“长 源·假 日 港 湾”办 公 基 地
大
体
积
混
凝
土
施
工
方
案
编 制 人：
审 核 人：
湖北天域工程建设有限公司
二00九年三月二十日
目 录
一、工程概况
二、编制依据
三、施工准备工作
四、大体积混凝土温度和裂缝控制计算
五、测 温
六、大体积混凝土施工
七、主要管理措施
八、材料和质量要点
九、安全环保措施
大体积混凝土施工方案
一、工程概况
“长源·假日港湾”办公基地工程规模大,建筑面积49211.73㎡，其中地上建筑面积37040.62㎡，地下建筑面积12171.11㎡。本工程为高层办公楼，其中1#楼占地面积1477.7m2，地下一层，地上15层，建筑高度64.20m。基础形式采用地下室整板基础，板底标高为-7.1m,板面标高为-5.5m.。基础尺寸为长度a=53.4m，宽度b1=27.211m,b2=33.587m,厚度h=1.6m.。混凝土强度为C35,抗渗等级为S8。总体积约2600m3，属于典型的大体积混凝土。这种大体积混凝土底板施工具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点，故底板大体积混凝土浇筑应作为一个施工重点和难点认真对待。大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最小，防止和降低裂缝的产生和发展。需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
二、编制依据
《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300－2001)；
《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)；
《地下防水工程质量验收规范》(GB50208－2002)；
《地下防水工程技术规范》(GB50108－2001)；
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3－2002)；
《块体基础大体积混凝土施工技术规程》(YBJ224-91)；
《泵送混凝土施工技术规程》(JGJ／T10－95)；
三、施工准备工作
1、材料选择
本工程采用商品混凝土浇筑。对主要材料要求如下：
（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用干缩性较小的普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。
（2）粗骨料：粗骨料采用碎石，粒径5-31.5mm，含泥量不大于1%。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。
（3）细骨料：细骨料采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。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10%左右，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。
（4）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用普通硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为35%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,我们采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量的同时适量增加粉煤灰的量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
（5）外加剂：通过设计要求和经验计算得，每立方米混凝土加外加剂8.8kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性，要适量加入。其他外加剂的用量及使用性能，商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位。
2、混凝土配合比
（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。
3、现场准备工作
（1）基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。
（2）基础底板上的地坑、积水坑采用组合木模。
（3）将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。
（4）浇筑混凝土时预埋的测温管及保温所需的塑料薄膜、毛毯等应提前准备好。
（5）管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。
四、大体积混凝土温度和裂缝控制计算
混凝土硬化期的温度控制：温控方案选择
- 当气温高于30°C 以上可采用预埋冷水管降温法；或蓄水法施工；
2、当气温低于30°C 以下常温应优先采用保温法施工；
3、当气温低于-15°C 时应采取特殊温控法施工。
根据设计要求，对基础底板混凝土进行温度检测；基础底板混凝土中部中心点的温升高峰值，该温升值一般略小于绝热温升值。一般在混凝土浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不再升温，并且开始逐步降温。规范规定，对大体积混凝土养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内;当设计无具体要求时，温差不宜超过25度;本工程设计无具体要求，即按规范执行。表面温度的控制可采取调整保温层的厚度。
温度计算：（资料来自混凝土搅拌站）
计算公式：(1) 混凝土最大绝热温升
T(t) =[CQ/(c*ρ)]·(1-e-mt)
T(t)-------t龄期混凝土的绝热温升(oC)
C---------混凝土中水泥用量(Kg/m3)取309
Q---------水泥28天水化热（查资料知为375KJ/Kg）
c---------混凝土比热，取0.97[KJ/(Kg*oC)]
ρ--------混凝土密度，取2400(Kg/m3)
e---------为常数，取2.718
m---------与温度有关，查资料得0.34
混凝土最高水化热绝热温度：
Tmax=[CQ/(c*ρ)]·(1-e-m∞)
=(309×375)/(0.97×2400)
=49.77oC
(2)混凝土1天、3天、7天、28天的水化热绝热温度
T(t) =(309×375)/(0.97×2400)×(1-2.7180.34t)
t=1时 T（1）=(309×375)/(0.97×2400)×(1-2.7180.34×1)
=14.34 oC
ΔT1= T（1）-0=14.34
t=3时 T（3）=(309×375)/(0.97×2400)×(1-2.7180.34×3)
=31.8 oC
ΔT3= T（3）- T（1）=31.8-14.34=17.46
t=7时 T（7）=(309×375)/(0.97×2400)×(1-2.7180.362×7)
=45.16 oC
ΔT7= T（7）- T（3）=45.16-31.8=13.36
t=28时 T（28）=(309×375)/(0.97×2400)×(1-2.7180.34×28)
=49.77oC
ΔT2= T（2）- T（1）=49.77-45.16=4.61
（3）各龄期混凝土收缩变形值
εy(t)=εyo(1-e-0.01t)×M1×M2×M3×M4×M5×M6×M7×M8×M9×M10
M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10分别与水泥的品种、水泥的细度、骨料品种、水灰比、水泥浆量、初期养护时间、相对湿度、所浇底板混凝土周长与其体积的比值、操作方法、配筋率有关。查资料得其值分别为：
M1=1、M2=1.13、M3=1、M4=1.42、M5=1、M6=1.09、M7=1.18、M8=1、
M9=1、M10=1
εyo---------混凝土标准状态下的最终收缩值（即极限收缩值）取3.24×10-4
t=1时εy(1=εyo(1-e-0.01×1) ×M1×M2×M3×M4×M5×M6×M7×M8×M9×M10
=3.24×10-4×（1-2.718-0.01×1）×1.13×1.42×1.09×1.18
=6.7×10-6
t=3时εy(3=εyo(1-e-0.01×3) ×M1×M2×M3×M4×M5×M6×M7×M8×M9×M10
=3.24×10-4×（1-2.718-0.01×3）×1.13×1.42×1.09×1.18
=1.98×10-5
t=7时εy(7=εyo(1-e-0.01×7) ×M1×M2×M3×M4×M5×M6×M7×M8×M9×M10
=3.24×10-4×（1-2.718-0.01×7）×1.13×1.42×1.09×1.18
=4.52×10-5
t=28时εy(28=εyo(1-e-0.01×28) ×M1×M2×M3×M4×M5×M6×M7×M8×M9×M10
=3.24×10-4×（1-2.718-0.01×1）×1.13×1.42×1.09×1.18
=1.63×10-4
（4）各龄期混凝土收缩当量温差
Ty(t)=- εy(t)/α
α-————混凝土的线性膨胀系数，取1.0×10-5
t=1时 Ty(1)=-（6.7×10-6）/（1.0×10-5）
=-0.67oC
t=3时 Ty(3)=-（1.98×10-5）/（1.0×10-5）
=-1.98oC
t=7时 Ty(7)=-（4.52×10-5）/（1.0×10-5）
=-4.52oC
t=28时 Ty(28)=-（1.63×10-4）/（1.0×10-5）
=-16.3oC
(5)各龄期混凝土弹性模量
E（t）=Eo(1- e-0.09 t)
E（t）------------------各龄期混凝土弹性模量
Eo----------------------混凝土的最终弹性模量，查表取3.15×104
t=1时 E（1）=Eo(1- e-0.09× t)
=3.15×104（1- 2.718-0.09 ×1)
=2.71×103
t=3时 E（3）=Eo(1- e-0.09 ×3)
=3.15×104（1- 2.718-0.09 ×3)
=7.45×103
t=7时 E（7）=Eo(1- e-0.09 ×7)
=3.15×104（1- 2.718-0.09 ×7)
=1.47×104
t=28时 E（28）=Eo(1- e-0.09 ×28)
=3.15×104（1- 2.718-0.09 ×28)
=2.9×104
（6）混凝土收缩应力计算
σ=-E(t) ·αΔT·H(t)·R/(1-ν)
σ---------混凝土的温度应力
E(t)--------混凝土的弹性模量
α---------混凝土的线性膨胀系数，取1×10-5
ΔT--------混凝土的最大综合温差
H(t)--------考虑徐变影响的松弛系数1天取0.626，3天取0.57，7天取0.502，28天取0.336
R----------混凝土的外约束系数，本工程取0.32
ν---------混凝土的泊松比，取0.15
其中ΔT=T0+2/3T（t）+Ty(t)-Th
T0--------混凝土的入模温度
T（t）------混凝土谁化热绝热温值
Ty(t)------混凝土收缩当量温差
Th-------混凝土浇筑后达到稳定是的温度，根据历年的气象资料知为25oC
计算得：
t=1时ΔT= T0+2/3T（1）+Ty(1)-Th
=15+2/3×14.34-0.67-25
=-1.11oC
σ=-E(1) ·αΔT·H(1)·R/(1-ν)
=2.71×103×1×10-5×1.11×0.626×0.32÷(1-0.15)
=0.71≤fct=1.65
