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大体积砼专项施工方案
大体积砼专项施工方案
一、编制依据
1. 中华人民共和国行业标准
2. 工程图纸
参考书籍:建筑施工手册
二、工程概况
本工程为海淀区政府办公楼,位于万柳小区南端,总建筑面积53400㎡,
其中地下部分面积12000㎡,是由北京市海淀科技园建设股份有限公司兴建,北京市建筑设计院设计,高屋监理公司监理,北京城建四公司承建的一幢高档办公楼。本工程底板南北向轴距58.0m,东西向轴距104.0m,其中(A)轴到(C)轴向北3.4m的范围内,底板厚度1.0m,其余底板厚0.8m。底板砼强度等级为C35( S10)。
三、大体积砼裂缝产生原因分析
大体积砼的截面尺寸较大,在混凝土硬化过程中释放的水化热产生的温度变化和砼收缩,加上外界约束条件的共同作用会产生温度应力和收缩应力,这是导致大体积砼结构出现裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种,表面裂缝由于砼表面和内部的散热条件不同,温度内高外低,形成温度梯度,使砼内部产生压应力,表面产生拉应力,表面的拉应力超过砼抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积砼在强度发展到一定程度,砼逐渐降温,这个降温差引起的变形加上砼失水引起的体积收缩变形,受到边界条件的约束时引起的拉应力,超过砼抗拉强度时可能产生的贯通整个截面的裂缝,以上这两种裂缝都属于有害裂缝,在本工程底板砼施工中应严格加以控制,
确保底板砼质量。
四、大体积砼的质量预控
1. 防碱集料反应
本工程地下室与基础工程为防止碱集料反应,宜采用A种或B种低碱活性集料(膨胀率≤0.06%),混凝土的含碱量不超过5kg/m3,商砼供应单位应提供各种原材的含碱量,及砼拌合物的碱集料反应计算书,以确保砼的质量。
2. 水泥的选择
选择原则,本工程底板属于大体积砼施工,优先选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥(P·S425#),根据经验水泥用量不超过450 kg/m3。
3. 砼外加剂的选择
可掺入8%—10%的CEA—B复合膨胀剂(能在砼中产生0.2~0.7MPa预压应力)以补偿砼的收缩变形,并可减少水泥用量,降低水化热,还可将砼的抗渗等级提高一倍以上。
另外还可掺入一定量的磨细粉煤灰,它不但可以大大减少水泥用量(约40—50 kg/m3 ),还可提高砼抗渗性能,对砼早期裂缝的产生有很好的控制作用。
4. 骨料的选择
骨料要求没有冰块、雪团,尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料,但应注意骨料最大粒径与泵车输送管管径之间的.比例关系。拌合水选用一般饮用水的自来水及洁净的天然水,应符合国家现行标准《混凝土拌合水标准》的规定。
5. 设置后浇带
由于底板平面尺寸较大,设计院用横、竖两道1m宽的后浇带将底板分成四部分,这就大大减轻了温度应力的影响。
6. 控制砼入模温度
将砼的入模温度控制在5℃左右,以降低砼中心温度,从而降低中心温度与表面温度的差值,减少温度应力。
7. 加强砼养护
砼浇筑后,要做好砼的保温保湿,以免发生急剧的温差变化,另外还要采取长时间养护,延缓降温时间合速度,一般控制10—15天才能撤除保温层,并应控制好降温情况。
8. 加强测温管理
要做好中心温度及表面温度记录,并控制好中心及表面温差在25℃范围内。
9. 优化施工方法
要合理安排施工顺序,控制砼在浇筑过程中均匀上升,分层浇筑可使下层砼的水化热在初凝时间内充分散发,可减少砼的蓄热质量,防止水化热的积聚,从而减少温度应力。
五、热工计算
在大体积砼浇筑前,根据施工拟采取的防裂措施,先计算砼中水泥水化热的绝热最高温升值,进而求出砼的内部中心温度及表面温度,将二者之差值控制在25℃范围内,此外还需求出各龄期的收缩变形值、收缩当量温差合弹性模量,然后通过计算,估量可能产生的最大温度收缩应力,如不超过砼抗拉强度,则表示所采取的防裂措施能有效控制、预防裂缝出现,如超过砼的抗拉强度,则可采取措施调整砼的入模温度,降低水化热升值,降低砼内外温差,改善施工操作工艺合砼拌合物性能,提高抗拉强度或改善约束等技术措施。
(一)温差计算
(1)混凝土的水化绝热温升值
T(t)=WQ/CP(1-e-mt)
式中:T(t)——砼的绝热温升(℃)
W ——每立方米砼中的水泥用量取450 kg/m3 Q ——每千克水泥水化热量取335kj/kg C ——砼的热比,取0.96j/kg·K P ——混凝土密度取2400 kg/m3 e ——常数,e=2.718
m ——与水泥品种,浇筑温度有关的经验系数,取0.3 t ——砼浇筑后至计算时的天数(d) 将各值带入式中可得:
(2)砼内部中心温度 Te=Tj+ T(t)
式中:Te——砼中心温度(℃) Tj——砼浇筑温度取℃
T(t)——在t龄期时砼的绝热温升(℃) ——不同浇筑厚度的温降系数,按下表取值:
(3)砼表面温度
Tb(t)=TQ+4/H2·h′(H- h′)△T(t)
式中:Tb(t)——龄期为t时砼表面温度(℃)
TQ——龄期为t时大气平均温度,取-5℃ H——砼计算厚度(m),H= h+2 h′ h——砼实际厚度
h′——砼虚厚度(m),h′=K·λ/β λ——砼导热灵敏度,取2.33W/M·K K——计算折减系数,取0.666
β——模板及保温层传热系数,β=1/(δi/λi+1/βq) δi——各种保温材料厚,本方案采用一层阻燃草帘被,取0.04
βq——空气传热系数,取23W/㎡·K λi——材料传热系数,取0.66W/㎡·K 则:β=1/(0.44/0.66+1/23)=1.408 h′=K·λ/β=0.666×(2.33/1.408)=1.1 △T(t)——龄期t时砼内最高气温与外界气温之差: △T(t)= Te-TQ
将以上各值代入可求得砼表面温度值如下:
结论:各龄期砼内最高温度与表面温差均不大于25℃,砼表面与外界温差也不大于25℃,因此在砼浇筑过程中,不必采取其它降低砼内部温度得措施。养护过程中 用阻燃草棉被覆盖,防止砼表面温度下降,但为了防止砼表面干缩变形,在砼表面还需一层塑料薄膜以保湿。
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