烟囱大体积混凝土施工方案修改版备课讲稿.doc

烟囱大体积混凝土施工方案修改版

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深能保定西北郊电厂一期2*350MW烟囱工程

大体积混凝土施工方案

编制 ：
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审定 ：

东北电力烟塔工程有限公司
深能保定项目部
2016年1月10日

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目 录
一、工程概况 2
二、编制依据 2
三、施工准备 3
1.原材料的要求 4
2.主要工机具 5
四.施工工艺 5
1.工艺流程 5
2.操作工艺 5
五、大体积混凝土施工阶段温度应力与收缩应力的计算 9
1．大体积混凝土温度应力控制 9
2．大体积混凝土应力控制 12
3．养护材料厚度计算 14
六．混凝土浇筑的质量标准 15
七．混凝土浇筑应急措施 15
八．烟囱基础砼施工计划 15

一、工程概况
1.1概述
工程名称: 深能保定西北郊热电厂一期2x350MW超临界燃煤机组项目210米烟囱工程，建设地点位于河北省保定市满城区。
烟囱基础由环形底板和环壁组成。底板半径尺寸为16.95米,板边缘部位厚度为1.5米，递增到筒座部位厚2米，筒座内侧厚度均为2米。基础混凝土分两次浇筑完成，底板一次，-3米以上环壁及烟道支柱一次。基础砼等级C40。
1.2混凝土量
序号
砼 标号
数量m3
备注
1
C40
1300
用于基础底板
合计

1700

1.3基础混凝土施工特点
a基础板厚度为1500~2000mm，浇筑厚度大。混凝土结构物体积较大，混凝土一次性浇筑量大。
b大体积混凝土除了需要满足强度外，还必须具有良好的耐久性。
c混凝土强度等级比较高。单位水泥用量较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂。
d混凝土由于其水泥水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高较大，容易产生由温度引起的裂缝。因此对温度进行控制，是底板混凝土施工最突出的问题。必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的混凝土体积变化，以便最大限度地减少混凝土裂缝。
二、编制依据
2.1施工图纸：烟囱基础图（F02681S-T0302-01/02）
2.2《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2011
2.3《混凝土质量控制标准》GB50164—2011
2.4《电力建设施工质量验收及评定规程》（土建部分）（DL/T5210.1-2012）
2.5《电力建设安全工作规范》（DL.5009.1-2002）
2.6《地基与基础施工及验收规范》（GB50202-2002）
2.7《建筑工程施工及验收规范汇编》
2.8《大体积混凝土施工规范》GB 50496-2009
编制目的:本方案旨在为烟囱基础大体积混凝土施工提供较完整的技术指导，便于基础工程的质量控制，确保优质、快速、高效地完成大体积混凝土施工任务，并为业主、监理对工程的施工方法、质量控制、工程进度等各方面的详细了解提供依据。