∴K=1.65/0.71=2.32≥1.15 可以
上式中fct---------混凝土的抗拉强度设计值，C35的为1.65
K---------大体积混凝土抗裂安全系数，应≥1.15
t=3时ΔT= T0+2/3T（3）+Ty(3)-Th
=15+2/3×17.46-1.98 -25
=0.34oC
σ=-E(1) ·αΔT·H(1)·R/(1-ν)
=7.45×103×1×10-5×0.34×0.57×0.32÷(1-0.15)
=0.54≤fct=1.65
∴K=1.65/0.54=3.06≥1.15 可以
t=7时ΔT= T0+2/3T（7）+Ty(7)-Th
=15+2/3×13.36-4.25 -25
=-5.34oC
σ=-E(7) ·αΔT·H(7)·R/(1-ν)
=1.47×104×1×10-5×5.34×0.502×0.32÷(1-0.15)
=0.14≤fct=1.65
∴K=1.65/0.14=11.79≥1.15 可以
t=28时ΔT= T0+2/3T（28）+Ty(28)-Th
=15+2/3×4.61-16.3 -25
=-23.23oC
σ=-E(7) ·αΔT·H(7)·R/(1-ν)
=2.9×104×1×10-5×23.23×0.336×0.32÷(1-0.15)
=0.85≤fct=1.65
∴K=1.65/0.85=1.94≥1.15 可以
不需要考虑特殊降温措施，如果在测温的过程中，发现混凝土与空气温度之差超过25 OC，再考虑用其他特殊降温措施。另通过计算知，混凝土的降温收缩应力都小于混凝土的抗拉强度设计值，但以防特殊情况出现，我们采取加盖保温材料，使计算中Th加大，则使综合温差减小，收缩应力将更加减小，出现裂缝的可能性将更加减小。
五、测 温
本工程底板采用C35P8混凝土，底板厚度1.6米，混凝土硬化过程中释放的水化热会产生较高的温度，因混凝土在较大截面范围内硬化速度和散热条件的差异，内部会产生一定的温差，可能导致底板混凝土产生温度裂缝。如何防止底板大体积混凝土在养护期间产生温度裂缝，尤其是深层或贯穿裂缝，是底板大体积混凝土施工一个非常关键的问题。对浇筑后的混凝土进行温度监控，随时掌握混凝土内部温度变化动态，以此指导混凝土的养护工作，保证混凝土内表温差控制在允许范围内。
根据工程底板截面形状、厚度，在各种厚度底板及电梯井坑等中心点、角点等代表性部位，布设5个测温点。测温点平面布置见插图。
底板混凝土测温点导线探头在截面高度上的分布原则：顶部点距混凝土表面下20cm，底部点距混凝土底面上20cm，中间点匀距。
2、测温方法
底板混凝土测温采用JDC-Ⅱ型便携式建筑电子测温仪，配合测温导线、测温探头使用。预埋时可用钢筋做支承载体，先将测温线绑在钢筋上，测温线的温度传感器处于测温点位置并不得与底板及支撑钢筋直接接触，在浇筑混凝土时，将绑好测温线的钢筋植入混凝土中，插头留在外面并用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁。留在外面的导线长度应大于20cm。测温时，按下主机电源开关，将各测温点插头依次插入主机插座中，主机屏幕上即可显示相应测温点的温度。
号点
号点
号点
号点
号点
说明：h为底板厚度，n为探头数量，本次测量全部采用三个探头
插图 2 测温导线固定及探头位置示意图
（1）、布点在混凝土浇筑前夕进行。当拟施工段钢筋绑扎完成，进行钢筋验收时，可开始进行布点施工。按布点方案确定的布点平面位置进行布点，用φ14钢筋，其长度为浇筑层厚度加20cm，将温度传感器采用胶布固定于钢筋上的各不同位置处，然后小心将每根钢筋与底板钢筋网绑扎牢，布点结束后，检查测温导线是否完好，如有损坏应更换；
（2）、混凝土浇筑开始，安排专人即开始进行监测。测温时间间隔，混凝土浇筑后1～3d为每2～3h一次，4～7d为每4～6h一次，其后为每8～12h一次。测温延续时间自混凝土浇筑始至撤出保温层后为止，同时不应少于7d。现场测温时要作详细记录，并整理绘制温度曲线图，温度变化情况应及时反馈。
（3）、注意事项
混凝土浇筑时，应提醒操作人员避开温度传感器位置，在混凝土振捣时，应距离传感器50cm以上，防止损坏传感器，对导线也要加以保护，防止拉断。
插图 3 底板大体积混凝土测温曲线图
底板大体积混凝土测温记录表
| 测点编号： | 轴线位置： | ||||||||
| 浇筑时间： | 入模温度： | ||||||||
| 测试时间 | 测试温度（℃） | ||||||||
| 探头1 | 探头2 | 探头3 | 表面
温度 |
最大
温差 |
大气
温度 |
测试人 | |||
六、大体积混凝土施工
1、施工段的划分及浇筑顺序
要按照施工进度进行浇筑，体积太大的，实行分层浇筑。
2、混凝土浇筑
（1）混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用2台混凝土输送泵送筑。
（2）因该底板厚度为1600mm，决定采用分层浇筑，混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、分层浇筑”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行，直至达到所要求的标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺，使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题，也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。
（3）混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置2～4台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在1.6米高，梁内有大量的钢筋，混凝土不容易密实。2~4台振捣器主要负责振捣密实。
（4）由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。
