地下室底板大体积混凝土施工方案.docx
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地下室底板大体积混凝土施工方案
一、工程概况:
本工程地下一层地上四十层总建筑面积约57000平方米。
结构型式为框支剪力墙结构。
T11#楼和北侧地库基础结构分开，以连通口相连接。
单体2000厚钻孔灌注桩基大底板，面标高-4.600m；北侧地库600厚预应力管桩大底板，面标高-5.200m。
地下室底板采用C40S8抗渗混凝土。
各部位混凝土强度等级见下表。
强度等级
地下室底板、
C40P8
地下室外墙、顶板
C35P8
地下室内墙、柱
C35
地上一层～二十五层
C35
地上二十五层～屋面
C30
二、施工准备工作:
1、技术准备工作
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本工程采用商品混凝土浇筑。
对主要材料要求如下：
（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，因此大体积混凝土所采用水泥宜为低水化热的水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，也可以使用外掺粉煤灰的普通硅酸盐水泥。
与本工程合作的长顺商品混凝土搅拌站预拌混凝土使用较多的是P·042．5级水泥，故本工程选用扬子P·042．5。
其物理性能如下：
初凝141min；终凝183min；安定性合格；标准稠度用水量28．1％；3d的抗压强度为25．4MPa。
（2）粗骨料：
级配良好的骨料，可以有效改善混凝土的抗裂能力。
同时通过大量试验表明，骨料中含泥量过大，对混凝土的强度、干缩、徐变及和易性等都产生不利的影响，尤其会增加混凝土的收缩，引起混凝土抗拉强度的降低，对混凝土的抗裂十分不利。
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。
与本工程合作的长顺商品混凝土搅拌站预拌混凝土选用湖州碎石，石子性能：
含泥量0.5％；泥块含量0.2％；针片状颗粒含量49％；颗粒级配5～25mm。
（3）细骨料：
采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于0.5%。
选用平均粒径较大的中、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。
本工程选用江西中砂。
砂的性能：
含泥量0.5％；泥块含量0.5％；细度模数2.5mm；9.6mm以上颗粒含量3.2%。
（4）粉煤灰：
掺加粉煤灰不仅可提高混凝土和易性，改善混凝土微观结构，提高抗渗性，还可延缓水泥水化，推迟凝结时间，降低混凝土早期水化热阎。
本工程选用昆山颢锦Ⅱ级灰。
细度（0.045mm方孔筛筛余）16.2%；需水量比100%；烧失量5.7%；含水量0.38%；安定性合格。
（5）外加剂：
本工程设计图纸要求，地下室采用S8抗渗，同时使用高效抗裂减水剂HEA。
高效抗裂减水剂能有效延缓水化热的释放，降低水化热放热峰值，使混凝土水化热释放趋于平缓，避免中心部位混凝土温度急剧上升导致温差增大。
本工程选用上海赫锦HJ-304减水剂，可延缓混凝土凝结时间，降低水化热峰值。
其性能如下：
减水率15％；掺量1.2%；含固量29.7％，比重1.175。
同时按照设计要求选用高效抗裂减水剂HEA，掺量为35kg/m3。
②混凝土配合比：
（1）混凝土采用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）混凝土配合比应提前试配确定。
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。
（4）昆山市长顺商品混凝土公司提供的本工程地下室底板混凝土配合比如下：
③由昆山长顺商品混凝土公司提供的本工程地下室底板混凝土配合比及各种材料检测报告详见附件。
2、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）浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、草席等应提前准备好。
（5）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。
（6）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。
（7）底板混凝土施工机械设备配备表：
名称
型号
数量
功率
性能
塔吊
QTZ63
2台
60X2
50m
砼车固定泵
HBT60
1台
75X4
60m3/h
混凝土汽车泵
45m
1台
砼运输车
连续提供
10m3/车
插入式振捣器
HZ-50
15台
1.1X26
平板振捣器
PZ-501
5台
0.5X16
三、大体积混凝土温度应力和裂缝控制
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。
一般在混凝土浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不在升温，并且开始逐步降温。
本工程设计要求混凝土表面与内部温差不超过25℃。
大体积混凝土由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速度块，使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。
施工前应进行计算分析，采取措施控制温度裂缝。
1．控制内约束温度裂缝的措施
（1）控制混凝土内外温差、表面与外界温差，防止混凝土表面急剧冷却，采用混凝土表面保温措施或蓄水养护措施；
（2）加强混凝土养护，严格控制混凝土升温速度，使混凝土表面覆盖温差小于8-10℃。
2．控制外约束温度裂缝的措施
（1）从采取控制混凝土出机温度、温升、减少温差等方面，以及改善施工操作工艺；
（2）采用低热水泥；掺入一定比例的粉煤灰、高效减水剂或缓凝剂等；
（3）掺入膨胀剂，在最初14d潮湿养护中，使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝；
（4）改善骨料级配，减少水泥用量；
（5）采用降低拌合水、级配骨料以及水泥的温度，来降低混凝土的出机温度；
（6）合理安排施工工序进行薄层浇捣，均匀上升，以便于散热；
（7）合理分缝分块施工，对比较长的结构应设置后浇带；尽量消除基层约束和嵌固作用；
（8）适当配置温度钢筋，减少混凝土温度应力；
（9）加强混凝土的养护，适当延长养护时间和拆模时间，使混凝土表面缓慢冷却。
四、大体积混凝土施工
1、施工段的划分及浇筑顺序
T11#楼基础底板按照单元之间膨胀加强带分为3个区，北侧地库另为1个区，共4个区。
在T11#楼东单元设置一台汽车泵，在T11#楼西单元设置1台地泵输送混凝土。
布置见下图：
T11#楼混凝土浇注顺序如下：
⑴一台汽车泵负责A单元的混凝土浇筑，地泵负责B单元、C单元的混凝土浇筑；地泵泵管由B单元东头退管浇筑，两台泵车同时浇筑混凝土。
⑵汽车泵将A单元砼浇筑完毕后紧接着浇筑膨胀加强带混凝土，与此同时B单元混凝土继续浇筑；待B单元砼浇筑完成后，地泵跨越B、C单元之间膨胀加强带退管至C单元浇筑砼。
⑶待C单元混凝土浇注过半时，使用汽车泵将B、C单元膨胀加强带混凝土浇注完毕，与此同时C单元混凝土继续浇筑至结束。
北侧地库混凝土浇注顺序如下：
⑴设置一台地泵位于地库西侧，泵管接至地库东头，退管浇筑。
2、混凝土浇筑
（1）混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用1台混凝土汽车泵、1台混凝土地泵送筑。
