大體積混凝土施工和后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工培訓(xùn)講義

1、混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工混凝土的分類： 1、按材料性能：普通混凝土 特殊混凝土 特殊混凝土：膨脹、耐堿、耐酸、耐油、耐熱、耐磨、耐火、防輻射混凝土等。 2、按重量：普通混凝土 輕骨料混凝土 重晶石混凝土。 3、按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：普通混凝土 預(yù)應(yīng)力混凝土 素混凝土 4、按施工要求：普通混凝土（坍落度122cm) 干硬性混凝土（坍落度1cm） 大流態(tài)混凝土（坍落度22cm） 大體積混凝土 （超高）泵送混凝土 型鋼混凝土 鋼管混凝土 自密實(shí)混凝土 清水混凝土等。2.3.1 大體積混凝土施工2.3.3 后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工2.3.1 大體積混凝土施工 大體積混凝土 （Mass concrete）？

2、大體積混凝土施工規(guī)范GB50496-2009 ： 混凝土實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m，或預(yù)計(jì)混凝土中膠凝材料水化放熱引起溫度變化而導(dǎo)致產(chǎn)生有害裂縫的混凝土，稱之為大體積混凝土。混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范GB50666-2011： 8.7 大體積混凝土裂縫控制8.7.1 大體積混凝土宜采用后期強(qiáng)度作為配合比、強(qiáng)度評(píng)定的依據(jù)?；A(chǔ)混凝土可采用齡期為60d（56d）、90d的強(qiáng)度等級(jí)；柱、墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于C80時(shí)，可采用齡期為60d（56d）的強(qiáng)度等級(jí)。采用混凝土后期強(qiáng)度應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。8.7.2 大體積混凝土施工配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合本規(guī)范第7.3.7條的規(guī)定，并應(yīng)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。 材料： 粗骨料：碎

3、石 卵石碎石 細(xì)骨料：黃沙 石粉 礦物摻和料: 粉煤灰 礦渣粉 沸石粉 硅粉等 外加劑: 減水劑 緩凝劑 保塑劑 復(fù)合外加劑 減水劑 ：磺酸系 奈系 聚羧酸系 水 其他（膨脹劑 聚炳烯纖維 鋼纖維等） 配合比設(shè)計(jì)的主要目的：在保證設(shè)計(jì)要求及混凝土拌合物工作 性的前提下： 減水泥 減水8.7.3 大體積混凝土施工時(shí)，應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行溫度控制，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 混凝土入膜溫度不宜大于30，混凝土澆筑體最大溫升值不宜大于50。 2 在覆蓋養(yǎng)護(hù)或帶膜養(yǎng)護(hù)階段，混凝土澆筑體表面以內(nèi)40mm.100mm位置處的溫度與混凝土澆筑體表面溫度差值不 應(yīng)大于25；結(jié)束覆蓋養(yǎng)護(hù)或拆模后，混凝土澆筑體表面以內(nèi)40

4、mm100mm位置處的溫度與環(huán)境溫度差值不應(yīng)大于25。 3 混凝土澆筑體內(nèi)部相鄰兩測(cè)溫點(diǎn)的溫度差值不應(yīng)大于25。 4 混凝土降溫速度不宜大于2.0/d；當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)，降溫速率要求可適當(dāng)放寬。8.7.4 基礎(chǔ)大體積混凝土測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 宜選擇具有代表性的兩個(gè)交叉豎向剖面進(jìn)行測(cè)溫，豎向剖面交叉位置宜通過基礎(chǔ)中部區(qū)域。 2 每個(gè)豎向剖面的周邊以及內(nèi)部位應(yīng)設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)，兩個(gè)豎向剖面交叉處應(yīng)設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)；混凝土澆筑體表面測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在保溫覆蓋層底部或模版內(nèi)側(cè)表面，并應(yīng)與兩個(gè)剖面上的周邊測(cè)溫點(diǎn)位置及數(shù)量對(duì)應(yīng)；環(huán)境測(cè)溫點(diǎn)不應(yīng)小于2處。 3 每個(gè)剖面的周邊測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在混凝土澆筑體表面以內(nèi)40m

5、m100mm位置處，每個(gè)剖面的測(cè)溫點(diǎn)宜豎向、橫向?qū)R；每個(gè)剖面豎向設(shè)置的測(cè)溫點(diǎn)不應(yīng)少于3處，間距不應(yīng)小于0.4m且不宜大于1.0m；每個(gè)剖面橫向設(shè)置的測(cè)溫點(diǎn)不應(yīng)少于4處，間距不應(yīng)小于0.4m且不大于10m。 4 對(duì)基礎(chǔ)厚度不大于1.6m，裂縫控制技術(shù)措施完善的工程，可不進(jìn)行測(cè)溫。8.7.5 柱、墻、梁大體積混凝土測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 柱、墻、梁結(jié)構(gòu)實(shí)體最小尺寸大于2m，且混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C60時(shí)，應(yīng)進(jìn)行測(cè)溫。 2 宜選擇沿構(gòu)件縱向的兩個(gè)橫向剖面進(jìn)行測(cè)溫，每個(gè)橫向剖面的周邊及中部區(qū)域應(yīng)設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)；混凝土澆筑體表面測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在模板內(nèi)側(cè)表面，并應(yīng)與兩個(gè)剖面上的周邊測(cè)溫點(diǎn)位置及數(shù)量對(duì)應(yīng)

6、；環(huán)境測(cè)溫點(diǎn)不應(yīng)少于1處。 3 每個(gè)橫向剖面的周邊測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在混凝土澆筑體表面以內(nèi)40mm100mm位置處；每個(gè)橫向剖面的測(cè)溫點(diǎn)宜對(duì)齊；每個(gè)剖面的測(cè)溫點(diǎn)不應(yīng)少于2處，間距不應(yīng)小于0.4m且不宜大于1.0m。 4 可根據(jù)第一次測(cè)溫結(jié)果，完善溫差控制技術(shù)措施，后續(xù)施工可不進(jìn)行測(cè)溫。8.7.6 大體積混凝土測(cè)溫應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 宜根據(jù)每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)被混凝土初次覆蓋時(shí)的溫度確定各測(cè)溫點(diǎn)部位混凝土的入模溫度； 2 澆筑體周邊表面以內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)、澆筑體表面測(cè)溫點(diǎn)、環(huán)境測(cè)溫點(diǎn)的測(cè)溫，應(yīng)與混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)過程同步進(jìn)行； 3 應(yīng)按測(cè)溫頻率要求及時(shí)提供測(cè)溫報(bào)告，測(cè)溫報(bào)告應(yīng)包含各測(cè)溫點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)、溫差數(shù)據(jù)、代表點(diǎn)位的

7、溫度變化曲線、溫度變化趨勢(shì)分析等內(nèi)容； 4 混凝土澆筑體表面以內(nèi)40mm100mm位置的溫度與環(huán)境溫度的差值小于20時(shí)，可停止降溫。 8.7.7 大體積混凝土測(cè)溫頻率應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 第一天至第四天，每4h不應(yīng)少于一次； 2 第五天至第七天，每8h不應(yīng)少于一次； 3 第七天至測(cè)溫結(jié)束，每12h不應(yīng)少于一次。 （1）工程概況 上海國(guó)金中心綜合體工程位于上海市陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)X2地塊。 工程占地面積約6.4萬平方米， 基坑面積為5.2萬平方米， 建筑面積約60萬平方米。上海國(guó)金中心基礎(chǔ)混凝土施工 基坑分為3個(gè)區(qū)（1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)）進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。施工順序依次為2區(qū)、1區(qū)、3區(qū)。 2區(qū)基坑平面尺寸

8、為135m79.2m,開挖深度為21.7m，塔樓底板厚度3.5m （ C45、P8)，裙房底板厚度1.4m（C35、P12 )，混凝土總方量22500m3。b. 混凝土供料方案 a）混凝土配合比設(shè)計(jì) C35、P12（kg/m3）配合比（kg/m3）材料名稱和種類水水泥砂石子礦粉外摻料外加劑自來水42.5普中砂525S95級(jí)粉煤灰ZX300C35、P12混凝土1701908101050100803.48C45、P8混凝土1702257601045120804.14b）供料安排 i. 澆筑時(shí)間安排 2區(qū)基礎(chǔ)底板混凝土澆搗時(shí)間計(jì)劃60h內(nèi)完成。 ii. 生產(chǎn)安排 供應(yīng)安排550600m3/h混凝土（

9、攪拌站按1.11.3倍的泵送量安排生產(chǎn)量）。iii. 設(shè)備配備 攪拌車配備充足，總數(shù)為190輛。 泵車共安排11臺(tái)6臺(tái)為固定泵、1輛36m澆筑半徑的汽車泵、4輛48m澆筑半徑的汽車泵； 備用泵：固定式1臺(tái)、48m汽車式備用泵1臺(tái)。c） 生產(chǎn)供應(yīng)保證措施 i組織保證措施 領(lǐng)導(dǎo)班子、各級(jí)職能部門，各生產(chǎn)班組認(rèn)真做好本崗位的準(zhǔn)備工作； 參于單位要聽從現(xiàn)場(chǎng)總值班的統(tǒng)一指揮和調(diào)度。ii質(zhì)量保證措施 生產(chǎn)前檢查，務(wù)使整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)處于完好狀態(tài)。 嚴(yán)格把好原材料質(zhì)量關(guān)。 外加劑儲(chǔ)存池必須標(biāo)明品種，嚴(yán)防混用。iii混凝土施工控制 攪拌站主任工程師或技術(shù)負(fù)責(zé)人確認(rèn)混凝土配合比。 現(xiàn)場(chǎng)按規(guī)定批量檢測(cè)坍落度。 混凝土

10、抗壓強(qiáng)度試塊組數(shù)按每200m3 制作1組，并按要求制作混凝土抗?jié)B試塊。 及時(shí)掌握氣溫變化情況，遇突變等情況及時(shí)采取應(yīng)急措施。 做好砂、石材料堆場(chǎng)的清理工作，防止積水影響。c. 大體積混凝土澆筑施工 i. 混凝土泵車平面布置及說明 2區(qū)底板共澆搗方量為22500m3，采用11臺(tái)泵車共同澆搗，其中固定泵6臺(tái)，汽車泵5臺(tái)，預(yù)計(jì)澆搗60h，平均每小時(shí)每臺(tái)泵澆搗35m3。 ii. 混凝土澆搗質(zhì)量控制 大體積混凝土澆筑采用由南向北； 采用“分段定點(diǎn)、一個(gè)坡度、薄層澆筑、循序漸進(jìn)、一次到頂”的澆搗方法。 每臺(tái)混凝土泵車承擔(dān)澆筑寬度為8m左右； 每臺(tái)泵車供應(yīng)的混凝土澆筑范圍內(nèi)配置46根50、70振動(dòng)棒進(jìn)行振搗

11、； 每臺(tái)泵車澆搗平均速度不少于30m3/h，控制混凝土供應(yīng)速度大于初凝速度，確?；炷猎谛泵嫣幉怀霈F(xiàn)冷縫。 振動(dòng)棒的插入間距不大于600mm，避免出現(xiàn)夾心層及施工冷縫； 混凝土澆搗時(shí)依靠混凝土的流動(dòng)性，形成大斜面分層下料，分層振搗； 每層厚度為500mm左右，在每層的前、中、后部由3組人員分別進(jìn)行振搗。 混凝土表面處理做到“三壓三平” 首先，按面標(biāo)高壓實(shí)，并用長(zhǎng)刮尺刮平； 其次，初凝前用鐵滾筒數(shù)遍碾壓、滾平； 最后，在終凝前用木蟹打磨壓實(shí)、整平，以閉合混凝土表面收縮的微裂縫。 由于主樓底板與裙房底不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)板（主樓為C45、P8、裙房為C35、P12），的處理 采取措施處理好兩區(qū)域交界

12、處混凝土澆搗。 攪拌車上及泵車上須貼上醒目標(biāo)識(shí)，以便“對(duì)號(hào)入座”。 當(dāng)混凝土退澆至分界線后，泵車只打高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土（C45、P8），在高低承臺(tái)交接處，用鋼絲網(wǎng)隔開，作為兩種不同強(qiáng)度混凝土的交界線。 d. 試塊制作、測(cè)溫及養(yǎng)護(hù) a）試塊制作 試塊制作時(shí)需盡量分散、均勻制作； 按比例制作不同泵站、不同強(qiáng)度等級(jí)的試塊，以使試塊具有代表性。 b）混凝土養(yǎng)護(hù)及溫度監(jiān)測(cè) i. 混凝土養(yǎng)護(hù) 采取蓄熱保濕養(yǎng)護(hù)法 表面覆蓋塑料薄膜一層，上再蓋一層麻袋或草包； 再覆蓋一層塑料薄膜，最后再覆蓋一層麻袋或草包。 ii. 混凝土測(cè)溫 i）混凝土測(cè)溫布置 根據(jù)對(duì)稱原理，在混凝土內(nèi)部設(shè)置44個(gè)了測(cè)點(diǎn)，另設(shè)薄膜溫度測(cè)點(diǎn)1

13、個(gè)及大氣溫度測(cè)點(diǎn)和室內(nèi)溫度測(cè)點(diǎn)各1個(gè)，共計(jì)47個(gè)測(cè)點(diǎn)。 測(cè)溫設(shè)備采用大體積混凝土LTM-8303多點(diǎn)溫度微機(jī)測(cè)量系統(tǒng)。ii）測(cè)溫時(shí)間規(guī)定 自混凝土澆搗開始，多點(diǎn)溫度微機(jī)測(cè)量系統(tǒng)將進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試。測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)每小時(shí)儲(chǔ)存一次。 每天在09:30與15:30向相關(guān)單位分別提交實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)。 iii） 異常情況處理 混凝土內(nèi)表溫差大于25 對(duì)已澆筑的混凝土加強(qiáng)蓄熱保溫措施； 對(duì)尚未澆筑完成的混凝土，應(yīng)調(diào)整澆筑速度，改善澆筑順序及澆筑方法。 寒流降溫 澆搗階段遇寒流降溫，現(xiàn)場(chǎng)溫度低于-5時(shí) 調(diào)整配合比；必要時(shí)應(yīng)添加防凍劑； 加快草包覆蓋的時(shí)間； 增設(shè)小太陽(yáng)燈進(jìn)行加熱。2.3.3 后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工2.3.3

14、.2 高層建筑轉(zhuǎn)換層預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的施工 1、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn) 跨度和承受的豎向荷載均大： 轉(zhuǎn)換梁截面尺寸大，截面高度為跨度1/31/5，常用截面高度為1.64.0m，最大達(dá)8m左右。 轉(zhuǎn)換厚板厚度約為柱距的1/41/6，通常轉(zhuǎn)換厚板的厚度可達(dá)2.02.8m。 施工難度大： 模版、鋼筋、混凝土施工過程復(fù)雜，連續(xù)施工強(qiáng)度大。 需解決的問題 1合理的模板支撐方案，進(jìn)行模板支撐體系的設(shè)計(jì)。 2 模板支撐系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換梁（板）及其下部樓板施工階段的承載力驗(yàn)算。 3 防止新澆混凝土的溫度裂縫。 4 鋼筋骨架高度大，應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定。 5 預(yù)應(yīng)力混凝土的轉(zhuǎn)換層要合理選擇預(yù)應(yīng)力的張拉技術(shù)。 高層建

15、筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工方案直接影響施工階段結(jié)構(gòu)的安全、工程質(zhì)量和施工成本。2、轉(zhuǎn)換層的模板支撐系統(tǒng) （1）多層排架支模法 （2）工具柱加桁架式支模法 （3）大型桁架支模法 （4）分層澆筑法 （5）結(jié)構(gòu)加強(qiáng)法 分層澆筑法分23層澆筑成型。 轉(zhuǎn)換梁、板下的鋼管排架支撐的荷載減小； 有利于大體積混凝土水化熱散發(fā)，有利溫度裂縫控制； 先后澆筑的疊合面需做好抗剪構(gòu)造； 大面積施工縫的處理，保證長(zhǎng)期荷載作用下承載力不受影響。 疊合澆筑要做好分層澆筑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的施工階段的承載力驗(yàn)算。 結(jié)構(gòu)加強(qiáng)法 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 樓板分擔(dān)法 組合結(jié)構(gòu)法預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換層混凝土結(jié)構(gòu): 采用預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性顯然可見， 這也是目前高

