某工程底板大體積混凝土施工技術(shù)

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(山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006)

引言

大體積混凝土澆筑施工過程中，由于混凝土中的膠凝材料水化，結(jié)構(gòu)體內(nèi)外的溫度會(huì)產(chǎn)生較大差異，致使混凝土呈現(xiàn)不規(guī)則地收縮，進(jìn)而影響工程質(zhì)量。因此，研究大體積混凝土的施工技術(shù)是當(dāng)前一項(xiàng)重要的研究課題。

1 工程概況

某產(chǎn)業(yè)園區(qū)有7棟單體建筑，A座、B座、D座主體24層；C座主體37層；G座主體15層；E座、F座主體12層，總建筑面積366 344.00 m2。A～G等7個(gè)單體主樓地下室底板厚度均≥1 m，屬于大體積混凝土澆筑，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 底板大體積混凝土數(shù)據(jù)

從表1可看出，7座建筑的基礎(chǔ)底板厚度均在1 000～2 000 mm之間，澆筑混凝土的體積在2 613.65～4 650.00 m3之間，屬于大體積混凝土澆筑。因此，在澆筑過程中既要保證混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B等性能要求，又要降低大體積混凝土的開裂風(fēng)險(xiǎn)。

2 施工重點(diǎn)與難點(diǎn)

(1)合理布局，避免冷縫。7個(gè)單體建筑地下室底板大體積混凝土工程量較大，要合理規(guī)劃后澆帶并劃分施工段，避免冷縫的產(chǎn)生。

(2)適時(shí)監(jiān)護(hù)，防止裂縫。適時(shí)把控混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)外溫差，防止大體積混凝土澆筑出現(xiàn)裂縫。

(3)動(dòng)態(tài)控制，全程管理。實(shí)現(xiàn)全過程數(shù)字化動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制，保證大體積混凝土澆筑質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

3 施工技術(shù)

結(jié)合該工程地下室底板的施工要求及該地區(qū)的原材料、混凝土配制技術(shù)等情況，制訂專項(xiàng)施工方案，以保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。

3.1 澆筑

該工程共分為三個(gè)施工區(qū)，分別為施工一區(qū)、施工二區(qū)和施工三區(qū)，其中，施工一區(qū)分為13個(gè)施工段，施工二區(qū)分為16個(gè)施工段，施工三區(qū)分為12個(gè)施工段，如圖1所示。施工一區(qū)和三區(qū)同時(shí)施工，一區(qū)、三區(qū)施工完成后，再開始二區(qū)施工。

3.1.1 組織澆筑

泵車就位時(shí)間確定在澆筑前2 h，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，每一段底板澆筑工作計(jì)劃在兩天內(nèi)完成，澆筑時(shí)注意對(duì)測(cè)溫點(diǎn)的保護(hù)工作，澆筑施工完成后及時(shí)做好混凝土養(yǎng)護(hù)及測(cè)溫工作。由于現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，必須對(duì)混凝土攪拌車的行進(jìn)路線進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度，確?；炷翝仓B續(xù)進(jìn)行，避免冷縫產(chǎn)生。施工一區(qū)采用3臺(tái)地泵和兩臺(tái)車載泵，首先施工、⑦、施工段(即A、B、C座主樓)，然后再按序施工→⑩→⑧、⑤→⑥→⑨及②→①→④→③施工段，如圖1所示。

施工二區(qū)采用4臺(tái)地泵，首先施工⑦施工段(即F座主樓)，采用兩臺(tái)地泵澆筑，隨后再施工⑧→⑨→⑩施工段，最后再按序施工⑤→③→①→⑥→④→②和→→→→→施工段。

圖1 基礎(chǔ)底板工程分區(qū)劃分圖

施工三區(qū)采用采用兩臺(tái)地泵3臺(tái)車載泵，首先施工①、⑤、⑧施工段(即D、E、F座主樓)，①、⑤、⑧施工段大體積混凝土澆筑完畢，再依次施工②→③→⑥→⑦→④及⑩→→⑨→施工段。

