01
工程概况
本工程位于北京市光机电管委会区域,基础为筏板式钢筋混凝土基础,混凝土等级为C40,抗渗等级P8,基础底板厚度有1200、1400、1600、1800、2000、5000mm,属于大体积混凝土。浇筑时间在8月份。恰逢北京的高温季节,基础底板以沉降后浇带和施工后浇带为界限,分为8个施工流水段。
02
大体积原材选用及配合比设计
混凝土配合比应提前试配确定。基础底板混凝土按大体积混凝土设计,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》、《粉煤灰混凝土应用技术规范》及《大体积混凝土施工规范》中的有关技术要求进行设计。
2.1材料选用
(1)水泥:采用金隅琉璃河水泥厂生产的普通硅酸盐42.5水泥;
(2)粉煤灰:采用唐山产I级粉煤灰;
(3)矿粉:采用三河天龙S95级矿渣粉;
(4)砂:采用河北涞水水洗中砂,细度模数>2.3,含泥量<3.0%;
(5)石子采用北京碎石,粒径5~25mm,含泥量<3.0%;
(6)外加剂:采用北京建筑工程研究院生产的AN4000聚羧酸减水剂。
混凝土碱含量不超过3kg/m3。
2.2、配合比技术要点
⑴在确保强度的前提下,降低胶凝材料总用量,并采用超量取代的办法提高粉煤灰掺量,减少混凝土的塑性收缩,降低水泥水化热,降低混凝土的内外温差,减小温度应力,抑制应力裂缝的产生。掺入I级粉煤灰、S95级矿粉,以替代部分水泥用量,推迟混凝土强度的增长,采用R60=40N/mm2代替R28=40N/mm2,从而减少水泥水化热的不利影响。
⑵减少混凝土用水量,即采用较小的水灰比,增大混凝土的密实度。
⑶适当延缓混凝土的凝结时间初凝时间为10-12小时,终凝时间为12-14小时,以保证作业面的及时覆盖和施工的连续性。同时延缓水化热的释放速度,抑制温度应力裂缝。
⑷尽可能减小砂率,减少混凝土收缩;
经上所述确定配合比如下:
03
大体积混凝土生产与保障供应
为保证工程的施工质量,组织好产品供应、车辆调配,迅速解决各种技术、服务问题,由北京建工新型建材有限责任公司二分公司建均站与三分公司建强站完成027工程的大体积混凝土生产运输任务。二分公司建均站位于朝阳区马各庄,三分公司建强站位于朝阳南豆各庄。交通非常便利,可以方便快捷地进入工程所在地点。两站在许多重要工程及大方量混凝土生产中有成功的经验。
3.1 搅拌设备
建均站有3m³搅拌机组2台,单台每小时可以搅拌混凝土120m³,建强站3m³搅拌机组2台,单台每小时可以搅拌混凝土120 m³,站内建有完善的机械维修保养制度,能够及时排除机械故障,保证搅拌机组的正常运转。该套机组机械状况良好,同时运行能够保证每小时实际生产混凝土400 m³左右。
3.2 运输泵送设备
建均、建强两站共有混凝土罐车100辆,运载量分别为10m³、12 m³、15m³、16 m³、18 m³,能够保证正常生产供应需要。汽车泵四台,泵送距离分别为48m、52m、56m。
为了保证生产供应需要,除公司内部罐车根据需要调派外,我站与附近其他兄弟站建有良好的合作、协作关系,在需要时可以互相租借罐车。随时提供满足使用要求。
3.3 原材料保证
建均、建强两站具有很强的原材料仓储能力4台搅拌机组共有配套粉料筒仓20个,其中水泥仓储量达到了3200吨,可以很好的保障生产需要。同时,两站建有大面积的砂石储料场,存储量可以达到8万吨,可以缓解汛期、冬季砂石料紧张的局面,保证生产需要。
3.4 大体积混凝土生产质量控制
