筏板大体积砼施工方案(1).docx
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中国五冶集团招商华府工程项目部
招商华府6号楼至13号楼及相应地下室工程
大
体
积
施
工
方
案
编制单位:
中国五冶集团招商华府工程项目经理部
编制时间:
二〇一六年七月
目录
一、编制依据及说明 2
二、工程概况 2
三、施工部署 3
四、施工准备 4
五、施工阶段混凝土浇筑块体的温度、温度应力的理论计算 5
六、实施方法及措施 18
七、大体积混凝土测温 22
八、质量控制要点 23
九、成品保护 25
十、安全文明施工 26
一、编制依据及说明
1、招商华府工程正式施工图
2、现行的有关国家施工法规、规程、验收标准及行业标准。
3、现场实际施工条件。
4、《中国五冶华招商华府工程项目施工组织设计方案》。
5、《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009);
6、《混凝土结构工程施工质量验收规范》2010版(GB50204-2002);
7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
8、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
9、《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011);
二、工程概况
1、工程简介:
工程名称:
招商华府6#-13#楼及相应地下室总承包工程
建设单位:
成都招商博时房地产开发有限公司
监理单位:
四川建科工程建设管理有限公司
监督单位:
成都市建设工程质量监督站
设计单位:
成都基准方中建筑设计有限公司
勘察单位:
成都四海岩土工程有限公司
工程地点:
成都市新成华大道以北,二仙桥路以西
场地南侧临新成华大道,东侧临河,其余两侧为规划道路,成华大道进行道路改造、场地西侧为一期在建工程。
项目基础总占地面积18588.74m2,总建筑面积182605.34m2(地上面积124304.39m2,地下面积58300.95m2)。
本工程共有8个单位工程(8栋单元楼),基础混凝土强度等级C30,抗渗等级P8。
其中6#,7#,8#,9#,10#楼筏板厚度为1.4m;11#,12#,13#楼为独立基础。
故筏板混凝土施工按照大体积混凝土施工工艺施工,且温度应力计算按1.4m厚筏板计算。
2、气象情况
本工程场地位于成都市,属亚热带湿润气候区,四季分明,气候温和,雨量充沛,夏无酷暑,冬少严寒。
多年平均气温16.2°C,极端最高气温38.3°C,极端最低气温-5.9°C;多年平均降雨量947.0mm,年降雨日104天,最大日降雨量195.2mm,降雨主要集中在5~9月,占全年的84.1%;多年平均蒸发量1020.5mm;多年平均相对湿度82%;多年平均日照时间1228.3h,日照天数比例为28%;多年平均风速1.35m/s,最大风速14.8m/s,极大风速27.4m/s(1961年6月21日),主导风向NNE,年平均风压140Pa,最大风压250Pa。
三、施工部署
本工程混凝土采用商混,且浇筑现场场地较大,所以混凝土浇筑时,考虑采用拖式泵输送。
根据现场实际情况,每次筏板浇筑采用2台拖式泵同时进行混凝土浇筑。
四、施工准备
4.1技术准备
4.1.1混凝土由商品混凝土公司提供,提前做好审核工作。
4.1.2做好砖胎模的检查工作并做好防水处理。
4.1.3提前购置测温仪器。
4.1.4对参加底板混凝土施工的管理人员及操作人员进行培训和技术交底,明确施工方法及施工程序。
4.1.5注意天气预报,避开大雨浇筑混凝土。
4.2施工机械∶根据现场情况,所需机械如下表∶
序号
名称
单位
数量
型号
备注
1
混凝土罐车
台
20
8-16m3
2
拖式泵
台
2
3
汽车泵
台
2
4
插入式振捣棒
根
10
5
潜水泵
台
1
6
全站仪
台
1
7
水准仪
台
2
8
夜间照明灯
盏
10
9
透明薄膜
m2
1000
10
彩条布
m2
1000
11
草袋
m2
1000
五、施工阶段混凝土浇筑块体的温度、温度应力的理论计算。
