探析地下室大體積混凝土施工質量與裂縫控制

1、<p>　　探析地下室大體積混凝土施工質量與裂縫控制</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，在采取一系列切實有效的技術措施后，未產(chǎn)生結構有害裂縫，為超厚高強大體積混凝土施工積累了技術經(jīng)驗。 </p><p>　　本文主要分析了某大廈地下室基礎底板大體積混凝土施工質量控制，并提出一系列有效的裂縫控制措施，以供同類工程參考。 </p>

2、<p>　　關鍵詞：大體積混凝土；裂縫控制；降溫措施 </p><p>　　中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號： </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底板混凝土澆筑分四塊，混凝土總量約為35 000 m3，混凝土強度等級為C60和C40，抗?jié)B等級為P8

3、。 </p><p>　　2C60大體積混凝土施工的裂縫控制及技術措施 </p><p>　　2.1混凝土配合比的確定 </p><p>　　(1)水泥:采用42.5級P.O普通硅酸鹽水泥，參考凝結時間為(h:min):初凝2:17，終凝3:40 h。C60混凝土屬較高強度混凝土，應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度。本工

6、程粉煤灰采用GB1556標準中的II級粉煤灰。另外，針對厚大砼水化熱高的特點，攙加一定量的粒化高爐礦渣粉，對降低較高的水化熱作用明顯，配比得當，對保證砼強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度，改善砼內部空隙分布，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，流動性，可泵性，提高混凝土的性能，同時UEA有微膨脹的性質，可以在一定程度上延緩大體積混凝土的裂縫的發(fā)展，達到工程的施工要求。 </p><p>　　2.2混凝土澆筑過程的路線及機械安排 </p><p>　　由于本工程施工區(qū)域東北兩側為馬路，所以混凝土澆筑時，根

8、據(jù)現(xiàn)場情況考慮混凝土輸送泵、混凝土運輸車輛的站位及運行路線，選擇在北、東、南三側布設混凝土輸送泵進行混凝土澆注。根據(jù)現(xiàn)場實際情況和進度要求，分區(qū)進行混凝土澆筑。 </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號混凝土和第二次混凝土為大體積混凝土，所以混凝土要嚴格控制入模溫度。 </p><p>　　(1)本工程

9、混凝土澆灌要求一次澆注完成。對于厚度超過2 m的筏板，為減小澆筑離析，施工時采用“分層澆筑循序漸進，一次到位”的方法澆筑，每層混凝土的厚度為300~400 mm，同時可有效降低水化熱集中釋放。 </p><p>　　(2)混凝土的運輸和澆筑采用泵送方案，在現(xiàn)場集中攪拌站設固定泵3臺，攪拌好的混凝土直接輸送到基坑內澆筑。在基礎北面設混凝土輸送泵車1臺(48 m)。按每臺泵供應一個澆灌帶(約6.7 m寬)，布設泵送管

10、道，由西向東順次澆筑，采取斜面分層向前推進，一次從底到頂。 </p><p>　　(3)采用固定式泵，基礎外的輸送管道用扣件式鋼管架支承并固定，基礎底板上的管道利用設在基礎內的鋼筋支架固定，底板上部鋼筋網(wǎng)片上，直接鋪設腳手架作為操作平臺，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，斜坡分層，循序前進，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，能較好地適應泵送工藝，減少混凝土輸送管道拆除、沖洗和接長的次數(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，斜坡水平長度限制在20 m以內，必要時在下部設擋板。 </p><p>　　(5)澆筑時，每隔30 min，采取在混凝土初凝時間內，對已澆筑的混凝土進行一次重復振搗，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，增強密實度，提高抗裂性。澆筑成型后的混凝土表面水泥砂漿較厚，應按設計標高用刮尺括平，在初凝前用木抹子抹平、鐵抹子壓實，并撒水泥滲透結晶干面，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，混凝土的流動度、保水性仍很好，振搗方便，基本上無泌水，混凝土的密實性、勻質性均良好。 </p><p>　　2.4混凝土外蓄內降綜合養(yǎng)護措施 </p><p>

