大体积砼施工方案

大体积砼施工方案

1）大体积砼设计基本概况

本工程大体积砼存在的部位主要如下表所列。

大体积砼主要部位一览表

2）大体积混凝土的重点和难点分析

本工程大体积部位较多，大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比，具有结构厚，体积大，钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点，在混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩，以及外界约束条件的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。因此，除了必须满足普通混凝土的强度、刚度、整体性和耐久性等要求外，大体积最重要就是如何控制其温度变形裂缝的发生和开展。由于大体积混凝土工程条件比较复杂，施工情况各异，混凝土原材料品质的差异较大，因此控制温度变形裂缝就不是单纯的问题，而是涉及到构造要求、混凝土配合材料组成和其物理力学指标，施工工艺、养护方法等方面的综合影响因素。

3）大体积混凝土施工的应对和浇筑措施

①为了防止混凝土的有害裂缝的发生，同时有效控制表面裂缝的发展，本工程大体积混凝土在施工方法上拟采取整体水平分层浇筑、分层捣实的方法（但必须保证上下层混凝土在初凝之前结合好，不致形成施工冷缝），同时在混凝土内掺加优质高效抗裂膨胀剂方法，优化混凝土配合比，采用低热化的水泥、掺加优质粉煤灰和减水剂，减少水泥用量，延缓混凝土初凝时间，增长混凝土的散热时间，同时降低混凝土的出管温度，加强混凝土养护，以达到控制混凝土内外温差、减少混凝土变形，防止有害裂缝的发生和开展。

②本工程大体积混凝土全部采用商品混凝土，为满足混凝土浇筑的连续性，避免出现施工冷缝，必须选择生产量大质优的商品混凝土生产厂家供应混凝土，

精心组织施工，混凝土供应量满足施工需求，浇筑时间内不间断供应混凝土，同时在浇筑混凝土前，应组织至少一台高速的泵机进行配合施工，以确保混凝土连续输送施工，保证混凝土施工质量。

③混凝土的输送主要采用泵送，塔吊运输为辅，如承台、基础梁、梁混凝土采用泵送浇筑，对结构柱、剪力墙混凝土采用泵送与塔吊运输浇筑，所以浇筑大面积、大方量混凝土时，施工设备必须具备齐全，本工程底板分3区施工，一个区用三台高强油压泵同时浇筑作业，确保混凝土的连续作业。

④针对本工程大体积混凝土的特殊部位，主要是在底板、承台、外侧墙及剪力墙等重要部位，质量的好坏直接影响结构性能及使用性能，故混凝土浇筑时，承台、基础梁、底板等构件一起浇筑，不留施工缝（除设计要求的除外），这样可减少人为接缝，提高混凝土的自身密实性，降低外墙、底板的渗水机率，确保大体积混凝土的施工质量。

4）大体积混凝土施工的具体措施

①大体积砼施工

A.砼浇筑能力计算

a.混凝土输送泵需用台数计算

采用公式N=q n/qmaxη进行计算，式中符号意义如下：

q n—混凝土浇筑数量（m3/h），根据工期要求取每小时浇筑方量最大的混凝土底板进行计算，为60m3/h；

qmax —混凝土输送泵车最大排量（m3/h），取60 m3/h；

η—泵车作业效率，一般取0.5～0.7，取0.6。

则此区混凝土输送泵需用数量为：N = 60/（60×0.6）= 1.67台，取2台。

b.混凝土搅拌运输车需用台数计算

采用公式n=q m（60×l/v+t）/60Q 进行计算，式中符号意义如下：

q m—泵车计划排量（m3/h），按公式q m=qmaxηα计算，取60×0.6×0.8=28.8 m3/h；取q m = 29m3/h

Q —混凝土搅拌运输车容量，取8 m3；

l —搅拌站到施工现场的往返距离，取22km；

v —搅拌运输车车速，按平均取为40km/h；

t —客观原因造成的停车时间，取60min；

则每台混凝土输送泵需配备混凝土搅拌运输车台数为：

n= 29×（60×22/40+60）/（60×8）=5.6台，取6 台；

则底板砼浇筑共需3×8=24 台混凝土搅拌运输车。

考虑到设备故障及其他特殊情况，除要求混凝土泵的使用状况良好外，还要求施工现场放一台备用泵，搅拌站需配备4～8 台备用搅拌运输车。因此地下室施工阶段现场配备4台汽车泵。

