浅析大体积混凝土施工技术控制措施

龙源期刊网浅析大体积混凝土施工技术控制措施作者：林淑敏来源：《中国新技术新产品》2012年第10期摘要：结合金海湾通用研发中心底板施工，分析大体积混凝土施工技术。为防止大体积混凝土在水化过程中结构内部产生过高的水化热，致使结构产生有害裂缝，从混凝土原材料选择到混凝土浇筑施工，后期养护均采用一系列有效的技术控制措施，包括混凝土配合比设计以及施工过程中的浇筑质量、温度控制，从而使承台施工得以顺利完成。关键词：配合比；混凝土浇筑；温度监测；温度控制中图分类号：TU74文献标识码：A1工程概况工程位于钟宅路与枋湖北二路的交汇处，为高层办公楼，总建筑面积70640.83m2，其中地下建筑面积为15484.6m2。本工程结构型式：1#、2#、2A、3#楼上部均为框剪结构，基础型式为预应力管桩，持力层为中风花岗岩。本工程基础底板平面尺寸：1＃楼为16.8m×17.6m，2＃楼为61.92m×54.6m，2A＃楼为45m×42.8m，3＃楼为34.9m×47.6m，基础底板设九条后浇带，将基础底板划为10个自然施工段，基础底板厚550mm，地梁最大截面尺寸为2520×1600mm，承台厚度有1400mm、1500mm、1600mm、1800mm几种，基础底板总砼量约为：7000m3。2施工部署2.1施工段的划分本工程基础底板设纵横九条800mm宽的后浇带，因此底板砼浇筑施工顺序考虑现场进度实际情况，以后浇带划分为7个施工段，即：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ，其施工顺序为：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ→Ⅶ，底板施工段划分详附图一，每段砼量分别为：Ⅰ段500m3，Ⅱ段1300m3，Ⅲ段1000m3，Ⅳ段1000m3，Ⅴ段1100m3，Ⅵ段900m3，Ⅶ段1200m3。2.2优化混凝土配合比设计水泥采用普通硅酸盐水泥，采用混凝土60天的强度作为混凝土配合比设计、强度评定及验收的依据，降低混凝土的水泥用量，减少早期水化热。粗骨料：采用级配良好的碎石，不采用卵石或是碎卵石，粒径16-31.5mm。细骨料：采用漳州河砂，平均粒径不大于0.5mm，含泥龙源期刊网。混凝土水灰比控制在0.4～0.5之间，塌落度控制在120±20mm。该工程混凝土配合比如表1。2.3大体积混凝土施工控制措施2.3.1混凝土制备与运输采用商品混凝土，每车装料时，罐体要高速搅拌，运输途中低速搅拌，防止离析；供应速度应保证混凝土连续施工要求；还应考虑停水、停电及设备故障等应急措施，施工现场配备发电机1台。混凝土浇筑泵布置及浇筑顺序图见附图2。2.3.2混凝土泵送和浇捣严格控制进场混凝土质量，按设计配合比施工，进场每车混凝土必须经目测无离析，现场实测坍落度符合要求后才能入泵，混凝土坍落度泵送时入泵坍落度控制在120±20mm，拌合物出罐时塌落度控制在140±20mm。根据基础形式、厚度及几何尺寸大小，采用“斜面分层法”浇筑，即采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法，这样能自然流淌形成斜坡混凝土，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，并能提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。混凝土采用插入式振动棒进行振捣，且必须进行第二次复振；振动时，振点布置要均匀，防止过振和漏振，振捣要密实，以混凝土不再下沉，不冒气泡为准，振动棒要快插慢拔，以300mm间距为宜；振动器插入下一层的深度不得小于50mm，使上下层混凝土结合密实。由于混凝土的塌落度较大，砼浇筑后会在底板表面会形成一层浮浆层及在表面钢筋下面产生水分，不加以处理会在混凝土表面形成细小裂缝，为防止裂缝出现，在初凝前均撒一层10～30mm石子并用振动器振实，按标高控制线用2m铝合金靠尺刮平，砼初凝后，进行两次搓压，以闭合砼表面收缩裂缝，每次至少抹压2～3遍，可走人后(脚踩上去无鞋印）开始覆盖保温材料养护。3大体积混凝土温度监控3.1测温要求测温要点就是控制混凝土浇筑因水化热引起的温升、内外温差及降温速度等，防止混凝土出现有害裂缝。其相关控制指标如下：3.1.1混凝土浇筑温度：承台T≤28.0℃3.1.2混凝土内部最高温度：Tmax≤65.0℃龙源期刊网混凝土内外温差△T≤25.0℃3.1.4混凝土降温速率：△u≤2.0℃/d以该工程h=1500mm承台施工为例，其中温度上测点距砼上表面50～100mm，中测点位于混凝土底板竖向中心位置，下测点距砼下表面50～100mm。测温管采用预埋Ф15钢管，底部焊在底板上，内放温度计。测温管口用岩棉或其他保温材料封堵，管口上贴红胶带作标记，标上编号，指派专人负责观测混凝土温度并做好记录。测温频率：每一浇筑单元浇捣完毕，表面压实抹平即进行首次测温。在混凝土浇筑后1～3d每2小时测一次，4～7d为4h测一次，其后每8小时测一次，同时测量大气温度。每一测温点、测温孔均应详细编号，并在现场挂编号标志，测温作详细记录绘制温度曲线图，温度变化情况应及时反馈，当温差达到18℃时应预警，22℃时应报警。3.2混凝土表面温度裂缝控制计算本工程采用保温法养护大体积砼，具体做法如下3.2.1砼浇筑完毕后，在砼面先覆盖一层薄膜，薄膜不透气能起到保温保湿养护砼的作用。3.2.2砼面初凝后，覆盖一层棉毡。3.2.3本热工计算以大气温度为30℃和砼入模温度为35℃为前提，在施工过程中对大气温度和砼入模温度进行测量记录。3.2.4大体积混凝土结构施工应该使混凝土中心与表面温度、表面温度与大气温度之差在允许范围内，则可控制混凝土裂缝的出现。水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。混凝土的绝热温升：Ti=W×Q×（1-e-mt）/（C×ρ）T(3)=39.42℃；T(5)=48.63℃；T(7)=52.71℃；T(14)=55.79℃W-每立方混凝土的胶凝材料用量（kg/m3），W=280+109=389kg/m3Q-每公斤水泥的水化热，本工程为P.O42.5水泥，Q为335kJ/kgC-混凝土比热0.97kJ/(kg·K)；龙源期刊网㎏/m3；t-混凝土龄期（天）；m-常数，与水泥品种、浇筑时温度有关，取0.406；e-常数，e=2.718自然对数的底；混凝土的内部最高温度Tmax(t)=Tj+Ti×ζ(t)ζ（3）=0.55，ζ（5）=0.51，ζ（7）=0.351；ζ（14）=0.183；Tmax3＝56.7℃，Tmax5＝59.8℃，Tmax7＝53.5℃，Tmax14=45.2℃Tj-混凝土浇筑温度（℃），混凝土浇筑入模温度取35℃；ζ-混凝土t龄期的散热系数保温材料选用：为使混凝土表面温度与大气温度差不超允许范围，现场保温按一层薄膜、一层15mm的棉毡考虑。以第5天为例计算混凝土表面最高温度。T5=Tq+4×h/×（H-h/）×（T5-Tq）/H2=30+4×0.73×（2.96-0.73）×（59.8-30）/2.962=49.1℃Tq：施工期间大气平均温度30℃.H:砼计算厚度，经计算，H=2.96mh/:砼虚厚度，经过计算，h/:=0.73m混凝土浇筑后第5天，砼中心温度与表层温度之差：59.8-49.1=10.7＜25℃；混凝土表面温度与大气温度之差为49.1-30=19.1＜20℃。当因突变原因（如气温骤变等）造成砼内外温差过高，可及时采取技术措施进行补救，防止温度应力裂缝的产生。结语金海湾通用研发中心底板施工，从混凝土配合比优化，降低水泥用量，提高矿和物掺合料用量，混凝土浇筑质量控制和温度控制，直到后期的混凝土养护等环节进行层层控制，施工完龙源期刊网成的大体积底板工程质量符合设计及规范要求，未发现有害裂缝，满足大体积混凝土相关性能要求。参考文献[1]GB50496-2009，大体积混凝土施工规范[S].[2]GB50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].[3]GB50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].[4]建筑施工手册(第四版).中国建筑工业出版社.[5]GB50119-2003，混凝土外加剂应用技术规程[S].[6]GB50010-2002，混凝土结构设计规范[S].[7]JGJ59-99，建筑施工安全检查标准[S].