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大体积混凝土施工技术方案

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摘要:
在建北京第一高楼“中国尊”6.5万立方米超大混凝土底板前不久开始浇筑,北京金隅水泥是被建设方和施工方确定的该工程所用混凝土唯一胶凝材料。
金隅混凝土多年来以“浇筑一方混凝土,结交八方好朋友”为经营理念,并以可靠的品质、优质的服务和大兵团联合作战的优势在业内享有较高声誉。此次在“中国尊”项目对混凝土供应商的选择上,建设单位、施工单位、质量监理考虑该项目单体工程和混凝土用量巨大,经过多次遴选,最终确定使用北京金隅混凝土公司等4家混凝土企业,确定以北京琉璃河水泥厂所产水泥作为指定胶凝材料共同制定配合比,并多次组织其他3家混凝土供应商到北京金隅混凝土垡头站对混凝土强度、外观、适应性等方面进行试配验证。
目前“中国尊”底板已开始浇筑。底板共计约6.5万立方米,标号为C50P12,底板最厚6.5米,要求整体一次性浇筑,这在北京的混凝土施工历史上绝无仅有,整体施工难度大。施工方前期与甲方、设计方、混凝土供应商共同商讨研究,提出了严格的要求。北京金隅混凝土公司在本次浇筑前做了大量的准备工作,从早期的试验试配,到浇筑前的原材料准备、交通协调、生产调整等方面都进行了详尽的准备和预案。在底板开始浇筑前和混凝土供应过程中,公司经理张增寿、党委书记李学良,分管经营、生产、技术的公司高管和相关部室亲临现场指挥,看望慰问作战人员。施工方对金隅混凝土的工作态度和产品质量给予高度认可。
“中国尊”位于北京CBD核心区,设计总高度为528米,是在建北京第一高楼。此项目于2011年9月破土动工,计划工期5年,2016年年底封顶,预计总投资240亿元。

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基础地下室混凝土施工具体包括哪些内容呢,下面本网为大家带来相关内容介绍以供参考。

1
施工准备工作大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。1.1
材料选择①水泥:考虑普通水泥水化热较高,特别是应用到大体积混凝土中,大量水泥水化热不易散发,在混凝土内部温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,便混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥,标号为42.5R,通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。②粗骨料:采用碎石,粒径
5- 25mm,含泥量不大于1%
,选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。③细骨料:采用天然河砂,以用为宜中砂,含泥量不大于
3%,选用级配良好的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量
10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。④粉煤灰:由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求,采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时,其粉煤灰取代水泥的最大限量为
25%
,粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低,对混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量控制在
10%以内,采用外掺法,即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。⑤外加剂:设计无具体要求,通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验,混凝土确定采用建标牌(减水剂),每立方米混凝土
1.93kg,减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。1.2
混凝土配合比①混凝土采用茂名市搅拌站供应的商品混凝土,因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求,提前做好混凝土试配。②混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。③粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况,以满足施工的要求。1.3
现场准备工作①基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕,并进行隐蔽工程验收。②基础底板上的地坑、积水坑采用组合钢模板支模,不合模数部位采用木模板支模。③将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上,并作明显标记,供浇筑混凝土时找平用。④项目经理部应与建设单位联系好施工用电,以保证混凝土振捣及施工照明用。⑤管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班,坚守岗位,各负其责,保证混凝土连续浇灌的顺利进行。2
大体积混凝土施工对温度的要求根据设计要求,对基础底板混凝土进行温度检测;基础底板混凝土中部中心点的温升高峰值,该温升值一般略小于绝热温升值。规范规定,对大体积混凝土养护,应根据气候条件采取控温措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内。3
大体积混凝土施工3.1
钢筋加工及安装钢筋加工在现场钢筋场进行,暗梁主筋采用闪光对焊连接,底板钢筋采用冷搭接。基础底板钢筋施工完毕进行柱、墙插筋施工,柱、墙插筋应保证位置准确。基础底板钢筋及柱、墙插筋施工完毕,组织一次隐蔽工程验收,合格后方可浇筑混凝土。3.2
混凝土浇筑施工①混凝土采用商品混凝土,用混凝土运输车运到现场,采用 2
台混凝土输送泵送筑。②混凝土浇筑时应采用分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度,划定浇筑区域,每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行,直至达到设计标高,混凝土形成扇形向前流动,然后在其坡面上连续浇筑,循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺,便每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上,确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。混凝土浇筑应连续进行,间歇时间不得超过
6h,如遇特殊情况,混凝土在 4h
仍不能连续浇筑时,需采取应急措施。即在己浇筑的混凝土表面上插Φ12短插筋,长度1米,间距50mm,呈梅花形布置。③混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置
3~4 台振捣器,因为混凝土的坍落度比较大,在 1.5 米厚的底板内可斜向流淌 1
米远左右,2 台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实,另外 1~2
台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。④由于混凝土坍落度比较大,会在表面钢筋下部产生水分,或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝,在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。⑤现场按每浇筑
100 方(或一个台班)制作 3 组试块,1 组压 7d 强度,1 组压 28d
强度归技术档案资料用。⑥防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于 2
组。考虑本工程不太大,按规定取 2 组防水混凝土抗渗试块。3.3
混凝土测温①基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。测温管的长度分部为两种规格,测温线应按测温平面布置图进行预埋,预埋时测温管与钢筋绑扎牢固,以免位移或损坏。每组测温线有
2
根(即不同长度的测温线)在线的上断用胶带做上标记,便于区分深度。测温线用塑料带罩好,绑扎牢固,不准将测温端头受潮。②配备专职测温人员,按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责,按时按孔测温,不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁,换班时要进行交底。③测温工作应连续进行,每测一次,持续测温及混凝土强度达到时间,并经技术部门同意后方可停止测温。④测温采用液晶数字显示电子测温仪,以保证测温及读数准确。3.4
混凝土养护①混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,先在混凝土表面覆盖麻袋或土工布等保水材料。②新浇筑的混凝土水化速度比较快,盖上麻袋或土工布后可进行保温保养,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。③柱、墙插筋部位是养生的难点,要特别注意盖严,防止造成温差较大。4
主要管理措施①拌制混凝土的原材料均需进行检验,合格后方可使用。②施工现场对商品混凝土要逐车进行检查,测定混凝土的坍落度和温度,检查混凝土量是否相符。同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。③混凝土浇筑应连续进行,间歇时间不得超过3~5h。④试验部门设专人负责测温及保养的管理工作,发现问题应及时向项目技术负责人汇报。⑤浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。⑥加强混凝土试块制作及养护的管理,试块拆模后及时编号并送入标养室进行养护。