B. 大体积砼浇注施工

a. 混凝土的分层浇筑

大体积混凝土采用分层浇筑的方法，每层厚度约500mm ，并任其斜向流动，层层推移，必须保证第一层混凝土初凝前进行第二层混凝土浇筑。混凝土浇筑振捣分层示意图见图

b.混凝土的振捣

混凝土振捣采用振动棒振捣，要做到“快插慢拔”，上下抽动，均匀振捣，插点要均匀排列，插点采用并列式和交错式均可；插点间距为300～400mm ，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm ，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。每一振点的振捣延续时间30秒，使砼表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。

每台泵车进料量要及时反映到调度室，按浇捣总量及时平衡搅拌车进入各泵位，基本做到浇捣速度相同，齐头并进。为使砼振捣密实，每台砼泵出料口配备4台振捣棒(3台工作，分三道布置。第一道布置在出料点，使砼形成自然流淌坡度，第二道布置在坡脚处，确保砼下部密实，第三道布置在斜面中部，在斜面上塑料绝缘护套铝合金套管

地下室底板混凝土斜面分层浇筑示意图

各点要严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。

混凝土由大斜面分层下料，分皮振捣，每皮厚度为50 cm左右，采用“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的方法确保避免出现施工冷缝。如图5.5-41。

后振捣棒

中振捣棒

前振捣棒

大体积砼浇筑振捣棒布设位置示意图

c.砼表面处理

大体积砼的表面水泥浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。混凝土表面处理做到“三压三平”。首先按面标高用煤撬拍板压实，长刮尺刮平；其次初凝前用铁滚筒数遍碾压、滚平；最后，终凝前，用木蟹打磨压实、整平，以闭合混凝土收水裂缝。

对于表面泌水，当每层混凝土浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。在砼浇筑后4~8小时内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，混凝土表面会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。如图所示：

5）大体积砼热工计算、测温及养护

①大体积混凝土热工计算

考虑到核心筒底板承台混凝土厚度最大，达2.5米，且强度等级为C30，理论上该处混凝土内部温度最高，故以此处的混凝土基础进行热工计算。假定施工配合比见表，假定温度参数见表

C35混凝土配合比

温度参数表(以6月份施工为例)

A.混凝土拌合温度的计算：

T 0----混凝土拌合物温度(℃)；

m w ----用水量(kg)；

m ce ----水泥用量(kg)；

m sa ----砂子用量(kg)；

m g ----石子用量(kg)；

T w ----水的温度(℃)；

T ce ----水泥的温度(℃)；

T sa ----砂子的温度(℃)；

T g ----石子的温度(℃)；

ωsa ----砂子含水率(%)；

ωg ----石子含水率(%)；

C 1----水的比热容(kJ/kg.k)；

C 2----冰的溶解热(Kj/kg)；骨料温度大于0℃，C 1 =4.2，C 2=0

由上式计算得：T 0=26℃

混凝土拌合物经运输到浇筑时温度的计算：

()()()()

()

g sa ce w g g sa sa x g g g sa sa sa g g sa sa g w g g sa sa ce ce m m m m m m c T m T m c m m m T T m T m T m T ++++-++--+++=9.02.42.492.010ωωωωωω

T 2=T

1

(at1+0.032n (T

1

-T

a

)；

T

2

----混凝土拌合物运输到浇筑时温度(℃)；

T

1

----混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间(h)；

n----混凝土拌合物运转次数(罐车-混凝土泵-入模，故n=2)；

T

a

----混凝土拌合物运输时环境温度(℃)；

α-----温度损失系数(h-1)，当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25

由上式计算得： T

2

=26.8℃

B.混凝土的绝热温升：

水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。

a.混凝土的绝热温升：T=W×Q0×(1-e-mt)/(C×r)

式中：T—混凝土的绝热温升(℃)

W—每立方混凝土的水泥用量(kg/ m3)，取340 kg/ m3

Q

—每公斤水泥28 天的累计水化热，查《大体积混凝土施工》P14 表2-1，

Q

=460240 J/kg

C—混凝土比热993.7 J/(kg·K

)；

r—混凝土容重2400 ㎏/ m3；

t—混凝土龄期(天)；

m—常数，与水泥品种、浇筑时温度有关；

e—常数，e=2.718 自然对数的底；

混凝土最高绝热温升：T

max

=340×460240/(993.7×2400)=65(℃)

b.混凝土的内部最高温度：T

max =T

j

+W/η×ζ+F/50

式中T

max

--混凝土内部最高温度(℃)；

T

j

--混凝土浇筑温度(℃)；

W－一每立方米混凝土中水泥用量(kg／m3)；

η--系数，随混凝土标号、最小尺寸而异，此处取10。ζ—混凝土的散热系数，混凝土厚度为4m，取ζ=1；F—每方混凝土中掺合料的掺量(kg/ m3)；

按上式计算，结果为T

＝63.2℃。

max

c.混凝土的表面最高温度：

T

=Tq+4×(H- h＇)×h＇×△T／H2

bmax

H=h+2×h＇

h＇=K×λ/β

式中T

--混凝土表面最高温度(℃)；

bmax

Tq--大气的平均温度(℃)；取28.5℃；

H－一混凝土的计算厚度；

h＇--混凝土的虚厚度；

h--混凝土的实际厚度；

ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值；

λ--混凝土的导热系数，此处可取 2.33W／m·k；

k--计算折减系数，根据试验资料可取0.666；

β--混凝土模板及保温层的传热系数(W/m2·K)，由于是大体积混凝土如未采取保温措施时此，处取空气的平均传热系数5W／m2· K；

取28.5℃，h 取3m

以8 月施工为例：T

q

计算混凝土的表面温度为T

=37.3℃。

bmax

d.混凝土的内外温差为63.2-37.3=25.9℃>25℃，所以必须采取表面覆盖保温措施。

混凝土表面温度和大气的温差为37.3-26.5=10.8℃

②测温控温方案

对于大体积混凝土的测温，根据设计要求，温控将由具有资质的第三方负责，并且控制砼内外温差在23℃以内，根据混凝土的浇捣方向和底板厚度来考虑测温点的布置。

③大体积砼保温养护

混凝土养护主要是保温保湿养护，保温养护能减少混凝土表面的热扩散，减少混凝土表面的温差，防止产生表面裂缝，保温养护还能控制砼内外温差过高，

防止产生贯穿裂缝。保湿养护能防止混凝土表面脱水而产生表面干缩裂缝，再者能使水泥水化顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度。

对砼采用保温、保湿养护方法，即在砼表面用木蟹压紧平整后，覆盖二层草袋及

一层塑料薄膜，覆盖工作必须严格认真贴实，薄膜幅边之间搭接宽度不少于10cm，草袋之间边口拼紧，养护期间浇水视具体情况而定。以防砼产生干缩裂缝，并使水泥水化顺利进行,详见图。

两层草帘

图：大体积混凝土养护示意图

3）大体积砼施工质量保证措施

大体积砼施工质量保证措施见下页表：

大体积混凝土质量措施

序号控制要点具体措施

4）大面积及超长砼施工方案

①大面积砼施工平整度控制方案

A.平整度控制参数分析

本工程地下室面积1356m2，每次分段施工面积在650m2之间，均为钢筋混凝土现浇结构板，平整度控制应主要控制以下两个参数：

a.段与段之间的标高偏差；

b.段内平整度偏差。

B.平整度控制标准

a.标高规范允许偏差标准：按照现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002表8.3.2-1的规定，现浇混凝土表面标高允许偏差为±10mm(用水准仪或拉线检查)。本工程楼层现浇混凝土板(包括地下室底板)表面均

有地面装饰层，整个楼层的标高控制在上述标准允许偏差之内，不影响地面的装饰效果。但对于后浇带两侧的局部区域，如果按照该标准控制极差将为20mm，这显然是不能被接受的。

b.平整度规范允许偏差：按照现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002表8.3.2-1的规定，现浇混凝土表面平整度允许偏差为8mm(用2m靠尺和塞尺检查)。国家现行标准《建筑地面工程质量验收规范》GB 50209-2002表5.4.7的规定，水泥混凝土地面面层表面平整度允许偏差为5mm(有2m靠尺和楔形塞尺检查)。

c.本工程为创省级和国家精品工程，在执行国家规范的基础上，制定如下内控标准，见下页表：

大面积混凝土平整度内控标准

C.平整度控制措施

本工程大面积混凝土平整度拟采取如下控制措施，见表：

大面积混凝土平整度控制措施

5）大面积、超长砼结构裂缝控制方案

①本工程钢筋混凝土结构特点

A.具有超大、超长结构属性

根据国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB50010—2002规定，露天或埋在土中钢筋混凝土结构，留设伸缩缝的间距为50m。本工程楼板长分别为121.70m、122 m、92.3 m、117.01m，无疑属于超长结构(以下称超大结构)。

B.具有大体积混凝土性质

按照国家现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002条文说明规定：混凝土构件最小断面尺寸大于或等于800mm，即按大体积混凝土考虑采取相应措施。本工程承台等构件最小断面尺寸不少已超过800mm，应属于大体积混凝土。

按照我国混凝土结构裂缝专家王铁梦先生新的概念：任意体量的混凝土，其尺寸足以要求必须采取措施，控制由于水化热及伴随的体积变形（收缩）引起的裂缝者称为“大体积混凝土”。所以，虽最小厚度小于800mm，如200～600mm 长墙，80～180mm的楼板，采用泵送商品混凝土现浇整体式结构都需要考虑水化热，收缩偏大的应力及相应措施，也应称它们为具有大体积混凝土的性质。因此本工程多数构件都属于这一范畴。

C.地下工程、防水要求高，防止裂缝至关重要

本工程一期地下室面积约1300平方米，且工程所处环境地下水位高，东莞地区年降水量大，地下水源补充充足。因此本工程的防水功能对保证工程的正常使用是至关重要的，虽然钢筋混凝土结构外设有防水层，但如结构出现裂缝一会造成柔性防水层的拉断、剥离破坏，二会在地下水压的作用下破坏，导致防水失效。故本工程防止钢筋混凝土结构裂缝特别是底板、外墙、顶板裂缝更是关键中的关键。

D.本工程防止裂缝的有利因素

东莞地区昼夜间温差较小，一般均在10℃以内，年极端最高最低温度差也较之北方小，这对于防止钢筋混凝土结构的温度裂缝是有利因素。除此之外，设计中已采取沿纵横两个方向每距离30m左右设置一条后浇带措施，可以释放早期混凝土收缩和温度应力，对防止裂缝也是非常重要的。

②混凝土裂缝机理

混凝土是多种集料浇筑成型的一种材料，它的主要特性是抗压强度高，能借助于模板浇筑成各种形状，与钢筋或预应力筋结合，发挥各自的优势，形成具有抗压、抗弯、抗剪等主要受力功能的结构件，其造价比钢结构低廉，比其它材料性价比高。这是混凝土能够在近200年的时间里得到广泛应用和发展的主要原因。因此混凝土主要是一种良好的结构材料。混凝土的组成材料中，砂石

起骨架作用，不参与化学反应，不会影响混凝土体积的变化。水泥浆体则通过一系列的物理、化学反应，逐渐硬化，将松散的砂石粘接在一起，组成坚固的混凝土整体。从水泥的水化机理看，水泥水化前后反应物和生成物的平均密度不同，水泥浆的总体积在水化过程中是不断减少的，这就是水泥浆的减缩作用，亦即自身水化收缩。正是由于这种水化收缩，使混凝土在由流塑性逐步固化、强度不断增长的情况下，内部也不可避免地产生了微观裂缝。

因此，混凝土的微观裂缝可以说是与生共有的，混凝土是一种带裂缝工作的特殊材料，这种微观裂缝显然是无害的。但在结构受力、变形、环境等多种因素作用下，微观裂缝会逐步增大，由单独的微观裂缝变成连通的宏观裂缝，由不可见裂缝变成可见裂缝，由无害裂缝变成有害裂缝。控制或防止裂缝就是采取措施控制这种裂缝的变化，使其控制在一定允许范围内，在这个允许的一定范围内的裂缝即称为无害裂缝。各国规范对混凝土的裂缝宽度允许范围都做了相应规定，见表

混凝土结构允许裂缝宽度标准

本工程地下室二层结构，并且地下建筑应按国家规范规定从严控制，裂缝宽度应控制在0.20mm以下。

③钢筋混凝土结构有害裂缝产生的原因分析和对策控制措施

钢筋混凝土结构裂缝主要原因可归纳为三大类：一类是由荷载引起的裂缝，一类是由变形引起的裂缝，另一类是由施工操作引起的裂缝。根据本工程的具体特点，主要将由施工操作引起的部分变形(收缩和干缩)以及材料选择不

当或操作方法不当引起的裂缝进行分析，制定如下对策措施，见下表，表中具体措施在相关章节中有较详细叙述，这里只作了简单叙述。