中国建筑一局(集团)有限公司CHINACONSTRUCTIONFIRSTBUILDING(GROUP)CORPORATIONLIMITED二〇一六年八月1超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南前言
在国内超高层施工建设领域中,中建一局集团坐拥目前中国第一高楼——深圳平安中心,并且持续承接完成了上海环球金融中心、俄罗斯联邦大厦、天津津塔、温州世贸中心、中国国际贸易中心三期等诸多国内外300米以上的超高层建筑。通过长期的实践和总结,拥有着极其丰富和宝贵的超高层建筑施工经验,总结形成了一套相对成熟的施工技术。为了能够更好地借鉴以往工程施工经验,在不断完善、提高超高层建筑成套施工技术的同时,为今后同类工程的施工提供指导和参考。技术中心在总结大量工程实践资料及经验的基础上,选取部分超高层施工常用或典型的关键技术,集成整理成系列超高层施工技术指南,并最终汇集成《超高层施工技术手册》,陆续在集团科技资源平台上发布,供各子企业及项目参考。
本册为超高层施工技术指南系列其中的《底板大体积混凝土施工技术指南》,针对底板混凝土浇筑中的重难点,从理论背景、技术路线、原材料、配合比、设备配置、泵送浇筑、溜槽浇筑、管理要点以及温度计算等方面进行了分析和阐述。希望能对这项技术的理论认识和施工技术的提升有所帮助。
超高层施工技术指南系列的编制依托于各子企业及项目无私提供的施工履约资料、科技成果总结,以及相关经验反馈。在此向超高层施工技术资料收集工作中提供支持和帮助的各子企业及项目部,以及参与或协助施工技术指南编制的单位及个人致以诚挚的感谢!并欢迎大家在施工实践过程中结合实际应用,对本系列施工技术指南提出改进和提升意见,以便于我们不断的更新和完善。
主编单位:中建一局集团技术中心
参编单位:中建一局集团第二建筑有限公司
中建一局集团建设发展有限公司
主编人:李铁审查人:陈蕾
超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南目录
综述..................................................................................................................................................1
1、概念与原理............................................................................................................................12、国内重要代表工程................................................................................................................1一、大体积混凝土施工技术路线......................................................................................................3二、原材料的选择..............................................................................................................................5
1、水泥........................................................................................................................................52、掺合料....................................................................................................................................53、水............................................................................................................................................54、外加剂....................................................................................................................................55、骨料........................................................................................................................................5三、配合比设计..................................................................................................................................7
1、正交试验................................................................................................................................72、配合比设计的原则................................................................................................................73、混凝土配合比........................................................................................................................8四、施工设备配置............................................................................................................................10
1、混凝土浇筑方式的选择......................................................................................................102、最小混凝土需求量的计算..................................................................................................103、浇筑设施和运输设备计算..................................................................................................10五、底板混凝土浇筑及养护............................................................................................................12
1、泵管布置..............................................................................................................................122、混凝土浇筑..........................................................................................................................133、混凝土养护..........................................................................................................................144、底板测温..............................................................................................................................155、特殊气候条件下的施工......................................................................................................15六、溜槽浇筑施工............................................................................................................................16
1、溜槽搭设案例......................................................................................................................162、溜槽脚手架总体布置..........................................................................................................183、脚手架施工工艺流程..........................................................................................................184、溜槽脚手架搭设构造..........................................................................................................185、溜槽施工现场实景照片......................................................................................................23七、管理要点....................................................................................................................................26
1、混凝土浇筑现场人员组织..................................................................................................26
超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南2、混凝土供应与搅拌站管理..................................................................................................283、场内外交通..........................................................................................................................294、安全施工管理措施..............................................................................................................30八、大体积混凝土温度计算............................................................................................................32
1、混凝土拌合温度的计算......................................................................................................322、混凝土拌合物出机温度的计算..........................................................................................323、混凝土拌合物经运输到浇筑时温度的计算......................................................................324、混凝土的绝热温升值..........................................................................................................335、混凝土内部实际最高温度计算..........................................................................................336、混凝土所需保温材料厚度计算..........................................................................................337、混凝土表面温度计算..........................................................................................................34
超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南综
1、概念与原理
述
大体积混凝土指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。
在大体积混凝土施工中,由于混凝土中水泥的水化作用是放热反应,使混凝土内部应力增大,大体积混凝土自身又具有一定的保温功能,因此其内部的温升幅度较其表面的温升幅度要大得多,而在混凝土温升峰值过后的降温过程中,内部的降温速度又比其表层慢得多。在这些过程中,混凝土各部分的热胀冷缩及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生了拉应力,且混凝土抗拉强度只有抗压强度的1/10左右,一旦温度的应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时,混凝土就会出现裂缝,从而影响结构的使用和耐久性。因此,控制大体积混凝土结构因水化热引起的温升、内外温差和降温速度,防止混凝土出现有害的温度裂缝是底板大体积混凝土施工技术的关键。
在国内,随着各种超高层建筑物、大型公共建筑、大型构筑物的建设,不断涌现出一批批体积大、施工难度较高的大体积混凝土工程。要保证大体积混凝土的施工质量,就要对大体积混凝土提出低热、低收缩、高工作性和高抗裂性的要求,其中最重要的是有效降低混凝土内部温升,防止混凝土开裂。施工中需要从原材料的选择、外加剂的选用、配合比的设计、养护、保温等多方面控制。目前已经积累了许多工程的实际经验,形成了以大掺量矿物掺合料混凝土技术为代表的相对主流和成熟的大体积混凝土的施工技术。
2、国内重要代表工程
(1)中国尊建筑高度582m,基坑东西长约136.1m、南北长宽84.2m,底板施工总面积约1.1万m。基础形式为桩筏基础,平均深度位于地下38m,最深处达到40m,塔楼底板厚度6.5m,纯地下室部分底板厚度2.5m,两者间过渡区底板厚度4.5m。混凝土底板混凝土量共约为6.3万m,分三次浇筑,其中最大一次性浇筑体量5.6万m,混凝土强度等级C50,抗渗等级P12,采用三个溜槽+串管浇筑,使用了200台混凝土搅拌车,浇筑时间93h。
(2)平安金融中心工程主体结构屋顶高度为597m,主塔楼底板总面积约6800m,底板厚4.5m,为正八边形,单边跨度约85m,混凝土强度等级C40/P12,坍落度要求为180±20mm,总浇筑体量约3.2万m,采用二个溜槽施浇筑,总浇注时间90h,平均每小时浇筑混凝土360m。
(3)天津津塔工程主塔楼高336.9m,底板厚度4m(局部深坑区域厚度达到12m),为椭圆形,长轴方向约80m,短轴方向约50m,面积约3500m,混凝土强度等级为C40/P10,坍落度要求为160~180mm。采用二个溜槽浇筑,总浇筑量约1.8万m,总浇注时间48h。
(4)北京国际贸易中心三期A阶段工程主塔楼高330m,底板标准厚度4.5m,长、宽方向为64m×64m,面积约4200m2,混凝土强度等级为C45,坍落度要求为160~180mm。使用了三个溜槽、三台汽车泵、一台地泵,总浇筑方量18117万m3,总浇注时间52h。
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1超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南(5)天津117大厦高597米,建筑面积83万m2,底板尺寸为103.6m×100.8m、底部为86.2m×86.2m,底板底标高分为-25.85m、-20.85m、-20.05m三种,顶标高分为-19.35m,-18.35m两种。底板混凝土强度等级为C50,抗渗等级为P8,主塔楼基础底板厚6.5m,混凝土浇筑量6.5万m3。使用了6个搅拌站、12条生产线、255台混凝土罐车,一个溜槽,26台车载泵、4台56m长臂汽车泵,浇筑时长82h。
(6)中央电视台主楼基坑南北长292.7m,东西宽219.7m。塔楼1底板面积为6824m2,底板厚度为4.5m、6.0m、7.0m、10.8m不等,混凝土强度等级C40P8,一次浇筑混凝土量为3.9万m3;塔楼2底板面积5477m2,底板厚度为4.5m、6.0m、10.9m不等,一次筑混凝土量也超过3.3万m3。使用三家搅拌站,20台地泵,塔楼1浇筑时长54小时,平均浇筑速度722m3/h;塔楼2浇筑时长52h,平均浇筑速度630m3/h。
国内重要工程底板混凝土浇筑情况一览表
工程名称中国尊平安大厦天津津塔国贸三期A天津117中央电视台
强度C50C40C40C45C50C40
底板厚度(m)
6.54.544.56.510.9
浇筑方量(m)5.6万3.2万1.8万1.8万6.5万3.9万
3
浇筑方式溜槽+泵送溜槽+泵送溜槽+泵送溜槽+泵送溜槽+泵送泵送
浇筑时间(h)
939048528254
2超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南一、大体积混凝土施工技术路线
确保底板混凝土浇筑质量,重点控制好混凝土材料,制定科学的配合比,加强施工组织,制定科学的施工方案,及时养护和浇水覆盖,保证不出现温度裂缝、冷缝和收缩裂缝。
大体积混凝土技术要解决的最大矛盾是,一方面为防止混凝土的裂缝,必须尽可能控制成型混凝土内部的温升,控制温升最有效的手段就是减少混凝土配合比中水泥的用量;另一方面,减少水泥用量的同时,必须保证混凝土强度和工作性不降低,平衡这一矛盾是大体积混凝土施工技术要解决的关键。
近十年来,大体积混凝土施工技术进步主要依赖混凝土材料的进步,特别是双掺技术和大掺量粉煤灰技术使用。由于将混凝土胶凝材料中粉煤灰和矿粉的掺加比例提升至近50%,有效地降低了水泥的用量,使混凝土浇筑的早期温升大幅降低。同时采用混凝土60d或90d强度作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定和工程验收的依据,充分利用大掺量矿物掺合料混凝土的后期强度。施工过程中,控制好混凝土的入模温度,强化混凝土养护阶段的保温。
工程结构的裂缝控制是大体积混凝土结构设计与施工中十分重要的课题,影响大体积混凝土开裂的因素非常复杂,其中混凝土材料本身的影响是一个重要的原因。近年来,随着高强混凝土的应用越来越普遍,用于配制混凝土的水泥强度偏高,粉磨细度偏大,导致早期混凝土的温峰增高,温升速度加快,早期强度和弹性模量增长过快,加剧了大体积混凝土的开裂危险性。矿物掺合料由于具有形态效应、微集料效应和火山灰效应等物理化学活性,可以有效地改善混凝土的工作性和耐久性;又由于其早期水化活性较低,水化热很小,可以有效地降低大体积混凝土的温峰和温升速率,对抑制混凝土的开裂有着积极作用。
《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146-90)第4.2.1条规定了粉煤灰在各种混凝土中取代水泥的最大限量(按重量计)为25%。2014年发布的《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146-2014)对此作了调整,提高了粉煤灰的掺量,使用普通硅酸盐水泥的钢筋混凝土最大掺量可以到35%,对于浇筑量比较大的基础钢筋混凝土,还可以增加5%~10%。其实近年来大掺量粉煤灰混凝土已经逐渐应用到国内外各大型工程中,例如上海环球金融中心底板混凝土中粉煤灰掺量为34%,中央电视台新台址工程底板混凝土中粉煤灰掺量达49.5%,中国尊的底板混凝土中粉煤灰掺量更是达到50%,均已超过当时的规范要求。
大掺量矿物掺合料是指所用胶凝材料中的矿物掺合料的比例在40%以上的混凝土。如此大比例的掺加矿物掺合料,必须有高效减水剂作为保证。将减水剂加入混凝
土后,可以在较低用水量的情况下,使混凝土既容易施工,又可以保证具有良好的强度、抗渗性和耐久性等性能,目前广泛使用的聚羧酸减水剂就是其中一种。
聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂,是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂,是使用减水剂的首选。聚羧酸系高性能减水剂,聚羧酸减水剂又分为酯类和醚类,酯类为一般通用产品,用于底板大体积和一般混凝土施工,醚类是高端产品,主要用于高强自密实混凝土。聚羧酸减水剂真正做到了依据分散水泥作用机理设计有效的分子结构,具有超分散型,能防止混凝土坍落度损失
3超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南而不引起明显缓凝,低掺量下发挥较高的塑化效果,流动性保持性好、水泥适应广分子构造上自由度大、合成技术多、高性能化的余地很大,对混凝土增强效果显著,能降低混凝土收缩,有害物质含量低等技术性能特点,赋予了混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性、聚羧酸系高性能减水剂具有良好的综合技术性能优势及环保特点,符合现代化混凝土工程的需要。
混凝土入模后温升值不超过50℃,尽量减少混凝土中的水泥用量,大掺量粉煤灰置换水泥,粉煤灰具体掺量根据试验或规范要求确定,一般情况单独掺加粉煤灰掺量可以达到占胶凝材料的40%,粉煤灰与矿粉掺量总和可以占胶凝材料总量的50%。(与前面合并阐述或取消)
严格控制混凝土的入模温度,水泥出仓温度不得大于60℃;炎热天气浇筑混凝土时,宜采用遮盖、洒水、拌冰屑等降低混凝土原材料温度的措施,混凝土入模温度控制在30℃以下。冬期浇筑混凝土时,采用加热拌合水、加热骨料等提高混凝土原材料温度测措施,保证混凝土的入模温度不低于5℃.
大体积混凝土浇筑完成后,初凝后及时浇水养护,要采取可靠的保温、保水措施,保温层厚度通过计算确定,确保混凝土浇注体里表温差不大于25℃;降温速率不大于2℃/d;浇注体表面与大气的温差不大于20℃。
4超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南二、原材料的选择
1、水泥
大体积混凝土所用水泥应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175)中规定,为降低混凝土养护过程中的水化热,避免大体积混凝土出现有害结构裂缝,优先选择水化热较低、安定性好、细度适中的普通硅酸盐水泥。通常采用普通硅酸盐水泥P.O42.5水泥,其强度增长较为缓慢且最终水化放热低。使用前应对其进行安定性、凝结时间、强度、烧失量、碱含量、水化热、三氧化硫等项目检验进行,合格后方可应用在工程中。对于混凝土浇筑量特别大的工程,可以特别定制中水化热水泥,以解决大体积混凝土水化热问题。
2、掺合料
在混凝土中合理掺加粉煤灰和矿粉,可以达到改善混凝土性能、提高工程质量、节省水泥、延长水泥水化热释放时间等目的。粉煤灰和矿粉取代部分水泥可使混凝土内部顶峰温度显著降低,减少混凝土水化热,有利于防止大体积开裂。同时,由于掺入粉煤灰后,可提高混凝土的密实度,改善其微孔结构,抑制混凝土的碱集料反应。
粉煤灰质量标准符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596)的有关规定。掺加Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。根据设计要求各项性能指标以及浇筑的方量,考虑粉煤灰生产单位产量、库存、运输均须满足集中供应要求。
矿渣粉质量标准符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046)的有关规定,达到S95级要求。
3、水
采用符合现行国家标准《混凝土拌合用水标准》(JGJ63)的自来水或者地下水,盛夏时节宜加冰块。
4、外加剂
混凝土外加剂的性能或种类,必须符合当地政府规定批准使用的品种和生产厂家,并报工程监理工程师认可后方准使用。添加高效泵送剂适用于大体积混凝土连续浇筑,可有效延长混凝土凝结时间及水化热释放时间。在掺加了粉煤灰和混凝土中同时掺加外加剂后,可以使得颗粒效应、填充效应和叠加效应充分发挥,从而保证混凝土的工作性能和整体质量。
优先选用聚羧酸减水剂,其具有较低的收缩比,减水性能及坍落度保持均较好,和市场上常见的水泥、粉煤灰有较好的适应性。外加剂检验执行现行标准《混凝土外加剂》(GB8076)技术要求。正式生产前尚需进一步试拌,保证不出现假凝、速凝、分层、离析或者结皮现象。外加剂碱含量、氯离子含量依据现行地方标准《混凝土外加剂应用技术规程》(DBJ01-61)进行检查。
5、骨料
粗骨料采用粒径为5~25mm连续级配且含泥量小于1%的机碎石(石灰岩),检验标准为现行
5超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南行业标准《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》(JGJ52)。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
细骨料采用天然中粗砂,细度模数不小于2.4,含泥量不大于2%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。砂执行行业标准《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》(JGJ52)中中粗砂的技术要求。
骨料的碱活性指标除满足国家标准外,还必须满足《预防混凝土碱集料反应技术规程》的要求,采用低碱活性的骨料。骨料中严禁混入影响混凝土性能的有害物质。不得混入粉煤灰、水泥和外加剂等粉状材料及其它杂质。在盛夏季节,骨料入场后先存入大棚内,不能直接露天堆放。
6超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南三、配合比设计
1、正交试验
大体积混凝土必要时用正交试验的方法确定混凝土配合比、混凝土质量控制、验收、检测方案。重点对影响大体积混凝土强度、绝热温升和收缩的主要因素进行分析、评价,以得到一个性能指标都较为合理的最佳组合。
为了科学合理地确定这样的组合,必须经过试配试验,找出影响配合比的关键因素。但是如果要对每个因素的每个水平都相互搭配进行全面试验,试验的次数是惊人的。采用正交试验设计来安排试验,则试验次数会大为减少,而且统计分析的计算也变得简单。正交试验设计是从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验,这些有代表性的点具备了“均匀分散,齐整可比”的特点,利用规格化的表格——正交表,科学地挑选试验条件,合理安排实验。其主要优点是能在很多试验方案中挑选出代表性强的少数几个试验方案,并且通过这少数试验方案的试验结果的分析,推断出最优方案。
正交试验分析水胶比、粉煤灰掺量、胶凝材料用量、水泥品种或粉煤灰和矿粉比例对强度影响规律;以正交试验得出的规律为基础,设计若干组满足设计强度的混凝土配合比;对设计的若干组混凝土进行重要性能的测试,将得出的结果对比分析,得出最佳的配合比。
2、配合比设计的原则
大体积混凝土采用大掺量粉煤灰技术或双掺技术配置配合比。大掺量矿物掺合料混凝土配合比设计特点是低水胶比、高胶凝材料用量、低水泥用量。其性能特点为:早期强度发展慢,后期强度稍低;干缩较大,抗碳化性能稍差;水化温升值和温升速率较低。由于矿物掺合料的水化反应受温度影响很大,混凝土结构内部水泥的水化放热可以促进其反应加速,性能提高。
大体积混凝土配合比设计中,将遵循下述几条原则:
综合考虑耐久性、强度、降低水化热温升和体积稳定性以及混凝土的各方面工作性能,并按耐久性→强度→低水化热和体积稳定性→混凝土工作性能的优先次序确定最终配合比;
(1)选用低标号普通硅酸盐水泥,如P.O42.5,收缩小、体积稳定性好;
(2)在满足设计强度要求的前提下,尽可能减少水泥用量,掺加优质粉煤灰,取代一部分水泥。
(3)设计强度采用混凝土后期R60或R90的强度作为混凝土配合比及工程验收依据;(4)掺加高效减水剂和缓凝剂,水灰比不大于0.55,坍落度不小于160mm,缓凝时间控制在16~20小时;
(5)严格按规范要求控制砂、石料。选用中砂,石子宜用级配良好的碎石,粒径采用5~25mm。(6)考虑季节性影响和大体积结构的特点,混凝土入模温度控制在30℃以内(必要时添加防冻剂),底板内部最高温度应控制在80℃以内。
(7)根据当地碱含量规范规定,单方混凝土中的碱含量不超过规定值。
7超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南(8)混凝土的最大氯离子含量小于0.06%。
(9)混凝土放射性核元素放射性比活度必须满足《建筑材料放射性核素限量》(GB6566-2001)标准的规定。
(10)抗渗混凝土最大水灰比C20~C30或C30以上P6抗渗等级分别为0.600.55;P8~P12抗渗等级分别为0.550.50;>P12抗渗等级分别为0.500.45。
(11)对有抗冻要求的混凝土应分别对最大水胶比、最小胶凝材料用量和复合掺合料掺量有限量要求。
3、混凝土配合比(1)确定混凝土配合比
通过对比分析,得出混凝土的最佳配合比,以下是中国尊工程和平安大厦采用的配合比,详见下表:
中国尊底板混凝土配合比(C50P12)
材料名称产地厂家规格品种
水泥璃璃河
P.O42.5P.O42.5230
细骨料河北中砂650
机碎石密云5~25mm1060
粉煤灰唐山I级230
外加剂天津雍阳UNF-5AST1.9%
165水自来水
中国尊底板混凝土施工性能要求(C50P12)
混凝土初凝时间
≮16h90min经时损失坍落度≤20mm
扩展度≤30mm
混凝土终凝时间
≯24h现场控制指标
90d抗压强度
坍落度≥200mm
扩展度≥500mm
50~60MPa
35~45砂率(%)
含气量<5%
最大入模温度
20℃
平安大厦底板混凝土配合比(C40P12)
水泥品种
水泥
P.O42.5
220
粉煤灰180
混凝土配合比(kg/m)砂852
碎石1027
水164
外加剂8.4
3
技术要求:①坍落度(180±20)mm;②初凝时间不小于16~18h,终凝时间不大于24h。
(2)确定混凝土施工性能和入模温度,混凝土拌和物工作性能要求不离析、不泌水、不粘结、不起皮,流动性、匀质性、稳定性好,保塑性能良好,可泵性好。
8超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南混凝土施工性能要求
混凝土初凝时间
≮16h90min经时损失坍落度≤20mm
扩展度≤30mm
混凝土终凝时间
≯24h现场控制指标
90d抗压强度
坍落度≥200mm
扩展度≥500mm
50~60MPa
35~45砂率(%)
含气量<5%
最大入模温度
20℃
9超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南四、施工设备配置
1、混凝土浇筑方式的选择
底板混凝土的浇筑方式有:溜槽浇筑、汽车泵浇筑、拖泵浇筑。溜槽的浇筑速度120~150m3/h,汽车泵60~80m3/h,拖泵30~40m3/h。根据总浇筑量、总浇筑时间和施工场地来确定具体采用何种方式浇筑,总浇筑量超过1.5万m的优先选用溜槽浇筑方式。
根据总浇筑时间和避免出现冷缝之间的最大值确定每小时所需的混凝土浇筑量。根据每小时所需的混凝土浇筑量确定所需溜槽、汽车泵、拖泵的数量;再根据溜槽、汽车泵、拖泵的数量以及交通运输距离确定混凝土罐车的台数。
2、最小混凝土需求量的计算
根据底板的混凝土量和底板厚度情况,为避免混凝土接茬处出现冷缝,计算混凝土浇筑的最小需求量。混凝土按照10h以上缓凝(一般现场实际混凝土缓凝时间按照16~18h配制),混凝土浇筑分层厚度为500mm,考虑混凝土最不利自由流淌长度为高度16倍,混凝土入模坍落度控制在180±20mm。
确定每小时最小浇筑量:
(1)根据浇筑总量和浇筑时间,确定每小时浇筑量:
Q1VT3
3
V:总浇筑量(概量);T:浇筑完成所需时间;Q1:浇筑量m/h(平均值)。【算例1】
底板需求量为:55316m³,考虑在110个小时内浇筑完成。底板需求量为:Q1=55316m³(概量)/110≈503m/h(平均值)(2)根据不出现冷缝确定每小时浇筑量为:
3
Q2bh1hi/t
b:底板宽度;h1:底板分层厚度;h:底板厚度;i:流淌长度(取16~18);t:缓凝时间(取10h);Q2:每小时浇筑量m/h。
【算例2】
Q2=84m(底板短边)×0.5m×〔6.5(底板厚度)×18〕(流淌长度)m/10h(缓凝时间)≈491m/h。
取Q1和Q2两者较大值,即每小时最小浇筑量510m/h。3、浇筑设施和运输设备计算
(1)根据计算出来的每小时浇筑量和浇筑设备的效率,配备浇筑设备数量。【算例3】
溜槽数量:510/120m3=4.25(个),取3个;
3
3
3
10超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南汽车泵:{510-(3*120)}/60m3=2.5(台),取2台;
拖泵数量:{510-(3*120)-(2*60)}/30m3=0.6(台),取1台。(2)为每台浇筑设备配置罐车数量【算例4】
N11Q60V60L11ST10N1:混凝土搅拌运输车台数Q1:每个地泵实际输出量(m3/h)V1:每台混凝土罐车容量(m3)S0:混凝土罐车平均的车速度(km/h)L1:混凝土罐车往返距离(km)
T1:每台混凝土罐车总计停歇时间(min)每台地泵所需配备的混凝土罐车
NQ160V160L1T1S01N1
3760106038
2510
7(辆)11超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南五、底板混凝土浇筑及养护
1、泵管布置
泵管阶梯形设置,根据高度不同设置二~三道弯,防止堵管,泵管架需拉接稳定。为了避免泵管的振动影响底板钢筋的位置,泵管需架设在支设的钢管架或者定性支架上。
泵管垂直加固布置(脚支架)泵管水平加固布置(脚支架)
在筏板初始浇筑时,如果板厚大于2m,混凝土自泵管出口处应增加弯头将管连送至作业面,以减小自由落差,防止混凝土离析、分层。泵管接弯头管架设见下图。
12超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南泵管弯头架设图
2、混凝土浇筑
(1)混凝土浇筑施工组织
底板混凝土浇筑采用斜面分层方式,分层浇筑厚度控制在50cm,采用由一侧向另一侧连续浇捣方法浇筑;每个浇筑区段内卸料点覆盖范围的混凝土浇筑时间要求小于混凝土初凝时间,保证下一区段卸料点浇筑时覆盖已浇筑混凝土,避免冷缝产生。
(2)混凝土浇筑施工
分层浇筑示意图混凝土斜面分层浇筑示意
混凝土浇筑宜从低处开始,沿长边方向自一端向另一端进行。a、混凝土分层浇筑
大体积混凝土浇筑方法采用“斜向分层,薄层浇筑,循序推进,一次到底”连续施工的方法。为了保证每处的混凝土在初凝前就被上一层新的混凝土覆盖,采用斜面分段分层踏步式浇捣方法,分层厚度不大于500mm,分层浇捣使新混凝土沿斜坡流一次到顶,使混凝土充分散热,从而减少混凝土的热量,且混凝土振捣后产生的泌水沿浇灌混凝土斜坡排走,并在第一次振捣之后20~30
13超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南分钟进行第二次复振,以保证混凝土的质量。
b、混凝土振捣
混凝土振捣采用振捣棒振捣,要做到“快插慢拔”,上下抽动,均匀振捣,插点均匀排列,插点采用并列式或交错式,插点间距为300~400mm,插入到下层尚未初凝的混凝土中约50~100mm,振捣时应依次进行,不要跳跃式振捣,以防发生漏振。每一振点的振捣延续时间30s,使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。
c、泌水处理
大流动性混凝土在浇筑和振捣过程中,必然会有游离水析出并顺混凝土坡面下流至坑底。为此,在基坑中部及侧边设置积水坑,通过垫层找坡使泌水流至积水坑内,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,这样经振捣后,混凝土的泌水现象得到克服。当表面泌水消去后,用木抹子压一道,减少混凝土沉陷时出现沿钢筋表面的裂纹。支护桩泌水吸水泵排水沟底板混凝土顶端浇筑方法及泌水处理底板混凝土顶端浇筑方法及泌水处理d、表面处理由于泵送混凝土表面水泥浆较厚,浇筑后需在混凝土初凝前用刮尺抹面和木抹子打平,可使上部骨料均匀沉降,以提高表面密实度,减少塑性收缩变形,控制混凝土表面龟裂,也可以减少混凝土表面水分蒸发,闭合收缩裂缝,促进混凝土养护。在终凝前再进行搓压,要求搓压三遍,最后一遍抹压要掌握好时间,以终凝前为准,终凝时间可用手压法掌握。
3、混凝土养护
混凝土浇筑完毕后,立刻铺设保温层(如:铺设塑料布、麻袋、草帘被或进行蓄水养护),保温层厚度通过计算确定。
先在混凝土表面洒水,再覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护,保温材料夜间要覆盖严密,防止混凝土暴露,中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。底层塑料布下预设补水软管,补水软管间距6~8m,沿管长度方向每100mm开5mm水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,养护过程设专人负责。
14超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,要求进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对底板面不能连续覆盖的部位,如墙、柱插筋部位、钢柱等采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象。混凝土浇注完成12小时,严禁上人踩踏,浇注完成24小时内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得上人踩踏。
根据预先埋设的测温设备,对混凝土进行测温监控。保温养护的持续时间不得少于14d。当混凝土内外温差较大时,应适当增加保温措施,内外温差较小时,可适当减少保温。待混凝土中心温度开始下降,混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃时,方可拆除保温层。
4、底板测温
测温目的是为了给混凝土的养护提供依据,确定保温时间和保温层厚度,减小内外温差,防止温度裂缝的产生。测温采用无线大体积混凝土测温系统。
测温点布置要均匀,测温点沿浇筑方向间距12m布置一排,水平间距15m布置一道。测温点在底板厚度方向间距每1m布置一个点;另外在底板厚度变化处、巨柱处、核心筒处和底板中心处设置若干测温点。测温要安排专人昼夜对底板大体积混凝土进行温度监测,掌握混凝土水化热温升情况。
混凝土的入模温度监测,每台班不得少于2次。在混凝土浇筑后,每昼夜温度监测不得少于4次。混凝土下料时,不得直接冲击测试测温元件及其引出线;振捣时,振捣器不得触及测温元件及引出线。
测温频率表
混凝土浇筑后1~3d混凝土浇筑后4~7d混凝土浇筑后7d以后
测温终止时间
每2h测一次每4h测一次每8h测一次内外温差小于20℃
在混凝土浇筑完成后每天24小时值班
5、特殊气候条件下的施工
炎热天气浇筑混凝土时,宜采用遮盖、洒水、拌冰屑等降低混凝土原材料的措施,保证混凝土入模温度控制在30℃以下。混凝土浇筑后,应及时进行保温保湿养护;条件许可时,应尽量避开高温时段浇筑混凝土。
冬期浇筑混凝土时,宜采用热水拌合、加热骨料等提高混凝土原材料温度的措施,混凝土入模温度不宜低于5℃。混凝土浇筑后,应及时进行保温保湿养护。
雨雪天气不宜露天浇筑混凝土,浇筑过程中突遇大雨或大雪天气时,应及时在结构合理部位留置施工缝,并尽快终止混凝土浇筑;对已经浇筑还未硬化的混凝土应立即进行覆盖。
15超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南六、溜槽浇筑施工
1、溜槽搭设案例
平安大厦主塔楼底板总面积约6800m,底板厚4.5m,为正八边形,单边跨度约85m,混凝土强度等级C40/P12,坍落度要求为180±20mm,总浇筑方量约3.2万m。
为满足大体积混凝土浇筑,现场采用3排溜槽连续浇筑,由基坑大环撑北侧首道支撑开始搭设,从北向南按照1:3的坡度延伸至基础底板上部。整个溜槽架体近30.0m高,溜槽宽度3.2m,呈“人”字形。为了保证混凝土浇筑的落灰点覆盖整个底板,在两侧巨型溜槽上,设置4个分支溜槽,分支溜槽末端设置小溜槽,并在溜槽相应位置设置串筒。
混凝土浇筑前应采用清水冲洗溜槽内的杂物及灰尘,增强混凝土的流动性;过程中始终保持多个溜槽多个浇筑点同时浇筑,由一侧向另一侧逐步推进,并可在溜槽口和串筒下方配备活动小溜槽,增加浇筑面积,缓冲混凝土下落的速度。溜槽浇筑的同时可再配置多台车载混凝土泵配合浇筑收面。
浇筑过程中每根溜槽每一段人行通道上设置一名工作人员,检查混凝土浇筑时的流动性以及溜槽转角及其他部位是否存有异常,同时每根溜槽坑下、坑上设有专人采用对讲机统一指挥,确保混凝土浇筑的一致性。在每个溜槽或串筒的卸料点处设置4个振动器,卸料点以外的流淌范围内设置6个振动器,泵管出料口处各设置2个振动器,确保各个卸料点位置混凝土的密实,同时根据现场情况布置适量流动振动器。
下图是深圳平安大厦采用溜槽浇筑底板大体积混凝土的溜槽布置图。
3
2
溜槽脚手架平面布置图(平安金融中心)
16超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南17超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南2、溜槽脚手架总体布置
按照1:3的坡度搭设宽度为4.8米的混凝土溜槽,溜槽脚手架采用单立杆3排脚手架,一侧是混凝土溜槽,另一侧作为操作台和人行通道。
溜槽宽度500mm,每隔750mm用铅丝把溜槽与溜槽脚手架固定。在溜槽下方每隔8m设置一道串筒。为防止混凝土砂浆从木模接缝处泄漏,在溜槽内衬薄铁皮,铁皮与溜槽用铅丝或拉铆钉每隔1m绑扎一道,避免铁皮滑动。
脚手架的立杆横距≤1.6m,纵距≤1.6m,横杆步距≤1.5m,并应根据实际搭设高度及荷载情况进行计算后确定。主溜槽脚手架外立面应满打纵向剪刀撑,垂直于溜槽方向每隔一定间距(6.4m)满打横向剪刀撑。
木模板钢管支撑,每隔750设一道铅丝网将溜槽与其固定50×100木方5007501200栏杆挂密目网木跳板(每隔400钉垂直于溜槽走向的防滑木条)踢脚板溜槽400内包铁皮人行道200溜槽剖面图
3、脚手架施工工艺流程
底板的下铁钢筋绑扎完成→溜槽脚手架支架放线→溜槽脚手架支架定位及焊接→非溜槽脚手架支架定位及焊接→焊接通长[8槽钢→绑扎中层钢筋网片→焊接次溜槽支架部分的120×120×8mm钢板片及500mm长的Φ48×3.5短钢管→绑扎上铁钢筋→搭设距混凝土面高200mm位置的扫地杆→搭设溜槽脚手架→搭设木跳板人行道及防护网→搭设混凝土溜槽。
4、溜槽脚手架搭设构造
溜槽剖面图
181500大眼安全网超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南以下以平安大厦为案例介绍溜槽脚手架搭设构造(1)剪刀撑
该脚手架外侧满打剪刀撑,剪刀撑立杆与地面夹角为45°~60°,剪刀撑钢管采用搭接,搭接长度不小于1m,其上旋转扣件不少于2个,剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。垂直于溜槽方向每隔6.4m满打横向剪刀撑。剪刀撑斜杆两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧。