16、層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的方法之一，它是一種直接減荷法。樓板分擔(dān)法: 將轉(zhuǎn)換梁、板的混凝土自重和施工荷載通過支撐系統(tǒng)由轉(zhuǎn)換層下的若干層樓板共同承擔(dān)。 支承樓板的數(shù)量及樓板的加強(qiáng)宜由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行計(jì)算分析。荷載分擔(dān)法 常規(guī)排架支模，荷載轉(zhuǎn)向下層樓板，各層樓板分擔(dān)荷載； 采用梁下斜向支撐將荷載轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)柱，以柱為主分擔(dān)荷載； “大型桁架支模法”，將荷載轉(zhuǎn)向樓板和柱，由下層板和結(jié)構(gòu)柱共同分擔(dān)荷載。組合結(jié)構(gòu)法 組合結(jié)構(gòu)法可在轉(zhuǎn)換梁中埋設(shè)型鋼或鋼桁架，還可將型鋼或鋼桁架與模板連為一體，以承受全部轉(zhuǎn)換層自重及施工荷載，該方法對(duì)轉(zhuǎn)換梁跨度大、層高大的情況尤為適用。 可將轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)成鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。3、

17、預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換層施工實(shí)例 日本I.B.M.大樓轉(zhuǎn)換大梁施工 a）工程概況 日本I.B.M.大樓由三個(gè)芯筒組成“V”形的平面，其中一個(gè)芯筒至18層為止，其余兩個(gè)芯筒及其間的樓層直至建筑頂層。 相當(dāng)1822層的高度部分沒有樓層，形成一個(gè)大的矩形孔洞，其上需承受2441層的上部結(jié)構(gòu)荷載。設(shè)計(jì)在24層采用了預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換大梁 截面尺寸2.4m7.4m； 跨度為41.7m； 上部結(jié)構(gòu)總荷載為105000kN。 為避免92m高處設(shè)置模板支撐，施工時(shí)在轉(zhuǎn)換大梁內(nèi)設(shè)置了鋼桁架，用于支承澆搗混凝土?xí)r所需的模板和腳手架等施工荷載。 轉(zhuǎn)換大梁布置鋼絞線。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用每束為301/2英寸的鋼絞線束，每束的張拉力取

18、抗拉強(qiáng)度的75%，即4140kN。 設(shè)置鋼桁架的轉(zhuǎn)換大梁b）主要施工技術(shù)i. 預(yù)應(yīng)力張拉順序 施工流程 轉(zhuǎn)換梁的施工流程 鋼絞線束張拉次序 轉(zhuǎn)換梁混凝土澆搗之后，張拉鋼絞線束、。 以后，每澆搗4層樓面的混凝土，分階段張拉鋼絞線束、。 鋼絞線束張拉次序 由下圖可見，隨著上部樓層混凝土澆筑的進(jìn)展，雖然荷載不斷增加，但因相應(yīng)地增加預(yù)應(yīng)力鋼絞線的數(shù)量，使轉(zhuǎn)換梁的跨中仍能保持接近于水平的狀態(tài)。 轉(zhuǎn)換梁跨中的位移（）與上部混凝土澆搗層數(shù)的關(guān)系: 1 扣除預(yù)應(yīng)力損失后的張拉應(yīng)力而引起的向上位移； 1T 在張力放松傳遞階段的向上位移； 2 已施工的上部樓層的靜荷載所引起的向下的位移； 2 僅由靜荷載引起向下的位移。ii. 轉(zhuǎn)換梁的分層澆筑 由于該工程轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸達(dá)到2.4m7.4m，每根梁混凝土澆筑量為650m3的，因此，混凝土澆搗時(shí)須設(shè)置水平施工縫。 該7.4m高的混凝土梁分4層澆筑 第一層高度：1.5m； 第二層和第三層高度：2.2m； 第四層高度：1.5m。 轉(zhuǎn)換梁的分層澆筑iii. 分階段張拉 轉(zhuǎn)換梁分階段張拉可以解決一次張拉造成過大的反拱現(xiàn)