风机基础混凝土施工方案.docx
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风机基础混凝土施工方案
风机基础混凝土施工方案
一、编制依据及适用范围
1.1、编制依据:
1.1《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
1.2《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
1.3《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2002);
1.4《国家电网公司电力建设安全健康与环境管理工作规定》
1.5《电力建设安全工作规程》(2003版)
1.6《高空作业机械安全规则》(JGJ5099-98)
1.7《风力发电场安全规程》(DL796—2001)
1.8《电力建设施工及验收技术规范》
1.9《起重工操作规程》
1.10《电力工程建设现场施工技术管理安全工作规程与质量监督检查、验收及工程建设标准强制性条文》
1.11《电力建设安全施工管理规定》2002版
1.2适用范围
本方案适用于大唐柴窝堡风电场一期49.5MW工程基础施工。
二、工程概述
本工程为大唐柴窝堡风电场一期49.5MW工程,建设地点新疆达坂城柴窝堡,风机基础24基,采用C35混凝土,每基施工量为:
574.1m3。
三、施工准备
3.1技术准备
为保证厂家能提供既符合设计要求又符合地下防水工程混凝土规范并满足大体积混凝土的要求,以及乌鲁木齐市对预防混凝土碱集料反应的规定、混凝土外加剂应用技术规范的要求,项目部将与该厂家就合同中技术条款达成如下协议:
① 选用低水化热,泌水性小的水泥作胶结材料。
② 适当掺加掺合料,以减少水泥用量。
③ 用经过冰块降温的水作拌合用水,控制混凝土出罐温度(不高于25℃。
④ 适当掺加缓剂,减缓水化热放热速度,所用外加剂应符合混凝土外加剂应用技术规范要求。
。
⑤ 选择适当水灰比(不大于0.5)。
⑥ 掺减水剂,降低游离水含量。
⑦ 混凝土坍落度应适当,以170mm为宜。
⑧ 选用粒径较大的骨料,严格控制骨料含泥量(砂含泥量小于3%,泥块含量小于1%;石子含泥量小于1%,泥块含量小于0.5%)。
石子优先选用碎石。
⑨混凝土应满足泵送的有关技术要求,混凝土的初凝时间不小于15小时。
⑩应提供原材所含氯离子及碱含量计算书,并达到氯离子含量<0.3%,碱含量<3.0kg/m3。
另外:
①提供砂、石、水泥所含放射性物质检测报告,放射量符合有关要求。
②提供环保证明材料。
③提供各种原材的检(试)验报告。
④所提供资料应符合DBJ01-51-2003规程规定。
⑤混凝土的初凝时间不小于15小时。
3.1.1混凝土由商品混凝土公司提供,提前做好审核工作。
3.1.2支设好后浇带处的模板,并做好防水处理。
3.1.3提前购置测温仪器。
3.1.4对参加底板混凝土施工的管理人员及操作人员进行培训,明确施工方法及施工程序。
3.1.5注意天气预报,避开大雨浇筑混凝土。
3.2浇混凝土前的准备工作
(1)对已经全部安装完毕的模板、钢筋和预埋件、预埋管线、预留孔洞等进行检查和隐蔽验收。
(2)浇混凝土所用的机具设备、脚步手架等的布置及支搭情况经检查合格。
(3)混凝土浇浇前,清理模内杂物、积水等,对木模先进行浇水湿润并不得留有积水。
(4)做好施工组织工作和技术、安全交底工作。
3.2施工机械∶根据现场情况,所需机械如下表∶
序号
名称
单位
数量
型号
备注
1
砼罐车
台
12
8-12m3
2
砼泵车
台
1
37m
3
插入式振捣棒
根
4
4
水车
辆
1
5
碘钨灯
盏
10
6
透明薄膜
m2
600
7
棉毡
m2
400
8
发电机
台
2
一台备用
四、施工阶段砼浇筑基础的温度、温度应力的验算
4.1砼浇筑基础的温度
4.1.1砼的最大绝热温升
Th=mc·Q/c·ρ·(1-e-mt)
式中:
Th——混凝土的最大绝热温升(℃);
Q——水泥28d水化热,查表得32.5级矿渣水泥28天水化热Q=334kj/kg;
mc——每立方米混凝土水泥用量(kg/m3),mc=342kg;
c——混凝土比热,取0.97kj/(kg·K);
ρ——混凝土密度,取2400(kg/m3);
t——混凝土的龄期(d)取3、6、9、12、15、18、21;
e——为常数,取2.718;
m——系数,随浇筑温度改变,取:
0.362(浇筑温度约20℃)。
则:
Th3=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×3)}=74.1℃
Th6=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×6)}=55.4℃
Th9=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×9)}=51.0℃
Th12=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×12)}=49.7℃
Th15=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×15)}=49.3℃
Th18=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×18)}=49.1℃
Th21=342×334/{0.97×2400×(1-2.718-0.362×21)}=49.1℃
4.1.2混凝土中心计算温度
T1(t)=Tj+Th·ξ(t)
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25度;
ξ(t)——t龄期降温系数,查表计算得:
对1.4m混凝土板:
ξ(3)=0.514;ξ(6)=0.484;ξ(9)=0.409;
ξ(12)=0.319;ξ(15)=0.236;ξ(18)=0.171;ξ(21)=0.137;
T1(3)=25+74.1×0.514=63.1℃
T1(6)=25+55.4×0.484=51.8℃
T1(9)=25+51.0×0.409=45.9℃
T1(12)=25+49.7×0.319=40.9℃
T1(15)=25+49.3×0.236=36.6℃
T1(18)=25+49.1×0.171=33.4℃
T1(21)=25+49.1×0.137=31.7℃
由上可知:
混凝土内部温度在养护9天后温度约可降至40~50℃间,考虑现在日平均气温在20~25℃间,因此混凝土养护时间约需9~12天。
4.1.3混凝土表层(表面下50~100mm处)温度
1、保温材料厚度
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)],查表得草袋λx=0.14;
T2——混凝土表面温度(℃);
Tq——施工期大气平均温度,取25(℃);
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=15~20℃,取平均值为20.5℃;
Tmax-T2=20~25℃,取平均值为22.5℃;
Kb——传热系数修正值,采用在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料,Kb=1.3~1.5,由于处于地下部分,基坑不易受风的影响,故取1.3。
δ=0.5h·λx(T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)
=0.5×1.4×0.14×20.5×1.3/2.33×22.5≈0.06米
则实际采取三层草袋、两层塑料薄膜保温保湿养护,即可保证水池底板1.4m厚混凝土板的控裂要求。
4.1.4混凝土表面模板及保温层的传热系数:
β=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/[0.06/0.14+1/23]≈2.12
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,保温材料选用草袋,厚度为0.06(m);
λi——各保温材料导热系数,草袋为0.14[W/(m·k)];
βq——空气层的传热系数23[W/(m2·k)];
4.1.5混凝土虚厚度:
h’=k·λ/β=(2/3)×2.33/2.12=0.733米
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];
4.1.6混凝土计算厚度:
H=h+2h’=1.4+2×0.733=2.87米
式中:
H——混凝土计算厚度(m);
h——混凝土实际厚度(m);
4.1.7混凝土表层温度:
T2(t)=Tq+4·h’(H-h’)[T1(t)-Tq]/H2;
式中:
T2(t)——混凝土表面温度(℃);
Tq——施工期间大气平均温度,取25(℃);
h’——混凝土虚厚度,取0.733米(m);
T1(t)——混凝土中心温度(℃);
T2(3)=25+4×0.733×(2.87-0.733)×[63.1-25]/2.872=52.4℃
