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1、1.工程概况 大体积混凝土结构一般是指最小边尺寸1m以上的结构, 体积大于1000m3的混凝土结构。烟囱基础底板直径38m，底板厚度2.4m，最厚处达到3.2m，混凝土量3580m3属于典型的大体积混凝土结构，为了确保基础工程施工质量，特编制施工方案。本标段大体积混凝土主要包括烟囱基础和冷却塔环基。其中烟囱基础采用保温加导温的方式控制混凝土内外温差；冷却塔采用蓄水养护的方法控制混凝土内外温差。本方案以烟囱基础为例对大体积混凝土施工方法进行描述。2.编制依据2.1.建筑施工计算手册2.4.建筑施工手册 第四版2.5. 电力建设施工质量验收及评定规程(建筑工程篇) DL/T5210.1-20052
2、.6.电力建设安全工作规程 DL 5009 1-2002 2.7. 大体积混凝土施工技术规范 GB 50496-2009 2.8. 电力建设施工及验收技术规范 SDJ69-87 3. 大体积混凝土温度收缩应力计算： 基础直径38m，厚2.4m，最厚处达3.2m，采用焦作中晶水泥厂P.O42.5水泥，混凝土强度等级为C35，水泥用量：mc=280kg/m3，粉煤灰：采用一级粉煤灰，mc=99kg/m3，水：170 kg/m3，水胶比为：0.43，胶凝材料总重：399 kg，根据商品混凝土搅拌站实验结果，水泥发热量值Q=270kJ/kg，混凝土比热c=0.96kL/kgK，混凝土密度=2400kg
3、/m3。混凝土浇筑温度根据商品混凝土浇拌站近期的现场实测结果，平均27（）。计算总降温产生的最大温度拉应力。根据大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009）的要求，分以下步骤进行计算：（1）水泥的水化热计算：配合比中掺合料中加入粉煤灰和矿粉占凝胶材料的比重，水化热调整系数K=K1=0.93掺量*010203040粉煤灰(k1)10.960.950.930.82矿渣粉(k2)110.930.920.84水泥水化热Q=2700.93=251.1kJ/kg（2）混凝土水化热绝热温温升值计算：T（t）=式中：T（t）混凝土龄期为t时的绝热温升（）； W每m3混凝土的胶凝材料用量（kg/ m3）；
4、 C混凝土的比热，一般为0.921.0kJ/(kg.)； 混凝土的重力密度，24002500（kg/ m3）； m与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，0.30.5(d-1)； t混凝土龄期（d）。计算水泥水化热温升时的m值 砼浇筑温度（）51015202530m值（1/d）0.2950.3180.3400.3620.3840.406混凝土的最终绝热温升值：T（h）=43.48（）（3）不同龄期的水化热温升计算：（m取值为0.318）T（t）=t=1d T（1）=43.480.272=11.83（）t=3d T（3）=43.480.615=26.74（）t=6d T（6）=43.480.852=3
5、7.04（）t=9d T（9）=43.480.943=41.00（）t=12d T（9）=43.480.978=42.52（）t=15d T（15）=43.480.992=43.13（）t=18d T（18）=43.480.997=43.34（）t=21d T（21）=43.480.999=43.44（）t=24d T（21）=43.480.9999=43.46（）t=27d T（21）=43.481=43.48（）（4）各龄期混凝土内部的中心温度计算：温 降 系 数 值 龄期（d）1369121518212427值0.600.790.780.770.700.600.510.420.350.3
6、0Tmax(t)=Tp+T(t) (t)t=1d Tmax(1)=Tp+T(1) (1)=27+11.830.60=35.00()t=3d Tmax(3)=Tp+T(3) (3)=27+26.740.79=48.12()t=6d Tmax(6)=Tp+T(6) (6)=27+37.040.78=55.89()t=9d Tmax(9)=Tp+T(9) (9)=27+41.000.77=58.57()t=12d Tmax(12)=Tp+T(12) (12)=27+42.520.70=56.76()t=15d Tmax(15)=Tp+T(15) (15)=27+43.130.60=52.88()t=
