高层办公楼大体积混凝土施工方案(鲁班奖).doc

一、编制依据1、 *大厦工程施工招标文件。2、 *大厦工程答疑纪要。3、 *大厦工程建筑设计图纸（设计号2004-2-111）。4、 *大厦0.00以下施工组织设计。5、 *大厦0.00以下设计交底、图纸会审纪要。6、 现行国家及湖北省的有关规范、规程和标准及强制性条文的规定，湖北省及武汉市现行的安全生产、文明施工的规定。7、 我集团公司质量手册和程序文件。二、工程概况1、工程性质（略）2、工程概况*大厦工程为一综合性办公大楼，总用地面积为17281平方米，大厦由二十三层主楼，五层裙楼及二层地下室组成，建筑高度84.6米，建筑面积约67580平方米，建筑功能地上为发行总公司用房，大楼物业管理，广告公司用房，办公，资料库，采编办公用房、会议室及其配套用房等，地下为机动车库及设备用房。 结构形式：本工程采用的基础型式裙楼为柱下独立基础、主楼为筏板基础；主楼部分为框架-核心筒结构，裙楼部分为框架结构，建筑造型部分采用钢结构装饰构架。结构抗震等级：主楼部分-框架为三级，框支梁xkl，框支柱zxkz为二级，核心筒为二级。 裙楼部分-框架为四级。建筑总层数：地下二层，地上裙楼五层，主楼二十三层。本工程建筑耐久年限为50年，建筑防火分类为一类高层。建筑抗震设防烈度为6度。三、主楼底板大体积混凝土施工方案1、 主楼基础底板工程概况 地下室主楼基础底板由主楼筏板基础（fb6，h=2400）、独立基础（j-1j-4，h=1000）及基础底板（h=500）组成，总面积为2538，基础底板总混凝土量为4798m3，其中主楼筏板基础（fb6）混凝土量为4020m3，属大体积混凝土底板，施工中要采取措施进行温度控制，以防止混凝土内外温差过大产生结构裂缝（温差引起的混凝土拉应力大于混凝土抗拉强度时，将出现裂缝。）2、 底板大体积混凝土施工准备工作1） 技术准备（1） 对施工图纸认真仔细阅读及熟悉，参加图纸会审，从施工角度提出意见及建议。（2） 根据设计图纸及有关施工规范，编制施工方案。选定商品混凝土供应商，并按设计混凝土强度、抗渗及温控要求，提出混凝土级配试配，进行混凝土配合比优化，最后选定配合比。（3） 认真进行技术交底，根据批准的施工方案，交底到技术人员和班组长，并强调严格执行。（4） 根据设计和施工方案，对所需主要材料，如钢筋、直螺纹套筒、各种模板、螺杆等，核算所需数量，作出备料计划，选用材料必须严格把好质量关，材料必须有质量合格证、质量检验报告。2） 基坑排水 根据地质报告提供的地下水情况，本基坑不设井点降水系统，基坑排水采用明沟系统，排除雨水、施工用水及少量基坑渗漏水，在基坑四周设置排水沟及集水井，低标号混凝土铺底，用砖砌墙后抹灰，有积水时用移动潜水泵将积水排至基坑顶部排水沟，降大雨时增加排水泵，并及时将水从基坑中排出。3） 安全及防护设施搭设进入基坑的安全通道，并在二侧设置栏杆，在基坑顶部四周设置安全栏杆，并达到安全标准。施工中随时注意基坑围护结构的安全，特别注意基坑坡顶的地下管道、排水管、窨井、房屋等处有否变化，在降大雨时，注意基坑边坡有无异常。4） 底板施工放线测量将地面上测设好的轴线控制点，用经纬仪引入基坑，并设置好临时控制点，浇灌底板前在垫层上测量放线，先进行上下校对，高程控制用已设置的水准基点转入基坑，控制底板高程，测量的允许偏差应符合规范要求。3、施工程序先施工主楼筏板基础，后施工独立基础及基础底板，先深后浅，一次浇灌。外墙水平施工缝留在离底板350高度处，内墙不翻边，留在底板面，水平施工缝采用3厚钢板止水带。底板主要施工程序：主楼筏板垫层垫层上防水层砖模独立基础及底板垫层防水层底板钢筋后浇带模板后浇带止水钢板安装隐检底板混凝土浇灌-覆盖保温及养护4、垫层混凝土施工垫层混凝土是底板施工的一个重要环节，必须严格按设计要求和规范进行。1） 基坑土方开挖到近基础高程时，留200-300左右土层，以免扰动原状土，预留土层用人工修土，基坑修整后抓紧基槽验收，并随即安装侧模浇灌垫层混凝土，施工中应对基槽进行保护，并防止基底土反弹、基槽粘土遇水软化，当垫层混凝土浇筑前遇到下雨应尽可能用塑料布覆盖，作临时性保护。2） 按设计后浇带底部增设的厚100宽2400的防水垫层混凝土，应最先施工，垫层混凝土浇完后2-3天再施工上面的二毡三油防水层，防水层施工按防水层施工规范进行。3） 侧模采用50100方木或10#槽钢，用25钢筋打入地面作立楞，间距10001500。5、底板钢筋施工1） 按设计要求，筏板基础、独立基础、基础底板钢筋接头采用等强度滚轧直螺纹套筒连接技术，等级为a级，直螺纹连接工艺简单，施工速度快，连结强度高，连接质量应满足国家现行标准钢筋机械连接通用技术规程的要求。对施工滚轧直螺纹套筒连接接头的工人必须经过培训，采用滚轧直螺纹套筒连接时应先检查钢筋的车丝情况是否合格，不合格的要切除重新车丝。钢筋连接施工质量的控制分三个步骤：加工质量控制，施工过程质量控制、检验验收。这三个步骤都很关键，加工时严格按照有关规范及技术规程进行并及时做预检，加工质量经检验合格后方可送至现场安装，安装过程中人为因素较多，故施工员应提前做好培训及交底工作，且选择认真负责、训练有素的专职人员进行操作，现场施工过程中应及时通知质检员进行现场取样送检，检验合格后再进行下一工序施工。钢筋的接头末端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10倍。同一构件中相邻纵筋的机械连接接头宜相互错开，机械连接接头连接区段的长度为35d（d为纵筋的较大直径），位于同一连接区段内的受拉纵筋接头面积百分率不宜大于50%。直螺纹套筒连接接头（500个接头为一个检验批）必须按要求取样送检，试验结果必须合格，钢筋绑扎安装完毕后，由班组组织进行自检，合格后报专职质量员组织复检，最后由质检、资料部门填写报验单报监理，并会同监理一起进行钢筋隐蔽验收，并办理好隐检手续。2） 500厚的底板采用与底板面筋同规格的钢筋制作的马凳来支撑面筋,间距为800800。1000、1200厚的承台及底板采用与承台、底板面筋同规格的钢筋制作的马凳来支撑面筋,间距为800800，并用扎丝固定在板筋上，垫层及平台模板验收后，根据图纸钢筋间距弹线，受力钢筋接头位置应相互错开。板纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差为+8mm,-5mm.主楼部分2400厚的大底板,由于钢筋层数多,重量大,在施工过程中,采用角钢焊成支架支撑面筋,具体详见附图1厚大体积底板钢筋面筋支撑图,支撑架排距为1200。3）框架柱、剪力墙、外墙按设计图纸在浇灌底板前须埋入基础底板，a、 裙楼框架柱纵筋全部伸入柱基及筏板基础底，并弯折15d。b、 主楼框架柱纵筋四个角筋伸入柱基或筏板基础底部且每隔一根纵筋伸入柱基或筏板基础底部，并且都弯折15d。c、 筒体剪力墙纵筋每隔一根伸入基础底部，并弯折15d。d、 筒体暗柱同主楼框架柱。e、 地下室外墙、内墙纵筋锚入基础内不少于30d，每隔两对钢筋有一对钢筋插入基础底部。f、 所有框架柱及筒体暗柱在柱基或筏板基础内设三道定位箍筋，规格同上部箍筋。4）钢筋保护层厚度a、 地下室外墙外侧、筏板基础、独立基础、基础底板板底为50b、 地下室外墙内侧为15；筏板基础板面为25；独立基础面为16-22（不小于面筋的直径）；基础底板板面为20。6、基础模板施工按照施工进度计划,提前计划、采购模板工程所需材料，保证充足的材料供应，以保证工程施工进度。基础底板模板采用砖模，m10灰砂砖，m5水泥砂浆砌筑。1) 独立基础在底板以下部分都采用砖模，独立基础、基础梁、筏板周边采用砖模砌筑至基础面标高。详见附图2基础砖模示意图2) 筏板（fb6）与底板连接处，采用25短钢筋焊在角钢支架上，在短筋上插入48钢管，并且定位模板下边线，用木枋和48钢管组成支撑系统。详见附图3筏板（fb6）与基础底板连接处模板大样图3）集水井模板配成定型模板，并在底部开几个小孔，用以释放浇灌混凝土时产生的空气，以利于降低浮力。在安装集水井模板时，在集水井底部焊接竖向支撑钢筋，支撑于底板垫层上，用铁丝把模板绑扎于筏板基础钢筋上，在浇灌混凝土前，吊一个塔吊标准节压于模板上，防止集水井模板上浮，以保证集水井的尺寸及标高位置准确。4）由于泵送混凝土坍落度大、流动性大，大体积混凝土底板厚度达2400，长度有62.68m，混凝土浇捣时，如果顺其自然流淌，混凝土斜面坡度将达到1：20左右，坡底处混凝土将会发生离析现象，造成坡底处都是水泥浆，影响混凝土强度及质量，因此需在筏板（fb6）大体积混凝土浇灌时，在筏板长向设置两道双层钢丝网隔断带（隔断带高1400），限制混凝土过多流淌，保证混凝土的浇灌质量。