三、施工准备
烟囱筏板基础采用C40商品混凝土，一次性浇筑混凝土量为1300m³，基础厚度为1.5-22m，为了有效控制基础筏板大体积混凝土浇筑过程中及浇筑后裂缝的产生和发展，必须从组成混凝土的各种材料选用、外加剂的选用，混凝土配合比、混凝土的加工运输到现场的浇筑等一系列过程进行控制，并采取其他技术措施，才能最大限度的减小混凝土的水化升温，延缓降温速率，减少混凝土收缩，提高混凝土的极限拉伸强度。以下为大体积混凝土浇筑的各项施工准备及采取的各项温差控制与调节措施。
1.原材料的要求
(1)水泥：优先选用低水化热矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，且水泥的的强度等级不得低于42.5MPa。
(2)砂：优先选用中砂或粗砂，为增加混凝土的抗裂性，含泥量严格控制在 2% 以内。
(3)石子：选用自然连续级配的卵石或碎石，粒径5～40mm，为增加混凝土的抗裂性含泥量严格控制在 1% 以内。
(4)水：采用饮用水。其水质必须符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63一2006）表3.1.1混凝土拌合用水水质要求：
项目
预应力混凝土
钢筋混凝土
素混凝土
PH值
≥5.0
≥4.5
≥4.5
不溶物（mg/g）
≤2000
≤2000
≤5000
可溶物（mg/g）
≤2000
≤5000
≤10000
CI-（mg/g）
≤500
≤1000
≤3500
SO4（mg/g）
≤600
≤2000
≤2700
(5)外加剂：砼外加剂的使用应根据国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2013)第2.2.2条规定：外加剂的掺量应按照供货单位推荐掺量、使用要求、 混凝土原材料等因素，通过试验确定。外加剂的质量应符合国标《混凝土外加剂》（GB8076-2008）的规定。
（6）掺合料：采用粒化高炉矿渣粉、粉煤灰，其质量指标应符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046-2008,《用于水泥和混凝土中粉煤灰》GB1596-2005规定。
2．主要工机具
(1)混凝土运输设备：
混凝土搅拌罐车8辆、混凝土泵车2台
(2)混凝土振捣设备：
插入式振捣棒6套、平板振动器4套。
(3)混凝土测温设备：
JDC-II型便携式电子测温仪器1套
四.施工工艺
1.工艺流程
混凝土配置→混凝土搅拌→混凝土浇筑→混凝土振捣→混凝土养护→混凝土测温
2.操作工艺
（1）大体积混凝土防裂措施：
a. 因大体积混凝土中水泥水化热不容易快速散失，蓄热于内部，使温度升高较快，容易产生由温度引起的裂缝。所以水泥选用中低热水泥，并掺加粉煤灰，掺加高效缓凝型减水剂，均可以延迟水化热释放速度，降低热峰值。
b.掺入适量混凝土膨胀剂，防止或减少混凝土收缩开裂，并使混凝土致密化，使混凝土抗裂性提高。在满足混凝土泵送的条件下，尽量选用粒径较大、级配良好的石子；尽量降低砂率，一般宜控制在42-45%之间。
c.利用混凝土60天的后期强度，适当减少水泥用量降低水化热。
d..控制混凝土的出机温度和浇筑温度，如果气温较高，还应对砂石进行保温，砂石料场设简易遮阳装置，必要时向骨料喷冷水，由于本工程基础浇筑在冬季所以要控制混凝土表面成型防止混凝土表面冻裂。