（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。
合理划分浇筑区域，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，使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。
同时可解决频繁移动泵管的间题，也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。
（3）混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置5～8台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在2米厚的底板内可斜向流淌，2～5台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外3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200立方米制作1组标样试块，每500立方米制作1组抗渗试块，每1000立方米制作1组同条件试块。
（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、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一层塑料薄膜，然后在上面覆盖二层草席。
温度过低不可浇水养护。
（2）新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，草席作为蓄热保温材料。
（3）柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或受冻。
（4）抗渗砼养护时间达需14日方可揭开覆盖物。
4、混凝土测温监控
本工程地下室底板分为T11#楼和北侧地库，北侧地库底板仅600厚，暂不考虑测温监控，仅对T11#楼2000mm厚底板进行测温，测温采用建筑电子测温仪（JDC-2）配合预埋测温导线进行测温。
具体操作如下：
（1）、混凝土浇捣前测出各测温探头的初始温度值，并作好记录。
（2）、混凝土浇捣前测出大气温度及入模混凝土温度并作好记录。
（3）、自混凝土入模至浇捣完毕的四天期间内每隔二小时测温一次，以后每隔四小时测温一次。
十四天后或温度梯度＜20度时，可停止测温。
（4）、每测温一次，应记录、计算每个测温点的升降值及温差值。
测温导线的具体埋设：
竖向导线埋设，利用底板面筋支撑架，用30mm*30mm*30mm的小木方绑在支撑架钢筋上做隔离，然后安装测温导线上的探头，用相色带绑牢，4个探头的安装高度分别为：
底板上部20公分，砼中心处，砼表面下20公分，砼表面。
测温点的布置：
（详见下图）
五、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。
同时要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。
2、混凝土外加剂的掺量要准确。
3、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。
混凝土入模温度应控制在15℃以下，同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
4、混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3～5h，同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于5℃。
5、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。
6、浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。
7、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。
六、混凝土浇筑前裂缝控制计算书
一、计算原理（依据<<建筑施工计算手册>>）:
大体积混凝土基础或结构（厚度大于1m）贯穿性或深进的裂缝，主要是由于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（包括收缩）应力（二维时），一般用约束系数法来计算约束应力，按以下简化公式计算：
式中
──混凝土的温度（包括收缩）应力（N/mm2）；
E（t）──混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量（N/mm2），一般取平均值；
──混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5；
△T──混凝土的最大综合温差（℃）绝对值，如为降温取负值；当大体积混凝土基础长期裸露在室外，且未回填土时，△T值按混凝土水化热最高温升值（包括浇筑入模温度）与当月平均最低温度之差进行计算；计算结果为负值，则表示降温，按下式计算:
计算所得，综合温差△T=28.01度
T0──混凝土的浇筑入模温度（℃），取15℃；
T（t）──浇筑完一段时间t,混凝土的绝热温升值（℃），按下式计算：
mc——混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3）；
Q——水泥28d水化热（kJ/kg），取375kJ/kg；
c——混凝土比热，取0.97［kJ/（kg·K）］；
ρ——混凝土密度，取2400（kg/m3）；
e——为常数，取2.718；
t——混凝土的龄期（d），取28天；
m——系数、随浇筑温度改变，取0.34。
计算所得，绝热温升值T（t）=59.92度。
不同品种、强度等级水泥的水化热
水泥品种
水泥强度等级
水化热Q（kJ/kg）
3d
7d
28d
硅酸盐水泥
42.5
314
354
375
32.5
250
271
334
矿渣水泥
32.5
180
256
334
系数m
浇筑温度（℃）
5
10
15
20
25
30
m（l/d）
0.295
0.318
0.340
0.362
0.384
0.406
Ty（t）──混凝土收缩当量温差（℃），按下式计算：
计算所得，收缩当量温差Ty（t）=-0.84度
Th──混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度，一般根据历年气象资料取当季节平均气温（℃），昆山当地冬季平均气温约为6℃；
S（t）──考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3～0.5，取0.5；
R──混凝土的外约束系数，当为岩石地基时，R＝1；当为可滑动垫层时，R＝0，一般土地基取0.25-0.50；本工程取R=0.5
c──混凝土的泊松比，0.15。
二、计算:
取S（t）=0.19，R＝0.5,
=1×10-5,
=0.15。
1）混凝土3d的弹性模量由式：
计算得:
E（28）=29900
2）最大综合温差△T=28.01℃
3）基础混凝土最大降温收缩应力,由式：
计算得:
=1.48N/mm2
4）不同龄期的抗拉强度由式:
计算得:
ft（28）=1.75N/mm2
5）抗裂缝安全度:
K=1.75/1.48=1.18>1.15
三、结论：
满足抗裂条件
七、附件
由昆山长顺商品混凝土有限公司提供的本工程地下室底板混凝土配合比以及混凝土各种材料的检测报告（电子版）。
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