7、18d Tmax(18)=Tp+T(18) (18)=27+43.340.51=49.10()t=21d Tmax(21)=Tp+T(21) (21)=27+43.440.42=45.24()t=24d Tmax(24)=Tp+T(24) (24)=27+43.460.35=42.21()t=27d Tmax(27)=Tp+T(27 (27)=27+43.480.30=40.04()（5）根据各龄期混凝土的中心温度，绘制各龄期水化热升降温曲线图：（6）各龄期混凝土收缩值计算：y（t）=y0（1-e-0.01t）M1M2M3MnM1=1.0 M2=1.0 M3=1.21 M4=1.45 M5=0
8、.93 M6=1.1M7=1 M8=0.55 M9=1.0 M10=0.86 M11=1 y0=3.2410-4y（1）=0.2710-5y（3）=0.8010-5 y（6）=1.5810-5 y（9）=2.3410-5y（12）=3.0810-5 y（15）=3.7910-5 y（18）=0.4510-4y（21）=0.5210-4 y（24）=0.5810-4 y（27）=0.6410-4y（30）=0.7010-3（7）各龄期混凝土收缩当量温度计算：Ty（t）=Ty（t）龄期为t时，混凝土的收缩当量温度； 混凝土的线膨胀系数，取 1.010-5Ty（1）=0.27（）Ty（3）=0.80
9、（） Ty（6）=1.58（） Ty（9）=2.34（）Ty（12）=3.08（） Ty（15）=3.79（） Ty（18）=4.5（）Ty（21）=5.20（） Ty（24）=5.80（） Ty（27）=6.40（）Ty（30）=7.00（）（8）计算各龄期综合温差及总温差根据升降温曲线图推算出各龄期的平均降温差值，并求出每龄期台阶间的水化热温差值。为偏于安全计算，采用9天最高温度与30天时的温差值作为计算依据，算出各龄期台阶（以每隔6天作为一台阶）的温差值，如图一所示。为考虑徐变作用，把总降温分成若干台阶式降温，分别计算出各阶段降温引起的应力，最后叠加得总降温应力。各龄期综合温差：T（t）
10、=T（t）+ Ty（t）T（3）=13.12+0.53=13.65（） T（9）=2.68+1.54=4.22（）T（15）=3.88+1.50=5.38（）T（21）=3.86+1.3=5.16（） T（27）=2.17+1.2=3.37（）（8）计算各龄期的混凝土的弹性模量：E（t）=E0（1-e-t）E（t）混凝土龄期为t时，混凝土的弹性模量（N/mm2）；E0混凝土的弹性模量，一般近似取标准条件下养护28d的弹性模量，取值为3.0104掺合料修正系数，取值0.991=0.96。系数，应根据所用混凝土试验确定，可近似地取=0.09。 E（3）=E（c）（1-e-0.09t）=0.9931
11、04（1-2.718-0.093）=0.71104（N/mm2）同理由计算得：E（9）=1.65104（N/mm2） E（15）=2.20104（N/mm2） E（21）=2.52104（N/mm2）E（27）=2.71104（N/mm2） E（30）=2.76104（N/mm2）（9）各龄期混凝土松弛系数根据经验数据查表得：S（3）=0.186； S（9）=0.214； S（15）=0.233S（21）=0.301； S（27）=0.57； S（30）=1（10）最大拉应力计算：取 =110-5 =0.15； Cx=1.25N/mm2； H=2400mm； L=34000mm根据公式计算各台
