筏板基础工程施工组织设计方案

一、工程概况 本项目由地下三层、地上二十七层组成，商业综合体建筑，总建筑面积113207m2。地下室基础底板由主楼筏板（H=2000mm）及裙楼筏板（H=700mm）组成，面积14923m2。裙楼筏板混凝土量为9600m3，主楼筏板基础混凝土量7570多m3（其中3区3670m3，8区3900m3），属大体积混凝土底板。 二、循环水降温的慨念 混凝土浇筑后，水泥在水化过程中，前13天释放出的热量是总热量的一半。大体积混凝土底板施工时，为控制混凝土里表温差，一般是采用表面覆盖的方法来提高混凝土表面温度。当混凝土底板厚度更厚，混凝土强度及入模温度更高，采用表面覆盖的办法提高表面温度有限，里表温差不能控制在设计围时，就必须采取其它措施来降低混凝土硬化过程中的部温度。采用“预埋冷却管”通过水循环冷却，强制降低部混凝土水化温度的方法目前运用较多。“预埋冷却管”原理是通过高压水泵将温度较低的水注入预埋在混凝土中的冷却水管中，混凝土部水化热通过钢管热交换导入水中，再通过水的循环使混凝土中心温度降温，从而达到降低混凝土里表温差的目的。 三、采用循环水降温技术的原因 1、环境因素：此次底板浇筑施工正直78月夏季高温期（白天平均温度35度以上），地表温度高达近50。混凝土浇筑后，由于水泥水化热导致混凝土部温升较高热量不易散出，加之高温季节温度更是不易降下来。而混凝土面层为了防止水分蒸发过快进行浇水养护，所以相对部散热较快，形成外温差。依据GB 50496-2009 大体积混凝土施工规要求，大体积混凝土外温差不大于25，超过这个温度会使混凝土部产生的压应力，而表面产生的拉应力值增大，而此时混凝土的龄期很短抗拉强度较低。因此，混凝土在部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用下，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，升温阶段混凝土的外温差已大于25，必须采取防止混凝土裂缝的措施。 2、底板大体积混凝土温度裂缝控制计算： 以3区为例， 基础底板长59.65m，宽35.9m，厚2.00m，采用C30P8，配筋率为0.8192%，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190/m3，采用一次性浇筑不留施工缝，混凝土的浇筑时间在78月，月份高温气温平均为33。（1）、混凝土的最大绝热温升最大绝热温升 Th= mcQ/c(1-e-mt)=213461/0.972400(1-e-mt)=100037/2328(1-2.718-0.4063)=59.9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），mc=186+27; Q水泥28d水化热（kJ/kg），查表 Q=461； c混凝土比热、取0.97kJ/(kggK)； 混凝土密度、取2400（kg/m3）； e为常数，取2.718； t混凝土的龄期（d），取t3d; m系数、随浇筑温度而改变。查表m0.406。 系数m 故最大绝热温升值Th=59.9（2）、混凝土中心计算温度T1(t)=Tj+Th(t)=40+59.90.65=78.9式中 T1(t)t龄期混凝土中心计算温度（），因3d为混凝土浇筑后的最大温升，故取龄期为3d。； Tj混凝土浇筑温度（），Tj=40；(t)t龄期降温系数，（3）、混凝土表层（表面下50100mm处）温度 保温材料厚度，选用1层塑料薄膜+1层岩棉+2层麻袋覆盖。=0.5hgx(T2-Tq)Kb/(Tmax-T2)取T2-Tq=20Tmax-T2=19.8=0.5h0.04 (T2-Tq)1.6/2.33(Tmax-T2)=0.520.04201.6/2.3319.8=28mm式中 保温材料厚度（mm），30mm; h混凝土底板实际浇筑厚度，h2m； x所选保温材料导热系数W/(mgk)，查表 x0.04T2混凝土表面温度（）；T240Tq施工期大气最低温度（），Tq20；混凝土导热系数，取2.33W/(mgk)；Tmax计算得混凝土最高温度（）；Tmax59.9计算时可取取 T2-Tq=20Tmax-T2=19.8Kb传热修正系值，取1.32.0，查表取Kb1.6（4）、混凝土表面的传热系数=1/(i/i+1/q)=1/0.05/(0.04+0.14)+1/23=3.11式中 混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/(mgk)； i 各保温层厚度（m），i0.04m； i各保温材料的导热系数W/(mgk)，i0.04； q空气层的传热系数，取23W/(mgk).（5）、混凝土虚厚度h=K/ =2/32.33/3.11=0.50m式中 h混凝土虚厚度（m）; k折减系数，取2/3; 混凝土导热系数，取2.33W/(mgk).（6）、混凝土计算厚度 H=h+2h =2+0.502=3.0式中 H混凝土计算厚度(m); h混凝土实际厚度(m)。（7）、混凝土表层温度T2(t)=Tq+2hg(H-h)T1(t)- Tq/H2=20+20.5(3-0.5)78.9-20/32=36.3式中 T2(t)混凝土表面温度（）； Tq施工期大气最低温度（），Tq20；（？） 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（）。故： T1(t)- T2(t)=78.9-36.3 =42.625，不符合规要求，必须采取措施降低中心温度。 3、本工程2m厚底板一次性浇筑，混凝土施工后采用1层塑料薄膜+1层岩棉+2层麻袋覆盖养护施工方法，混凝土底板中心温度和表层温度之差为42.6，大于25，不符合大体积混凝土施工规要求，必须采取措施降低中心温度。 四、本项目循环水技术的运用 1、施工准备阶段： 1）针对本工程大体积混凝土的特点编制详细的循环水降温专项方案，并对方案的可操作性进行分析。现场循环冷却水管均分三层布设，其垂直间距500mm。每层管的铺设面积均在70%以上，每层分别设置一个进水口和一个出水口。管径选用DN40的焊接钢管，螺纹连接。根据水管铺设的长度计算出三区的总换热面积为640.8m2 。 2）为随时掌握混凝土部的温度，对浇筑的混凝土进行了温度监测。 3区基础底板测温点布置 （1）测温点布置：按每隔10m左右布点，布置28个测温点。 （2）测温仪器采用采用电子测温仪。 （3）配备专职测温人员，按三班考虑，对测温人员进行培训及安全交底。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，换班时要进行交接。 （4）测温工作应连续进行，温度上升阶段，每3h测一次，温度下降阶段每6h测一次，7天后6h测一次。同时应测大气温度。 （5）裂缝观察：现场技术人员定期进行混凝土的裂缝观察，裂缝观察也采用先频后疏的原则，覆盖养护后，每天观察不少于四次，5天后每天观察不少于2次，直至撤除保温层。 （6）测温记录第1天第7天 每3小时测温一次；第8天第14天 每6小时侧温一次 3）严格检查材料、设备准备情况。对到场材料进行取样送检，设备进行检查。待材料、设备检测合格后方可使用。如DN40的循环水钢管、连接的管件、支撑的钢筋、测温仪、电线等材料设备。 （1）由专业水工班组进行加工安装，同时对安装人员做好技术交底工作。 （2）加强循环冷却水管安装质量控制，对其管口接头部位，支撑进行重点检查。 （3）循环冷却水管安装完后进行0.4MPa的水压试验和通水测试，检查渗漏情况，确保水管的畅通，无泄漏。 （4）为有效的监测循环水温和水流速、流量，分别在冷却管入口处及冷却处安装水温表、流速表进行降温观测。（5）现场预埋电子测温设备，检查电子测温设备预埋数量和间距。同时，对测温设备统一编号。 （6）应急物资准备，落实应急物料（a、现场单独配备一台15KW发电机组，确保循环水泵正常工作；b、备用水源的准备情况；c、配备增压泵，在水泵压力不足时进行增压，从而保证循环水流速、流量） 2、施工阶段: 1）控制大体积混凝土浇筑方法、浇筑顺序，确保混凝土浇筑质量。 2）在浇筑完成12小时后立即开启循环水进行冷却降温。 3）测温工作要连续进行，温度上升阶段，每3小时测一次，温度下降阶段每6小时测一次，7天后6小时测一次。 4）监测大气温度，入水温度、出水温度、水流量、流速并做好记录，并对记录数据进行比对、分析。若外温度大于25时，应及时报告，以便采取措施。可以在循环水拌和冰水和混凝土表面加强覆盖，以尽快降低外温差。 3、施工后期的监控 1）混凝土浇筑完成后及时在混凝土表面进行覆盖，一层塑料薄膜，一层岩棉、二层麻袋覆盖养护。同时不间断湿水进行养护（用循环水管流出的热水）。 2）裂缝观察，定期进行混凝土的裂缝观察，裂缝观察也采用先频后疏的原则，覆盖养护后，每天观察不少于四次，五天后每天观察不少于2次，直至撤除保温层，并将观察情况如实记录。 五、结论与建议 1）本项目循环水管采用DN40钢管螺纹连接，其循环水源采用深水降水井中水源，水温恒温20度。抽水深水泵型号YQS200，功率4KW，扬程40M，排量20m3/h。 2）在78月份高温季节进行大体积混凝土的浇筑时，采用循环水方式进行降温可以有效控制混凝土表温差，起到在短时间迅速降温的效果。 3）大体积混凝土预测温度与工程实际吻合，满足工程需要。 4）辅助计算机测温系统随时监测混凝土部点处温度变化，循环水降温系统能有效控制混凝土温度变化，混凝土温度变化符合规要求。 5）经过5个月的观测混凝土基础无裂缝。 6）大体积混凝土施工的温度裂缝控制应采用双控制即温度、压力控制，本工程大体积混凝土基础中钢筋密集从而增加了混凝土抗拉抗压性能。 7）建议在炎热夏季浇筑大体积混凝土施工时易采用预埋冷却管进行循环水 降温措施，能在有效的时间里降低混凝土外温差。既保证质量又能节约时间进行下道工序施工。