某礦主行政樓大體積混凝土施工方案研究

李 棟

(霍州煤電集團呂臨能化有限公司， 山西 呂梁 033200)

1 前言

隨著社會的進步，行政樓數(shù)量在不斷的增多，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是行政樓建筑的最重要的部分，其主要是由大體積混凝土所構(gòu)成的。大體積混凝土結(jié)構(gòu)具有較強的承載能力和穩(wěn)定性，但是其尺寸非常大，難以有效實現(xiàn)對其質(zhì)量的有效控制[1-2]。大體積混凝土通常所指的是因為水化熱現(xiàn)象造成其內(nèi)部溫度最大值與外部環(huán)境溫度差大于25℃的混凝土結(jié)構(gòu)，或者是結(jié)構(gòu)斷面尺寸大于80cm。結(jié)構(gòu)尺寸、內(nèi)外溫差大是大體積混凝土最為顯著的特點[3]。大體積混凝土施工難度會隨著其結(jié)構(gòu)尺寸的增加而上升，大體積混凝土的內(nèi)外溫差是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的最主要的原因。

2 大體積混凝土主要問題及原因分析

在行政樓建筑工程中常常會使用到大量的混凝土，大體積混凝土結(jié)構(gòu)是其重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，裂縫問題是大體積混凝土結(jié)構(gòu)非常發(fā)生的問題，對建筑整體質(zhì)量、使用性能有著不良的影響[4-5]。大體積混凝土裂縫問題通常是由多方面影響因素而造成的，以下內(nèi)容主要對大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因進行了深入的研究和分析。

2.1 澆筑初期的溫度梯度

混凝土澆筑環(huán)節(jié)至關(guān)重要，水泥是混凝土配制的重要原材料，然而水泥常常會在混凝土澆筑初期產(chǎn)生大量水化熱，這在一定程度上會造成混凝土溫度快速升高。雖然在大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑初期其表面散熱條件良好，而且其表面溫度變化量比較小，但是其內(nèi)部散熱和傳熱效果較差，難以有效將熱量散發(fā)到外界，所以導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過高，從混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部中心到外部產(chǎn)生由高到低的溫度梯度，體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度梯度的產(chǎn)生會造成在其內(nèi)部產(chǎn)生膨脹壓應(yīng)力，膨脹壓應(yīng)力會受到表面抗拉應(yīng)力的約束，若膨脹應(yīng)力大于表面抗拉應(yīng)力就可能造成裂縫病害的產(chǎn)生。

2.2 澆筑后期的收縮

不僅澆筑前期的溫度梯度可能造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，澆筑后期的收縮同樣可能造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫病害的產(chǎn)生。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后期會隨著時間的推移整體結(jié)構(gòu)溫度會慢慢的下降，然而在大體積混凝土溫度下降的過程中會發(fā)生混凝土收縮現(xiàn)象，混凝土在澆筑的過程中多余水分會被蒸發(fā)，這在一定程度上會造成混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形收縮的現(xiàn)象。但是在收縮的過程中常常會受到結(jié)構(gòu)邊界條件約束，大體積混凝土結(jié)構(gòu)無法自由變形，從而造成混凝土溫度應(yīng)力的產(chǎn)生。在體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后期若其結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力大于其抗拉強度，那么就很有可能造成裂縫病害現(xiàn)象的發(fā)生。在此期間所產(chǎn)生的裂縫形式通常有兩種，分別為貫穿裂縫、邊界約束裂縫。

2.3 外界環(huán)境溫度變化引發(fā)裂縫問題

外界環(huán)境溫度變化也是引起大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫病害的重要原因之一。若在大體積混凝土澆筑過程中沒有對外界環(huán)境的溫濕度進行有效控制，那么極可能造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫病害。若大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工處于溫度較高的條件下，那么混凝土澆筑溫度同樣會升高到相應(yīng)的溫度；若大體積混凝土澆筑處于低溫的條件中，那么其內(nèi)部降溫幅度和降溫速度可能會加快。若大體積混凝土結(jié)構(gòu)外部溫度迅速下降，極可能導(dǎo)致其溫度梯度大幅度增加，進而造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫病害，難以有效保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量和其使用性能。

3 大體積混凝土施工技術(shù)分析

3.1 工程簡介

本文以某礦某行政樓建筑工程項目為研究對象，這項建筑的總面積大約為77 387m2。在這項工程項目中主要包括IN1-3和RD10-12兩個組團，全都采用的是框架結(jié)構(gòu)。在此項工程中共有6層，地下1層地上5層，所應(yīng)用的是樁筏基礎(chǔ)。在這項工程中所應(yīng)用的大體積混凝土主要處于基礎(chǔ)底板的位置。

