适量的粉煤灰和减水剂，减少水泥用量;

②掺加缓凝剂推迟水化热的峰值期

③掺入适量的微膨胀剂，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

8.1.3选择施工方法

(1)水平分层法

浇筑混凝土时分几个薄层进行混凝土的浇筑，以使混凝土的水化热能尽快散失，并使浇筑后的温度分布均匀。水平分层厚度可控制在0.6-2.0m范围内，相邻两浇筑层之间的间歇时间，一般为5-7d，还可

采用二次振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结合良好。

(2)降温法和保温法

①混凝土内部埋设管道，通水循环冷却。

②夏季施工时，在搅拌混凝土时掺入冰水，降低混凝土入模温度，混凝土浇筑后采用洒水养护降温，水温与混凝土温差不超过20℃。冬季采用保温法，在混凝土表面覆盖保温材料，防止冷空气侵袭。

8.2 安全保证措施

（1）认真贯切执行国家、部、省、市有关安全的方针政策、规章制度，对职工进行安全教育和培训，牢固树立“安全第一，预防为主”的思想。进入施工现场必须佩戴安全帽，不准穿拖鞋。高空作业要穿防滑鞋，佩戴安全带。

（2）编制详细的安全操作规程、细则，并发至工班，组织逐条学习、落实，抓好“安全五同时”（即在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时，计划、布置、检查、总结、评比安全工作）和“三级安全教育”。

（3）定期进行安全生产教育，强化职工安全意识，使职工掌握安全生产必备的基本知识和技能。

（4）有计划地对岗位的生产知识、安全操作规程、安全检查生产制度、施工纪律进行培训和考核，重点对专职安全员，班组长、从事特种作业的工人进行培训考核，合格后发上岗证。

（5）特殊工种的安全教育、考核、复验，严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5306-85）号文执行。经过培训考试合格，获取操作合格证者方能持证上岗。对已取得上岗证者，要进行登记存档，按期复审。

（6）未经安全教育的管理人员、施工人员，不准上岗。未进行三级