（5）每次浇筑混凝土要做相应的混凝土试块。
3、混凝土测温
（1）基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。测温管的长度分为两种规格，测温线应按测温效果按规律进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线有2根(即不同长度的测温线)在线的上断用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。
（2）配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责，按时按孔测温，不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁，换班时要进行交底。
（3）测温工作应连续进行，每测一次，持续测温及混凝土强度达到时间，强度并经技术部门同意后方可停止测温。
（4）测温时发现混凝土内部最高温度与外部温度之差达到25度或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取措施。
4、混凝土养护
（1）混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜。，然后在上面覆一层毛毯。
（2）新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免毛毯因吸水受潮而降低保温性能。
（3）柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或受冻。
（4）停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热。
七、主要管理措施
1、拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。
2、在混凝土搅拌站设专人掺入外加剂，掺量要准确。
3、严格控制混凝土的坍落度和温度。
4、施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，检查混凝土量是否相符。同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
5、混凝土浇筑应连续进行，已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于相关规定。
6、试验部门设专人负责测温及保养的管理工作，发现问题应及时向项目技术负责人汇报。
7、浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。
8、加强混凝土试块制作及养护的管理，试块拆模后及时编号并送入标养室进行养护。
八、材料和质量要点
1、材料的关键要求
（1）选用低热和低收缩水泥；
（2）采用低强度等级水泥；
（3）控制各种材料和外加剂的含碱量；
（4）控制骨料含泥量。
2、技术的关键要求
（1）控制混凝土浇筑成型温度。
（2）利用混凝土后期强度或掺入掺合料降低水泥单方用量。
（3）控制坍落度及坍落度损失符合泵送要求。
（4）浇筑混凝土适时二次振捣、抹压消除混凝土早期塑性变形。
（5）尽可能延长脱模时间并及时保湿、保温测。
3、质量的关键要求
（1）严格控制混凝土搅拌投料计量。
（2）监督膨胀剂加入量。
（3）控制混凝土的温差及降温速率。
4、职业健康的关键要求
（1）动力、照明符合用电安全规定。
（2）马道，泵管支架牢固，安全防护达标。
（3）施工机械试运行合格，工况良好。
（4）劳动保护完备。
5、环境的关键要求
（1）采用低噪声设备防止扰民。
（2）定向低角度照明降低光污染。
（3）运料车遮盖防止飞尘。
（4）出厂车辆清洗以防污染市政道路。
（5）施工污水经沉清后有组织排放。
九、安全环保措施
1、安全措施
（1）一般规定
1）施工前应认真检查作业环境：、模板支撑是否牢固可靠；基坑槽壁有无裂缝塌方危险；操作区上下左右有无障碍物等，发现不安全因素，必须纠正处理后方准进行操作，进入现场操作人员必须带安全帽。
2）所有机械设备均需设漏电保护，按规定进行试运转，正常后投入使用。
3）现场应有足够的照明，动力、照明线需埋地或设专用电杆架空敷设。
4）马道应牢固，稳定具有足够承载力。
5）振动器操作人员应着绝缘靴和手套。
（2）使用泵车浇筑混凝土
1）泵车外伸支腿底部应设木板或钢板支垫，泵车离基坑的安全距离应为基坑深再加
lm；布料杆伸长时，其端头到高压电缆之间的最小安全距离应不小于8m。
2）泵车布料杆采取侧向伸出布料时，应进行稳定性验算，使倾覆力矩小于稳定力矩。严禁利用布料杆作起重使用。
3）泵送混凝土作业过程中，软管末端出口与浇筑面应保持0.5～lm，防止埋入混凝土内，造成管内瞬时压力增高爆管伤人。
4）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。
（3）使用地泵浇筑混凝土
1）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。
2）泵受料斗的高度应保证混凝土压力，防止吸入空气发生气锤现象。
3）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。
4）检修设备时必须先行卸压。
5）拆除管道接头应先行多次反抽卸除管内压力。
6）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，在最后10m 应缓慢减压。
7）清管时，管端应设安全挡板并严禁管端前方站人，以防射伤。
2、环保措施
（1）禁止混凝土罐车高速运行，停车待卸料时应熄火。
（2）使用低噪音振动器。
（3）夜间使用聚光灯照射施工点以防对环境造成光污染。
（4）汽车出场需经冲洗，冲洗水沉清再用或排除。
湖北天域工程建设有限公司
二00九年三月二十日