T2(6)=25+4×0.733×(2.87-0.733)×[51.8-25]/2.872=44.3℃
T2(9)=25+4×0.733×(2.87-0.733)×[45.9-25]/2.872=40.0℃
T2(12)=25+4×0.733×(2.87-0.733)×[40.9-25]/2.872=36.4℃
T2(15)=25+4×0.733×(2.87-0.733)×[36.6-25]/2.872=33.3℃
T2(18)=25+4×0.733×(2.87-0.733)×[33.4-25]/2.872=31.0℃
T2(21)=25+4×0.733×(2.87-0.733)×[31.7-25]/2.872=29.8℃
4.1.8混凝土内平均温度:
Tm(t)=[T1(t)+T2(t)]/2
Tm(3)=[63.1+52.4]/2=56.85℃
Tm(6)=[51.8+44.3]/2=48.05℃
Tm(9)=[45.9+40.0]/2=42.95℃
Tm(12)=[40.9+36.4]/2=38.65℃
Tm(15)=[36.6+33.3]/2=34.95℃
Tm(18)=[33.4+31.0]/2=32.20℃
Tm(21)=[31.7+29.8]/2=30.75℃
4.2温度应力的验算
4.3单纯地基阻力系数CX1(N/mm3);CX1=0.6~1.0,取0.8。
4.4大体积混凝土瞬时弹性模量:
E(t)=E0(1-e-0.09t)
式中:
E(t)——t龄期混凝土弹性模量(N/mm2);
E0——28t混凝土弹性模量(N/mm2),C30混凝土为3.0×104;
E——常数,取2.718;
t——龄期(d);
E(3)=3.0×104×(1-2.718-0.09×3)=0.745×104
E(6)=3.0×104×(1-2.718-0.09×6)=1.314×104
E(9)=3.0×104×(1-2.718-0.09×9)=1.749×104
E(12)=3.0×104×(1-2.718-0.09×12)=2.080×104
E(15)=3.0×104×(1-2.718-0.09×15)=2.333×104
E(18)=3.0×104×(1-2.718-0.09×18)=2.527×104
E(21)=3.0×104×(1-2.718-0.09×21)=2.674×104
4.5地基约束系数
β(t)=(CX1+CX2)/h·E(t)
β(t)——t龄期地基约束系数(1/mm);
h——混凝土实际厚度(mm),为1.4米;
CX1——单纯地基阻力系数(N/mm3),基坑底部为硬塑粘土,而在前期浇筑C15素混凝土垫层较厚(约150mm),综合考虑取值0.8;
CX2——桩的阻力系数(N/mm3),在此不考虑桩的作用,故CX2=0;
E(t)——t龄期混凝土弹性模量(N/mm2);
β(3)=0.8/(1.4×0.745×104)=6.51×10-5
β(6)=0.8/(1.4×1.314×104)=3.69×10-5
β(9)=0.8/(1.4×1.749×104)=2.77×10-5
β(12)=0.8/(1.4×2.080×104)=2.33×10-5
β(15)=0.8/(1.4×2.333×104)=2.08×10-5
β(18)=0.8/(1.4×2.527×104)=1.92×10-5
β(21)=0.8/(1.4×2.674×104)=1.81×10-5
4.6混凝土干缩率和收缩当量温差:
1、混凝土干缩率:
εY(t)=ε0Y(1-e-0.01t)M1·M2····M10
εY(t)——t龄期混凝土干缩率;
Ε0y——标准状态混凝土极限收缩值,取3.24×10-4;
M1·M2····M10——各修正值;
查表得:
M1=1.25;M2=0.93;M3=1.00;M4=0.91;M5=1.00;M6=0.96;M7=1.00;M8=0.86;M9=1.00;M10=0.86;
εY(3)=3.24×10-4×(1-e-0.01×3)×0.75=0.072×10-4
εY(6)=3.24×10-4×(1-e-0.01×6)×0.75=0.142×10-4
εY(9)=3.24×10-4×(1-e-0.01×9)×0.75=0.209×10-4
εY(12)=3.24×10-4×(1-e-0.01×12)×0.75=0.275×10-4
εY(15)=3.24×10-4×(1-e-0.01×15)×0.75=0.338×10-4
εY(18)=3.24×10-4×(1-e-0.01×18)×0.75=0.400×10-4
εY(21)=3.24×10-4×(1-e-0.01×21)×0.75=0.460×10-4
2、收缩当量温差
TY(t)=εY(t)/α
式中:
TY(t)——t龄期混凝土收缩当量差(℃);
α——混凝土线膨胀系数,1×10-5(1/℃);
TY(3)=0.072×10-4/1×10-5=0.72℃
TY(6)=0.142×10-4/1×10-5=1.42℃
TY(9)=0.209×10-4/1×10-5=2.09℃
TY(12)=0.275×10-4/1×10-5=2.75℃
TY(15)=0.338×10-4/1×10-5=3.38℃
TY(18)=0.400×10-4/1×10-5=4.00℃
TY(21)=0.460×10-4/1×10-5=4.60℃
4.7结构计算温差(一般3天划分一个区段)
⊿Ti=Tm(i)-Tm(i+3)+TY(i+3)-TY(t)
⊿Ti——i区段结构计算温差(℃);
Tm(i)——i区段平均温度起始值(℃);
Tm(i+3)——i区段平均温度终止值(℃);
TY(i+3)——i区段收缩当量温差终止值(℃);
TY(t)——i区段收缩当量温差起始值(℃);
⊿T3=56.85-48.05+1.42-0.72=9.5℃
⊿T6=48.05-42.95+2.09-1.42=5.77℃
⊿T9=42.95-38.65+2.75-2.09=4.96℃
⊿T12=38.65-34.95+3.38-2.75=4.33℃
⊿T15=34.95-32.20+4.00-3.38=3.37℃
⊿T18=32.20-30.75+4.60-4.00=2.05℃
4.8各区段拉应力
σi=——Ei·α·⊿Ti·——Si·{1-1/ch(——βi·L/2)}
式中:
βi——i区段平均地基约束系数;
L——混凝土最大尺寸(mm);
ch——双曲线余弦函数;
σ3=(0.745+1.314)×104×1×10-5×9.5×(0.57+0.52)×0.25×{1-1/ch[(6.51+3.69)×10-5×30000/2]}=0.383
σ6=(1.314+1.749)×104×1×10-5×5.77×(0.52+0.48)×0.25×{1-1/ch[(3.69+2.77)×10-5×30000/2]}=0.203
σ9=(1.749+2.080)×104×1×10-5×4.96×(0.48+0.44)×0.25×{1-1/ch[(2.77+2.33)×10-5×30000/2]}=0.147
σ12=(2.080+2.333)×104×1×10-5×4.33×(0.44+0.41)×0.25×{1-1/ch[(2.33+2.08)×10-5×30000/2]}=0.110
σ15=(2.333+2.527)×104×1×10-5×3.37×(0.41+0.386)×0.25×{1-1/ch[(2.08+1.92)×10-5×30000/2]}=0.076
σ18=(2.527+2.674)×104×1×10-5×2.05×(0.386+0.368)×0.25×{1-1/ch[(1.92+1.81)×10-5×30000/2]}=0.042
4.9到指定期混凝土内最大应力:
σmax=[1/(1-ν)]Σσi
σmax——到指定期混凝土内最大应力(N/mm2);
ν——泊桑比,取0.15;
σmax=[1/(1-ν)]Σσi
=[1/(1-0.15)]×(0.383+0.203+0.147+0.110+0.076+0.042)=1.13
4.10安全系数
K=ft/σmax=1.65/1.13=1.46≥1.15
因此,采取的措施满足抗裂要求。
式中:
K——大体积混凝土抗裂安全系数,应≥1.15;
ft——到指定期混凝土抗拉强度设计值,取1.65(N/mm2)。
五、混凝土浇筑方案
混凝土采用由达坂城搅拌站供应的商品混凝土,因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求,提前做好混凝土试配。
混凝土配合比应提高试配确定。
按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。
另外应考虑到水泥的供应情况,以满足施工的要求。
由于本次施工的第一次混凝土为高标号加早强混凝土和第二次混凝土为大体积混凝土,所以混凝土要严格控制出泵温度。
本工程混凝土浇灌量约574.1m3,砼浇筑过程中不间断输送砼,保证不产生冷缝,浇筑时采用“一个坡度、斜面分层、循序渐进、一次到顶”的施工方法。
砼施工工艺流程如下:
5.1浇注施工机具安排
1、施工机械及布置:
选用1台37米泵,布置在基坑北侧,安排专人负责指挥车辆进出。
2、混凝土的运输:
最大混凝土量约为574.1m3,底板混凝土选择在气温相对较低的天气或开始浇筑,现场设置1台混凝土输送泵,根据泵送能力及现场实际情况,每台泵每小时泵送混凝土按40~50m3/h,共需配备8m3/h罐车12辆,预计浇筑时间需要18h左右,严格控制在20h之内。
3、砼振动棒:
沿筏板四周分别布置2台振动棒,基础环中间布置1台振动棒,振动棒共计3台,其中1台备用。
4、施工人员安排
1)混凝土振捣人员
一台振动器安排2名振动手,1名替补,共需6名振动手,2名替补振动手,总共8名。
2)放下料及安拆泵管人员:
由泵车操作人员进行操作。
3)现场配备混凝土车辆指挥2人。
4)收光5人,电工2人。
5.2砼浇筑过程中注意问题
5.2.1振捣
1、每个班次配2人专责振捣。
振捣棒的操作,做到“快插慢拔”,在振捣过程中,宜将振动棒上下略有抽动,以使上下振动均匀。
每点振捣时间20~30秒,同时做到不出现气泡、表面发亮即可。
分层浇筑振捣。
振捣棒应下送5~10cm,以消除两层之间的接缝。
2、混凝土浇筑时在泵车的出灰口处配置1台振捣器,底板混凝土浇注时,因为混凝土的坍落度比较大,在1.4米厚的底板内可斜向流淌1米远左右,2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实,另外1~2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。
3、严格控制混凝土塌落度。
170±20mm
5.2.2表面处理
泵送混凝土表面水泥浆较厚,在浇筑后,初凝前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,在终凝前再用铁搓板压光。
5.2.3混凝土浇筑注意事项:
1、浇筑前,应清除模板内的积水,铁丝,铁钉等杂物,并以水湿润模板。
使用钢模应保持其表面清洁无浮浆,检查模板和脚手架,钢筋,预埋件等符合要求后方可进行浇筑。
2、采用插入式振捣器捣实混凝土的移动间距,不宜大于其作用半径的1.5倍,振捣器距离模板不应大于振捣器作用的半径的1/2;并应尽量避免碰撞钢筋,模板,预埋管等,振捣器应插入下层混凝土5cm.
3、浇筑混凝土应连续进行。
5.3砼浇筑完所需注意事项
5.3.1温控措施
为了有效地控制基础砼的绝热升温和降温措施,避免温度应力裂缝的出现,现场做好混凝土的养护工作和现场测温工作。
测温线布置图如下:
每个测温点包含底、中、表三根测温线。
5.3.2具体保温措施
我单位根据现场实际情况采取措施降低混凝土内外温差。
具体措施包括:
✧浇筑时间尽量安排在阴天进行;
✧混凝土入模温度控制在25℃;
✧为避免环境温差变化造成结构温度应力,在混凝土底板表面护盖两层塑料薄膜,三层草袋作保温保湿养护。
草袋上下错开,搭接压紧,交接处包裹,形成良好的保温层,使混凝土表面保持较高的温度。
在池壁模板四周盖几层草袋保温,可使混凝土外表与气温差缩小到10℃以内,同时可减少混凝土表面热扩散,充分发挥混凝土强度的潜力与材料的松弛特性,使应力小于抗拉强度。
5.4砼拆模:
拆模时应注意勿使模板混凝土结构受损。
应注意:
侧模板应在砼强度能保证其表面及棱角不因拆模板而受损坏时拆除;
在拆模过程中,如发现砼有影响结构安全质量问题时,应停止拆除,并报技术负责人研究处理后拆除;
已拆除模板及其支架的结构应在砼达到设计强度后,才允许承受全部计算荷载,当施工荷载大于设计荷载是,应经研究加设临时支撑。
六、质量控制要点
6.1材料控制
a.必须对原材料进行检查,如有变化应进行复验,并及时通知混凝土公司调整混凝土配合比;
b.在拌制和浇筑地点,测定混凝土坍落度每班不应少于2次;
c.砼试块:
强度试块:
砼的抗压强度,应以边长为150cm立方体试件,在温度为20℃±3℃和相对湿度为90%以上的潮湿环境或水中的标准条件下,经28d养护后试压确定。
试块必须在浇筑地点制作,每200m3制作一组试块。
试块的留置应符合《砼结构工程施工及验收规范》的规定。
6.2应注意的质量问题
①蜂窝:
原因是同一次下料过厚,振捣不实或漏振;模板有缝隙水泥浆流失;钢筋较密而坍落度过小或过大。
②露筋:
原因是钢筋垫块间距过大或漏放垫块造成露筋,或梁、板底振动不实而出现露筋。
③麻面:
模板表面不光滑或模板湿润不够或拆模过早,构件表
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