第六章
主要施工方法及措施
6-1、施工测量放线
一、轴线的控制
根据甲方提供坐标点用全站仪进行轴线点坐标放养。 二、标高的控制
根据甲方提供的+0.500点(M1),利用D2型精密水准仪在现场增加一处标高基准点M2,以减少观测过程中的后视距离来减少误差值。而后配备50m钢尺在两座塔吊标准件上各标上-10.000水平线,并各自刷上一条红漆色带用于识别。在12层以下主体施工阶段均用该处为基准点用钢尺往上丈量。
6-2、混凝土工程
一、大体积混凝土工程
为了确保大体积基础混凝土浇筑施工质量,制定如下保证质量的措施:
控制温度裂缝和收编裂缝及避免贯穿裂缝的产生,重点应从控制温升和延缓降温速率来减少混凝土的收缩,提高混凝土极限拉伸,改造约束程度。严格控制混凝土配合比的掺合料和外加剂的掺用量。控制水灰比与坍落度,并适当掺加减水剂,减少用水量。加强混凝土浇筑后的前期控温养护。
1、混凝土配合比和材料质量的控制
(1)选用中低热的矿渣硅酸盐水泥,控制粉煤灰掺用量和泵送外加剂的掺用量(粉煤灰一般为水泥用量的13-16%)以利减少混凝土早期抗拉强度及早期极限拉伸的提高,使混凝土增强抗裂度。
(2)严格控制水灰比和坍落度,适当掺加减少剂,减少用水量,并且在施工浇捣过程中严禁随意加水作业。促使混凝土抗裂度的提高。
(3)控制混凝土级配的粗细骨料粒径和含泥量,粗骨料采用卵石,粒径为15mm-35mm。含泥量不大于1%,细骨料采用中粗砂通过0.315mm筛孔的砂不少于15%,含泥率不得大于2%,配合比控制含砂率。坍落度控制在17±3范围。
2、 控制和降低混凝土的总温升,减少结构混凝土的内外温差 (1)控制混凝土的出机温度,根据搅拌前混凝土原材料总的热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理,按下列方法计算出机温度TO:
TO=(cs+cwqs)wsts+(cg+cwqg)wgtg+ccwc+cw(wwqs-qgwg)tw/csws+cgwg+cwww=ccwc 式中 CS、CG、CC、CW―分别为砂、石、水泥、不的比热(J/㎏℃)
WG、WS、WC、WW―分别为每立米混凝土中砂、石、水泥、水的用量(㎏/M3) TG、TS、TC、TW-分别为砂、石、水泥、水的温度(℃) QS、QG―――分别为砂、石的含水量(%) 计算时CS=CG=CC=800=J/㎏℃
CW=4000J/㎏℃
混凝土出机温度影响较大的主要是石子和水的温度,应尽量降低石子的温度,必
要时在砂石堆场搭设遮阳棚,使用前用冷水冲洗骨料。
(2)控制混凝土浇筑的温度30℃以内,浇筑时最高温度不得超过35℃。
(3)优化混凝土级配,提高混凝土搅拌,浇捣及平仓修面操作质量,确保混凝土的均匀和密实度,严格控制混凝土的出机温度和混凝土运输延续的时间,提高混凝土的抗拉强
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度。
混凝土出机温度℃ 25-35 5-25 运输延续时间MIN 50-60 60-90
(4)降低混凝土的热强比: H=WQ/R
式中H—热强比即混凝土强度与水化热之比
W—水泥最终水化热(J/㎏)
Q—每立方米混凝土中的水泥用量(㎏) R—混凝土的抗压强度(MPa)
(5)合理进行混凝土浇捣操作工艺,降低大体积混凝土的最高温升,控制结构的内外温差,采用“一个坡度、分层浇筑、循序推进、一次到顶”的浇筑方法,尽量缩小混凝土暴露面和加大浇筑力度,尽量缩短混凝土浇筑时间的控温措施。
(6)严格控制混凝土内外温差,在浇筑振捣密实抹平稍收水后(人踩踏上面无明显下陷时)进行第二次修面,压实抹平。表面覆盖厚塑料薄膜与地毯。待混凝土有一定强度后,指派专人进行浇水养护。要求覆盖严密,达到减少混凝土表面热 扩散的效果,延长混凝土散热时间,使混凝土的平均总温差所产生的拉力小于混凝土的抗拉强度,来提高混凝土的抗裂度,防止裂缝的产生。
(7)在基础承台布置56处测温点作为控制温差变化的调整依据,委托专业单位监测,并作测温记录。(浇捣完毕后前五天每2h测温一次,五天后每4h测温一次)要求混凝土内外温差控制在20℃,最大温差不得超过30℃,根据测 温记录进行适当调整养护温度。温度测点平面与剖面布置如下图:
3、大体积混凝土内部的最高温度是由浇筑温度,水泥水化热引起的温升和混凝土的散热温度三部分组成
(1)水泥和水化后产生的反应热,全部转化为温升后的最后绝热最高温升。 混凝土的绝热最高温升按下式控制: Tmaxc=WQ/CY