3.1.2 澆搗

澆，即澆筑。一般采用全面分層、分段分層、斜面分層三種施工方法。分層施工的要領(lǐng)是：先澆筑核心筒區(qū)域，當(dāng)核心筒區(qū)域與其余部位相平時(shí)，再進(jìn)行大面積澆筑。分層的厚度≤500 mm，確保每一處的混凝土在初凝之前就由上面一層新混凝土覆蓋，將析出的泌水沿斜向分層的斜坡排掉，并使混凝土充分散熱。

搗，即振搗。采用分段、分層踏步式施工方法。其施工關(guān)鍵是：首振分前、中、后三層布置振搗手進(jìn)行振搗。20～30 min后實(shí)施第二次復(fù)振，對(duì)鋼筋較密集區(qū)域的振搗，如果使用Φ50 mm的振動(dòng)棒不能振搗，則改用Φ30 mm的振動(dòng)棒，或者加強(qiáng)在鋼筋密集區(qū)最近兩側(cè)區(qū)域的振搗，保證混凝土密實(shí)無死角。

3.1.3 泌水及表面處理

在澆筑和振搗施工作業(yè)中，混凝土的中間位置應(yīng)高于四周，這樣可以解決一定程度的泌水。地下室底板表面的泌水消去后，要用木抹子碾壓，防止混凝土收縮、沉陷時(shí)沿鋼筋表面處出現(xiàn)裂紋。析出的游離水通常會(huì)沿混凝土的坡面流向坑底，這就需要在基坑中部、北側(cè)預(yù)設(shè)集水坑，先用抽水機(jī)將泌水抽到集水坑內(nèi)，再使用潛水泵把集水坑內(nèi)的水排出基坑之外。

表面處理主要把握好初凝前和終凝前兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。初凝前，為使位于上部的骨料均勻沉降，增強(qiáng)地下室底板表面的密實(shí)度，需要實(shí)施打平作業(yè)。打平作業(yè)是表面處理的重要環(huán)節(jié)，使用刮尺、木抹子等工具進(jìn)行作業(yè)。打平作業(yè)的目的：一是保持混凝土表面水分一定時(shí)段內(nèi)的存留，避免塑性收縮和變形而產(chǎn)生裂縫，二是保證混凝土表面的平整光滑，控制龜裂。在終凝前，再進(jìn)行搓壓，至少用抹光機(jī)搓壓一遍。混凝土表面標(biāo)高、平整度控制，依據(jù)測(cè)量員標(biāo)在墻柱鋼筋上的標(biāo)高，拉線控制。

3.2 監(jiān)測(cè)

及時(shí)采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)測(cè)溫、降溫。

3.2.1 測(cè)溫布置

根據(jù)工程實(shí)際，設(shè)置若干數(shù)據(jù)采集器，每個(gè)數(shù)據(jù)采集器的監(jiān)測(cè)點(diǎn)可分橫、豎向布置。橫向應(yīng)將溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)均勻布置在基礎(chǔ)底板上，豎向應(yīng)沿混凝土澆筑厚度方向分別布置底面、外表面和中心溫度測(cè)點(diǎn)。底面、外表面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置至澆筑表面的間隔距離應(yīng)在0.4～0.8 m之間,其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照面層點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離控制在0.5～1 m之間布置，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)豎向布置如圖2所示。傳感器應(yīng)在鋼筋支架上固定，2 m厚的混凝土底板每個(gè)數(shù)據(jù)采集器布置5個(gè)傳感器，1 m厚的混凝土底板布置3個(gè)傳感器。

