超大大体积混凝土施工与组织讲义PPT

2014-11大体积混凝土施工技术大体积混凝土施工技术大体积混凝土施工技术一、定义根据《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）要求，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土为大体积混凝土。大体积混凝土施工技术二、施工特点超高层建筑基础筏板混凝土多属于典型的大体积混凝土。由于具有混凝土体量大、强度等级高的特点，超高层建筑基础筏板施工将遇到施工组织和施工技术双重挑战。（1）施工组织要求高为确保结构整体性，超高层建筑基础筏板施工必须连续进行，施工组织将面临严重挑战：一方面要保证混凝土一次连续供应量能够满足数万立方米基础筏板施工需要；另一方面还要保证供应强度满足施工面及时覆盖需要，防止施工冷缝产生，这给混凝土生产和运输提出了很高的要求。大体积混凝土施工技术（2）裂缝控制难度大超高层建筑基础筏板强度等级高，水泥用量比较多，水泥水化热高，温升幅度大，温差控制困难，同时混凝土生产和使用中用水量比较大，混凝土硬化过程中收缩控制困难，温差和收缩控制不当都会导致基础筏板产生有害裂缝。大体积混凝土施工技术三、施工工艺在进行超高层建筑基础筏板施工组织设计时，首先必须确立施工工艺，然后制定针对性的施工组织措施和施工技术措施。按照混凝土施工的连续性分，超高层建筑基础筏板施工工艺有一次成型工艺和多次成型工艺。（1）一次成型工艺一次成型工艺是将整个基础筏板混凝土一次浇捣成型，属于大体积混凝土施工传统工艺。（2）多次成型工艺多次成型工艺是将整个基础筏板混凝土分多次间隔浇捣成型。大体积混凝土施工技术一次成型工艺和多次成型工艺的优缺点比较如下具有以下优点：大体积混凝土施工技术（3）施工工艺选择一般情况下，一次成型工艺在经济性方面多优于多次成型工艺，因此超高层建筑基础筏板施工工艺选择主要从技术可行性方面进行论证。在技术可行的前提下优先采用一次成型工艺。技术可行性论证应从施工组织和裂缝控制两方面进行：1）当混凝土生产能力有保证，交通运输条件比较好，且具备控制混凝土裂缝技术水平时，应当选择一次成型工艺；2）当混凝土生产能力较小，交通管制非常严格，尽管具备控制混凝土裂缝的技术水平，也应当选择多次成型工艺。大体积混凝土施工技术四、施工技术（1）混凝土泵送混凝土泵送设备主要有固定泵和汽车泵：1）固定泵具有输送距离长，泵送成本低等优点，但是灵活性差，泵送过程中工人劳动强度比较大；2）汽车泵灵活性好，泵送过程中工人劳动强度低；但是输送距离比较短，泵送成本比较高。超高层建筑基础筏板混凝土体量巨大，泵送距离长，因此泵送以固定泵为主，汽车泵为辅。大体积混凝土施工技术泵送设备配置要满足泵送时间和泵送强度要求，通过计算并参考同类工程经验确定。同时为应对突发设备故障，泵送设备配置应留有足够余地，一般应有10%～20%左右的设备备用。混凝土泵送需在综合考虑现场条件和交通组织的基础上，按照施工面泵送强度最大化原则，确定设备布置及泵送方向。混凝土泵送方向应与基础筏板的长边方向一致，这样混凝土施工面小，容易保证混凝土供应强度和施工面技术覆盖，防止施工冷缝出现。大体积混凝土施工技术（2）混凝土浇捣根据浇捣流水段划分及浇捣流程，超高层建筑基础筏板浇捣可分为全面分层、逐段分层和斜面分层三种工艺。施工中应根据工程规模、混凝土供应能力和泵送设备灵活选择。1）全面分层将基础筏板水平划分为数层，自下而上逐层浇捣，即在第一层全部浇捣完毕后，且第一层混凝土初凝前，再回头浇捣第二层，如此逐层连续浇捣，直至施工完毕。大体积混凝土施工技术施工时从短边开始，沿长边推进。当基础筏板长边过长时可将基础筏板分成两段，从中间向两端或两端向中间分两个流水方向同时进行浇捣。全面分成浇捣工艺要求的混凝土浇筑强度较大。当基础筏板体量比较大时，混凝土组织供应的压力非常大，应对不当时极易产生施工冷缝，因此全面分层浇捣工艺适用于结构平面尺寸比较小的基础筏板。大体积混凝土施工技术2）逐段分层将基础筏板先沿长边方向分段，再水平分层，混凝土浇捣逐段分层进行，即先从底层开始，浇捣至一定距离后浇捣第二层，如此依次向上浇捣其他各层，直至浇捣到顶，且在第一层末端的混凝土初凝前，开始浇捣下一段各层混凝土，直至施工完毕。