天津凤凰商贸广场酒店大体积砼基础工程质量控制.docx

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1、天津国际工程建设监理公司天津凤凰商贸广场酒店大体积砼基础工程质量控制 天津国际工程建设监理公司 赵晖 关键词：大体积砼 措施 温度控制引言：随着城市建设的飞速发展，体现城市经济实力的高层建筑越来越多的呈现在人们眼前。对于这些高层建筑来说，基础底板是承受上部荷载的重要基础构件，它关系到整个建筑物的安全性、可靠性。高层建筑对底板的要求较高，随着建筑物高度的增加，底板砼体量随之增大。对大体积砼构件的浇筑和养护是一项十分重要的工作，它是关系到整个构件质量的重要因素。本文以天津凤凰商贸广场酒店工程的基础底板为例，对这类工程的质量保障措施进行了分析和总结。一、 工程概况：天津凤凰商贸广场位于天津市河北区大

2、悲院前，天纬路和慈航路交口处。本工程由A、B两区和一高层建筑组成，总建筑面积约14万平方米，其中，高层建筑主体约5万平方米，主体为现浇钢筋砼框架剪力墙结构，地下二层，地上二十五层，结构高度99米。基础底板平面约为4060米的矩形平面，厚度为2.3米，砼设计强度为C50，抗渗等级为P8，砼总量约为5600m3。本工程由天津现代投资有限公司投资兴建，天津国际工程建设监理公司监理，浙江中天四建天津分公司承建，天津市建筑质量监督总站负责监督。二、 工程特点及难点分析：根据工程的具体情况及大体积砼的特点分析，本工程主要存在以下难点：、底板平面面积大，厚度大，砼总量多，约为5600m3，设计未留任何施工缝

3、，要求一次连续浇筑完成，不允许出现冷缝。、混凝土强度等级较高，如何减少水泥用量，降低水化热，推迟温峰出现时间，是原材料选择，优化配合比首先需考虑的问题。、由于工程地点临近寺庙及居民区，人流较大，浇筑的组织工作量大，需考虑的因素较多，对于各种情况均应做好充分的准备。、由于底板大而厚，一般的苫盖浇水湿润养护难以满足要求，需考虑相应的养护措施和温控措施。三、 施工进度及机械投入：底板一次性浇筑的混凝土量较大，约为5600m3，浇筑时按经验地泵每小时出灰量为40 m3按一天24小时连续作业，出灰量折减成80%，考虑采用4台地泵同时施工，需2.5天左右时间完成该块混凝土浇注。现场选用4台HBT80-16

4、5地泵（45m3/h），另外需配一台相同型号备用。为了避免在拆、接管时出现冷缝，在基坑边设一台QTZ6015（臂长60m）型塔吊，配合砼浇筑，并用于今后工程中。四、 砼的选用：、砼的配置（1） 施工要求：混凝土配合比按现行的普通砼配合比设计技术规定执行，砼的强度应符合国家现行砼强度检验评定标准的有关规定。根据所使用的原材料，通过计算和试配确定各种材料的用量，包括掺和料和外掺剂的用量，如粉煤灰、减水剂、缓凝剂，同时确保砼的可泵送性，现场坍落度控制在1820cm之间，初凝时间8小时。（2） 原材料选用： 我监理人员会同甲方、施工单位，提前去商品混凝土供货单位考察，了解生产规模、检测设施健全与否，与

5、其厂家技术负责人研究此大体积砼的配比，如何能保证最大限度的减少砼的内部温度应力，关键是控制水泥水化热，确定采用添加粉煤灰掺和料替代部分水泥，以降低水化热反应，并添加缓凝型外加剂，以延长水化热反应速度等手段，最终达到控制砼内外温差。另外，由于砼方量较大，一个搅拌站恐怕难以及时供应，因此需其他搅拌站的配合，这样，保证砼所用粗、细骨料及配比的统一性也成为重点考察的问题。最终，根据国家有关规范的质量技术标准，确定本工程的砼用料：鼎新牌P.0.42.5R水泥，细骨料为细度模数2.4-3.0的中沙，粗骨料为5-25cm的蓟县石灰岩质碎石，掺合料选用二级粉煤灰，外加剂选用FM-2高效泵送剂。、砼(C50P8

6、)优化配合比如下：强度等 级水灰比砂 率水 泥矿 粉粉煤灰砂石 子水外加剂坍落度（mm） C500.370.37400655064010921859.8180+30五、 施工工艺及保障措施：、砼浇筑与振捣方式：混凝土浇捣前严格控制其坍落度。浇捣中依照施工方案设计的浇捣路线及顺序，采取“分段分层，斜面堆累，循序推进，三次到顶”的施工方法。振捣时，重点控制两头，即混凝土流淌的最近点和最远点以及相邻浇筑带结合层位置，严格控制振动棒的移动、振捣时间和插入深度，做到振捣到位，并采用二次振捣工艺，以提高混凝土的密实度。振捣棒插点要均匀排列，采用“行列式”或“交错式”的次序移动，不应混用，以免造成混乱而发生

7、漏振。每一插点要掌握好振捣时间，过短不易捣实，过长可能引起混凝土产生离析现象。一般每点振捣时间应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。、每小时砼供应量为使层间不形成施工缝，应严格控制8h以内完成一推进层的砼浇筑。每小时混凝土浇筑量在120m3以上。、泌水处理预先在底板四周外模上留设泄水孔。在浇筑混凝土前应清理畅通，以使砼表面泌水排出。当混凝土浇筑到靠近尾声时，将混凝土泌水排集到模板边，使之缩小为水潭，然后用软轴泵将水抽出。砼底板浇筑振捣找平标高到位后，待砼收水初凝时，用木抹子将其表面认真压平，并在砼覆盖保温材料之前，再检查表面有否龟裂，若有再用木抹子收缝抹压后再覆盖养

8、护。浇筑过程中砼的泌水要及时处理，避免使粗骨料下沉，砼表面水泥砂浆过厚致使砼强度不均和产生收缩裂缝。六、 砼温度控制：、 砼温度控制目标根据砼温度应力和收缩应力的分析，必须严格控制各项温度指标在允许范围内，才不使砼产生裂缝。控制指标：温升值在浇筑入模温度的基础上不大于35。砼里外温差不大于25。降温速度不大于1.52/d。、 测温（）测温仪器的选用和埋设为了解混凝土内部温度的变化规律，使混凝土温度变化处于可检状态，有的放矢地采取相应措施，确保工程质量，对混凝土内部温升情况做详细的跟踪和记录尤为关键。测温仪器选用JDC-2型携带式电子测温仪及其相匹配的埋入测温元件。全部测温孔均编号，每组测温点元

9、件埋设3个深度200mm、1500mm、2000mm这样就可真实地反映砼内外温差、降温梯度和温升的均匀性。将测温元件按不同测定深度定位，将其引出线绑扎在一起，固定在与板中上下层钢筋绑在一起的竖向钢筋支棍上，让测温线的插头露出砼表面300500mm用塑料布包扎保护好。并在每只循环水箱内各设一个温度传感器，以便把同一截面不同位置的温差与水箱温差及时反映出来。（）测温工作1）混凝土强度在未达到设计强度标准值的30%之前每隔2h测量一次。达到强度以后按下面方法进行测温。2）每个工作班对砼入模温度测定次。3）对砼体内、体中、表面和大气温度每昼夜测定次（即8点14点20点2点）。4）温度测定必须保持28d

10、，14d以后可每昼夜测温次（即点14点）5）测定的温度必须正确、真实、记录详细及时反馈给现场技术负责人。、理论技术措施：由于该工程砼体积较大，相应的温度裂缝和收缩裂缝出现的几率也较大，因此，需要进行理论计算，通过对砼温度应力和收缩应力的分析，算得砼抗裂安全系数，并通过计算保温层厚度，确定相应砼保障措施。以下计算中的数据均来自建筑施工手册第四版缩印本中10-7-2大体积砼裂缝控制计算。（2.3m厚底板砼强度等级为C50S8，根据前面的优化配合比，以及天津市4月份历史大气温度最高为20，砼浇筑温度控制在20，进行计算）3.1、砼温度应力分析1）砼最终绝热温升 =64.4 式中Th砼最终绝热温升 每