式中 Tmaxc—最高绝热温升(℃)
W—每公斤水泥的水化热(J/㎏)
Q—每立米混凝土中水泥的用量(㎏/m3)
C—混凝土的比热,一般可取0.963103 J/㎏2℃ Y—混凝土的容重,取2400㎏/m3
混凝土的最高温升值: 计算值:Tmaxc =To+Q/10
实测值:Tmaxc=To+Q/10=F/50
式中 Tmaxc――混凝土内部的最高温升值℃
To――混凝土浇筑温度
Q――每立方米混凝土中水泥的实际用量 F――每立方米混凝土中粉煤灰的掺用量
4、控制混凝土的收缩及收缩当量温差
混凝土的收缩主要由干燥收缩,碳化收缩和温度收缩三个部形成,在干燥收缩中,水泥水化时(约2%的水)所产生的一种与外荷载或温湿度变化的直接影响无关的变形
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称“自生变形”,其值约为25-35310-6。另外80%左右的水份蒸发时引起混凝土体积收,其值约为3.24310-4。碳化收缩空气中的CO2与混凝土水泥石中的Ca(OH)2反应生成碳酸钙,放出结合水而使混凝土收缩。而温度收缩是混凝土温度下降时产生的线收缩,其值为aT
(1)收缩值的计算
εY(t)=ε0y3M13M23M3??M10(1-e-bt) 式中εY(t)--任何龄期的混凝土收缩值(㎜/㎜)
ε0Y—标准状态下的最终收缩值取3.24310-4 t—混凝土浇筑后到计进的天数
M1、M2、M3??M10—考虑各种非标准状态下的修正系数
取M1=1.25、M2=1.35、M3=1.0、M4=1.0、M5=1.20、M6=0.93、M7=1.0、M8=1.03、M9=1.0、M10=0.89
(2)混凝土的当量温差 Ty(t)=εY(t)/a
式中Ty(t)—任何龄期的收缩当量温差(℃)
εY(t)--任何龄期的混凝土收缩值(㎜/㎜)
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a—混凝土的线膨胀系数,取1.0310
基础混凝土浇捣前,首先对项目部各技术管理人员、班组长、工种负责人召开协调会,强调此次混凝土浇筑的重要性,务必按照项目部制定的有关方案、措施认真执行。而后召开全体浇筑人员的技术交底及动员大会,教育广大职工的发扬艰苦奋斗的精神,力争保质、保量的完成浇筑任务。
因本工程采用商品混凝土,所以在浇筑过程中项目部派专人到商混搅拌站加强监督工作具体做到如下:
1)严格按照混凝土配合比通知单下料,严格控制混凝土的配料顺序;
2)投料时应确保原材料品种使用无误,计量允许偏差不得超过以下规定:水泥、掺合料、水为±1%,粗细骨料为±2%,外加剂±1%;
3)严格控制水灰比,定时检测砂石含水率,每班不少于4次,发现砂、石含水率变化及时调整配合比,严格控制外加剂的掺用量;
4)混凝土搅拌采用湿搅拌方式,严格控制混凝土的搅拌时间,水泥、砂、掺合料、水、外加剂投料后在搅拌机搅拌90s,投入石子搅拌60s,然后装入搅拌车内再搅拌60s。期间要控制好3个搅拌阶段的时间衔接;
材料要求:
1)优先选用低热、中热的矿渣水泥、火山灰水泥,严禁使用安定性不合格水泥; 2、选用含泥量≤3%的中粗砂,粗细率以2.6-2.8为宜,严禁砂中含有泥块; 3)为减少混凝土内部的水化热产生的温度,经计算适当掺入粉煤灰取代水泥, 4)为满足和易性合减缓水泥早期水化热的要求,在混凝土中掺入适量的缓凝型泵送剂;
5)各项原材必须在使用前经检测合格后方能使用,特别石外加剂合粉煤灰必须对水泥无不良反应。
二、混凝土的运输:
混凝土采用10m3搅拌运输车,运输途中拌筒以1-3r/min速度搅动,到达现场卸料前应使用拌筒以8-12r/min的速度转1-2min,然后再进行反转卸料。
三、混凝土的浇筑
1)在浇筑前做好必须准备的物质、机具、技术准备和现场准备工作如测温、坍落
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度测试等;
2)避开在高温下实施浇筑作业,制定周密的温度应力计算,并采取相应的降温和减少温度应力的措施;
3)混凝土搅拌车运到现场后应及时进行入模浇筑,在运送过程中要防止混凝土离析、灰浆的流失、坍落度变化等现象。严禁往混凝土搅拌车内加水;
4)利用后浇带采取分块浇筑。浇筑有东向西逐渐推进,第一层混凝土的厚度约为筏板厚度的2/3即600mm左右,待混凝土快凝结时再浇筑第二层混凝土;
5)混凝土的振捣采用高频式震动器,振动时做到快插慢拔,沿梅花形插点振捣,逐点移动,按顺序进行,杜绝漏振。振捣的时间不得小于20~30S,以混凝土开始泛浆和不冒气泡、不沉陷为准,并应避免漏振、欠振和超振。振动棒移动间距为30~40cm为宜。上下层混凝土浇捣之间的间隙最多不超过1.5h,振动上层时,插入式振动棒应插入下层混凝土5cm以上,以保证两层的紧密结合,以消除两层间的接缝。振捣器要快插慢拨。振动棒移动排列见图。
1.1. 75行列式排列 底板混凝土振捣示意图 错列式排列 插点排列 6)浇捣混凝土时应经常观察模板钢筋,预留洞、预埋件和插筋管道等有无移动,变形或堵塞,发现问题应立即修整,确保正确无误。
7)混凝土的泌水处理:顺着混凝土坡下流到底,由于混凝土垫层在施工时,预先做好坡度,便泌水顺垫层坡向通过两侧沟流向集水井,再用水泵排出坑外或采取疏导引流或吸水器吸出,或刮入桶内运出。
混凝土的表面处理:大体积混凝土表面水泥浆较厚,防止混凝土表面产生裂缝,因此在浇混凝土后,在初凝前用长刮尺刮平,用小型平板振动机表面振捣出实,然后再用砂板搓平压实,以闭合收水裂缝,在4小时左右,再盖上二层薄膜,二层麻袋(详见温控计算及措施)保温养护。
混凝土早期保温和保湿养护是非常重要的,特别是大体积混凝土施工阶段,一方面混凝土在硬化期,水泥与水反应放出大量的水化热,内部温度不断上升,混凝土体内最高温度与外界气温相关较大,温度梯度很陡,因温度变化引起的体积膨胀,在结构物内部产生巨大的压应力,在表面产生拉应力;另一方面,在后期降温过程中,体积随之收缩,由于受到基础和结构边界条件的约束,混凝土产生拉应力,当这些拉应力超过混凝
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土的抗拉强度时,即开始出现裂缝。前一种裂缝为无规则形状,只产生于混凝土表面,后一种情况能发展成贯通裂缝。所以在大体积混凝土施工阶段,必须采用有效的措施,控制混凝土的内外温差,解决好因温度变化而引起的混凝土开裂问题是十分重要的。另外,本工程浇筑之承台板时正值夏季,防止混凝土的温差扩大,所以混凝土的养护与保温尤为重要。承台板混凝土浇筑后十二小时左右,立即用农用塑料薄膜覆盖,再盖草袋厚按测温情况确定,表面覆盖地毯保温。
混凝土的养护:本工程地处西北地区,日晚温差大,对混凝土采取薄膜与麻袋(或草袋)相间覆盖的方法,随混凝土的浇筑顺序,在每一段混凝土的表面收光后,即混凝土处于硬化阶段时,及时铺上塑料膜作为密封层,防止混凝土热量流失,使之表面处于湿润,然后铺上草袋。采用2层草袋2层薄膜,为防止气温骤变影响,在混凝土升温和早期降温过程中,有控制地加强保温层,在混凝土降温中期,为加快降温速率,采取上午掀开部分保温层,晚间加上覆盖的做法,混凝土降温后期则采取逐日掀开保温层的做法。
四、混凝土的热工计算
混凝土从浇筑成型后,经历着由初始温度发展为最高温度,最后达到稳定温度的过程。混凝土内部的最高温度是由浇筑温度,水泥水化热引起的绝热温升和混凝土浇筑后的散热温度三部分组成。 Ti取实测最大值. Tc=∑TiWc/∑Wc
Tc–––––拌合温度 单位℃。
Wc–––––材料热当量单位KJ/℃。 C––––––比热 单位KJ/KgK Ti–––––为材料温度℃ TiWc–––热量KJ
即可算出混凝土的拌合温度 混凝土的浇筑温度
混凝土出搅拌机后运输,平仓,振捣过程后的温度,浇筑温度可用下式计算: Ti=Tc+(Tg+Tc)(A1+A2+A3+A4) (2) Ti为浇筑温度
Tc为拌合温度(用(1)式计算出) Tg为施工阶段室外气温。
A1为装料时混凝土温度损失系数,一般为0.032。 A2为泵送混凝土温度损失系数,取0.07。 A3为卸料时混凝土温度损失参数,取0.032。 ∴∑A=A1+A2+A3+A4=0.494
混凝土的内部温度
混凝土最终绝热温升:Th=WQ/CP。 W:水泥用量:Kg
Q:普通硅酸水泥每公斤发热量:KJ/Kg。 混凝土比热:C=0.95KJ/KgK 混凝土容重:P=2400Kg/cm3。
混凝土内部温升,一般在混凝土浇筑后3d左右达到高峰值,3d以后基本趋于稳定。并开始降温,所以只估算3d和6d的温升值,根据资料可查得不同时期混凝土水化热温升与浇筑厚度的曲线关系得知:
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