基礎(chǔ)底板工程大體積混凝土施工方案應(yīng)用可行性分析

蔣　濤　朱成偉

摘要:文章結(jié)合工程實(shí)例對某地下室工程基礎(chǔ)底板采用綜合法進(jìn)行混凝土施工質(zhì)量控制進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:地下室;基礎(chǔ)底板;大體積混凝

中圖分類號:TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(2009)08-0155-02

1工程概況

某工程建筑面積9 180 m2,其中地下室1層,基坑開挖深度8.0 m,地上13層。

該工程基礎(chǔ)底板混凝土澆筑方量多,并且厚度變化大;基礎(chǔ)底板屬于大體積混凝土,同時(shí)混凝土強(qiáng)度等級與抗?jié)B等級高?；A(chǔ)環(huán)梁混凝土C40,其他部位混凝土C35,抗?jié)B等級為S8。設(shè)計(jì)采用防水混凝土,其中摻加一定比例的防水添加劑。此外,防水添加劑應(yīng)具有補(bǔ)償混凝土收縮的功效,以減少混凝土的收縮裂縫,防水添加劑可與膨脹劑結(jié)合使用。

在該工程基礎(chǔ)底板澆搗前,我們分析了大體積混凝土的施工控制要素,并分別對基礎(chǔ)深坑和大底板進(jìn)行混凝土水化熱計(jì)算,以論證確定施工方案可行性。

在策劃底板混凝土澆筑方案時(shí),充分重視信息化施工的要求,重視現(xiàn)場監(jiān)測,在混凝土內(nèi)部設(shè)置溫度測點(diǎn),嚴(yán)格控制內(nèi)外溫差,保證溫差不超過25 ℃。

對混凝土攪拌站情況進(jìn)行仔細(xì)的考察,選擇符合要求的大型的混凝土攪拌站負(fù)責(zé)提供混凝土,要求提供同一配合比,相同水泥、外加劑、粉煤灰及礦粉的混凝土,控制好混凝土供應(yīng)的數(shù)量和時(shí)間,以保證現(xiàn)場混凝土的供應(yīng)。

2混凝土配合比設(shè)計(jì)

加強(qiáng)與混凝土供應(yīng)單位的溝通,要求拌站在配合比設(shè)計(jì)中,適量減少水泥用量,提高粉煤灰、礦粉含量,摻加合適的減水劑、外加劑,減小水化熱。該工程基礎(chǔ)底板混凝土設(shè)計(jì)的配合比,如表1。

在材料選配上,水泥采用42.5R礦渣硅酸鹽水泥,粗骨料選用粒徑為5~25 mm連續(xù)級配,減少混凝土收縮,符合篩分曲線要求可減少用水量,使混凝土收縮和泌水隨之減少,骨料中的針狀和片狀顆料<15%(重量比)。細(xì)骨料選用細(xì)度模數(shù)2.50左右的中砂,平均粒徑0.381,從而降低混凝土的溫升和減少混凝土的收縮。采用集料泵送混凝土砂率在42%~45%之間,在滿足可泵性的前提下,盡量降低砂率。坍落度在滿足泵送條件下盡量選用小值,減少收縮變形。嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量,石子含泥量控制在1%以下,黃砂含泥量控制在2%以下。摻加粉煤灰和礦渣粉活性混合材料,替代部分水泥,能在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,有效地減小水化熱,延遲峰溫出現(xiàn)的時(shí)間。凝結(jié)時(shí)間要求初凝為6~8 h,終凝為12~13 h。

3測溫控制方法

大體積混凝土施工時(shí),混凝土內(nèi)部熱量較難散發(fā),外部表面熱量散發(fā)較快(在夜間及下雨更甚),內(nèi)部和外部熱脹冷縮過程相應(yīng)會在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。溫差大到一定程度,混凝土表面拉應(yīng)力超過當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí),在混凝土表面會產(chǎn)生有害裂縫,有時(shí)甚至貫穿裂縫。另外,混凝土硬化后隨溫度降低產(chǎn)生收縮,由于受到地基約束,會產(chǎn)生很大外約束力,當(dāng)超過當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí),也會產(chǎn)生裂縫。為了解基礎(chǔ)大體積混凝土內(nèi)部由于水化熱引起的溫度升降規(guī)律,掌握基礎(chǔ)混凝土中心與表面、表面與大氣溫度間的溫度變化情況,以便采取必要的措施。

對于該工程大體積混凝土的測溫,我們制定嚴(yán)格的溫控方案加以控制,即控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi),根據(jù)混凝土的澆搗方向和底板厚度來考慮測溫點(diǎn)的布置。

我們采用國內(nèi)先進(jìn)的智能溫度巡檢系統(tǒng)XX—16型多點(diǎn)測溫儀,WZC—010銅熱電阻作為測溫探頭測溫,配以導(dǎo)線。銅熱電阻與導(dǎo)線必須焊接可靠,然后用環(huán)氧樹脂封閉,并進(jìn)行老化處理,確保不滲水。