3.2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1)對施工工藝進行科學(xué)合理的選擇

為了能夠有效實現(xiàn)對大體積混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)質(zhì)量進行有效的控制和管理，那么應(yīng)根據(jù)建筑工程項目整體情況進行深入全面的分析，對大體積混凝土施工工藝技術(shù)和施工方法進行科學(xué)合理的選擇，從而保證建筑工程大體積混凝土施工質(zhì)量達到要求的標(biāo)準(zhǔn)，提升行政建筑整體使用性能。在行政樓建筑工程項目中同樣應(yīng)對混凝土施工方法進行科學(xué)合理的選擇，IN1-3和RD10-12組團基礎(chǔ)混凝土應(yīng)當(dāng)采取跳倉施工方法，在此項工程兩個組團流水段實際的流水施工順序和劃分情況如圖1所示，主要分為6個流水段。

圖1 地下結(jié)構(gòu)流水段施工圖

在IN1-3和RD10-12的每一個區(qū)段進行大體積混凝土澆筑時，主要采用的機械設(shè)備是兩臺車載泵和兩臺布料機，在實際的澆筑的過程中應(yīng)從不同方位進行，而且還應(yīng)嚴(yán)格按照由遠及近的澆筑順序開展相關(guān)的工作。在大體積混凝土澆筑施工的過程中一定要保證其連續(xù)性，對澆筑時間進行科學(xué)合理的選擇，對混凝土供應(yīng)時間間隔進行有效控制，一般在夜晚開展基礎(chǔ)底板大體積混凝土澆筑施工工作，混凝土大部分都是來自攪拌站，供應(yīng)時間間隔應(yīng)小于30min。在應(yīng)用跳倉法施工時應(yīng)合理分倉，應(yīng)采取依據(jù)基礎(chǔ)底板面積大小進行分倉，分倉方向主要為橫向和縱向，相鄰倉格間距應(yīng)控制在40m以內(nèi)，為了能夠有效實現(xiàn)對各個倉格的有效管理，對其進行編號處理。除此之外還應(yīng)充分做好底板和底板施工縫的防水工作，在此環(huán)節(jié)應(yīng)采取鋼板防水措施。

2)對混凝土澆筑進行有效控制

混凝土澆筑環(huán)節(jié)至關(guān)重要，對大體積混凝土施工質(zhì)量以及使用性能有著直接的影響。在該礦主行政樓建筑過程中采用分層連續(xù)澆筑的大體積混凝土施工。在大體積混凝土澆筑施工的過程中需要保障澆筑帶前后位置保持一定距離的錯位，這主要是為了形成階段式的分層，每層控制在300～500mm。其次，對振搗器進行科學(xué)合理的布置，在此項工程中將振搗器布置在澆筑帶的前、中、后位置。第一道振搗器通常設(shè)置在混凝土卸料點，主要是應(yīng)用于出管混凝土的振搗，主要目的是使混凝土可以順利通過面筋流入底層；第二道振搗器通常被設(shè)置在中間位置主要應(yīng)用于對混凝土密實度的控制；第三道振搗器通常被設(shè)置在底層鋼筋和坡腳的位置，主要是為了使混凝土可以順利流入下層鋼筋底部，保證振搗密實度。

3)強化溫度監(jiān)控

為了能夠有效防止基礎(chǔ)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫病害問題，加強溫度監(jiān)控是防止病害的有效措施。通過溫度監(jiān)控能夠促使相關(guān)的技術(shù)人員準(zhǔn)確獲取混凝土內(nèi)外部溫度狀況，并積極采取有效應(yīng)對措施對其溫度進行有效控制，進而保證其質(zhì)量和使用性能。為了能夠有效實現(xiàn)對大體積混凝土內(nèi)外溫差以及降溫速率的有效控制，那么應(yīng)對測溫點進行科學(xué)合理的布置。如果在測溫點平面布置方面，那么應(yīng)盡可能將測溫點設(shè)置在中心、側(cè)邊、散發(fā)熱量速度快的位置以及主風(fēng)向位置；如果在測溫點豎向布置方面，那么通常將測溫點設(shè)置在其上、中、下位置，上部和下部的測溫點應(yīng)距表面大約50mm。除此之外，還需要將測溫點設(shè)置在空氣和保溫層中，主要是為了對體積混凝土外界環(huán)境溫度的測量，通過相應(yīng)有效措施的控制盡可能降低外界溫度因素對其造成的影響。

4 結(jié)論

大體積混凝土是行政建筑工程最為基礎(chǔ)的重要部分，裂縫是其最為常見的病害問題。對行政樓大體積混凝土病害產(chǎn)生的原因進行了深入的分析，并結(jié)合了位于某礦某一項行政樓建筑，對大體積混凝土施工方法、澆筑施工以及溫度監(jiān)控進行了深入的探討。