圖2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)豎向布置圖

3.2.2 溫度監(jiān)控

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制室，整個(gè)監(jiān)控設(shè)備與控制室的計(jì)算機(jī)連接，即可自動(dòng)實(shí)時(shí)地對(duì)混凝土溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫期間保持二十四小時(shí)有人值班，負(fù)責(zé)看護(hù)監(jiān)控設(shè)備。混凝土的測(cè)溫頻度設(shè)定為2 h一次，監(jiān)測(cè)設(shè)備將根據(jù)設(shè)定頻次自動(dòng)測(cè)溫，計(jì)算機(jī)根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成溫度變化曲線。信息的收集、處理要準(zhǔn)確，并及時(shí)報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)主管技術(shù)工程師，密切注視結(jié)構(gòu)體內(nèi)中心溫度與表面溫度的溫差，嚴(yán)格控制其差值≤25 ℃，一旦有特殊情況發(fā)生，應(yīng)立即采取緊急保溫或降溫措施。

為防止儀器測(cè)溫出現(xiàn)故障或數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況，還應(yīng)選擇三組測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行人工晝夜不間斷地監(jiān)測(cè)，并配備量程為-30～150 ℃的溫度計(jì)、膠鞋、手電筒、手套、黑色水筆等作業(yè)用具，工作人員要做好詳細(xì)的溫度監(jiān)測(cè)記錄。根據(jù)收集的溫度監(jiān)測(cè)記錄，如果澆筑8 d后混凝土內(nèi)外溫差<25 ℃，表明內(nèi)外溫差趨于穩(wěn)定，溫控正常。

3.3 養(yǎng)護(hù)

地下室底板養(yǎng)護(hù)的步驟：首先進(jìn)行表面處理，抹壓平整；然后用保溫薄膜覆蓋地下室底板暴露部分，防止養(yǎng)護(hù)水外泄；接下來將麻袋濕潤(rùn)，覆蓋三層，再覆蓋外層保溫保濕薄膜；最后覆蓋防雨薄膜。

從溫控的角度區(qū)別養(yǎng)護(hù)的流程，大致分為兩個(gè)階段，即“前8后8”?！扒?”，是指前8 d的養(yǎng)護(hù)以控制溫差為主，此期間內(nèi)溫差控制在25℃以內(nèi)，報(bào)警溫差設(shè)定為23℃；“后8”，是指8 d后的養(yǎng)護(hù)以控制降溫速度為主，降溫的速度應(yīng)≤2.0 ℃/d。

當(dāng)內(nèi)外溫差<15 ℃時(shí)，立即減少表面覆蓋層的厚度，以加速散熱；內(nèi)外部溫差>25 ℃時(shí)，及時(shí)增加一層或數(shù)層麻袋進(jìn)行保溫?；炷帘耩B(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14 d。當(dāng)測(cè)得混凝土的表面溫度與環(huán)境溫度的溫差<20 ℃時(shí)，可分層逐步拆除至全部拆除保溫保濕薄膜。

若監(jiān)測(cè)過程中出現(xiàn)混凝土內(nèi)外溫差過高，超過25 ℃，溫度監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警提示，此時(shí)應(yīng)通過以下應(yīng)急措施進(jìn)行保溫。

(1)增加麻袋的層數(shù)，提高混凝土表面溫度；若效果不佳，可考慮采用蓄水養(yǎng)護(hù)法，降低內(nèi)外溫差。

(2)如果局部混凝土表面溫度過低，可采用鋪設(shè)電熱毯加溫的方法增溫。

(3)局部厚度為2 m的部位，安裝有預(yù)埋冷卻水管，可通入循環(huán)水將混凝土內(nèi)部熱量帶出，降低內(nèi)部溫度。

4 結(jié)語(yǔ)

該工程的施工屬于大體積混凝土澆筑，施工過程中嚴(yán)格按照澆筑方案進(jìn)行作業(yè)，持續(xù)跟蹤觀察顯示施工效果良好，未發(fā)生結(jié)構(gòu)危害性裂縫，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了施工預(yù)期效果。實(shí)踐證明，對(duì)大體積混凝土澆筑作業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)化的過程管理，在源頭上細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際操作中環(huán)節(jié)相扣，在監(jiān)測(cè)中數(shù)據(jù)管控，做到方案優(yōu)選、組織優(yōu)化、養(yǎng)護(hù)優(yōu)質(zhì)，是管控和提高大體積混凝土工程施工質(zhì)量的重要技術(shù)手段和有效措施。