11、立方米砼水泥用量，根据配合比为400kg。 Qo每公斤水泥水化热量，42.5普通硅酸盐28天水化热量取375KJ/Kg C砼比热取0.97KJ/(Kg.K) 砼密度2400(kg/m3)2）砼内部不同龄期温度（1）、求不同龄期绝热温升砼块体的实际温升,受到砼块体厚度变化的影响,因此与绝热温升有一定的差异。水化热温升与砼块体厚度有关的系数值，如下表 不同龄期水化热温升与砼厚度有关系数值 龄期厚度3d6d10d15d20d25d30d2.3m0.650.620.540.380.210.180.15注:2.3m按表10-83中2.5m厚浇筑层系数计取Tt=Th式中Tt砼不同龄期的绝热温升Th砼最高绝

12、热温升不同龄期水化热温升与砼厚度有关值经计算列于下表 不同龄期的绝热温升（） 龄期(d)361015202530绝热温升(Tt)41.8639.9334.7824.4713.5211.599.66（2）、不同龄期砼中心最高温度maxTjTt式中Tmax不同龄期砼中心最高温度 Tj砼浇筑温度按控制温度20 Tt不同龄砼绝热温升计算结果列于下表 不同龄期砼中心最高温度 龄期(d)13610152025 30温度()2061.8659.9354.7844.4733.5231.5929.66注：1d为砼浇筑时间（3）砼温度应力本底板面积大，按外约束为二维时的温度应力(包括收缩)来考虑计算1）、各龄期砼

13、的收缩变形值及收缩当量温差a.各龄期收缩变形y(t)(1-e-0.01t)M1M2xM10式中y(t)龄期t时砼的收缩变形值 砼的最终收缩值,取3.2410-4 e常数,取2.718 M1M2Mn各种非标准条件下的修正系数本工程根据用料及施工方式修正系数 (查表10-88)取值如下表 修正系数取值 M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10积M1.01.01.001.01.75详见下表1.251.441.001.003.15表10-88养护时间123457101418409090M61.111.091.071.041.000.960.930.930.93经计算得出收缩变形如下表 各龄期砼收缩变

14、形值 龄期(d)361015202530收缩变形值y(t)32.8710-660.6210-693.2210-6132.210-6172.0410-6209.9510-6246.010-6b.各龄期收缩当量温差将砼的收缩变形换算成当量温差y(t)/a式中各龄期砼收缩当量温差()y(t)各龄期砼收缩变形砼的线膨胀系数，取1010-6（1/）计算结果列于下表 各龄期收缩当量温差 龄期(d)361015202530当量温差Ty(t)3.296.069.3213.2217.220.9924.62）、各龄期砼的最大综合温度差 T(t)TjT(t)Ty(t)-Tq式中T(t)各龄期砼最大综合温差 Tj砼浇

15、筑温度,取20 T(t)龄期t时的绝热温升绝热温升(Tt)41.8639.9334.7824.4713.5211.599.66 Ty(t)龄期t时的收缩当量温差 Tq砼浇筑后达到稳定时的温度,取施工期大气平均气温15计算结果列下表 各龄期砼最大综合温度差 龄期(d)361015202530综合温差T(t)36.237.6837.5134.5331.2133.7136.043）、各龄期砼弹性模量（公式10-53） E(t)Eh(1-e-0.09t)式中E(t)砼龄期t时的弹性模量(MPa)Eh砼最终弹性模量(MPa)C50砼取3.45104(MPa)（表10-87）计算结果列下表 砼龄期t时的弹

16、性模量 龄期(d)361015202530弹性模量E(t)0.821041.441042.051042.561042.881043.091043.221044）、砼徐变松驰系数、外约束系数、泊桑比及线膨胀系数a.松驰系数,根据表10-89取值列下表 砼龄期t时的松驰系数 龄期(d)361015202530松驰系数Sh(t)0.570.520.470.410.380.3480.327 b.外约束系数(Rk)取Rk=0.5(查表10-86低强度素混凝土)c.砼泊桑比()取0.15（查公式10-59）d.砼线膨胀系数() 取1010-6（1/）5）、不同龄期砼的温度应力 (t)=-式中(t)龄期t时