近年来,国内建筑工程中混凝土工程的体量日渐增大,尤以基础地下室为甚。同时,随着我国建筑技术的发展和城市建设、城市环保的需要,预拌商品混凝土以其集约化的生产方式,
稳定优异的产品质量,得到了越来越广泛的应用。

然而,预拌混凝土除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性要求外,还应满足现场实际施工的要求。由于预拌混凝土在施工中应满足从预拌站到工地现场的运输和现场泵送浇筑工艺的要求,其需要的坍落度比现场自拌混凝土传统施工工艺大得多,因而在基础大体积混凝土施工和地下室外墙混凝土施工中,如何有效防止和控制混凝土变形裂缝的出现和开展,显得非常重要。

本文结合浙江省妇保医院新病房大楼工程的基础地下室混凝土施工实例,介绍了在施工中通过控制配合比、浇筑、养护等一系列措施,有效地防止基础大体积混凝土和地下室外墙混凝土出现变形裂缝的体会。

2 工程实例

省妇保医院新病房大楼工程位于杭州学士路2号,现省妇保医院院内,周边原有建筑密集,场地狭小。主楼地上15层,裙房地上4层,均设2层地下室。建筑面积26570m2,框架剪力墙结构。

2.1 基础底板大体积混凝土施工

工程采用上翻式承台、地梁的筏板基础,底板厚900mm,承台地梁高1800mm.平面形状近似为矩形,长54m×宽33m,主楼与裙房间设一条宽800mm后浇带。基础地下室混凝土强度等级C
40,抗渗等级S8,基础底板混凝土约3000m3.

由于基础混凝土工程量大,基坑较深,为确保基础结构的整体性和安全性,考虑施工搭接和市区施工的困难,基础底板以后浇带为界分成A、B两段施工:A段为后浇带以西的裙房部分,混凝土量540m3;B段为后浇带以东的主楼部分,混凝土量1500m3.每段水平向不留施工缝,一次性浇筑;竖向在基础上翻梁以上500mm处设施工缝。

混凝土下料振捣时按“分层、分段、连续不断地薄层浇筑”的原则进行,由于基础为上翻式地梁,因此底板部分先浇筑并注意振捣密实,上翻梁部分在底板部分浇捣后2h再行浇筑,使底板混凝土有一定的沉落时间,混凝土浇筑至设计标高后,用长刮尺刮平,清除残余浮浆后用木蟹铁板打光,混凝土收水后用铁板反复压光,压闭混凝土表面毛细孔,提高混凝土防水性能和表面观感。

2.2 地下室外墙板混凝土施工

地下室外墙墙厚500mm,总延长米为200m,混凝土C40,抗渗等级S8.与基础施工相同,以后浇带为界,分成A、B两段施工。由于设2层地下室,竖向共设4条施工缝,采用钢板止水带止水。

为确保外墙混凝土浇筑的整体性、连贯性,防止出现施工冷缝,在外墙混凝土浇筑前,先将独立柱和内墙板混凝土预先浇完,以便集中力量进行外墙混凝土的连续浇捣。

外墙混凝土浇筑采用2台混凝土泵车,其中1台固定泵停放在基坑北侧,用硬管接入,另一台置于基坑南侧,为汽车移动泵,软管摆布。混凝土浇筑从后浇带开始,按斜面分层法振捣,根据当时的气温和混凝土的初凝时间,每浇筑一段长度,及时调整泵送管,循序循环推进,以避免出现施工冷缝。

为避免外墙混凝土收缩裂缝(一般以竖向裂缝的方式出现)的产生,施工时要求在外墙外侧设水平温度钢筋,间距不大于150mm,且严格控制混凝土的保护层厚度严禁超厚。

根据泵送工艺要求,混凝土坍落度在现场出料时严格控制为12±2cm,凡超出范围的,一律退场,专人负责此项工作,绝不允许在现场加水。

3 混凝土裂缝产生的原因分析

3.1 基础大体积混凝土裂缝产生的原因

基础大体积混凝土施工,由于混凝土内部与表面散热速率不一样,在其表面形成较大的温度梯度,从而引起较大的表面拉应力。同时,此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。

混凝土降温阶段,由于逐渐降温而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束,也会产生很大的拉应力,直至出现收缩裂缝。

3.2 地下室外墙混凝土裂缝产生的原因

地下室外墙混凝土裂缝主要是收缩裂缝。混凝土降温产生的收缩和硬化时的收缩,受到结构本身和基坑边壁等的约束,产生较大的拉应力,直至出现收缩裂缝。

4 混凝土配合比的选定

4.1 混凝土配合比

根据上述对大体积混凝土和地下室外墙混凝土产生裂缝的原因,混凝土配合比的选定是至关重要的。经与商品混凝土厂家(华威商品混凝土公司)一起反复试配,选定的配合比中水泥∶黄砂∶石子∶水为1∶3.52∶4.86∶0.44,另DXH-B外加剂1.8%,UEA-H微膨胀剂0.23%,CF矿粉0.54%.

4.2 原材料的选用

水泥:选用钱潮水泥厂#525普通硅酸盐水泥,出厂后贮存7d以上,使用前经复试
,合格后方能使用。

砂、石料:采用细度模数大于2.4的中砂,5~25mm碎石,级配良好。砂、石含泥量均要小于1%.

掺合料:选用上海宝钢矿渣磨细的高性能磨细矿粉,比表面积400m2以上。

外加剂:减水剂选用DXH-B型高效缓凝减水剂;微膨胀剂选用北京中岩特种工程材料公司生产的UEA-H高效混凝土膨胀剂。

4.3 本配合比的特点和作用

本工程中选定的配合比一个最大的特点,就是水泥用量仅为220kg/m3(一般C40、S8的混
凝土,水泥用量为350~400kg/m3)。混凝土最高绝热温升Tmax与每m3混凝土内的水泥用量成线性正比关系。本工程通过降低水泥用量以防止大体积混凝土裂缝的产生,在保证混凝土强度的前提下,通过掺加高性能磨细矿粉,取代部分水泥以减少水泥用量。磨细矿粉的掺量为胶凝材料用量的34%.

选择减少水泥用量而不是选用初凝时间长、水化热低的矿渣水泥,是因为矿渣水泥的析水性比普通硅酸盐水泥强,在浇筑层表面有大量水析出。析出的水聚集在上下两浇筑层的表面,
造成混凝土的水灰比改变,形成了一层含水量多的夹层,妨碍两层混凝土粘合,破坏混凝土的整体性,这种混凝土的泌水性与用水量成正比。

目前用作混凝土掺合料的除磨细矿粉外,还有粉煤灰、硅灰和沸石粉等。由于粉煤灰的耐久性不如磨细矿粉,硅灰相对来源少、价格贵,沸石粉则需水量甚大,掺入后增加混凝土泌水性,故选用高性能磨细矿粉作为本工程混凝土的掺合料。

由于水泥砂浆和粗骨料的粘结强度即界面粘结力大小是决定混凝土强度的主要因素之一。因此选择与水泥适应性好、减水率高的优质外加剂也至关重要。同时,考虑到基础大体积混凝土计划浇筑时间为10月上旬,当时的白天气温仍在27℃以上,尚需使混凝土的初凝时间满足施工要求。掺用DXH-B型高效缓凝减水剂试配后,混凝土性能就完全满足了设计和施工要求。

鉴于市场上UEA微膨胀剂多而杂,经多方考证,慎重选用北京中岩特种工程材料公司的专利产品第五代UEA高效混凝土微膨胀剂(UEA-H)。

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