施工时从短边开始，沿长边推进。逐段分层浇捣工艺适用于混凝土供应能力比较弱，结构物厚度不太大而面积或长度较大的基础筏板。大体积混凝土施工技术3）斜面分层将基础筏板斜向分层，逐层向前浇捣。在每一层浇捣中，混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。斜面分层工艺是逐段分层工艺的发展，当分段长度较小时，逐段分层工艺就演化为斜面分层工艺。大体积混凝土施工技术斜面分层浇捣工艺具有显著优点：1）施工面小，混凝土供应强度要求低；2）施工面相对稳定，泵送设施不需反复装拆和变位，可采用固定泵泵送，成本低。因此斜面分层浇捣工艺在超高层建筑基础筏板混凝土施工中得到广泛应用。采用斜面分层浇捣工艺施工时，斜面的坡度不应大于新浇混凝土自然流淌的坡度，对一般混凝土控制其不大于1/3，对泵送混凝土控制在1/6~1/10，因此，斜面分层浇捣工艺适用于长度大大超过厚度3倍的基础筏板。大体积混凝土施工技术（3）混凝土养护混凝土养护是超高层建筑基础筏板施工的重要环节。混凝土的凝结与硬化是水泥水化反应的结果。为使已浇筑的混凝土能获得所要求的物理力学性能，在混凝土浇筑后的初期，必须加强混凝土养护，营造良好的水化反应条件。由于温度和湿度是影响水泥水化反应速度和水化程度的两个主要因素，因此，混凝土的养护就是控制混凝土凝结硬化过程中的温度和湿度。同时混凝土养护也是控制混凝土早期收缩，防止混凝土成型后经历暴晒、风吹等恶劣条件而产生开裂的需要。大体积混凝土施工技术根据混凝土在养护过程中所处温度和湿度条件的不同，混凝土的养护一般可分为标准养护、自然养护和加热养护。超高层建筑基础筏板混凝土一般采用自然养护，其中覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法，即在混凝土初凝以后开始覆盖保温保湿材料（塑料薄膜、草袋等片状物）。覆盖养护技术简单、施工方便，因此得到广泛应用。蓄水养护也是比较有效的保温保湿养护方法，混凝土终凝前在基础筏板表面满灌温度适中的养护水。蓄水养护能很好地保证混凝土在恒温、恒湿的条件下得到养护，能大大减少因温湿变化及失水所引起的塑性收缩裂缝，但是施工影响比较大，因此应用比较少，只有在高温、干燥气候条件下施工的超高层建筑工程采用。大体积混凝土施工技术保温养护材料厚度应通过计算并结合工程经验确定，满足混凝土内外温差及降温速率控制的需要。保温保湿养护时间长短主要决定于水泥的品种和用量。在正常水泥用量情况下，采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7昼夜；掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土，不得少于14昼夜。大体积混凝土施工技术五、T2塔楼底板大体积混凝土施工大体积混凝土施工技术5.1工程概况5.1.1总体概况沈阳宝能环球金融中心项目施工总承包工程位于沈阳市和平区彩塔街036地块。本工程一标段为五栋住宅塔楼（T3~T7塔楼）和商业裙楼，总建筑面积约47万平方米，其中地下室建筑面积约180312平方米，裙楼建筑面积约107662平方米，住宅建筑面积约181180平方米。地下5层，地上裙房6层，地上塔楼59层，塔楼高度约194.8m。本工程二标段包含一栋塔楼（T2塔楼），地上64层，高度约为318m。基础形式为筏板基础，混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P10。大体积混凝土施工技术5.1.2大体积混凝土概况本工程T2塔楼平面面积约为3257.26㎡，筏板中心厚度为6m，周边厚度为4.5m，电梯基坑处最深达8.5m。T2塔楼底板大体积混凝土连续浇筑方量约为1.7万m³。大体积混凝土施工技术T2大体积混凝土尺寸（5.5m*6.4m）如右图：T2筏板剖面图如下：大体积混凝土施工技术5.2大体积混凝土施工特点5.2.1施工要点针对大体积混凝土施工情况，拟定详细的组织计划，从施工技术、施工组织管理等方面严格控制，确保大体积混凝土施工顺利实施。施工中主要从以下几个方面采取综合性措施，有效的解决大体积混凝土裂缝问题。（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用低砂率、低坍落度、低水胶比，并掺高效减水剂的方法进行混凝土配合比设计。（2）浇筑大面积砼，采取踏步式分段、分层浇筑砼（500mm厚一层）。（3）加强混凝土的振捣，提高砼密实度和抗拉强度，减少收缩变形，保证施工质量。大体积混凝土施工技术（4）在砼浇筑后，做好砼的养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力。降低温度应力应注意避免曝晒，注意保湿。（5）加强测温和温度监测与管理，随时控制砼内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，表面温度与大气温度差值不超过20℃；及时调整养护措施，使砼的温度梯度和温差不致过大，以有效控制有害裂缝的出现。（6）根据工程特点，充分利用混凝土后期强度，可以减少用水量，减少水化热和收缩。大体积混凝土施工技术5.2.2施工难点（1）本工程T2塔楼大体积混凝土连续浇筑量约为1.7万方，对于混凝土搅拌站的供应能力要求比较高，保证连续浇筑是难点；（2）现场场地狭小，如何组织交通路及确定混凝土泵的位置是难点；（3）大体积混凝土浇筑过程中确保浇筑的质量是难点；（4）大体积混凝土浇筑完成后期养护既是重点也是难点。大体积混凝土施工技术5.3施工准备5.3.1技术准备本工程基础底板砼体量大、施工中组织协调难度大，施工前期需做好各项技术准备工作。（1）编制《大体积混凝土施工方案》，并报公司及监理审批。（2）对项目管理人员和分包主要管理人员进行《大体积混凝土施工方案》的方案交底。（3）每个区域段大体积砼施工前，由技术负责人、生产经理及工长做好相关的施工部署，并由工长对工人做好大体积混凝土浇筑的技术交底；对浇筑路线、浇筑情况、混凝土养护、测温安排等重点做详细交底。大体积混凝土施工技术（4）将整个浇筑程序在现场进行相关演示和交底，确保交底效果，确保浇筑过程中相关人员各司其职。（5）组织相关人员进行泵车需求量计算，罐车需求量计算，混凝土初凝时间确定，混凝土坍落度损失计算，混凝土温度计算，蓄水养护的水厚计算，水泥水化热引起的温差及混凝土收缩变形计算等。（6）与混凝土搅拌站进行接洽，就有关混凝土的配合比制定，有关大体积混凝土的材料特殊要求进行明确。大体积混凝土施工技术5.3.2人员准备大体积混凝土施工时，现场要配备足够的管理人员，包括总承包单位的管理人员，劳务分包单位的管理人员，以及现场施工的砼工，钢筋工、模板工。（1）总包管理人员大体积混凝土施工技术（2）劳务管理人员（3）现场施工工人本工程T2底板大体积砼施工时期，现场配备混凝土工60人；并配备钢筋工8人、木工4人，负责砼浇筑施工时的看筋、看模工作，保证钢筋及模板在砼浇筑过程中的不发生移位。大体积混凝土施工技术（4）混凝土浇筑期间值班人员安排底板大体积混凝土的浇筑必须各方面协调统一方可顺利施工。由项目经理担任总指挥，混凝土浇筑前由总指挥先进行各方面协调、联络和布置，并由总指挥组织浇筑前各工序、设施、工具、交通、人员等检查。由于混凝土浇筑车辆需从南侧大门进入现场，车辆需在现场内交错行驶，故混凝土浇筑时现场将派专人指挥管理车辆的出入，保证施工的有序进行。混凝土搅拌站设置专人负责与现场联络并及时汇报搅拌站的情况，同时根据现场情况，协调混凝土的搅拌和运输速度。底板浇筑时管理人员每天按照两个大班安排，每大班为12小时。大体积混凝土施工技术（5）管理人员职责安排大体积混凝土施工技术大体积混凝土施工技术大体积混凝土施工技术（6）商砼厂家值班人员安排大体积混凝土施工技术5.3.3材料准备（1）塔楼筏板大体积混凝土浇筑前，由混凝土工长提前一个月提出混凝土工程量，经商务部门审核后报工程部，由工程部发送到搅拌站。并由生产经理就大体积混凝土的集中供应与搅拌站主要负责人就行磋商，制定混凝土集中供应确保措施，并制定相关应急预案。（2）测温仪器提前购置并做好调试工作