(2)竖向构造加强
a、局部立面垂直构造加强,如图所示。
局部立面垂直加强立面示意图
b、局部立面水平构造加强,如图所示。
150015001500150015001500200320032003200320032003200水平加强立面示意图
(3)局部水平构造加强
16001600320032003200320032003200第三道撑所在平面水平加强层平面图
水平加强层平面示意图
(虚线表示标高为-15.50处水平加强层)
19150015001600超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南水平加强层区域200150015001500150015001500150015001500水平加强层区域水平加强层区域间距6.4m设置横向剪刀撑高度大于10m范围每侧设置间隔8m的缆风绳,间距为8m.4500450045.00°45.00°横向扫地杆横向扫地杆横向扫地杆16001600320017700160016003200177004500(4)缆风绳
较为高大的溜槽在大于10m位置需设置缆风绳,按照间距8m、角度为45°对称设置,如上图所示。
(5)溜槽角钢支架的角钢垫脚要与底板下铁有效固定,溜槽支架的角钢与底板的中层钢筋网焊接,同时在纵横方向上,把每个溜槽角钢支架焊接起来,使溜槽角钢支架形成一个整体。
(6)串筒设置
为满足每8米间距设置一个落灰点,同时保证溜槽内混凝土下落时自由高度满足要求,不产生离析等不利现象,在溜槽相应的落灰孔处设置串筒,串筒搭设时将串筒顶部挂件固定在溜槽底面的脚手架上,浇筑过程中每退8m拆换一次,现场每个溜槽配置两套串筒。串筒底部用活动小溜槽配合浇筑,串筒和小溜槽设置详见下图小溜槽及串筒大样图。
00°45.00°45.160016003200水平加强剖面示意图
500200内包镀锌铁皮内包镀锌铁皮Φ25钢筋180014001000130040001300活动小溜槽
209001800超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南600钢筋挂件吊斗250钢筋挂件1000250300串筒漏斗详图
(7)脚手架底部钢管焊接
在立杆角钢顶部焊接一块120×120×8mm的钢板,在钢板上垂直焊接一段长500mm的Φ48×3.5钢管。钢管焊接在钢板上时,焊缝的焊脚尺寸不小于3mm。如溜槽脚手架与溜槽角钢支撑连接图所示。
500通长C8槽钢杆顶标高(现场施工)3890350mm长L90*6角钢(焊脚高度5mm)溜槽架与钢支撑连接溜槽脚手架与溜槽角钢支架连接图
21600超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南(8)溜槽节点设计图
500*350可拆卸木模板,上钉铁皮截流时钉500*700砼截流挡板截流时钉50*100木方反向溜槽节点图溜槽反向节点图500*350可拆卸木模板,上钉铁皮截流时钉500*700砼截流挡板截流时钉50*100木方两侧设置钢筋弯钩溜槽开口节点图溜槽开口节点图22超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南5、溜槽施工现场实景照片
(1)
(2)
23超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南(3)
(4)
24超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南(5)
25超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南七、管理要点
1、混凝土浇筑现场人员组织(1)指挥中心设置
现场设置控制指挥中心,内部设置混凝土地泵控制信号灯开关和扩音设备。在控制指挥中心设置总指挥1人/班、地泵浇筑信号灯控制1人/班(地泵指挥人员通过对讲机与基坑内指挥人员随时联系,信号灯悬挂于地泵侧边)、场内车辆调度1人/班、每家搅拌站调度各1人/班。指挥控制中心提前了解和预估现场的罐车情况,及时与各搅拌站调度进行车辆协调,控制混凝土供应速度,并对整个现场混凝土浇筑进行总体调度和指挥,对现场施工过程监控、下达指令。设技术总协调2人,对现场浇筑过程中出现的问题进行处理。
在混凝土浇筑过程中,由基坑内指挥工长通过对讲机向指挥中心报告各泵的开停,由指挥中心通过信号灯向泵司传达开停命令。
(2)管理人员职责分工
管理人员职责分工表(范例)
序号
职责分工
职责范围
检查商品混凝土搅拌站砂石、粉煤灰、外加剂、水泥和水等备料情况和材料来源,并保证原材的及时复试。
搅拌能力,保养状况,易损件备用情况,搅拌机械操作人员数量,熟练程度,搅拌站供电情况是否有备用电源,计量称量是否经过校核。罐车数量,维修保养状况,每罐方量,车辆司机人员数,已办理通行证件情况,是否自备水箱。与施工现场随时沟通,在商品混凝土搅拌站内调度。
普通试模,抗渗试摸准备情况;检查振动台,标养室湿温度,自动温控仪;检查每车坍落度,并做好记录;按要求成型试块和备用试块。
确定从商品混凝土搅拌站到现场有几条行车路线,确定最优路线,备用路线,平时到现场须多少时间,上下班高峰期需多少时间。
派专人清扫,在门口冲洗车辆,进场车辆要求门卫有记录;根据现场混凝土浇筑情况,调整车辆,必要时压车放灰;现场积车时,引导车辆进入等待区。
检查电源线,电箱,明确各配电箱线路走向,供应部位;检测电箱,用电设备的电阻情况;备用柴油发电机,检查,维修,保养,备用2桶柴油,发电机试运行一小时;做好停电准备工作。
地泵泵管架搭设完毕,立向泵管搭设完成,泵司就位;塔式起重机钢筋丝绳备用,灰斗完成,信号工、塔司到位;振动棒准备到位,提前试运转,振动棒与手提箱配套。
检查塑料布、保温材料、养护用水管现场准备情况,浇筑完成混凝土覆盖养护材料,浇水养护。
镝灯:现场备有15个镝灯,其中3个备用,每个塔式起重机2个镝灯,基坑以上布置4个镝灯,正常照明。
碘钨灯:16盏灯和灯架,灯管多个,每个放灰处2盏碘钨灯。现场若停电,须保证柴油发电机立即启动,并保证照明。
责任人
1
商品混凝土搅
拌站
2试验室混凝土罐车行
走路线现场车辆协调
指挥
3
4
5现场临电检查
67
现场机械检查混凝土养护材
料现场照明
8
26超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南序号9
职责分工内业
10
混凝土浇筑协
调指挥
看模看筋安全巡视
111213
14后勤保证工作
职责范围
各种材料及试验合格证的收集报验;钢筋隐检,模板预检的报验;混凝土申请单,浇筑申请书,试验委托单的填写;测温记录表格;混凝土浇筑记录表格的填写。
混凝土浇筑顺序的控制;注意检查导墙浇筑时间;及时安排电梯井浇筑;绘制平面图显示各部位浇筑时间;落实供灰、下灰、浇筑各岗位人员及混凝土振捣、摊铺工具到位情况;确定基坑上下联系办法。
跟踪检查集水坑、电梯井、导墙模板;注意观察砖胎模变形状况;安排专人清除混凝土泌水。
检查钢筋定位措施;扶正钢筋;柱筋保护,插筋保护;测温元件的保护。
检查塔式起重机丝绳,吊具;检查现场用电情况;清理基坑边物料,防止物体坠落伤人;检查工人劳保用品安全帽、绝缘靴、绝缘手套等。