5.1混凝土浇筑块体的温度
5.1.1混凝土的最大绝热温升
Th=mc·Q/c·ρ·(1-e-mt)
式中:
Th——混凝土的最大绝热温升(℃);
Q——水泥28d水化热,查表得C30混凝土所用硅酸盐水泥28天水化热Q=334kj/kg;
mc——每立方米混凝土水泥用量(kg/m3),mc=342kg;
c——混凝土比热,取0.97kj/(kg·K);
ρ——混凝土密度,取2400(kg/m3);
t——混凝土的龄期(d)取3、6、9、12、15、18、21;
e——为常数,取2.718;
m——系数,随浇筑温度改变,取:
0.362(浇筑温度约25℃)。
则:
Th3=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×3)}=74.1℃
Th6=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×6)}=55.4℃
Th9=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×9)}=51.0℃
Th12=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×12)}=49.7℃
Th15=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×15)}=49.3℃
Th18=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×18)}=49.1℃
Th21=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×21)}=49.1℃
5.1.2混凝土中心计算温度
T1(t)=Tj+Th·ξ(t)
式中:
T1(t)——t龄期混凝土中心计算温度(℃);
Tj——混凝土浇筑温度(℃),取25度;
ξ(t)——t龄期降温系数,查表计算得:
对1.4m混凝土板:
ξ(3)=0.514;ξ(6)=0.484;ξ(9)=0.409;
ξ(12)=0.319;ξ(15)=0.236;ξ(18)=0.171;
ξ(21)=0.137;
T1(3)=25+74.1×0.514=63.1℃
T1(6)=25+55.4×0.484=51.8℃
T1(9)=25+51.0×0.409=45.9℃
T1(12)=25+49.7×0.319=40.9℃
T1(15)=25+49.3×0.236=36.6℃
T1(18)=25+49.1×0.171=33.4℃
T1(21)=25+49.1×0.137=31.7℃
由上可知:
混凝土内部温度在养护9天后温度约可降至40~50℃间,考虑现在日平均气温在20~30℃间,因此混凝土养护时间不少于14天。
5.1.3混凝土表层(表面下50~100mm处)温度
1、保温材料厚度
δ=0.5h·λx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)
式中:
δ——保温材料厚度(m);
λx——所选保温材料导热系数[W/(m·K)],查表得草袋λx=0.14;
T2——混凝土表面温度(℃);
Tq——施工期大气平均温度,取25(℃);
λ——混凝土导热系数,取2.33W/(m·K);
Tmax——计算得混凝土最高温度(℃);
计算时可取T2-Tq=15~20℃,取平均值为20.5℃;
Tmax-T2=20~25℃,取平均值为22.5℃;
Kb——传热系数修正值,采用在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料,Kb=1.3~1.5, 由于处于地下部分,基坑不易受风的影响,故取1.3。
δ=0.5h·λx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)
=0.5×1.4×0.14×20.5×1.3/2.33×22.5≈0.06米
则实际采取两层草袋、两层塑料薄膜保温保湿养护,即可保证筏板底板1.5m厚混凝土板的控裂要求。
5.1.4混凝土表面模板及保温层的传热系数:
β=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/[0.06/0.14+1/23]≈2.12
式中:
β——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/(m2·k)];
δi——各保温材料厚度,保温材料选用草袋,厚度为0.06(m);
λi——各保温材料导热系数,草袋为0.14[W/(m·k)];
βq——空气层的传热系数23[W/(m2·k)];
5.1.5混凝土虚厚度:
h’=k·λ/β=(2/3)×2.33/2.12=0.733米
式中:
h’——混凝土虚厚度(m);
k——折减系数,取2/3;
λ——混凝土导热系数,取2.33[W/(m·k];
5.1.6混凝土计算厚度:
H=h+2h’=1.7+2×0.733=2.966米
式中:
H——混凝土计算厚度(m);
h——混凝土实际厚度(m);
5.1.7混凝土表层温度:
T2(t)=Tq+4·h’(H-h’)[T1(t)-Tq]/H2;
式中:
T2(t)——混凝土表面温度(℃);
Tq——施工期间大气平均温度,取25(℃);
h’——混凝土虚厚度,取0.733米(m);
T1(t)——混凝土中心温度(℃);
T2(3)=25+4×0.733×(2.966-0.733)×[63.1-25]/2.9662=53.4℃
T2(6)=25+4×0.733×(2.966-0.733)×[53.4-25]/2.9662=46.1℃
T2(9)=25+4×0.733×(2.966-0.733)×[46.1-25]/2.9662=40.7℃
T2(12)=25+4×0.733×(2.966-0.733)×[40.7-25]/2.9662=36.7℃
T2(15)=25+4×0.733×(2.966-0.733)×[36.7-25]/2.9662=33.7℃
T2(18)=25+4×0.733×(2.966-0.733)×[33.7-25]/2.9662=31.5℃
T2(21)=25+4×0.733×(2.966-0.733)×[31.5-25]/2.9662=29.8℃
5.1.8混凝土内平均温度:
Tm(t)=[T1(t)+T2(t)]/2
Tm(3)=[63.1+53.4]/2=58.3℃
Tm(6)=[53.4+46.1]/2=49.8℃
Tm(9)=[46.1+40.7]/2=43.4℃
Tm(12)=[40.7+36.7]/2=38.7℃
Tm(15)=[36.7+33.7]/2=35.2℃
Tm(18)=[33.7+31.5]/2=32.6℃
Tm(21)=[31.5+29.8]/2=30.7℃
5.2温度应力的验算
5.1单纯地基阻力系数CX1(N/mm3);CX1=0.6~1.0,取0.8。
5.2大体积混凝土瞬时弹性模量:
E(t)=E0(1-e-0.09t)
式中:
E(t)——t龄期混凝土弹性模量(N/mm2);
E0——28t混凝土弹性模量(N/mm2),C30混凝土为3.0×104;
E——常数,取2.718;
t——龄期(d);
E(3)=3.0×104×(1-2.718-0.09×3)=0.745×104
E(6)=3.0×104×(1-2.718-0.09×6)=1.314×104
E(9)=3.0×104×(1-2.718-0.09×9)=1.749×104
E(12)=3.0×104×(1-2.718-0.09×12)=2.080×104
E(15)=3.0×104×(1-2.718-0.09×15)=2.333×104
E(18)=3.0×104×(1-2.718-0.09×18)=2.527×104
E(21)=3.0×104×(1-2.718-0.09×21)=2.674×104
5.3地基约束系数
β(t)=(CX1+CX2)/h·E(t)
β(t)——t龄期地基约束系数(1/mm);
h——混凝土实际厚度(mm),为1.8米;
CX1——单纯地基阻力系数(N/mm3),基坑底部为大直径现浇混凝土刚性桩地基处理上部有300mm厚级配卵石褥垫层,而在前期浇筑C15素混凝土垫层较厚(约100mm),综合考虑取值0.8;
CX2——桩的阻力系数(N/mm3),由于基础未直接与桩连接,在此不考虑桩的作用,故CX2=0;
E(t)——t龄期混凝土弹性模量(N/mm2);
β(3)=0.8/(1.8×0.745×104)=5.97×10-5
β(6)=0.8/(1.8×1.314×104)=3.38×10-5
β(9)=0.8/(1.8×1.749×104)=2.54×10-5
β(12)=0.8/(1.8×2.080×104)=2.13×10-5
β(15)=0.8/(1.8×2.333×104)=1.91×10-5
β(18)=0.8/(1.8×2.527×104)=1.76×10-5
β(21)=0.8/(1.8×2.674×104)=1.66×10-5
5.4混凝土干缩率和收缩当量温差:
1、混凝土干缩率:
εY(t)=ε0Y(1-e-0.01t)M1·M2····M10
εY(t)——t龄期混凝土干缩率;
Ε0y——标准状态混凝土极限收缩值,取3.24×10-4;
M1·M2····M10——各修正值;
查表得:
M1=1.25;M2=0.93;M3=1.00;M4=0.91;M5=1.00;M6=0.96;M7=1.00;M8=0.86;M9=1.00;M10=0.86;
εY(3)=3.24×10-4×(1-e-0.01×3)×0.75=0.072×10-4
εY(6)=3.24×10-4×(1-e-0.01×6)×0.75=0.142×10-4
εY(9)=3.24×10-4×(1-e-0.01×9)×0.75=0.209×10-4
εY(12)=3.24×10-4×(1-e-0.01×12)×0.75=0.275×10-4
εY(15)=3.24×10-4×(1-e-0.01×15)×0.75=0.338×10-4
εY(18)=3.24×10-4×(1-e-0.01×18)×0.75=0.400×10-4
εY(21)=3.24×10-4×(1-e-0.01×21)×0.75=0.460×10-4
2、收缩当量温差
TY(t)=εY(t)/α
式中:
TY(t)——t龄期混凝土收缩当量差(℃);
α——混凝土线膨胀系数,1×10-5(1/℃);
TY(3)=0.072×10-4/1×10-5=0.72℃
TY(6)=0.142×10-4/1×10-5=1.42℃
TY(9)=0.209×10-4/1×10-5=2.09℃
TY(12)=0.275×10-4/1×10-5=2.75℃
TY(15)=0.338×10-4/1×10-5=3.38℃
TY(18)=0.400×10-4/1×10-5=4.00℃
TY(21)=0.460×10-4/1×10-5=4.60℃
5.5结构计算温差(一般3天划分一个区段)
⊿Ti=Tm(i)-Tm(i+3)+TY(i+3)-TY(t)
⊿Ti——i区段结构计算温差(℃);
Tm(i)——i区段平均温度起始值(℃);
Tm(i+3)——i区段平均温度终止值(℃);
TY(i+3)——i区段收缩当量温差终止值(℃);
TY(t)——i区段收缩当量温差起始值(℃);
⊿T3=58.3-49.8+1.42-0.72=9.2℃
⊿T6=49.8-43.4+2.09-1.42=7.1℃
⊿T9=43.4-38.7+2.75-2.09=5.4℃
⊿T12=38.7-35.2+3.38-2.75=4.1℃
⊿T15=35.2-32.6+4.00-3.38=3.2℃
⊿T18=32.6-30.7+4.60-4.00=2.5℃
5.6各区段拉应力
σi=E(——)i·α·⊿Ti·S(——)i·{1-1/ch(β(——)i·L/2)}
式中:
βi——i区段平均地基约束系数;
L——混凝土最大尺寸(60m);
ch——双曲线余弦函数;
σ3=(0.745+1.314)×104×1×10-5×9.2×(0.57+0.52)×0.25×{1-1/ch[(5.97+3.38)×10-5×60000/2]}=0.383
σ6=(1.314+1.749)×104×1×10-5×7.1×(0.52+0.48)×0.25×{1-1/ch[(3.38+2.54)×10-5×60000/2]}=0.203
σ9=(1.749+2.080)×104×1×10-5×5.4×(0.48+0.44)×0.25×{1-1/ch[(2.54+2.13)×10-5×60000/2]}=0.147