(1) 质控人员会同搅拌操作人员、试验人员进行开盘鉴定。核对材质数量,通过微量调整达到要求后填写开盘鉴定,共同签定开盘执行,并留取试件。
(2) 混凝土泵送和搅拌坍落度的控制:大体积混凝土采用泵送工艺,泵送前坍落度不应低于180mm,到工地坍落度应在180mm~200mm。质量控制部对每车混凝土施行出场检验,合格后方可送工地泵送交验。考虑道路阻塞等意外情况或因素,每一辆混凝土运输车上携带一桶高效减水剂,以便需要时由现场技术人员对混凝土的坍落度进行小范围的调整。司机和泵工对混凝土拌和物的情况应及时反馈给生产调度和质控人员,及时掌握、及时处理。
3.5 大体积混凝土生产组织、保障供应
(1) 生产部委派现场服务人员在浇注前两天对现场进行勘察,协助施工方作好混凝土泵支设的筹备工作,并根据现场实际情况作好车辆现场运输路线的制定。
(2) 生产部要与施工方做好沟通,保证在混凝土浇注时有充足的停车位,保证车辆的储备,便于混凝土浇注的连续性。
(3) 施工方要在混凝土计划浇注时间的前一天,通过传真形式将生产任务通知搅拌站,要注明技术要求、计划浇注方量、使用泵的种类等,便于搅拌站做好生产计划及生产的协调工作。
(4) 混凝土浇注时生产部派驻现场服务人员,负责现场车辆的调派与管理。现场服务人员要与站内保持密切联系,做好现场相关信息的反馈,保证混凝土及时供应,连续浇注。并要对在浇注时出现的问题及时与施工方进行沟通解决。
(5) 当班调度要根据GPS及时掌控运输途中及进入工地的车辆数量,保证车辆的合理调派。
(6) 运输司机到达现场后,要听从施工人员的调遣,服从现场各项管理规定。
3.6 大体积混凝土施工组织要点
(1) 混凝土浇注时间安排:基础底板根据后浇带划分分段浇筑,根据工程进度安排,确定浇筑时间,每次砼浇筑应连续进行,一次成活。
(2) 为了防止混凝土浇筑产生冷缝,配置两台地泵进行浇筑,特殊情况下用汽车泵配合地泵,并组织两班施工人员,连续不间断的进行施工。
(3) 每小时浇筑量安排:每台泵每小时浇筑36m3。
(4) 施工机械配备设置:基础底板砼浇筑过程中,塔吊配合施工。施工机械配备设置依据:本工程基础底板砼浇筑采用斜面分层浇筑方案。浇筑面积约为7500m2,分层浇筑每层厚度300~500mm,根据不同底板厚度适当调整,为保证作业面的及时覆盖和施工的连续性,混凝土初凝时间设计10-12小时。设2台地泵,每台泵共需8辆混凝土罐车。另外为防止出现机械事故,另联系配备用汽车泵一台,砼罐车6辆。
3.7 技术准备
(1)根据施工图纸、施工规范及标准,编制施工方案及技术交底。
(2)组织施工管理人员对操作人员开交底会,进行上岗前培训,对方案进行技术安全交底,明确施工工序流程、技术要求及质量标准,并对操作者进行书面交底。
(3)做好施工后浇带的分隔阻挡工作,后浇带处模板要求用木胶板支设。
3.8 施工测量
测量仪器:全站仪一台,水准仪1台,50米钢卷尺2把,5米标尺1根等(以上仪器应进行检验并合格)。依据现场引入的水准点用水平仪和标尺将底板标高引测至基坑边,基础底板施工的标高控制点引至基坑内侧护坡混凝土表面,以便砼浇筑时控制标高。预先弹出轴线和墙柱边线、电梯井线、集水坑线等,并用蓝色油漆标识暗柱位置、红色油漆标识门洞口位置。墙柱插筋前将其边线用红漆标于底板上层筋,以保证其位置正确。
3.9 机具准备
表4-1