检查工人、管理人员伙食;检查防暑措施,严禁工人疲劳作业;申请夜施证;确定民扰事件出现时的应急措施;通过报纸、电视了解近期本地区的重大活动,是否对浇筑混凝土有影响;收集一周内的天气预报,便于混凝土浇筑的统一安排。
责任人
(3)劳动力计划安排
在混凝土浇筑时现场按照两个大班换班作业。作业时间为第一班8:00~20:00,第二班20:00~8:00。
a、操作人员分配,根据浇筑量和浇筑面积确定。b、混凝土泵操作工:1人/泵;混凝土泵维修人员:3人/班;混凝土放灰下料:2人/台泵;测温、测坍落度:2人/3台泵;混凝土现场取样、试件制作:6人/班;出泵管口操作人员:5人/台泵;振捣手:8人/台泵,共计人数;抹面收光:人/班(按1人/3m);
接拆泵管、抢修组:15人/班(架子工),共计30人;保温覆盖人员:12人/班。小计:人数c、配合工种人员分配
钢筋工:10人/班,计20人;木工:15人/班,计30人。小计:50人(4)管理人员
27超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南作业面:根据2根泵管/人,确定人数/班,;放灰下料处:根据2台泵/人,确定人数/班;
水泥厂、搅拌站及现场试验:根据6人/班,确定人数/班。2、混凝土供应与搅拌站管理
根据现场的混凝土供应量、搅拌站的生产能力、距离远近,选择3~6家商品混凝土搅拌站为现场供应混凝土,(其中1~2家可作为备用)。调查每个搅拌站到工地的交通路线情况,详细了解沿途交通拥堵、交通限行、早晚交通高峰、周末禁行等情况,填写“商品混凝土搅拌站到工地交通路线基本情况统计表”(范例),并附标明运输车辆行走线路的地图,必要时派驻专门人员在底板大体积混凝土施工前和施工期间进驻搅拌站,进行延伸管理,监督和协助搅拌站在原材料、运输车辆、生产运行等方面的各项准备工作。
商品混凝土搅拌站到工地交通路线基本情况统计表(范例)
运输车
辆计划(辆)
途径交通队辖
区
运输距离(km)
运输时间(h)
上班高峰
下班高峰
白天正常
夜间
搅拌站名称地点
调查每个搅拌站的生产及运输能力,填写“商品混凝土搅拌站混凝土供应能力表”。
商品混凝土搅拌站混凝土供应能力表(范例)
序号
搅拌站
地点
搅拌机组
运输车辆
累计供应能力
调查每个搅拌站的原材料储备能力,填写“搅拌站原材料储备能力统计表”。
搅拌站原材料储备能力统计表(范例)
序号
搅拌站
水泥(t)
砂(t)
石(t)
粉煤灰(t)矿粉(t)减水剂(t)
28超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南调查每个搅拌站的水电供应情况,填写“搅拌站水电供应情况统计表”。
搅拌站水电供应情况统计表(范例)
序号
搅拌站
地点
水电线路
发电机组
3、场内外交通(1)现场出入口的设置
大体积混凝土浇筑期间,施工现场宜设置二个以上大门,分别用于进出车辆。大门至少宽10m,方便车辆进出与转向。派专人对进出车辆进行指挥,所有车辆应统一听从协调指挥。
(2)施工临时平面布置
混凝土浇筑前现场进行重新规划,画出详细的底板浇筑阶段的施工平面布置图。施工原有堆场材料全部清除,仅保留标养室、工具库房等部分必需设施。
出入口处设置冲洗设备,以便清洗现场驶出的车辆。浇筑底板大体积混凝土时,混凝土罐车卸料完后,应冲洗下料斗、罐车内等残余料,以免对场外市政道路造成污染。出口处设置一集水池和沉淀池,以便收集冲洗下料斗、罐车内等遗留的残渣及废水。另外,在出入口进车方向宜设置地磅,以便随时抽检地下室底板大体积混凝土施工的混凝土罐车等。
(3)场内外交通组织
a、针对各搅拌站混凝土罐车提前安排两条线路,1条备用。
b、对浇筑现场周边交通流量特别大的地区,应进行经实地监测车流量,为确定进出现场路线提供依据。
c、用地图标明现场周边交通路线,清楚标示处车辆行驶线路和行驶方向。现场附近路段尽最大可能减少车辆交叉、车辆单向行驶,设置罐车行车路线标志、限载标牌、指挥门卡。
d、用现场平面图画出场内交通路线,尽量安排一个大门进车,另一个大门出车,车辆禁止逆向行驶。
e、为保证底板大体积混凝土浇筑供应不中断,在浇筑现场附近设置临时候车场(最好距离现场半径不超过一公里),场区面积大小根据浇筑量和交通情况设置,一般为1500~3000m2左右,
29超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南临时停靠约30~60辆混凝土罐车,一方面缓解作业面车辆积压的问题,另一方面也避免了因堵车造成混凝土不能及时运抵的问题,确保大体积混凝土连续供应现场。
f、混凝土浇筑期间安排4人/班次、每天3个班次,采用对讲机、红绿牌、泵位标志牌、专人指引等方法进行指挥,根据现场浇筑进度统一调度混凝土运输车到指定的位置浇筑。
g、提前与相关单位沟通,办理夜间施工许可证,且采取措施降低混凝土浇筑噪音污染。及时主动与交通管理部门联系沟通,在指导下制定相应的交通运输计划及具体管理措施,编制严密的交通组织方案及预案。
h、与业主及周边其他单位共同召开协商会,通报混凝土浇筑计划及占用周边道路情况,提前协调各家施工单位做好临时道路使用预案,避免相互影响或发生不必要的冲突。
i、在周边主干道路衔接路口设置交通指示牌,设置2名交通员协助维持场内外交通秩序。4、安全施工管理措施(1)钢筋施工安全措施
架设底板钢筋的马凳必须经过计算确定其间距和大小,马凳的加工制作要保证质量焊接可靠,施工过程中马凳间距符合设计要求,禁止将整捆的钢筋直接放在底板上层钢筋网上。
进入现场的钢筋机械在使用前,必须经项目工程部、安全部检查验收,合格后方可使用。操作人员需持证上岗作业,并在机械旁挂牌注明安全操作规定。
钢筋机械必须设置在平整、坚实的场地上,设置机棚和排水沟,防雨、防砸、防水浸泡。焊机必须接地,焊工必须穿戴防护衣具,以保证操作人员安全。
塔吊在吊运钢筋时,必须将两根钢丝绳吊索在钢筋材料上缠绕两圈,钢筋缠绕必须紧密,两个吊点长度必须均匀,钢筋吊起时,保证钢筋水平,预防材料在吊运中发生滑移坠落。
成批量的钢筋严禁集中堆放在非承重的操作架上。只允许吊运到安全可靠处后进行传递倒运。短小材料必须用容器进行吊运,严禁挂在长料上。
在进行集水坑钢筋绑扎时,搭设的脚手架每步高度不大于1.8m,且加斜撑,上铺脚手板。上端防护高度不小于1.2m,设置两道水平防护栏杆。操作架上严禁出现单板、探头和飞跳板,必要时操作工人系挂安全带。
操作架上严禁超量堆放钢筋材料,堆放量每平方米不得超过设计要求。
钢筋原材、加工后的产品或半产品堆放时要注意遮盖(用苫布或塑料),防止因雨雪造成钢筋的锈蚀。
(2)溜槽脚手架的使用安全措施
溜槽脚手架只是作为支设溜槽和人行通道的脚手架,禁止在人行通道上堆放材料。在作业中,禁止随意拆除脚手架的基本构件,整体性杆件。在使用溜槽浇注混凝土时,工人上架作业前,先行检查有无影响安全作业的问题存在,在排除和解决后方可作业,发生异常和危险情况时,应立即通知架上人员撤离。工人在收工前应清理溜槽架面,在任何情况下,严禁自架上向下抛掷材料物品。
30超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南脚手架的拆除顺序与搭设顺序相反,须遵循先搭后拆,后搭先拆的原则,严禁上下同时作业。脚手架拆除时分层拆除,若分段拆除,脚手架的高差不能大于两步。拆除的杆配件应以安全的方式运出和卸下,必须绑扎牢固或装入容器内才可吊下,严禁向下抛掷,拆除过程中应作好配合,协调工作,禁止单人进行拆除较重杆件等危险性作业。
(3)马道搭设、使用安全措施