13、;　　由于A區(qū)基礎底板混凝土厚度達3.5 m，混凝土內部散熱較困難，單純的保溫保濕養(yǎng)護將使養(yǎng)護周期延長，從而影響整個施工進度。故在混凝土內部排放冷卻水管，通循環(huán)冷卻水以加快內部的散熱速度，從而縮短施工周期，并可控制混凝土內外溫差，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，進出水口各4個，其中出水口設置在電梯基礎坑內，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出水管。所有轉彎處采用套絲、彎頭連接。冷卻循環(huán)水管安裝時，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。出水口設在集水坑，坑內用水泵與沉淀箱連接。養(yǎng)護時，沉淀箱冷卻水改接注水口，形成循環(huán)，使內外溫差不超過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砼的絕熱升溫和降溫措施，避免溫度應力裂縫的出現(xiàn)，對底板砼施工進行溫度檢測，以了解砼的溫度場分布情況，從而能夠及時的調整保溫養(yǎng)護措施。 </p><p>　　3.1采取措施降低了混凝土內外溫差具體措施包括: </p><p>　　(1)在粗骨料堆場灑水降溫，并用冰水攪拌；

16、 </p><p>　　(2)在筏型底板內設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)境溫差變化造成結構溫度應力，在混凝土底板表面護蓋一層塑料薄膜，兩層草袋作保溫保濕養(yǎng)護。草袋上下錯開，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℃以內，同時可減少混凝土表面熱擴散，充分發(fā)揮混凝土強度的潛力與材料的松弛特性，使應力小于抗拉強度。 </p><p>　　3.2水化熱溫升控制措施 </p><p>　　混凝土升溫時間較短，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)，約束應力很低，當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，隨著時間逐漸衰減，延續(xù)十

18、余天至三十余天。混凝土降溫階段，彈性模量迅速增加，約束拉應力也隨時間增加，因此控制降溫曲線對保證大體積混凝土施工質量尤為關鍵。 </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)護及保溫措施，專人負責，覆蓋于混凝土終凝后進行，原則上維持五天濕潤覆蓋狀態(tài)，視測溫結果而定，如五天內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仍達不到此標準，則繼續(xù)濕潤覆蓋，但澆水養(yǎng)護期始終不少于14 d。 </p><p>　　(2)對于本工程厚大基礎，除覆蓋之外，另需采取以下措施: </p><p>　?、偌觾茸M循環(huán)水(可兼作降低混凝土初始溫度之用途)，初期蓄水時應避免直接沖刷強度仍很低的混凝土面層。 </p><p>　?、谀毯筮M行蓄水養(yǎng)護。由于此時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裂，第2 d養(yǎng)護時，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底板，由集水坑抽出再注入進水口循環(huán)。因電梯井坑內的水經(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℃以內的常規(guī)溫控指標轉換為混凝土中心

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內對于保溫效果非常關鍵，因水的導熱系數(shù)較小，保溫效果佳，因此實際上根據(jù)以上流程實施后，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，對于保證溫差控制與延緩降溫梯度相當理想。 </p><p>　?、芑炷磷罡邷厣狄话惆l(fā)生于澆灌后2~4 d，此時也是蓄水養(yǎng)護的最佳階段。當出水溫度下降至40℃以下時，出水口接入

22、水箱內，經(jīng)冷卻后再注入進水口形成循環(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)護過程中的溫度變化規(guī)律 </p><p>　　為掌握基礎內部混凝土實際溫度變化情況，了解冷卻水管進出水溫度，對基礎內外部及進出水管進行測溫記錄，以指導混凝土的養(yǎng)護工作，并同時控制冷卻水流量及流向。測溫設備采用“大體積混凝土溫度微機自動測試儀”，溫度傳感器預先

23、埋設在測點位置上。混凝土測溫儀自混凝土澆搗開始時即運轉，連續(xù)測溫近一個月，測溫情況顯示: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溫情況有以下特點: </p><p>　　(1)基礎混凝土的升溫期在96 h，這主要是由于混凝土澆筑入模后達到一定的溫度，而基礎底板的混凝土厚度又比較大，故加快了水泥水化的進行，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的高溫持續(xù)時間，是由于基礎內部設置了冷卻水管，有效的帶走了混凝土的內部熱量。 </p><p>　　(2)當冷卻水停止循環(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，整個降溫過程的降溫速率較均勻、緩慢。 </p><p>　　(3)混凝土在整個降溫過程中，內外溫差均控制在25℃。在揭除保溫層后，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫和