探析地下室大體積混凝土施工質(zhì)量與裂縫控制

1、<p>　　探析地下室大體積混凝土施工質(zhì)量與裂縫控制</p><p>　　摘要：某大廈大體積混凝土采用一次連續(xù)澆搗的施工方案，在采取一系列切實(shí)有效的技術(shù)措施后，未產(chǎn)生結(jié)構(gòu)有害裂縫，為超厚高強(qiáng)大體積混凝土施工積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>　　本文主要分析了某大廈地下室基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工質(zhì)量控制，并提出一系列有效的裂縫控制措施，以供同類(lèi)工程參考。 </p>

2、<p>　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫控制；降溫措施 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1工程概況 </b></p><p>　　某大廈根據(jù)工程的后澆帶部位確定了基礎(chǔ)底板混凝土澆筑分四塊，混凝土總量約為35 000 m3，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60和C40，抗?jié)B等級(jí)為P8

3、。 </p><p>　　2C60大體積混凝土施工的裂縫控制及技術(shù)措施 </p><p>　　2.1混凝土配合比的確定 </p><p>　　(1)水泥:采用42.5級(jí)P.O普通硅酸鹽水泥，參考凝結(jié)時(shí)間為(h:min):初凝2:17，終凝3:40 h。C60混凝土屬較高強(qiáng)度混凝土，應(yīng)充分利用水泥的富余活性，盡量減少水泥用量，降低水化熱。 </p>&l

4、t;p>　　(2)砂、石:粗骨料在泵送允許范圍內(nèi)加大為粒徑5～25mm碎石，其中最大粒徑的石子含量小于20%，含泥量小于0.5%；泥塊含量小于0.2%；針片狀顆粒含量小于3%。砂采用中砂，要求含泥量小于1%。 </p><p>　　(3)水:為降低混凝土的入模溫度，利用水淋砂、石料降溫，并加入冰塊保證混凝土入模溫度在25℃~30℃。 </p><p><b>　　(4)摻合

5、料: </b></p><p>　　粉煤灰:在混凝土中摻加水泥用量10%以下的粉煤灰可減少單方水泥用量50 kg，顯著推遲和減少發(fā)熱量，延緩水泥水化熱的釋放時(shí)間，降低溫升值20%~25%，(按單位水泥用量每增減10 kg，溫升約升、降1℃)，本工程摻入17%的粉煤灰，用以有效降低水化熱峰值。摻粉煤灰主要是用于替代部分水泥。減少水泥用量，降低水化熱；改善混泥土的和易性和可泵性，提高混凝土的抗裂強(qiáng)度。本工

6、程粉煤灰采用GB1556標(biāo)準(zhǔn)中的II級(jí)粉煤灰。另外，針對(duì)厚大砼水化熱高的特點(diǎn)，攙加一定量的?；郀t礦渣粉，對(duì)降低較高的水化熱作用明顯，配比得當(dāng)，對(duì)保證砼強(qiáng)度和致密起到輔助作用。 </p><p><b>　　(5)外加劑: </b></p><p>　　減水劑:在砼中摻入減水劑，不僅可獲得減水和改善和易性的功效，更能提高水泥石的密實(shí)度，改善砼內(nèi)部空隙分布，降低水灰比，

7、減少水泥用量，降低水化熱。本工程采用XG-HS1000型高效緩凝減水劑。UEA:UEA活性成分較高，可以明顯改善混凝土的和易性，流動(dòng)性，可泵性，提高混凝土的性能，同時(shí)UEA有微膨脹的性質(zhì)，可以在一定程度上延緩大體積混凝土的裂縫的發(fā)展，達(dá)到工程的施工要求。 </p><p>　　2.2混凝土澆筑過(guò)程的路線及機(jī)械安排 </p><p>　　由于本工程施工區(qū)域東北兩側(cè)為馬路，所以混凝土澆筑時(shí)，根

8、據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況考慮混凝土輸送泵、混凝土運(yùn)輸車(chē)輛的站位及運(yùn)行路線，選擇在北、東、南三側(cè)布設(shè)混凝土輸送泵進(jìn)行混凝土澆注。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和進(jìn)度要求，分區(qū)進(jìn)行混凝土澆筑。 </p><p>　　2.3大體積混凝土的澆筑 </p><p>　　由于本次施工的第一次混凝土為高標(biāo)號(hào)混凝土和第二次混凝土為大體積混凝土，所以混凝土要嚴(yán)格控制入模溫度。 </p><p>　　(1)本工程

9、混凝土澆灌要求一次澆注完成。對(duì)于厚度超過(guò)2 m的筏板，為減小澆筑離析，施工時(shí)采用“分層澆筑循序漸進(jìn)，一次到位”的方法澆筑，每層混凝土的厚度為300~400 mm，同時(shí)可有效降低水化熱集中釋放。 </p><p>　　(2)混凝土的運(yùn)輸和澆筑采用泵送方案，在現(xiàn)場(chǎng)集中攪拌站設(shè)固定泵3臺(tái)，攪拌好的混凝土直接輸送到基坑內(nèi)澆筑。在基礎(chǔ)北面設(shè)混凝土輸送泵車(chē)1臺(tái)(48 m)。按每臺(tái)泵供應(yīng)一個(gè)澆灌帶(約6.7 m寬)，布設(shè)泵送管

10、道，由西向東順次澆筑，采取斜面分層向前推進(jìn)，一次從底到頂。 </p><p>　　(3)采用固定式泵，基礎(chǔ)外的輸送管道用扣件式鋼管架支承并固定，基礎(chǔ)底板上的管道利用設(shè)在基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋支架固定，底板上部鋼筋網(wǎng)片上，直接鋪設(shè)腳手架作為操作平臺(tái)，隨澆隨拆除管道并清洗。 </p><p>　　(4)混凝土澆筑采取由西向東，分6條作業(yè)線，齊頭并進(jìn)，斜坡分層，循序前進(jìn)，一次到頂?shù)臐仓椒?，即采用自然流?/p>

11、形成斜坡混凝土的澆筑方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，減少混凝土輸送管道拆除、沖洗和接長(zhǎng)的次數(shù)，提高泵送效率，保證上下層接縫。每層澆筑厚300～400 mm，混凝土自然形成的坡度，斜坡水平長(zhǎng)度限制在20 m以?xún)?nèi)，必要時(shí)在下部設(shè)擋板。 </p><p>　　(5)澆筑時(shí)，每隔30 min，采取在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)，對(duì)已澆筑的混凝土進(jìn)行一次重復(fù)振搗，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋之間

12、的握裹力，增強(qiáng)密實(shí)度，提高抗裂性。澆筑成型后的混凝土表面水泥砂漿較厚，應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高用刮尺括平，在初凝前用木抹子抹平、鐵抹子壓實(shí)，并撒水泥滲透結(jié)晶干面，隨撒隨抹，要求壓入砼表面3～5 mm，以閉合收水裂縫。C60商品混凝土經(jīng)泵送入坑后，混凝土的流動(dòng)度、保水性仍很好，振搗方便，基本上無(wú)泌水，混凝土的密實(shí)性、勻質(zhì)性均良好。 </p><p>　　2.4混凝土外蓄內(nèi)降綜合養(yǎng)護(hù)措施 </p><p>

13、;　　由于A區(qū)基礎(chǔ)底板混凝土厚度達(dá)3.5 m，混凝土內(nèi)部散熱較困難，單純的保溫保濕養(yǎng)護(hù)將使養(yǎng)護(hù)周期延長(zhǎng)，從而影響整個(gè)施工進(jìn)度。故在混凝土內(nèi)部排放冷卻水管，通循環(huán)冷卻水以加快內(nèi)部的散熱速度，從而縮短施工周期，并可控制混凝土內(nèi)外溫差，防止因溫差產(chǎn)生的裂縫。冷卻水管管經(jīng)2寸，管材黑鐵管，間隔1.8 m，進(jìn)出水口各4個(gè)，其中出水口設(shè)置在電梯基礎(chǔ)坑內(nèi)，利用集水坑抽水循環(huán)。循環(huán)水管安裝: </p><p>　　(1)底板施工