为方便人员上下基坑,在北侧钢平台东西两端各设置一个人员通行马道。钢管之间扣件必须紧固,不得有松动现象。
架子立杆底部为软土时,必须加以夯实,并应加垫木方以均衡受力传载。
架子工作业时,必须戴安全帽,系安全带,穿软底鞋。所有材料应堆放平稳,工具应放入工具袋内,上下传递物体不得抛掷。
搭设时,凡是钢管弯曲,锈蚀的材料,严禁使用。脚手板必须与钢管铺平、铺稳,并且要绑牢。
大风、雨后,必须对马道进行检查,发现立杆沉陷、悬空、接点松动、架体歪斜等情况,应及时处理。坡道设专人清理杂物。
马道搭设完毕后,应进行检查验收,合格后才能使用。每周定期进行马道安全牢固性检查。马道的更改和拆除需经过审批同意后方可进行。
31超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南八、大体积混凝土温度计算
1、混凝土拌合温度的计算
T0
0.92(mceTcemsaTsamgTg)4.2Tw(mwsamsagmg)c1(samsaTsagmgTg)c2(samsagmg)
4.2mw0.9(mcemsamg)式中:T0——混凝土拌合物温度(℃);mw——水用量(kg);mce——水泥用量(kg);
msa——砂子用量(kg);mg——石子用量(kg);Tw——水的温度(℃);
Tce——水泥的温度(℃);Tsa——砂子的温度(℃);Tg——石子的温度(℃);ωsa——砂子的含水率(%);ωg——石子的含水率(%);c1——水的比热容(kJ/kg·K);c2——冰的溶解热(kJ/kg)。
当骨料温度大于0℃时,c1=4.2,c2=0;当骨料温度小于或等于0℃时,c1=2.1,c2=335。【算例1】
有关数据如下(以四月初施工为例):水温20℃、矿物掺合料32℃、水泥温度53℃、砂子温度12℃、石子温度11℃、砂子含水率6.5%、石子含水率0%、搅拌机棚内温度12℃、平均环境温度14℃、采用混凝土罐车(搅拌车)运输、从混凝土出站到工地所需时间约为1.0h。
由上式计算得拌合温度:T0=17.9℃2、混凝土拌合物出机温度的计算
T1T00.16(T0Ti)
式中:T1——混凝土拌合物出机温度(℃);
Ti——搅拌机棚内温度(℃);
【算例2】
由上式计算得出机温度:T1=17.0℃3、混凝土拌合物经运输到浇筑时温度的计算
T2T1(t10.032n)(T1Ta)
式中:T2——混凝土拌合物运输到浇筑时温度(℃);
t1——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间(h);
n——混凝土拌合物运转次数(罐车-砼泵-入模,故n=2);
Ta——混凝土拌合物运输时环境温度(℃);
α——温度损失系数(h-1),当用混凝土搅拌车输送时,α=0.25。
【算例3】
由上式计算得浇筑时入模温度:T2=16.1℃。
32超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南4、混凝土的绝热温升值
为了准确掌握混凝土的水化温升,及时掌握混凝土内外温差及温度应力,调整保温措施,调整养护时间,保证混凝土内外温差小于25℃及降温速率小于2℃/d,最高温度小于80℃,必须进行混凝土的热工计算。混凝土的绝热温升计算:
TTh(1em)
Th
WcQcc式中:Tτ——在τ龄期时混凝土绝热温升(℃);
Th——混凝土的最终绝热温升(℃);
m——随水泥品种、比表面及浇筑温度而异,可取(0.3~0.5)d-1τ——混凝土的龄期(d);
Q——胶凝材料水化热,这里取355kJ/kg;W——胶凝材料总用量(kg/m3);
C——混凝土的比热,可取C=0.92~1.0kJ/kg·℃;ρ——混凝土的密度,取ρ=2400kg/m3。【算例4】
坍落度:180~200mm,砼入模温度:16.1℃,大气平均温度:14℃,底板最大厚度:6.5m,其它相关数据依据相应的数表查得。
由此可得,Th=67.1℃,由于3d时水化热最大,混凝土正处于水化阶段,强度初步增长,相对偏低,是抵抗温差应力较薄弱的时期,故计算龄期3d的绝热温升。
m(1e)0.661,则:Tt=44.3℃。浇筑温度为16.1℃龄期为3d时,
5、混凝土内部实际最高温度计算
TmaxTjT式中:Tmax——混凝土内部的最高温度(℃);
Tj——混凝土的浇筑温度(℃);
ξ——不同的浇筑厚度、不同龄期时的降温系数。【算例5】
当混凝土浇筑厚度为6.5m时,ξ=0.999,由此可得:Tmax=60.4℃
6、混凝土所需保温材料厚度计算
采用草帘被进行覆盖养护,所需保温材料厚度按下式进行估算。
33超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南i
0.5Hi(TbTq)
(TmaxTb)Kb式中:δτ——保温材料的厚度(℃);
H——混凝土计算层厚度(m);
(Tmax—Tb)——混凝土内外温度之差℃;(Tb—Tq)——混凝土表面温度与环境温度之差℃;
Kb——传热系数修正值,视保温材料的透风性能和风力情况而定,此时取Kb=1.6;λi——保温材料的导热系数,草帘被的导热系数为0.14W/m·K,水为0.58W/m·K;λ——混凝土的导热系数为2.33W/m·K。【算例6】
当(Tmax—Tb)和(Tb—Tq)都小于25℃时,可估算出所需保温材料的厚度为
i
计算时取δ=0.12m进行计算。7、混凝土表面温度计算
0.5Hi(TbTq)
(TmaxTb)Kb0.12m
Tb()Tq
4//
h(Hh)T()2H式中:Tb(τ)——龄期τ时,混凝土的表面温度(℃);
Tq——龄期τ时,大气的平均温度(℃);H——混凝土的计算厚度(m),H=h+2h’;h——混凝土的实际厚度(m);h’——混凝土的虚厚度(m),h/Kλ——混凝土的导热系数,取2.33W/m·K;K——计算折减系数,可取0.666;β——模板及保温层的传热系数(W/m·K);
1
δτ——保温材料的厚度(℃);
ii
1qλi——保温材料的导热系数,草帘被的导热系数为0.14W/m·K,水为0.58W/m·K;βq——空气层传热系数,取23W/m·K。【算例7】
底板表面用厚12cm的草帘被(一层塑料布和四层草帘被)进行养护。大气平均温度为14℃。
34超高层施工技术手册底板大体积混凝土施工技术指南
1
i1iq
1
1.09
0.120.0010.040.140.047∴h/K0.6662.331.431m1.09H=h+2h’=6.5+2×1.431=9.361m
T()TmaxTq60.41446.4℃
Tb()Tq
4/4/
h(Hh)T141.431(9.3611.431)46.438.1℃()H29.3612混凝土中心最高温度与表面温度之差(Tmax-Tb(τ))为22.3℃,未超过25℃的设计规定(但应控制表面温度的降温速度),故采取厚度为厚12cm的草帘被(先覆盖一层塑料布,再用四层草帘被)养护可以保证混凝土底板的质量。同理,计算4.5m温度情况如下:底板厚度/m
4.5
入模温度/℃
16.1
最高温度/℃
60.4
表面温度/℃
40.7
养护(保温)层厚度/mm
100
混凝土的绝热温升和养护层厚度,通过事先的计算作参考,具体施工时以实测温度为准,对保温层厚度等技术措施进行调整,有利于保证混凝土质量和降低养护措施费用。
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