σ12=(2.080+2.333)×104×1×10-5×4.1×(0.44+0.41)×0.25×{1-1/ch[(2.13+1.91)×10-5×60000/2]}=0.110
σ15=(2.333+2.527)×104×1×10-5×3.2×(0.41+0.386)×0.25×{1-1/ch[(1.91+1.976)×10-5×60000/2]}=0.076
σ18=(2.527+2.674)×104×1×10-5×2.5×(0.386+0.368)×0.25×{1-1/ch[(1.76+1.66)×10-5×60000/2]}=0.042
5.7到指定期混凝土内最大应力:
σmax=[1/(1-ν)]Σσi
σmax——到指定期混凝土内最大应力(N/mm2);
ν——泊桑比,取0.15;
σmax=[1/(1-ν)]Σσi
=[1/(1-0.15)]×(0.383+0.203+0.147+0.110+0.076+0.042)=1.13
5.8安全系数
K=ft/σmax=1.65/1.13=1.46≥1.15
因此,采取的措施满足抗裂要求。
式中:
K——大体积混凝土抗裂安全系数,应≥1.15;
ft——到指定期混凝土抗拉强度设计值,取1.65(N/mm2)。
5.9自约束裂缝控制计算
浇筑本工程大体积混凝土时,由于水化热的作用,中心温度高,与外界接触的表面温度低,当混凝土表面受外界气温影响急剧冷却收缩时,外部混凝土质点与混凝土内部各质点之间
相互约束,使表面产生拉应力,内部降温慢受到自约束产生压应力。
则由于温差产生的最
大拉应力和压应力可由下式计算:
式中t、c──分别为混凝土的拉应力和压应力(N/mm2);
E(t)──混凝土的弹性模量(N/mm2);
──混凝土的热膨胀系数(1/℃)
△T1──混凝土截面中心与表面之间的温差(℃)
──混凝土的泊松比,取0.15-0.20。
由上式计算的t如果小于该龄期内混凝土的抗拉强度值,则不会出现表面裂缝,否则有可能出现裂缝,同时由上式知采取措施控制温差△T1就有可有效的控制表面裂缝的出现。
大体积混凝一般允许温差宜控制在20℃-25℃范围内。
取EC=2.55×104N/mm2,=1×10-5,△T1=5℃,=0.15
1)混凝土在1d龄期的弹性模量,由公式:
计算得:
E(3)=0.6×104N/mm2
2)混凝土的最大拉应力由式:
计算得:
t=0.24N/mm2
3)混凝土的最大压应力由式:
计算得:
c=0.12N/mm2
4)3d龄期的抗拉强度由式:
计算得:
ft3=0.54N/mm2
故t+c=0.36N/mm2小于0.54N/mm2
因内部温差引起的拉应力不大于该龄期内混凝土的抗拉强度值,所以不会出现表面裂缝。
5.10混凝土浇筑后裂缝控制计算书
地基基础上大体积混凝土基础或结构各降温阶段综合最大温度收缩拉应力,按下式
计算:
降温时,混凝土的抗裂安全度应满足下式要求:
式中 (t)──各龄期混凝土基础所承受的温度应力(N/mm2);
──混凝土线膨胀系数,取1.0×10-5;
──混凝土泊松比,当为双向受力时,取0.15;
Ei(t)──各龄期综合温差的弹性模量(N/mm2);
△Ti(t)──各龄期综合温差(℃);均以负值代入;
Si(t)──各龄期混凝土松弛系数;
cosh──双曲余弦函数;
──约束状态影响系数,按下式计算:
H──大体积混凝土基础式结构的厚度(mm);
Cx──地基水平阻力系数(地基水平剪切刚度)(N/mm2);
L──基础或结构底板长度(mm);
K──抗裂安全度,取1.15;
ft──混凝土抗拉强度设计值(N/mm2)。
(1)计算各龄期混凝土收缩值及收缩当量温差
取y0=3.24×104,则1dM1=1.42;M2=0.93;M3=0.70;M4=0.95;收缩值为:
y
(1)=y0×M1×M2……×M10(1-e-0.01×1)=0.028×10-4
1d收缩当量温差为:
Ty
(1)=y
(1)/=0.28℃
同样由计算得:
εy
(2)=0.056×10ˉTy
(2)=0.56
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