測溫前準(zhǔn)備工作:在基坑外距測溫區(qū)較近處搭設(shè)3.5 m x 3 m簡易控制室,可以防雨、防風(fēng)和防盜,測溫控制室內(nèi)配置220 V電箱1個(gè)。測溫探頭按布置要求埋入,將導(dǎo)線引至測溫控制室并與測溫儀連接,校驗(yàn)正確,澆搗前測出各測溫探頭的初始溫度值,并作好記錄,澆搗前測出大氣溫度及入模混凝土溫度并作好記錄,對澆筑人員提出保護(hù)測溫探頭與導(dǎo)線等注意事項(xiàng)。

測溫階段的要求:自混凝土入模至澆搗完畢的前3 d期間內(nèi)每2 h測溫1次;第4~7 d,每4 h測溫1次;以后每8h測溫1次。一般14 d后可停止測溫,或溫度梯度<20℃時(shí),可停止測溫。每測溫一次,應(yīng)記錄、計(jì)算每個(gè)測溫點(diǎn)的升降值及溫差值。當(dāng)混凝土中心溫度差超過22℃時(shí),必須向現(xiàn)場施工管理人員報(bào)警。當(dāng)超過25℃時(shí),施工現(xiàn)場必須采取有效技術(shù)措施。當(dāng)溫度梯度小于20 ℃通知施工現(xiàn)場可消除混凝土表面保溫材料。

4溫控技術(shù)措施

該工程特選的保溫覆蓋物為:{1}普通塑料簿膜:寬幅,厚度0.4 mm一層;{2}草包:草包二層,一層即是一只草包的厚度。(如圖1所示)

塑料簿膜覆蓋應(yīng)及時(shí),在混凝土澆搗抹面后,逐步覆蓋已澆搗部分。鋪完塑料薄膜混凝土終凝后鋪設(shè)草包,需覆蓋兩層。覆蓋時(shí)塑料簿膜幅與幅之間接縫處應(yīng)有5cm重迭,每只草包之間應(yīng)有10 cm重迭,插筋垂直方向應(yīng)蓋草包一層。溫度測量時(shí)草包一般不宜成片掀去,應(yīng)在測溫設(shè)備監(jiān)測下以夾花方式掀去1/2或1/3。

該工程底板大體積混凝土,在征得設(shè)計(jì)同意后充分利用混凝土的中后期強(qiáng)度,有效地降低水泥用量,從而控制大體積混凝土的溫升。為了盡量降低混凝土的最高溫升,在泵車水平輸送管的整個(gè)長度范圍內(nèi)覆蓋草袋,以減少混凝土泵送過程中吸收太陽的輻射熱。加強(qiáng)測溫和溫度監(jiān)測與管理,實(shí)行電腦信息化控制,確?；炷羶?nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。

混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保溫保濕養(yǎng)護(hù),保溫養(yǎng)護(hù)能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散,減少混凝土表面的溫差,防止產(chǎn)生表面裂縫,保溫養(yǎng)護(hù)還能控制混凝土內(nèi)外溫差過高,防止產(chǎn)生貫穿裂縫。保濕養(yǎng)護(hù)能防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生表面干縮裂縫,再者能使水泥水化順利進(jìn)行,提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度。

混凝土由大斜面分層下料,分層振搗,每層厚度為50 cm左右,采用“分段定點(diǎn)、一個(gè)坡度、薄層澆筑、循序推進(jìn)、一次到頂”的方法,確保避免出現(xiàn)施工冷縫。每臺泵車進(jìn)料量要及時(shí)反映到調(diào)度室,按澆搗總量及時(shí)平衡攪拌車進(jìn)入各泵位,基本做到澆搗速度相同,齊頭并進(jìn)。

每臺泵車供應(yīng)的混凝土澆筑范圍內(nèi),應(yīng)布置4~6臺振動機(jī)進(jìn)行振搗,每臺泵車澆搗速度平均每小時(shí)不少于30 m3,要求不出現(xiàn)夾心層及施工冷縫,并應(yīng)特別重視每個(gè)澆筑帶坡頂和坡腳兩道振動器振動,確保上、下部鋼筋密集部位混凝土振搗密實(shí)。

混凝土表面處理做到“三壓三平”。首先按底板面標(biāo)高用拍板壓實(shí),長刮尺刮平;其次初凝前用鐵滾筒數(shù)遍碾壓、滾平;最后,終凝前,用木蟹打磨壓實(shí)、整平,以閉合混凝土收水裂縫?；炷翝矒v前及澆搗時(shí),應(yīng)將基坑表面積水通過設(shè)置在墊層內(nèi)的臨時(shí)集水井、潛水泵向基坑外抽出。

5結(jié)語

該工程基礎(chǔ)底板混凝土澆筑方量多,并且厚度變化大。由于大體積混凝土硬化期間水泥水化熱產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮共同作用;由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力是導(dǎo)致底板產(chǎn)生裂縫的根本原因,因此對于大體積混凝土除了須滿足強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性等要求外,如何控制溫度變形引起的裂縫開展是至關(guān)重要的。為了保證混凝土澆搗質(zhì)量,控制混凝土入模溫度是控制混凝土溫降的重要手段。該工程在混凝土表面用木蟹壓緊平整后,覆蓋二層草袋及一層塑料薄膜,覆蓋工作必須嚴(yán)格認(rèn)真落實(shí),養(yǎng)護(hù)期間澆水次數(shù)視具體情況而定。經(jīng)過實(shí)踐證明是有效的,可以防混凝土產(chǎn)生干縮裂縫,并使水泥水化順利進(jìn)行。