（2)大体积混凝土搅拌、运输操作工艺：
a.混凝土原材料要按配合比严格计量；装料顺序：石子→水泥→砂子；粉沫状的外加剂同水泥一并加入，液体状的外加剂与水同时加入。
b.混凝土自搅拌机卸出后应及时运送到浇筑地点；在运输过程中，要防止混凝土的“离析”，水泥浆流失、塌落度变化和产生初凝等现象。混凝土水平运输采用混凝土搅拌罐车，垂直运输采用混凝土泵车。
c.泵送混凝土必须保证混凝土泵能连续工作，如发生故障停歇时间超过45分钟或混凝土已出现“离析”现象，应立即用压力水或其它方法冲洗净管内残留的混凝土。
（3)大体积混凝土浇筑：
a.混凝土的浇筑方法采用全面分层法。根据环形基础的平面布置图，环形基础外圆半径16.95m、内圆半径8.15m，混凝土浇筑量1300m³，经与商品搅拌站沟通，结合现场班组的施工人员的按排，在该区域进行混凝土浇筑时布置两台汽车泵。
b.两台汽车泵安置在基坑两侧，在浇筑过程中做好相应的车辆指挥、安全通行、文明施工等的各项措施，直至浇筑完毕。
c.混凝土班浇筑人员按排，每台泵配8个人（1个放料，3个振捣，3个平整,1个看模），配备二个班组共32个人轮换作业，因本次混凝土浇筑在2月初，天气平均气温-5℃～6℃，夜间最低气温-7℃、白天最高气温8℃，昼夜温差大，混凝土体量大，大体积混凝土浇筑时劳动强度很大，另安排5人作为机动，在作业人员的按排上确保混凝土的连续浇筑。
（4)大体积混凝土振捣和泌水处理：
a.每浇筑一层混凝土都应及时均匀振捣，保证混凝土的密实性。 混凝土振捣采用赶浆法，以保证上下层混凝土接茬部位结合良好，防止漏振，确保混凝土密实。振捣棒的操作要做到“快插慢拔”，快插是为了防止先将表面混凝土振实，而与下面混凝土发生分层离析现象；慢拔是为了使混凝土能填满振动棒抽出时所造成的空洞。在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以便上下振动均匀。每一插点要掌握好振捣时间，过短不易振实，过长可能引起混凝土产生离析现象。振捣上一层时应插入下层约50毫米，以消除两层之间的接槎。一般每点振捣时间为20-30s，且隔20-30min后，进行第二次复振。并用长刮尺按测设出的地坪标高刮平，用铁板拍压，木抹搓平。
（5)大体积混凝土养护：
a. 混凝土养护
大体积混凝土养护采用塑料薄膜覆盖及无纺布的方法养护，覆盖厚度30mm；在混凝土成型后，先覆盖塑料薄膜和无纺布30小时后，用基础里循环出来的热水在基础表面蓄水养护。
（6)混凝土测温
a. 测温点布置
底板砼测温采用 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，在浇筑砼时，将绑好测温线的钢筋植入砼中，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200mm。每组测试点包括三个测温感应点，分别位于距筏板底50mm处，筏板中和距筏板表面50mm处。每个测温点在底板混凝土浇筑前插入Ф14的三级钢筋钢支架进行预埋，各传感器分别附着于Ф14钢支架上。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。
根据工程底板截面形状、厚度，在底板中心点、角点等代表性部位布设测温点，各测温点布置如图所示。

插图 01测温点布置详图

b.测温目的：
国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2011规定：对大体积混凝土的养护应根据气候条件采取温控措施，并按需要测定浇注后的混凝土表面和内部的温度，将温差控制在设计要求范围内，当设计无具体要求时，混凝土内外温差不超过25oC。
为了解基础大体积混凝土内部由于水化热引起的温度升降规律，掌握基础混凝土中心与表面、表面与大气温度间的温度变化情况，以便采取必要的措施,当温度差超过30 oC时应严防混凝土出现裂缝。当温度差低于20oC时，则可以取消混凝土表面的保护措施，以便进行后道工序施工。为此通过测温仪对本工程大体积混凝土进行测温变化的监测。
d．测温前准备工作
对浇筑人员提出保护测温点的注意事项。
浇捣前测出大气温度及入模混凝土温度并作好记录。
养护时测出各测温孔的温度值，并作好记录。
e.测温阶段的要求
自混凝土入模至浇捣完毕的3天期间内每隔二小时测温一次，以后每隔四小时测温一次，温度下降阶段和大气温度每8小时测一次。一般十～十四天后可停止测温，或温度梯度＜20oC时，可停止测温。
每测温一次，应记录、计算每个测温点的升降值及温差值。
当混凝土内外温度差超过22oC时，必须通知现场施工管理人员。当超过25℃时，现场施工方必须采取有效技术措施。
测温人员应坚守岗位，认真操作，加强责任心，并仔细作好记录。
五、大体积混凝土施工阶段温度应力与收缩应力的计算
1．大体积混凝土温度应力控制
（1）由于结构都处于散热条件下，故实际的最高温度一般都小于绝热温升。Th＝（mc＋k·F）Q/c·ρ
Th＝（378＋0.25·94）375/0.97·2400=64℃
式中 Th——混凝土最大绝热温升（℃）；
mc——混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3）；
F——混凝土活性掺合料用量（kg/m3）；
K——掺合料折减系数。粉煤灰取0.25~0.30；
Q——水泥28d水化热（kJ/kg）查表10-81；
不同品种、强度等级水泥的水化热
水泥品种
水泥强度等级
水化热Q（kJ/kg）
3d
7d
28d
硅酸盐水泥
42.5
314
354
375
32.5
250
271
334
矿渣水泥
32.5
180
256
334
c——混凝土比热、取0.97［kJ/（kg·K）］；
ρ——混凝土密度、取2400（kg/m3）；
（2）混凝土中心计算温度
T1（t）＝Tj＋Th·ξ（t） T1（3）＝5＋64×0.52=38℃
式中 T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；
Tj——混凝土浇筑温度（℃）；取5℃
ξ（t）——t龄期降温系数、查表10-83。
降温系数ξ 表10-83
浇筑层厚度(m)
龄期t（d）
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
1.0
0.36
0.29
0.17
0.09
0.05
0.03
0.01

1.25
0.42
0.31
0.19
0.11
0.07
0.04
0.03

1.50
0.49
0.46
0.38
0.29
0.21
0.15
0.12
0.08
0.05
0.04
2.50
0.65
0.62
0.57
0.48
0.38
0.29
0.23
0.19
0.16
0.15
3.00
0.68
0.67
0.63
0.57
0.45
0.36
0.30
0.25
0.21
0.19
4.00
0.74
0.73
0.72
0.65
0.55
0.46
0.37
0.30
0.25
0.24
浇筑厚度2米时降温系数ξ取：
3天0.52；6天0.5；12天0.38；18天0.23；30天0.12；
同理可得：T（6）=37℃、T（12）=29℃、T（18）=20℃、T（30）=13℃
（3）各龄期混凝土表层温度
T2（t）＝Tq＋4·h'（H－h'）[T1（t）－Tq]/H2
T2（3）＝10＋4×0.62×（3.24－0.62）×（58－10）/3.242=57℃
式中 T2（t）——混凝土表面温度（℃）；
Tq——施工期大气平均温度（℃）；取10℃
h'——混凝土虚厚度（m）；H——混凝土计算厚度（m）；
T1（t）——混凝土中心温度（℃）。
同理可得：T2（6）=52℃ T2（12）=48℃ T2（18）=42℃ T2（30）=38℃
a、混凝土计算厚度：H＝h＋2h' H＝2＋2×0.62=3.24m
式中 H——混凝土计算厚度（m）；h——混凝土实际厚度（m）。
b、混凝土虚厚度：h'＝k·λ/β h'＝2/3×2.33/2.5=0.62m
式中 h'——混凝土虚厚度（m）；k——折减系数，取2/3；
λ——混凝土导热系数，取2.33[W/（m·K）]。
c、混凝土表面模板及保温层的传热系数
β＝1/[Σδi/λi＋1/βq]
β＝1/[Σ0.05/0.14＋1/23]=2.50 W/（m2·K）
式中 β——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/（m2·K）]；
δi——各保温材料厚度（m）；草袋 0.05m
λi——各保温材料导热系数[W/（m·K）]；草袋0.14
βq——空气层的传热系数，取23[W/（m2·K）]。
经验算各龄期的混凝土内部温度与表面温度、表面温度与大气平均温度的温差控制在25℃以内。
2．大体积混凝土应力控制
（1）各龄期的混凝土的内最大应力
大体积结构贯穿性或深进的裂缝，主要是由平均降温差和收缩差引起的大温度收缩应力造成的。混凝土因外约束引起的温度收缩应力，按以下公式计算
σ(t)=-（E（t）·а·△T）/（1- μ）·S(t)·R
E（t）——各龄期混凝土弹性模量
△T——混凝土的最大综合温差（℃） 取：△T=35℃
S（t）——考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3-0.5
R——混凝土的外约束系数，当为岩石地基时，R=1；当为可滑动的地层时，R=0；一般地基取0.25-0.50
μ——混凝土的泊松比 取0.15
松弛系数S（t）
龄期t（d）
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
S（t）
0.57
0.52
0.48
0.44
0.41
0.386
0.368
0.352
0.339
0.327
（2）各龄期混凝土弹性模量
E（t）=Ec（1-e）
Ec——混凝土的最终弹性模量（N/mm2），近似取28d的弹性模量。
混凝土常用数据
强度等级
弹性模量E
（×104N/mm2）
强度标准值（N/mm2）
强度设计值（N/mm2）
轴心抗压fck
抗拉ftk
轴心抗压fc
抗拉ft
C7.5
1.45
5
0.75
3.7
0.55
C10
1.75
6.7
0.90
5
0.65
C15
2.20
10
1.20
7.5
0.90
C20
2.55
13.5
1.50
10
1.10
C25
2.80
17
1.75
12.5
1.30
C30
3.00
20
2.00
15
1.50
C35
3.15
23.5
2.25
17.5
1.65
C40
3.25
27
2.45
19.5
1.80
C45
3.35
29.5
2.60
21.5
1.90
C50
3.45
32
2.75
23.5
2.00
C55
3.55
34
2.85
25
2.10
C60
3.60
36
2.95
26.5
2.20
E（3）=3.25*104（1-2.718）=0.78*10 N/mm2
同理可得：
E（6）=1.37*10 N/mm2 E（12）=2.15*10 N/mm2
E（18）=2.6*10 N/mm2 E（30）=3.03*10 N/mm2
σ（3）=（0.78*10*1.0*10*35）/（1-0.15）*0.57*0.5=0.915n/mm2
同理可得：σ（6）=1.47 n/mm2 ；σ（12）=1.95n/mm2 ；
σ（18）=2.07 n/mm2 ；σ（30）=2.04 n/mm2
C40大体积混凝土基础28d混凝土抗拉强度ft为2.45 n/mm2，均大于各阶段龄期的混凝土抗拉强度。所以，满足混凝土抗裂要求。
3．养护材料厚度计算
δ＝0.5h·λx（T2－Tq）Kb/λ（Tmax－T2）
式中 δ——保温材料厚度（m）；
λx——所选保温材料导热系数[W/（m·K）]
几种保温材料导热系数
材料名称
密度（kg/m3）
导热系数λ［W/（m·K）］
材料名称
密度（kg/m3）
导热系数λ［W/（m·K）］
建筑钢材
7800
58
矿棉、岩棉
110~200
0.031~0.06
钢筋混凝土
2400
2.33
沥青矿棉毡
100~160
0.033~0.052
水

0.58
泡沫塑料
20~50
0.035~0.047
木模板
500~700
0.23
膨胀珍珠岩
40~300
0.019~0.065
木屑

0.17
油毡

0.05
草袋
150
0.14
膨胀聚苯板
15~25
0.042
沥青蛭石板
350~400
0.081~0.105
空气

0.03
膨胀蛭石
80~200
0.047~0.07
泡沫混凝土

0.10
T2——混凝土表面温度（℃）；
Tq——施工期大气平均温度（℃）；取5℃
λ——混凝土导热系数，取2.33W/（m·K）；
Tmax——计算得混凝土最高温度（℃）；
计算时可取T2－Tq＝5℃ Tmax＝T2＝5℃
Kb——传热系数修正值，取1.3~2.0，
传热系数修正值

保温层种类
K1
K2
1
纯粹由容易透风的材料组成（如：草袋、稻草板、锯末、砂子）
2.6
3.0
2
由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料
2.0
2.3
3
在易透风保温材料上铺一层不易透风材料
1.6
1.9
4
在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料
1.3
1.5
5
纯粹由不易透风材料组成（如：油布、帆布、棉麻毡、胶合板）
1.3
1.5
注：1．K1值为一般刮风情况（风速＜4m/s，结构位置＞25m）；
2．K2值为刮大风情况。
采用一层塑料膜与一层帆布
δ＝0.5h·λx（T2－Tq）Kb/λ（Tmax－T2）
H=2m ；λx =0.14； T2 =10℃；Tq =50c；
Kb =1.5；λ=2.33 W/（m·K）；Tmax =64℃；
δ=0.5×2×0.14×（10-5）×1.5÷2.33×（57-10）
δ=22mm
验算采用一层塑料膜与一层帆布,即可满足要求。
六．混凝土浇筑的质量标准
1．混凝土表面平整，无露筋，蜂窝和麻面现象。
2．混凝土试块在标准条件下养护60d的抗压强度符合设计要求。
3．混凝土浇筑质量记录齐全：塌落度检查记录、混凝土试块试验报告、测温记录、混凝土施工日记。
4．允许偏差
项次
项目
允许偏差（mm）
1
轴线位移
15
2
截面尺寸
+5 -10
3
标高
±20
4
表面平整度
8
5
预留洞中心线位置偏移
15
七．混凝土浇筑应急措施
混凝土施工过程中，停电、停水以及混凝土运输力量不足等其他意外事件的应急措施：
1、如有停电，我方已准备一台350kw的柴油发电机进行发电保证施工照明和振捣工作。
2、我方将准备好一辆水车并已加满水在工地准备待用，如有停水情况出现马上启动，保证施工用水。同时已和甲方协商以准备好第二条供水管道。

管理人员和测温人员值班表:
卢乐正
总 值 班
彭钰
安全值班
陈汉顺
施工值班
卢乐正
质量和测温
李成
测 温

八、质量管理体系
8.1 质量标准
底板结构允许偏差（mm）：
序号
名 称
单位
尺寸
1
轴线
mm
15
2
标高
mm
±10
3
表面平整
mm
8/2 m
4
预埋件中心
mm
10
检验方法： 尺量检查。

8.2 保证措施
（1）落实施工技术保证措施、施工技术交底、安全交底，严格执行有关规定。
（2）合理调度搅拌输送车送料时间，逐车测量混凝土的坍落度。
（3）严格控制每次下料的高度和厚度，保证分层厚度≯500mm。
振捣方法要求正确，不得漏振和过振。可采用二次振捣法，以减少表面气泡，即第一次在混凝土浇筑时振捣，第二次待混凝土静置一段时间再振捣，而顶层一般在0.5h后进行第二次振捣。
（4）严格控制振捣时间和振捣棒插入下一层混凝土的深度，保证深度在50～100mm，振捣时间以混凝土翻浆不再下沉和表面无气泡泛起为止。
（5）浇筑混凝土过程中，为了防止钢筋位置的偏移，在人员主要通道处的底板钢筋上铺设脚手板，操作工人站立在脚手板上，避免踩踏板的钢筋，不碰动插筋。
（6）在混凝土浇筑完毕后，要派工人及时清理现场，做到工完场清。混凝土强度到达1.2N/mm2之前不准上人

9、安全文明施工及成品保护措施
9.1 成品保护措施
（1）混凝土浇筑震动棒不准触及测温线和线头。
（2）测温线应妥为维护，防止损坏。
（3）混凝土强度到达1.2N/㎜2之前不准踩踏。

9.2 安全措施
（1）在浇筑混凝土之前一个星期内，动力部认真检查，识别危险源，并及时整改。
（2）现场设置足够的照明。
（3）进入基坑内的马道应牢固，稳定具有足够的承载力。
（4）振动器操作人员应穿戴绝缘靴和绝缘手套。

十．烟囱大体积砼施工计划
附图一 混凝土浇筑计划

附图二、测温孔平面布置图

附图三、混凝土浇筑顺序及泵车布置示意图