具体详见附图4筏板大体积混凝土隔断带示意图。7、大体积混凝土施工 1）混凝土供应a区底板一次性浇筑混凝土总量为4789m3,根据现场实际情况及省构的供应、运输能力，计划80小时浇筑完成。省构余家头站有hzs-120型搅拌站一座，双台班（24小时）可生产混凝土2000 m3，计划本次大体积混凝土浇筑使用两台高压地泵（泵送能力40 m3/小时.台），投入18台混凝土搅拌运输车（8台6 m3车、10台8 m3车），正常情况每小时运输能力在110 m3左右，可满足现场连续浇筑的需要。浇灌混凝土前，由试验室技术人员对混凝土的搅拌质量进行监控，对粗、细骨料进行事前检查，碎石应符合连续的颗粒级配，混凝土的坍落度、和易性应符合泵送混凝土的工艺要求，应对输送泵等机械进行维修，并加强保养。随着天气条件的变化，对混凝土坍落度及外加剂进行适当的调整，以满足不同条件下的施工需要。本次大体积混凝土强度等级为c40p6，内掺12%uea微膨胀剂，控制混凝土的初凝时间在810小时，坍落度在1618cm。首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，其工作性能应满足设计配合比的要求，开始生产时应至少留置一组标准养护试件，作为验证配合比的依据。混凝土拌制前，应测定砂、石的含水率，并根据测试结果调整材料用量，提出施工配合比，结构混凝土的强度等级必须符合设计要求，用于检查结构构件混凝土强度的试件应在混凝土浇灌地点随机抽取。2）地泵、泵管布置及保护合理布置混凝土输送管道，是保证泵送混凝土施工顺利进行的首要条件，根据线路最短、弯头最少的原则布置，本次大体积混凝土浇筑使用两台高压地泵，两条输送管道同时进行连续浇筑。泵管布置详见附图5筏板（fb6）混凝土浇筑泵管布置图。8、大体积混凝土温度裂缝控制（1）底板混凝土内外温差计算 基础底板长62.642m，宽36.365m，厚2.40m，采用c40p6，配筋率为0.5455%，地基土为粘土层。施工采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥用量控制在252/m3，采用一次性浇筑不留施工缝，预计混凝土的浇筑时间在9月中旬，月平均气温为28。1）由于水泥水化热引起混凝土内部绝热温升： t=wq0（1-e-mt）/c式中：t-混凝土不同龄期的绝热温升（），w-每m3混凝土的水泥用量（/m3）取252/m3q0-单位水泥28天的累计水化热（j/）取410103j/kgc-混凝土的比热，取993.70 j/k-混凝土容重，取2400/m3t-混凝土龄期（d）m-常数，与水泥品种、浇筑时温度有关 设计c40p6混凝土绝热温升计算如下： 令e-mt =0时，q0=410000j/（42.5级普通硅酸盐水泥）t=252410000/（993.72400）=43.32根据有关资料，混凝土的实际最高温升在浇筑后的第3天，由图7-2查得：t3=43.320.65=28.162)混凝土浇筑时，要求入模温度控制在30以内。 t0=303）混凝土浇筑后三天时，最高内部温度值； t3max= t0+ t3=30+28.16=58.164)混凝土浇筑时预计为9月中旬，平均气温为28，则混凝土的内外温差为： 内外温差=58.16-28=30.16 25 通过以上计算，主楼地下室底板必须采取相应技术措施，否则，易产生表面温度裂缝。（2）底板混凝土收缩温度应力计算：预计底板混凝土浇筑30天左右，底板混凝土的温度就可降至周围大气的温度，验算底板混凝土整体浇筑后，是否会产生收缩性裂缝。底板l=62.642m，h=2.40mh/l=2.4/62.642=0.038 0.20 符合计算假定1） 阻力系数：cx=60n/cm3=0.06n/mm32） 底板厚度 h=24003） 各龄期的混凝土弹性模量： e（t）=e0(1-e-0.09t) 式中：e0= 3.25104n/mm2由于3天后开始降温，所以从第3天开始计算：e（3）=3.25104(1-e-0.093)=3.25104(1-0.7634)=0.769104mpa同样方法求得：e（6）=1.356104 mpa e（9）=1.804104 mpa e（12）=2.146104 mpa e（15）=2.408104 mpa e（18）=2.607104 mpa e（21）=2.759104 mpa e（24）=2.875104 mpa e（27）=2.964104 mpa e（30）=3.032104 mpa 4)混凝土的线膨胀系数 =110-5/ 5）结构长度 l=62462 6）结构计算温度： t=tm+ty(t) a、混凝土各龄期阶段的降温温差tm水泥水化热引起的最大绝热温升：tmax=43.32混凝土的实际最高温升在浇筑后的第3天 t3=28.16根据图7-2和tmax计算各龄期阶段的降温温差：t3-6=43.32(0.65-0.62)=1.30t6-9=43.32(0.62-0.57)=2.17t9-12=43.32(0.57-0.48)=3.90t12-15=43.32(0.48-0.38)=4.33t15-18=43.32(0.38-0.29)=3.90t18-21=43.32(0.29-0.23)=2.60t21-24=43.32(0.23-0.19)=1.73t24-27=43.32(0.19-0.16)=1.30t27-30=43.32(0.16-0.13)=0.43b、混凝土的收缩当量温差ty(t)根据式（7-22）： ty(t)=y(t)/式中：ty(t)-混凝土各龄期的收缩值 -混凝土的线膨胀系数 110-5而根据式（7-23）：y(t)= y0（1-e-bt）m1m2m3m10式中：y0-标准状态下混凝土的极限收缩值，一般为3.2410-4 b经验系数，取0.01 t混凝土龄期（d） m1m2m3m10各种修正系数，经计算总值取为1.50y(30)= 3.2410-4 (1- e-0.0130)1.5=1.2610-4y(27)= 3.2410-4 (1- e-0.0127)1.5=1.1510-4同样方法求得：y(24)= 1.03710-4 y(21)= 0.920510-4 y(18)= 0.8010-4 y(15)= 0.67710-4 y(12)= 0.5510-4 y(9)= 0.41810-4 y(6)= 0.28210-4 y(3)= 0.14410-4 所以： ty(30) =1.2610-4/110-5=12.60 ty(27) =1.1510-4/110-5=11.50同样方法求得： ty(24) =10.37 ty(21) =9.21 ty(18) =8 ty(15) =6.77 ty(12) =5.50 ty(9) =4.18 ty(6) =2.82 ty(3) =1.44 各龄期阶段的混凝土收缩当量温差为：ty(3-6)= ty(6)- ty(3) =2.82-1.44=1.38ty(6-9)= ty(9)- ty(6) =4.18-2.82=1.36同样方法求得：ty(9-12)=1.32 ty(12-15)=1.27 ty(15-18)=1.23 ty(18-21)=1.21ty(21-24)=1.16 ty(24-27)=1.13ty(27-30)=1.10 所以，结构计算温差为：t(3-6)=t3-6+ty(3-6)=1.30+1.38=2.68t(6-9)=t6-9+ty(6-9)=2.17+1.36=3.53t(9-12)=t9-12+ty(9-12)=3.90+1.32=5.22t(12-15)=t12-15+ty(12-15)=4.33+1.27=5.60t(15-18)=t15-18+ty(15-18)=3.90+1.23=5.13t(18-21)=t18-21+ty(18-21)=2.60+1.21=3.81t(21-24)=t21-24+ty(21-24)=1.73+1.16=2.89t(24-27)=t24-27+ty(24-27)=1.30+1.13=2.43t(27-30)=t27-30+ty(27-30)=0.43+1.10=1.537)应力松弛系数s按下表采用各龄期混凝土的应力松弛系数st(d)36912151821242730s0.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.3278)计算温度应力：max=et(1-1/chl/2)s式中：=（cx/he）0.5(3-6)=0.5(0.769104+1.356104)110-52.68 1-1/ch(0.06/24001.0625104)0.531321(0.57+0.52)/2 =1.0625104110-52.68(1-0.4177)0.545 =1.0625104110-52.680.58230.545=0.0904mpa同样方法求得：(6-9)=0.1306mpa (9-12)=0.1933mpa (12-15)=0.2009mpa (15-18)=0.1774mpa (18-21)=0.1273mpa (21-24)=0.0934mpa (24-27)=0.0761mpa (27-30)=0.0465mpa 总的温度应力为：max =(3-6)+ (6-9)+ (9-12)+(27-30) =0.0904+0.1306+0.1933+0.2009+0.1774+0.1273+0.0934+0.0761+0.0465=1.1359 mpafl=1.71 mpa所以，底板整体浇筑后不会由于降温温差和混凝土收缩而形成收缩裂缝。（3）温度裂缝控制的技术措施混凝土浇筑后，由于水泥水化热导致混凝土内部温升，而混凝土表面散热较快，形成内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，此时，混凝土的龄期很短，抗拉强度较低，因此，在混凝土浇筑后的升温阶段，混凝土的表面易产生表面裂缝，本底板通过计算，升温阶段混凝土的内外温差大于25，因此，必须采取防止混凝土表面裂缝的措施。当混凝土降温时，由于逐渐散热而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，混凝土的内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时的收缩，在收缩时由于受到基底及结构本身的约束，会产生很大的收缩应力（拉应力），当收缩应力超过当时的混凝土抗拉强度时，就会产生收缩裂缝，本底板通过计算，收缩应力小于混凝土的抗拉强度，因此不会形成收缩裂缝。 防止混凝土表面裂缝的措施：1）优化混凝土配合比配合比中水泥用量，每增加10其水化热将使混凝土温度上升1，因此，首要的措施是选定合理的配合比，即要满足设计强度及抗渗要求，也要尽量减少水泥用量，或采用低水化热水泥，以控制水化热温升，要求使用普通硅酸盐42.5级低热水泥，每m3混凝土水泥用量控制在252以内。为增加混凝土可泵送性，配合比中掺加粉煤灰（按水泥用量的10%-20%左右掺加）也可以减少水泥用量，混凝土配合比中要适当掺加减水剂及缓凝剂，可以减少配合比中用水量及增加混凝土和易性，设计配合比要求按以上要求调整试配，并经检验后选定。2） 混凝土中掺加uea微膨胀剂（水泥用量的12%）配成补偿收缩性混凝土，混凝土中由于加入uea微膨胀剂（限制膨胀率0.020.04%），混凝土产生微膨胀能转化为自应力（0.20.7mpa预压应力），使混凝土处于受压状态，从而提高混凝土的抗裂能力（一般经验，补偿温差可达5-10。）3）尽可能降低混凝土出机温度和入模温度 浇灌厚大体积混凝土时应尽量避开高温天气，商品混凝土厂家生产的混凝土尽可能采取一此措施（如加冷水搅拌、骨料遮阳降温等），争取混凝土出机温度尽可能低一些，确实保证混凝土浇灌强度，以加快现场浇灌速度，缩短上下层覆盖时间，减少每层混凝土日照时间，以争取降低混凝土入模温度。1） 混凝土浇捣必须设二排振捣器，坡顶和坡脚各一排，仔细振捣，每一振点的振捣时间以混凝土表面呈现浮浆，混凝土不再下沉为止，振捣工作应从浇灌层的下端开始，逐步上移，振捣器振捣时伸入下层的深度不应小于50，振捣器的移动间距不宜大于其作用半径的1.5倍。泵送混凝土由于坍落度大，混凝土内泌水量可能比较多，要在砖模板上留小排水孔，及时排出多余的水分。由于泵混凝土表面水泥浆较厚，在浇捣后2-4小时初步按标高用长刮尺刮平，然后用木搓板反复搓压数遍，使其表面密实，在初凝后终凝前再用木搓板二次抹压闭合收水裂缝，控制混凝土表面龟裂，减少混凝土表面水分的蒸发，有利于混凝土养护。2） 蓄热保温，