04 大体积混凝土施工方法 4.1 混凝土工艺流程 混凝土振捣采用φ50插入式振捣棒。振捣时应快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。振捣棒移动采用“行列式”,移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍(即30~40cm)。同时,为避免混凝土产生冷缝,振捣上一层混凝土时应插入下层50mm,以消除两层间的接缝。混凝土浇筑必须连续进行,因就餐或其他原因,应做好交接班,浇筑不得中断。如有特殊情况发生间歇,次层混凝土浇筑应在前层混凝土初凝前进行。如发生堵泵情况,立即用高压水冲洗泵管。浇筑期间,钢筋工、木工、安装工应跟班检查,发现情况应立即纠正,及时汇报并处理。 05 大体积混凝土现场养护措施 5.1 施工组织 各项温度计算 (1)混凝土拌合温度 06 结束语 实践证明,大体积商品混凝土生产与施工技术、质量控制,周密策划、合理组织、规范管理、严格认真,027工程大体积混凝土基础底板质量全面受控,效果良好。
作业准备→混凝土运送到现场→混凝土泵送到浇筑部位→混凝土浇筑与振捣→混凝土压面成型→混凝土测温和养护
4.2、混凝土的浇筑
(1)浇筑前的准备
工长提前向施工班组做详细交底,同时检查机具、材料准备及水电的供应情况,及时掌握天气变化和交通状况,并且检查安全设施、劳动力配备情况。钢筋、模板及水电专业已完成检查验收并办理验收手续。
(2)泵车布置及浇筑路线
根据不同现场情况在现场南门布置一台地泵,北坡布置一台地泵砼,浇筑由一头沿纵向进行。
(3)混凝土浇筑
混凝土浇筑采用斜面分层浇捣,自然流淌的方法。有专人负责避免冷缝的产生,施工时做到分层浇筑分层捣实,并且保证上下层混凝土在初凝前结合好,避免形成冷缝,浇筑层高度根据基础厚度标高不一控制在300~500mm之间。为避免混凝土浇筑时发生离析现象,混凝土由高处自由倾落高度不大于2米。图2 底板混凝土浇筑方法
1、分层线 2、新浇筑的混凝土 3、浇筑方向
(4)标高控制
混凝土浇筑前,在插筋上做500高控制点,混凝土浇筑时,在标记点拉小线控制板面标高。
(5)泌水处理
大流动性砼在浇筑过程中的振捣过程中,必然会有游离水析出并顺砼坡面下流至坑底,为此,在基坑边设置集水坑,通过垫层找坡使泌水流至集水坑内,用小型潜水泵将过滤出的泌水排出坑外。同时在混凝土下料时,保持中间的混凝土高于四周边缘的混凝土,这样振捣后,混凝土的泌水现象得到克服。当表面泌水消失后,用木抹子压一道,减少混凝土下沉时出现的沿钢筋的表面裂纹。
(6)板面处理
浇筑后5h内按标高用长尺刮平并按要求找坡,预埋件或插筋处用抹子抹平、找坡,初凝前用木抹子搓平,严禁用振捣棒铺摊混凝土。
特别注意在墙体两侧及柱子周围200范围内,严格按标高将板面找平,以便墙柱模板的下口接缝严密,防止墙体产生烂根现象。
4.3 施工缝的处理
底板砼浇筑时,在地下室外墙处安装止水钢板,钢板中心高度为基础底板上返300。
4.4 施工缝及后浇带的处理
(1)在施工缝处继续浇筑砼时,已浇筑的砼抗压强度必须达到1.2Mpa,并对混凝土表面进行剔毛处理,把已硬化的砼表面浮浆、松动石子和软弱砼层剔除至密实砼。钢筋、模板上的砼浆及杂物清除,用水冲洗干净充分湿润,但不得有积水。300高导墙处的止水钢板不得有松动、扭曲,并清理干净。
(2)在浇筑后浇带混凝土前,应按设计要求在后浇带侧面中心预留的梯形凹槽处设置橡胶膨胀止水条,并经隐蔽验收合格,方可浇筑混凝土。
(3)砼浇筑前,先在施工缝处铺一层5~10cm厚与砼同配合比的减石子水泥砂浆,然后再浇筑砼。砼下料应避免直接靠近缝边,机械振捣宜向施工缝处逐渐推进,并距施工缝80~100mm处进行人工捣实,使其结合紧密。
4.5 质量控制
(1)混凝土进场检验
商品混凝土运到工地后要对其进行检验同时检测其坍落度并记录,要求坍落度在16-18cm,项目部专门成立保证混凝土坍落度检查小组对混凝土坍落度进行抽查,坍落度严重不合格的混凝土强制退场。如混凝土出现离析、泌水现象,应视严重程度对混凝土进行二次搅拌或作退场处理。
(2)浇筑控制
施工时,严格控制混凝土的一次浇筑厚度。控制指标:混凝土内外温差不大于25℃;降温速度不大于1.5-2℃/d;测温安排专人负责,并做好记录。当混凝土强度未达到1.2N/mm2(拇指用力按无指痕)以前,不许上人堆物。工长随时观察混凝土有无异常,发现问题及时分析处理。因天气炎热,浇筑过程中对泵管表面进行覆盖,作降温处理。
大体积混凝土的表面处理和养护工艺的实施是保证混凝土质量的重要环节。对大体积混凝土更应注意沉降和温升对混凝土早期质量的影响,防止出现塑性裂缝和过大的表面温差。采用塑料薄膜与岩棉被相间覆盖的方法进行养护。具体操作为:
(1)、随混凝土的浇筑顺序,在混凝土表面初步收光后,即混凝土处于硬化阶段时,及时覆盖塑料薄膜为密封层,防止混凝土热量散失,并使表面处于温润。塑料薄膜的覆盖要及时(分块进行,边抹平边覆盖),且宜使薄膜紧贴混凝土表面,塑料布之间的搭接不少于100mm,遇有钢筋头周围再覆盖一层塑料布,将混凝土表面盖严,以减少水分的损失,起到保温保湿的作用。
(2)、在混凝土初凝时间的1/2~2/3范围内掀开塑料薄膜,对可能产生的微裂缝予以搓压处理(此时为二次抹面)。抹平后继续覆盖塑料布,并在塑料布上面覆盖岩棉被。这样可在冷空气与混凝土表面之间形成一个温差过渡区,在起到保温保湿作用的同时,达到降低混凝土内外温差和混凝土表面与环境温差的目的。
(3)、依据具体的气温条件和预测计算数据,塑料薄膜一层、岩棉被二层。为防止气温骤变影响,在混凝土升温和早期降温过程中,可根据具体测温记录确定是否有控制地加厚保温层,一般地,在混凝土升温和早期降温过程中,应有控制地加厚保温层。在混凝土降温中期,为加快降温速率,采取白天掀开部分保温层,晚间覆盖的方法;混凝土降温后期,采取逐日掀开保温层的方法,以使混凝土内外温差降至控制范围内,以达到预防温差应力产生裂缝的目的。
(4)测温措施
1)测温点水平距离在7~8米之间,测温工具采用电子测温计,每一个测温点埋设三根测温导线,深度分别在板的上中下三个位置,电子测温计的精度误差在0.1度以内。
2)混凝土测温从混凝土浇筑完毕且强度达到1.2MPa开始,到撤走保温结束,但不少于20天。
3)混凝土浇筑后1~3天为2小时测一次,4~7天为4小时,其后每隔8小时测一次。根据测温布置图的编号依次登记每个测温点的温度值,每天下午4:00钟汇总统计后上报技术部,如有特殊温度变化(砼降温速度大于1.5℃/d;砼实测内部温差大于25℃,既中心与表面下50mm;内外温差超过25℃,既砼表面以下50mm与砼表面外50mm处的温度差大于25℃),要及时通知技术负责人处理。撤除保温层时砼表面与大气温度不大于20℃。每点测温时间控制在3min左右,每次测温顺序统一。
(5)为确保混凝土质量要求,根据设计、试配等要求,底板大体积混凝土采用60d强度作为评定标准,故每班次或每100m3的混凝土至少应留置1组试块作为评定60d强度依据,并考虑适当的备用试块组;根据要求留置抗渗试块,每500m3次取1组标养28天。同条件试块的组数根据实际需要确定,每次不少于2组。
5.2 混凝土热工计算:
混凝土施工在8月中下旬,预计当时大气平均温度(T0)取30℃。
制备材料热量值见下表:
T0 = [0.92(mceTce+msTs+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-ωsamsa-ωgmg)
cw(ωsamsaTsa+ωgmgTg)-ci(ωsamsa+ωgmg)] /[4.2mw+0.92(mce+ms+msa+mg)]
= 26.5 ℃
(2)混凝土出机温度:
T1= T0-0.16(T0-Tp)
= 27.9 ℃
式中:T1:混凝土拌合物出机温度(℃)
Tp:搅拌机棚内温度(℃)
(3)混凝土浇筑(成型后)温度
T2 = T1-ΔTy
= 28.3 ℃
其中:ΔTy=(αt1+0.032n)×(T1-Ta)
式中:T2:混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度(℃);
ΔTy:采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低(℃);
Ta:室外环境气温(℃),Ta取20℃;
t1 :混凝土拌合物运输时间(h),t1取0.5h;
n:混凝土拌合物运转次数,n取2次;
α:温度损失系数,α取0.25;
(4)混凝土绝热温升
Tτ = = 32.5℃
式中:Tτ:τ龄期混凝土绝热温升(℃);(本式取3d龄期)
Th:混凝土最终绝热温升(℃);
m:随水泥品种、比表面积、温度而异;
τ :混凝土龄期(d);
e :自然对数底;
W:每m3混凝土水泥用量(kg);
Q:每kg水泥水化热量 (kJ/kg·K);
C:混凝土比热 (kJ/kg•K);
P:混凝土密度(kg/m3);
掺合料折减系数。取0.25~0.30
(5)混凝土内部最高温度:
Tmax = T2+Tτ·ζ = 47.5 ℃
式中:ζ:不同厚度、不同龄期的降温系数,ζ取0.9;
(6)混凝土表面温度
1) 覆盖层传热系数:β= 3.88W/m2 · k式中:
:保温(隔热)材料厚度 (m),
取0.03 ;
:保温(隔热)材料导热系数 (w/m2·k),
取0.14 ;
:空气传热系数 (w/m2·k) ,
取23 ;
2) 混凝土虚厚度:=
0.40m
式中,K:折减系数,K取0.666;
λ:混凝土导热系数(w/m·k),λ取2.33;
3) 混凝土计算厚度:H =h+2h’= 2+2×0.40 =2.80m;
4) 混凝土表面温度:Tb(τ) == 38.6 ℃
其中,=Tmax-Tq= 17.5 ℃
(7)混凝土中心最高温度与表面温度之差
Tmax-Tb(τ) = 8.9 ℃
(8)混凝土表面温度与大气平均温度之差
Tb(τ) -Tq = 8.6 ℃
混凝土中心最高温度与表面温度之差为8.9℃(<25℃),混凝土表面温度与大气平均温度差为8.6℃(<20℃)。为更好的控制混凝土的温升,建议在混凝土表面及时覆盖塑料薄膜或草帘子,或进行浇水养护,以进一步减小混凝土表面和大气温度温差。根据水科院对掺加大掺量的矿物掺合料的绝热温升的测量,混凝土的最高温升(峰值)在48小时以后,此时混凝土的抗折强度已能抵抗温度拉应力,混凝土从理论上讲,不会产生温度应力裂缝。
5.3 大体积混凝土应急方案
针对027工程基础底板的特点,混凝土供需双方高度重视生产与施工,根据以往的成功经验,认真策划,加强细节管理,重视过程控制,保证供应,并制定充分的预防措施和应急办法,确保基础底板浇筑目标的实现。
应急方案
5.3.1混凝土原材料
由于底板采取大方量集中浇筑的方式,对原材料供给的质量和数量要求较高,我公司已提前做好仓储准备,以保证施工的连续性和质量的稳定性。如遇到停水,搅拌站将开动两台地下深井抽水泵进行临时供水和备用水罐供水。
5.3.2技术质量控制
从开盘到大批量的正常生产,严格保证混凝土的出站坍落度在180mm~200mm,保证混凝土在现场的正常施工。在加强原材料检验、计量管理和设备保养的同时,也制定以下应急办法:
1)混凝土出厂质量控制:由于原材料相容性变化较大导致的坍落度过大或过小,或者由于原材料质量波动过大而导致的和易性可泵性变差,可以采取的应急措施是及时进行配比微调,及时与现场沟通,不合格砼作报废处理。同时加强原材料的检验,质检人员进行目测同时抽测频率≮1次/2车,相关技术负责人24h保持联络畅通。
2)现场混凝土质量控制:由于车辆现场等待时间过长而造成的坍落度损失过大,现场调度反馈信息给相关人员,加强检验,及时掌握原材料质量变化情况,可以采取的应急措施是不合格砼作退场处理。由于泵管接头、布置不合理或者车辆待时长坍落度过小而造成的堵管,可以采取的应急措施是积极配合现场管理,采取现场应对措施,反馈信息至调度合理调整车辆,需要安排泵工提前到现场协助布管检查接头及固定情况,现场与站内保持联络畅通及时沟通现场信息。由于坍落度过大和易性差,混凝土泌水或者抹面洒水而造成的泌水较多浮浆多,可以采取的应急措施是减小入泵坍落度,及时处理作业面泌水,用和易性较好坍落度小一些的砼覆盖并进行振捣使之均匀混合,停止洒水。需要控制入泵坍落度为180mm~200mm,加强坍落度检测,不合格的退场。
5.3.3生产运输与现场浇筑的管理
施工方与有关部门协商处理与施工相关的一些可能存在的主要问题,如道路交通等。施工现场的道路要保持畅通,冲罐位置标识清晰可见,留有足够的进倒车空间,以免影响施工速度。另外供应方也针对可能发生的情况制定以下应急响应措施:
1)混凝土生产:由于某台机组出现故障而造成的生产不能正常进行,可以采取的应急措施是值班人员及时维修,备用机组投入生产,需要提前检查,加强保养,维修车间24h值班,班前检查,班中巡视,易损关键配件提前备货。由于社会供水供电停顿而造成的生产暂停,可以采取的应急措施是发电机组启用,自备井启用,需要检查发电机组,随时处于待命状态,检查送水管道,检查地下水水泵。
2)车辆运输:由于运输车辆不足车辆故障等原因造成的混凝土供应不及时或砼供应不及时,可以采取的应急措施是及时租车,及时维修,合理调整生产,某些工程由兄弟站供应,需要提前安排车辆租赁事宜,提前落实、合理调整其它工程混凝土供应,班前交底,司机提前到位。
交通管理:由于交通安全,交通管制,交通禁行而造成的交通事故,可以采取的应急措施是安全主管现场处理,绕行备用路线,提前发车,根据时段合理调整生产。
3)现场浇筑:由于突发紧急情况而造成的影响浇筑,可以采取的应急措施是现场管理人员及时处理,报告有关主管领导,采取预防措施,防止再发生,需要班前交底,现场管理人员安排到位,各相关人员保持通讯畅通。
5.3.4极端情况下的应急预案
供应过程中,如遇不可抗力造成供应紧张时,及时启动混凝土公司三分公司建强站,共同完成贵工程的混凝土生产运输任务。建强站位于朝阳区南豆各庄乡黄厂村,距京沈高速仅300米,交通非常便利,可以方便快捷地到达工程所在地点。我们两个站主材均属于公司集中采购,所生产的混凝土质量相同,在许多重要工程及大方量混凝土生产中均有成功的合作经验。