17、砼温度(包括收缩)应力E(t)龄期t时砼弹性模量砼线膨胀系数T(t)龄期t时砼综合温差砼泊桑比Sh(t)龄期t时砼松驰系数Rk外约束系数计算结果列下表(3)= 0.821041010-636.20.570.5/(1-0.15)=0.995(6)= 1.441041010-637.680.520.5/(1-0.15)=1.66(10)= 2.051041010-637.510.470.5/(1-0.15)=2.126(12)= 2.561041010-634.530.410.5/(1-0.15)=2.13(15)= 2.881041010-631.210.380.5/(1-0.15)=2.01(

18、18)= 3.091041010-633.710.3480.5/(1-0.15)=2.13(21)= 3.221041010-636.040.3270.5/(1-0.15)=2.23 不同龄期砼温度(包括收缩)应力 龄期(d)361015202530温度应力(MPa)0.9951.662.1262.132.012.132.236）、不同龄期的抗拉强度由式: ft(t)=0.8ft(lgt)2/3(引自PKPM软件大体积混凝土计算公式)ft-混凝土抗拉强度标准值查表10-87标准值为2.75N/mm2计算结果如下表龄期(d)361015202530抗拉强度(MPa)1.341.862.22.45

19、2.622.752.857）、混凝土抗裂安全度K= ft(t)/ (公式10-60)计算各龄期安全系数如下表龄期(d)361012151821安全系数K1.341.121.031.151.31.291.27大体积混凝土抗裂安全系数1.15时满足抗裂要求,由计算可知浇筑后315天不满足抗裂要求。（4）由于砼自身不能满足抗裂要求，因此必须采取辅助措施。借鉴以往的施工经验，并征得设计的意见，采取混凝土内部冷却水循环系统降低内部温度。在底板施工区域外建一临时水池，水池由进水池和出水池两部分组成，两个水池均配有温度计。进水池配有潜水泵。两个水池分别与设置在砼内部的降温管连接，形成一个循环系统。降温管采用

20、50薄壁钢管，底板内设双排，两排管分别为距底板上表面1.25m处和距底部0.75m处呈格栅状布置。循环降温系统启动时，冷却水放进水池，由潜水泵压力输入循环水管，经过循环区域进入出水池，再根据两个水池的温差情况调控进水池水温。根据设计的意见，水池进、出水温差控制在510之间，降温管内水流速度控制在40m3/s。、保温措施：保温分析保温材料的厚度（此计算不考虑砼内部降温因素,而直接计算）式中保温材料的厚度h砼板块厚度 取2.3mTb砼表面温度Tq大气平均温度 取15Tmax砼中心平均最高温度，通过计算取61.86k传热系数修正值 取2.0砼导热系数 取2.33i保温材料导热系数 取0.14Tb-T

21、q取15（取值来自建筑施工手册第四版缩印本）根据工程实际情况考虑Tb=Tmax-20=61.86-20=41.86考虑一层塑料布和二层草帘被保温。养护时严格控制混凝土内外温差不超过25度，温度陡降不大于10度，如超过应及时增加表面保温材料。养护结束时，应分两次取掉保温层，两次相隔时间不小于36h。 七、 现场实际测温及分析在砼浇筑完毕第二天，监理人员及时跟踪进行测温工作，做好记录，及时做出统计，并分析混凝土内外温差变化，根据砼内部温度的变化，及时调整循环冷却水的温度和流速，使冷却水最大限度的带出砼内部热量，但必须严格控制降温速度，使其控制在1.520C/d，同时砼内外部温差不大于250C，这样，才能较好的控制砼的温度裂缝。八、 结语通过我们现场监理组人员的不懈努力，使这次大体积砼的施工过程得到了有效的控制，通过最后对砼外观质量的检查，未发现可见的干缩裂缝和温度应力裂缝，因此，可以肯定是，此次大体积砼的质量得到了保证。