吳朝明
本文結(jié)合高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工的難點,從施工部署、施工準備、溫度應(yīng)力、施工措施、測溫等方面探討了大體積混凝土施工方案。
1. 工程概況
本項目項目為商業(yè)住房,基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ),本工程設(shè)計使用年限為50年,建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級,結(jié)構(gòu)裂縫控制為三級。
本工程基礎(chǔ)分3個作業(yè)分區(qū),筏板基礎(chǔ)厚700mm,采用C30抗?jié)B混凝土【在混凝土中摻加聚丙烯纖維及硫鋁酸鈣類混凝土微膨脹劑(微膨脹劑經(jīng)與水泥、水拌和后水化反應(yīng)生成以鈣礬石作為膨脹源的補嘗收縮混凝土)】,基礎(chǔ)底板的混凝土量約為12000立方米。
2. 施工準備工作
大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高,特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。因此需要從材料選擇上、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準備工作,才能保證基礎(chǔ)底板大體積混凝土順利施工。
2.1材料選擇
(1)水泥:普通水泥水化熱較高,特別是應(yīng)用到大體積混凝土中,大量水泥水化熱不易散發(fā),在混凝土內(nèi)部溫度過高,與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差,便混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。因此確定采用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥,標號為425#,通過摻加合適的外加劑可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗?jié)B能力。
(2)粗骨料:采用碎石(或卵石),粒徑10-30mm,含泥量不大于1%。選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土,和易性較好,抗壓強度較高,同時可以減少用水量及水泥用量,從而使水泥水化熱減少,降低混凝土溫升。
(3)細骨料:采用中砂,平均粒徑大于0.5mm,含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右,同時相應(yīng)減少水泥用量,使水泥水化熱減少,降低混凝土溫升,并可減少混凝土收縮。
(4)粉煤灰:由于混凝土的澆筑方式為泵送,為了改善混凝土的和易性便于泵送,考慮摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求,采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r,其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%。粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利,但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低,對混凝土抗?jié)B抗裂不利,因此粉煤灰的摻量控制在10%以內(nèi),采用外摻法。
(5)外加劑:設(shè)計無具體要求,通過分析比較及過去在其它工程上的使用經(jīng)驗,每立方米混凝土2kg,減水劑可降低水化熱峰值,對混凝土收縮有補償功能,可提高混凝土的抗裂性。
3.2混凝土配合比
(1)混凝土采用攪拌站供應(yīng)的商品混凝土,因此要求混凝土攪拌站根據(jù)現(xiàn)場提出的技術(shù)要求,提前做好混凝土試配。
(2)混凝土配合比應(yīng)提前試配確定。按照國家現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》、《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》及《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)技術(shù)要求進行設(shè)計。
(3)粉煤灰采用外摻法時僅在砂料中扣除同體積的砂量。另外應(yīng)考慮到水泥的供應(yīng)情況,以滿足施工的要求。
4. 大體積混凝土溫度和溫度應(yīng)力
根據(jù)設(shè)計要求,對基礎(chǔ)底板混凝土進行溫度檢測;基礎(chǔ)底板混凝土中部中心點的溫升高峰值,該溫升值一般略小于絕熱溫升值。一般在混凝土澆筑后3d左右產(chǎn)生,以后趨于穩(wěn)定不在升溫,并且開始逐步降溫。規(guī)范規(guī)定,對大體積混凝土養(yǎng)護,應(yīng)根據(jù)氣候條件采取控溫措施,并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度,將溫差控制在設(shè)計要求的范圍內(nèi)即:溫差不宜超過25度。表面溫度的控制可采取調(diào)整保溫層的厚度。
5. 大體積混凝土施工
(1)混凝土采用商品混凝土,用混凝土運輸車運到現(xiàn)場,每區(qū)采用一臺混凝土輸送泵送筑。
(2)混凝土澆筑時應(yīng)采用“分區(qū)定點、一個坡度、循序推進、一次到頂”的澆筑工藝。鋼筋泵車布料桿的長度,劃定澆筑區(qū)域,每臺泵車負責本區(qū)域混凝土澆筑。澆筑時先在一個部位進行,直至達到設(shè)計標高,混凝土形成扇形向前流動,然后在其坡面上連續(xù)澆筑,循序推進。這種澆筑方法能較好的適應(yīng)泵送工藝,使每車混凝土都澆筑在前一車混凝土形成的坡面上,確保每層混凝土之間的澆筑間歇時間不超過規(guī)定的時間。同時可解決頻繁移動泵管的間題,也便于澆筑完的部位進行覆蓋和保溫。
(3)由于混凝土坍落度比較大,會在表面鋼筋下部產(chǎn)生水分,或在表層鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生細小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫,在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次抹面壓實措施。
(4)基礎(chǔ)加強帶兩邊用鋼絲網(wǎng)隔斷,澆筑比周邊混凝土高一個強度等級標號混凝土。
6. 混凝土測溫工作
6.1測溫點的布置方式
根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范《GB50666-2011》8.7.4條要求,基礎(chǔ)未超過1.6米厚度可不設(shè)測溫點,本工程最厚0.7米厚,可不設(shè)測溫點。本項目為檢測混凝土溫度,筏板電梯井均設(shè)置測溫點,底板測溫區(qū)的測點布置在電梯井軸線交叉點處。頂、底兩個測溫點距底板、頂板面各50mm?;炷林袦y溫孔采用導(dǎo)熱良好的焊接SC20鋼管制作。此外大氣中布設(shè)2個測溫點,以比較混凝土表面溫度與大氣溫度之差。鋼管焊接固定在鋼筋上,下端封口,上端用木楔塞住,以防混凝土進入管內(nèi)。每組測溫管上口露出底板表面100mm左右,測溫用普通煤油溫度計測讀,為能精確體現(xiàn)混凝土內(nèi)部溫度,測溫管上口必須用棉包塞嚴,測完溫度繼續(xù)塞好棉包。中止測溫記錄后,采用高強度等級無收縮防水砂漿注漿封閉測溫管。
6.2測溫記錄要求
對于混凝土的測溫時間及測溫頻度,根據(jù)混凝土初期升溫較快,混凝土內(nèi)部的溫升主要集中在澆筑后的3~5d,一般在5d之內(nèi)溫升可達到或接近最高峰值,另外,混凝土內(nèi)部的最大溫升,是隨著結(jié)構(gòu)物厚度的增加而增高。
7. 混凝土養(yǎng)護
(1)混凝土澆筑及二次抹面壓實后應(yīng)立即覆蓋保溫,先在混凝土表面覆蓋二層草席,然后在上面覆一層塑料薄膜。
(2)新澆筑的混凝土水化速度比較快,蓋上塑料薄膜后可進行保溫保養(yǎng),防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫,同時可避免草席因吸水受潮而降低保溫性能。
(3)柱、墻插筋部位是保溫的難點,要特別注意蓋嚴,防止造成溫差較大。
(4)停止測溫的部位經(jīng)技術(shù)部門和項目技術(shù)負責人同意后,可將保溫層及塑料薄膜逐層掀掉,使混凝土散熱。
參考文獻:
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[2]《大體積混凝土溫度控制研究》[J].中國公路,2020(9);
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