12、阶温差引起的应力：1）3d（第一台阶）：即自浇筑到第3d温差引起的应力：=（1.7810-4）=1.7810-4=3.03查表得cosh=9.444，代入公式得：（3）=0.85105(1-1/9.444)0.7110413.650.186=-0.137（N/mm2）同理由计算得：2）9d（第二台阶）：即自第3d到第9d温差引起的应力：（15）=-0.113（N/mm2）2）15d（第二台阶）：即自第9d到第15d温差引起的应力：（15）=0.210（N/mm2）3）21d（第二台阶）：即自第15d到第21d温差引起的应力： （21）=0.297（N/mm2）4）27d（第二台阶）：即自第21
13、d到第27d温差引起的应力： （27）=0.396（N/mm2）6）总降温产生的最大温度拉应力： （max）=（9）+（15）+（21）+（27） =-0.137-0.113+0.210+0.297+0.396=0.653（N/mm2）混凝土抗拉强度设计值取2.01N/mm2，修正系数=0.921=0.92，抗裂安全度系数为k=1.15： =1.608（max） 满足抗裂条件故不需要采取混凝土抗裂措施。（为了保证安全，施工时注意设计的构造钢筋14600600的绑扎质量）。（11）混凝土表面保温材料所需厚度计算：为减小混凝土温度应力，计划在混凝土表面采取保温措施，拟采用一层棉被，外面再盖一层彩布
14、或塑料布。使混凝土内外温差控制在25以内。则混凝土表面保温材料所需厚度计算如下：混凝土中心最高温度为58.57，外部平均气温取30。i= = =0.012（m）=12mm故表面需用大于12mm厚保温材料。保温材料一层棉被，外面再盖一层彩布，厚度满足要求。由计算可知，经混凝土表面保温后，可以使混凝土内、外温差控制在25以内，从而可减小温度应力，控制温度裂缝的产生。4.施工阶段主要抗裂构造措施和温控指标的确定 4.1烟囱基础为圆形结构，采用覆膜胶合板作为外模板，能起到良好的保温效果。 4.2大体积混凝土施工前，必须做好各项施工前准备工作，并与当地气象台、站联系，掌握近期气象情况。4.3为保证混凝土
15、表面浇筑后不出现裂缝，在浇筑完混凝土后进行3遍抹面，然后在混凝土浇筑12h后及时在表面覆盖保温层，以控制混凝土内外温差。另外，在混凝土浇筑完毕后，定期检测混凝土内部温度，掌握温度变化，控制裂缝的产生。对于混凝土表面的保温时间应不少于14天，以防混凝土降温过快。在底板砼强度未达到1.2N/mm2以前，不得在其上面踩踏或进行上部结构的施工。5. 原材料优选、供应计划和配合比设计 5.1优化混凝土配合比，在保证混凝土强度及流动性的条件下，减少水泥用量；5.2为了改善和易性能和流动性、降低混凝土硬化过程水泥水化热，可以采用填加矿粉和粉煤灰掺合料；6. 混凝土主要施工设备及现场平面布置图机械名称型号数量
16、振动器ZN-70（软管长度6m）6振动器ZN-70（软管长度9m）4混凝土泵车37m、47m2混凝土罐车8m38北37m臂架式汽车泵烟囱基础47m臂架式汽车泵混凝土运输通道烟囱基础施工现场混凝土浇筑机械设备平面布置图7. 温控监测设备和测试布置图温控监测设备采用电子测温仪，温控点布设烟囱基础测温孔及导温管平面布置示意图 测温点位置，共设6组（每组3个，分别在基础底、中、高部位）测温点，采用预埋测温感应导线。采用温控仪进行测温。大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率、环境温度，在混凝土浇筑后3天内没两小时测一次，47天内，按每4小时测试一次；7天以后可按每6-8小时进行测试一次，入模温度进行测量，
17、每台班不少于2次。8. 混凝土浇筑程序烟囱基础大体积混凝土的浇筑采用推移式分层连续浇筑施工的方法，从北侧向南侧推移，推移浇筑过程中按分层连续的方法，先把东侧2.4m以下部分分层连续浇筑完，然后按1：8的坡度向东、南、西侧推移，推移的过程中必须分层进行，待整个基础浇筑完2.4m厚度，然后再分层浇筑斜坡部分承台3.2m厚度混凝土，施工缝留设于基础与环壁的接合处。8.1 混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。当采用泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不宜大于600。8.2 分层连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间
18、隔应不大于混凝土的初凝时间。混凝土的初凝时间应通过现场试验确定。8.3 混凝土采用二次振捣工艺，保证振捣的时间和位置，防止漏振、过振和欠振。8.4大体积混凝土因为泵送混凝土的水胶比一般比较大，如果表面出现泌水现象，应及时采用棉纱清除混凝土表面泌水。8.5浇筑过程中，注意钢筋位置的变化，发现问题，及时采取措施。9. 混凝土保温、降温和保湿养护方法9.1 专人负责保温养护工作，按本规范的有关规定操作并做好测试记录；9.2 保温养护措施，应使混凝土浇筑体的里表温差及降温速率满足温控指标的要求；9.3 保湿养护的持续时间，不得少于14天。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境温差小于
19、20时，可全部拆除。9.4 保湿养护过程中，应经常检查塑料薄膜或养护剂的完整情况，保持混凝土表面湿润。9.5在对烟囱基础大体积混凝土浇筑前，在基础范围内分上下两层预埋DN50PVC管，形成封闭的回路，两端同时接到基础旁边预先设置好的水池，利用水泵对水管1段进行注水。使水从预埋钢管的另一端出来。将混凝土内部的水化热慢慢向外传导，从而起到减小内外温差的作用。9.6在大体积混凝土保温养护过程中，应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行检测，当实测结果不满足温控指标的要求时，应调整保温养护措施。10. 主要应急保障措施 10.1项目成立大体积混凝土领导小组，由项目责任人全权领导并监督相关措施的实施。
20、10.2积极与当地气象台、站联系，掌握近期气象情况，提前做好应对准备。 10.3与混凝土搅拌站加强沟通，保障混凝土连续供应。 10.4对主要浇筑设备进行全面的检查，有问题提前整改。 10.5对混凝土浇筑操作工人进行安全、技术交底，确保施工的安全和质量。11.强制性条文的执行11.1 水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性、凝结时间、水化热及其他必要的性能指标进行复检，其质量应符合现行国家标准硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥GB175的规定。11.2骨料的选择，除应符合现行国家标准的质量要求外，应采用非碱活性的粗骨料，粗骨料要进行咸活性试验，试验合格后方可
21、使用。11.3大体积混凝土的模板和支架系统除应按现行国家标准进行强度、刚度和稳定性验算外，还应结合大体积混凝土的养护方法进行保温构造设计。11.4大体积混凝土工程的模板宜采用保温性能优良的模板，支架宜采用钢制支撑系统，其质量应满足现行国家有关规范的规定。12.安全技术措施 12.1一般规定（1）所有机械设备均需设漏电保护。（2）所有机电设备均需按规定进行试运行，正常后投入使用。（3）基坑周围设围护栏杆。（4）现场应有足够的照明，动力、照明线需埋地。（5）马道应牢固，稳定具有足够的承载力。（6）振动器操作人员应着绝缘鞋和手套。 12.2使用泵车浇筑混凝土注意事项泵车外伸支腿底部应设1501501
22、000的枕木支垫。泵车布料杆采取侧向伸出布料时应由商砼供应公司进行稳定性计算，使倾覆力矩小于稳定力矩。严禁利用布料杆作起重使用。泵送混凝土时软管末端出口与浇筑面应保持0.51m，防止埋入混凝土内，造成管内瞬时压力增高爆管伤人。泵车应避免经常处于高压下工作，泵车停歇后再启动时，要注意表压是否正常，预防堵管和爆管。12.3使用地泵浇筑混凝土时泵管应敷设在牢固的专用支架上，转弯处设有支撑的井式架固定。泵受料斗的高度应保证混凝土的压力，防止吸入空气发生气锤现象。发生堵管现象应将泵机反转使混凝土退回料斗后再正转小行程泵送。无效时需拆管排堵。修检设备时必须先行卸压。拆除管道接头应先行多次反抽卸除管内压力。清洗管道不准压力水与压缩空气同时使用，水洗中可改气洗，但气洗中途严禁改用水洗，再最后10 m应缓慢减压。清洗管时，管端应设安全挡板并严禁管端前方站人，以防射伤。12.4文明施工及环保措施（1）禁止混凝土罐车高速行驶。（2）使用低噪音振动棒。（3）夜间使用聚光灯照射施工点以防对环境造成光污染。（4）汽车出场需经过冲洗。