14、中，布管改為一層，高度方向從底板下皮算起(1 750 mm)，水平間距(1 800 mm)，為減少水阻力分成兩組，布管后用豎立管連接每組進(jìn)出水管。所有轉(zhuǎn)彎處采用套絲、彎頭連接。冷卻循環(huán)水管安裝時(shí)，以鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠。 </p><p>　　(2)水源取自降水井，接入注水口。出水口設(shè)在集水坑，坑內(nèi)用水泵與沉淀箱連接。養(yǎng)護(hù)時(shí)，沉淀箱冷卻水改接注水口，形成循環(huán)，使內(nèi)外溫差不超過(guò)20℃。 </p>

15、<p>　　3 C60大體積混凝土的溫控措施 </p><p>　　為了有效地控制基礎(chǔ)砼的絕熱升溫和降溫措施，避免溫度應(yīng)力裂縫的出現(xiàn)，對(duì)底板砼施工進(jìn)行溫度檢測(cè)，以了解砼的溫度場(chǎng)分布情況，從而能夠及時(shí)的調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施。 </p><p>　　3.1采取措施降低了混凝土內(nèi)外溫差具體措施包括: </p><p>　　(1)在粗骨料堆場(chǎng)灑水降溫，并用冰水?dāng)嚢瑁?/p>

16、 </p><p>　　(2)在筏型底板內(nèi)設(shè)置冷卻水管降低中心溫度； </p><p>　　(3)混凝土入模溫度控制在25~30℃； </p><p>　　(4)為避免環(huán)境溫差變化造成結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力，在混凝土底板表面護(hù)蓋一層塑料薄膜，兩層草袋作保溫保濕養(yǎng)護(hù)。草袋上下錯(cuò)開(kāi)，搭接壓緊，交接處包裹，形成良好的保溫層，使混凝土表面保持較高的溫度。在墻壁模板四周蓋幾層草袋保溫，

17、可使混凝土外表與氣溫差縮小到25℃以?xún)?nèi)，同時(shí)可減少混凝土表面熱擴(kuò)散，充分發(fā)揮混凝土強(qiáng)度的潛力與材料的松弛特性，使應(yīng)力小于抗拉強(qiáng)度。 </p><p>　　3.2水化熱溫升控制措施 </p><p>　　混凝土升溫時(shí)間較短，一般在澆筑后的2~3 d，其間混凝土彈性模量低、基本處于塑性與彈塑性狀態(tài)，約束應(yīng)力很低，當(dāng)水化熱溫升至峰值后，水化熱能耗盡，繼續(xù)散熱引起溫度下降，隨著時(shí)間逐漸衰減，延續(xù)十

18、余天至三十余天?；炷两禍仉A段，彈性模量迅速增加，約束拉應(yīng)力也隨時(shí)間增加，因此控制降溫曲線對(duì)保證大體積混凝土施工質(zhì)量尤為關(guān)鍵。 </p><p>　　3.3延緩溫差梯度與降溫梯度的措施 </p><p>　　(1)底板均采用塑料薄膜草簾覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)及保溫措施，專(zhuān)人負(fù)責(zé)，覆蓋于混凝土終凝后進(jìn)行，原則上維持五天濕潤(rùn)覆蓋狀態(tài)，視測(cè)溫結(jié)果而定，如五天內(nèi)混凝土中心溫度與大氣溫度溫差已小于10℃，可

19、視情況提前撤除，如5 d仍達(dá)不到此標(biāo)準(zhǔn)，則繼續(xù)濕潤(rùn)覆蓋，但澆水養(yǎng)護(hù)期始終不少于14 d。 </p><p>　　(2)對(duì)于本工程厚大基礎(chǔ)，除覆蓋之外，另需采取以下措施: </p><p>　?、偌觾?nèi)注滿循環(huán)水(可兼作降低混凝土初始溫度之用途)，初期蓄水時(shí)應(yīng)避免直接沖刷強(qiáng)度仍很低的混凝土面層。 </p><p>　?、谀毯筮M(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)。由于此時(shí)混凝土已明顯處于升

20、溫階段，為避免涼水澆至混凝土表面造成驟冷表面混凝土開(kāi)裂，第2 d養(yǎng)護(hù)時(shí)，出水管流出的循環(huán)水伸入電梯井坑，由井坑逐漸溢出直至流滿整個(gè)底板，由集水坑抽出再注入進(jìn)水口循環(huán)。因電梯井坑內(nèi)的水經(jīng)熱能交換平衡，與混凝土溫度已基本一致，將不存在驟冷突變情況。 </p><p>　?、坌钏鳛榛炷僚c外部大氣熱能交換的一個(gè)緩沖層，將理論上混凝土中心溫度與表面溫度、表面溫度與大氣溫度各控制在25℃以?xún)?nèi)的常規(guī)溫控指標(biāo)轉(zhuǎn)換為混凝土中心

21、溫度與表面溫度、表面溫度與蓄水溫度之間的差值。因此保證蓄水部分的溫度維持在一定的指標(biāo)內(nèi)對(duì)于保溫效果非常關(guān)鍵，因水的導(dǎo)熱系數(shù)較小，保溫效果佳，因此實(shí)際上根據(jù)以上流程實(shí)施后，即使不采取其它措施，一般水溫介于混凝土表面溫度與相鄰處大氣溫度之間，對(duì)于保證溫差控制與延緩降溫梯度相當(dāng)理想。 </p><p>　?、芑炷磷罡邷厣狄话惆l(fā)生于澆灌后2~4 d，此時(shí)也是蓄水養(yǎng)護(hù)的最佳階段。當(dāng)出水溫度下降至40℃以下時(shí)，出水口接入

22、水箱內(nèi)，經(jīng)冷卻后再注入進(jìn)水口形成循環(huán)。然后抽干底板明水，采取覆蓋塑料薄膜和草袋保溫措施。 </p><p>　　3.4大體積混凝土在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的溫度變化規(guī)律 </p><p>　　為掌握基礎(chǔ)內(nèi)部混凝土實(shí)際溫度變化情況，了解冷卻水管進(jìn)出水溫度，對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)外部及進(jìn)出水管進(jìn)行測(cè)溫記錄，以指導(dǎo)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，并同時(shí)控制冷卻水流量及流向。測(cè)溫設(shè)備采用“大體積混凝土溫度微機(jī)自動(dòng)測(cè)試儀”，溫度傳感器預(yù)先

23、埋設(shè)在測(cè)點(diǎn)位置上。混凝土測(cè)溫儀自混凝土澆搗開(kāi)始時(shí)即運(yùn)轉(zhuǎn)，連續(xù)測(cè)溫近一個(gè)月，測(cè)溫情況顯示:混凝土入模溫度為23.8～24.9℃，混凝土最高溫度為86.5℃。 </p><p>　　本工程的大體積混凝土測(cè)溫情況有以下特點(diǎn): </p><p>　　(1)基礎(chǔ)混凝土的升溫期在96 h，這主要是由于混凝土澆筑入模后達(dá)到一定的溫度，而基礎(chǔ)底板的混凝土厚度又比較大，故加快了水泥水化的進(jìn)行，早期水化熱積聚

24、上升，造成了混凝土的升溫速度加快；而升至最高溫度后未形成一較長(zhǎng)的高溫持續(xù)時(shí)間，是由于基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)置了冷卻水管，有效的帶走了混凝土的內(nèi)部熱量。 </p><p>　　(2)當(dāng)冷卻水停止循環(huán)后，混凝土降溫速度明顯減緩，靠近基坑的混凝土受冷卻水影響較小，整個(gè)降溫過(guò)程的降溫速率較均勻、緩慢。 </p><p>　　(3)混凝土在整個(gè)降溫過(guò)程中，內(nèi)外溫差均控制在25℃。在揭除保溫層后，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫和