大體積混凝土施工技術(shù)研究

大體積混凝土施工技術(shù)研究

Summary：現(xiàn)代建筑中時(shí)常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。大體積砼具有形體龐大、混凝土數(shù)量較多、工程條件復(fù)雜、施工技術(shù)和質(zhì)量要求高、混凝土絕熱溫升高和收縮等特點(diǎn)。大體積混凝土經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題不是力學(xué)上的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而是混凝土的裂縫。因內(nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用，所以必須從根本上分析它，才能保證施工的質(zhì)量。Keys：大體積砼、裂縫、預(yù)防措施、控制1、概述1.1、大體積混凝土存在的問(wèn)題大體積混凝土特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土量大，工程條件復(fù)雜，施工技術(shù)要求高，水泥水化熱較大，易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對(duì)平面尺寸也有一定限制。因?yàn)槠矫娉叽邕^(guò)大，約束作用所產(chǎn)生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當(dāng)，溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土所能承受的拉力極限值時(shí)，則易產(chǎn)生裂縫。裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫，它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴(yán)重；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。產(chǎn)生裂縫的主要原因：水泥水化熱；外界氣溫變化；混凝土的收縮。1.2、以電廠工程鍋爐基礎(chǔ)為案例分析福建華電漳平火電有限公司2×300MW機(jī)組工程鍋爐基礎(chǔ)為鋼筋砼筏板式結(jié)構(gòu)，筏板基座底面標(biāo)高為：-7.00米（5#機(jī)），-6.00米（6#機(jī)）。筏板頂面標(biāo)高為：-4.00米（5#機(jī)），-3.00米（6#機(jī)）。筏板砼為C30，短柱砼為C35。鋼筋保護(hù)層厚度：底面，頂面，側(cè)面均為40㎜。筏板長(zhǎng)53.3米，寬49米，高3.0米，其上有短柱32根，短柱凈高度尺寸為2.95米（5#機(jī)）和1.95米（6#機(jī)），柱頂標(biāo)高統(tǒng)一為▽-1.05米。笩板基礎(chǔ)混凝土總方量為7835立方，基礎(chǔ)上設(shè)有縱橫兩道寬1m的后澆帶，故將基礎(chǔ)分為四塊。結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件確定鍋爐基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要表現(xiàn)在以下三方面：水泥水化熱、外界氣溫變化、混凝土的收縮。具體產(chǎn)生裂紋、裂縫的情況如下：(1)、混凝土水灰比過(guò)大，多余水份干脫或骨料下沉，素漿過(guò)多上浮，產(chǎn)生混凝土離析，因此，表面會(huì)發(fā)生較大的物理收縮；在砼早期抗裂能力不足的情況下產(chǎn)生表面龜裂(塑性裂縫)；(2)、砼中細(xì)粉與細(xì)骨科含量過(guò)大以及針片狀比例過(guò)高，產(chǎn)生類似于上述性質(zhì)的裂紋；(3)、混凝土表面受到暴曬或大風(fēng)、臺(tái)風(fēng)侵襲造成干燥使混凝土拌合物表面水份蒸發(fā)，造成干裂和曬裂；這種裂縫短而寬、長(zhǎng)而細(xì)、無(wú)方向，如龜裂一樣。一般在混凝土硬化前產(chǎn)生的裂縫（澆筑幾小時(shí)至30多小時(shí)）。如不及時(shí)處理，由于暴曬和干燥可能行成整個(gè)構(gòu)件貫穿開(kāi)裂。(4)、溫度裂縫：水泥水化蓄熱多而使混凝土內(nèi)部溫度升高快，表面與內(nèi)部溫差大，內(nèi)外溫差超過(guò)25℃時(shí)，導(dǎo)致產(chǎn)生溫度裂縫。(5)、約束裂縫：混凝土早期抗拉強(qiáng)度難以抵抗周邊的約束應(yīng)力和內(nèi)外溫差應(yīng)力引起的約束產(chǎn)生裂縫；由于底板不采取任何措施，盡管底板較厚，由于墊層與底板之間的約束應(yīng)力，大于砼的早期抗拉強(qiáng)度，容易產(chǎn)生貫穿裂縫；一定要加強(qiáng)施工中的振搗、抹面、尤其是養(yǎng)護(hù)等工作。2、大體積混凝土的施工2.1、鋼筋支撐架的安裝和拆除為支撐鍋爐基礎(chǔ)上部4層共重600噸的鋼筋網(wǎng)片，需在鍋爐基礎(chǔ)內(nèi)部搭設(shè)滿堂腳手架用于鋼筋網(wǎng)片的支撐，待所有鋼筋綁扎完成后在里側(cè)作加固支撐，澆筑砼過(guò)程中，逐步去掉滿堂腳手管。2.2、混凝土澆筑2.2.1、材料的選擇：選用低水化熱水泥、降低用量、摻粉煤灰、減水劑、緩凝劑?；炷凉┴浀膸醉?xiàng)技術(shù)指標(biāo)：（1）、選用低水化熱水泥.采用紅獅水泥廠42.5R普通硅酸鹽水泥。（2）、對(duì)配合比進(jìn)行優(yōu)化，盡量降低水泥用量。（3）、摻入粉煤灰等摻合料。（4）、嚴(yán)格控制水灰比，確?；炷敛荒艹霈F(xiàn)離析等不合格現(xiàn)象。（5）、要求混凝土中摻入緩凝劑，確保初凝時(shí)間在6-8小時(shí)之間，以滿足分層澆筑的要求。（6）、對(duì)砂石原材采用沖水降溫措施，在混凝土拌合用水中加入冰塊，防止混凝土出料溫度過(guò)高。2.2.2、控制好水灰比、坍落度，振搗質(zhì)量、時(shí)間控制，泌水浮漿排出控制，采用分層澆筑方法?；炷吝\(yùn)輸罐車到場(chǎng)后，由專人在出料口負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)水灰比控制不好，坍落度過(guò)大，應(yīng)立即報(bào)告有關(guān)人員，要求罐車開(kāi)回?cái)嚢铇沁M(jìn)行調(diào)整。反之混凝土水灰比過(guò)小，流動(dòng)性差時(shí)，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)私自加水，同樣開(kāi)回?cái)嚢铇沁M(jìn)行調(diào)整。做好二次振搗，把混凝土因泌水在粗骨料中產(chǎn)生的空隙，通過(guò)二次振搗排除掉，增加混凝土的密實(shí)度，減少內(nèi)部微裂，從而提高混凝土的抗裂性。2.3、砼澆筑方法：此次砼澆筑總方量為7528立方，分為四個(gè)區(qū)進(jìn)行澆筑，其中兩個(gè)大區(qū)分別為2300立方，兩個(gè)小區(qū)分別為1464立方。采用的澆筑方法為：大面積分層澆搗方法，分層厚度為0.5m。澆筑順序?yàn)椋合葷仓^(qū)，再澆筑對(duì)角的大區(qū)，然后再澆筑小區(qū)，再澆筑最后一個(gè)大區(qū)。這樣澆筑的目的是考慮剛開(kāi)始澆筑時(shí)，鋼筋支撐在小區(qū)受力較為有利的條件，然后澆筑對(duì)角。當(dāng)這兩個(gè)區(qū)澆筑完成后，整個(gè)面積的鋼筋支撐就越來(lái)越安全了。實(shí)踐證明，本工程方法是正確的，完全滿足在澆筑第二層砼時(shí)第一層砼沒(méi)有達(dá)到初凝的狀態(tài)。混凝土在澆筑過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的泌水和浮漿，澆筑每一層時(shí)先用坍落度較小的混凝土在四周澆筑（這樣可以有效防止混凝土漿流入后澆帶中），然后在逐步向中心澆筑，這樣就行成了一個(gè)集水坑的作用，泌水和浮漿聚集到中間，再用潛水泵及時(shí)排除。混凝土表面處理：為減少混凝土表面收縮裂縫，待混凝土振搗完畢后，用木杠將混凝土刮平，將多余泌水排除。隨后應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土收面時(shí)間,過(guò)早抹壓沒(méi)有效果，過(guò)晚抹壓砼進(jìn)入初凝狀態(tài)失去塑性，消除不了砼表面出現(xiàn)的裂縫。一般以食指壓在砼表面，出現(xiàn)1-2mm印記為最佳抹壓時(shí)間。2.2.3、砼澆筑速度控制：由于砼初凝時(shí)間較長(zhǎng)，又是兩個(gè)泵車同時(shí)澆筑，如果澆筑速度過(guò)快，砼強(qiáng)度上升較慢，則會(huì)對(duì)模板造成過(guò)大的側(cè)壓力，所以一定要控制砼澆筑速度，使其不能過(guò)快。根據(jù)實(shí)際情況，規(guī)定如下澆筑速度：澆筑開(kāi)始時(shí)：80m3/h澆筑中后期：40m3/h，一個(gè)泵車最后：25m3/h2.3、砼的保溫養(yǎng)護(hù)及測(cè)溫保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力，其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，以提高混凝土塊體承受外約束力的抗裂能力，達(dá)到防止或控制溫度裂縫的目的。2.3.1、砼的保溫養(yǎng)護(hù)(1)砼養(yǎng)護(hù)采用保溫保濕法，即在砼表面覆蓋一層塑料薄膜保濕，防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，再在其上覆蓋2～3層氈片保溫，同時(shí)在基礎(chǔ)底板四周、模板外側(cè)挑掛氈片，以進(jìn)行側(cè)面保溫。塑料薄膜互相搭接15厘米以上。插筋部位是保溫的難點(diǎn)，要求特別嚴(yán)格。(2)混凝土表面處理：為減少混凝土表面收縮裂縫，待混凝土振搗完畢后，用木杠將混凝土刮平，將多余泌水排除?；炷脸跄昂螅梢陨先藭r(shí)，用木抹子收面一次，鐵抹子收面一次，然后等混凝土初凝后，終凝前，再用鐵抹子收光，壓實(shí)。2.3.2、混凝土的測(cè)溫測(cè)溫采取在砼里埋設(shè)塑料套管，在套管中吊設(shè)溫度計(jì)的方法，設(shè)專人進(jìn)行定時(shí)測(cè)溫。對(duì)測(cè)溫曲線的分析如下：（1）對(duì)測(cè)溫曲線的分析：砼表面溫度在第三天升至最高：63℃砼下部溫度在第四天升至最高：71℃砼中部溫度在第五天升至最高：64℃從第四天、第五天開(kāi)始，砼本體溫度逐漸下降，趨于穩(wěn)定。表面溫度和內(nèi)部溫度最大溫差值達(dá)到20℃，小于規(guī)定的25℃。（2）主要措施A、當(dāng)砼完全將測(cè)溫點(diǎn)填埋后，這個(gè)點(diǎn)就開(kāi)始測(cè)溫。為保證讀數(shù)準(zhǔn)確、可靠，選用水銀溫度計(jì)測(cè)量。B、溫度測(cè)量過(guò)程中如出現(xiàn)異常情況，如內(nèi)外溫差過(guò)大，可用電熱毯進(jìn)行局部加溫。對(duì)邊緣、棱角部位的保溫厚度應(yīng)增加到其它部位的2倍以上。C、測(cè)溫人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，按時(shí)按孔測(cè)溫，不得遺漏或弄虛作假。測(cè)溫記錄要填寫清楚、整潔，換班時(shí)要進(jìn)行交底。2.4、后澆帶施工為防止鍋爐基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，減小溫度應(yīng)力，方便砼施工，在此筏板上設(shè)置“十字”形縱橫貫通的砼后澆帶，將整個(gè)筏板基礎(chǔ)分為四大塊體部分，后澆帶寬度為1000mm。按照要求，后澆帶兩側(cè)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片或鋼板網(wǎng)片，防止主體砼流入后澆帶內(nèi)。我們選GW1.2×12×2000×600GB11953型號(hào)的鋼板網(wǎng)兩層，再設(shè)置300mm×300mm的Φ25鋼筋網(wǎng)片，其后再搭設(shè)雙排腳手架，用腳手管加固和支撐鋼筋網(wǎng)片及鋼板網(wǎng)片。在鋼筋綁扎前，將鋼板網(wǎng)片人工掛制在頂層鋼筋網(wǎng)片上，穿制筏板中間鋼筋時(shí)，讓其穿透鋼板網(wǎng)，最后，再將鋼板網(wǎng)固定在鋼筋上并用扎絲相互連接。待基礎(chǔ)底板主體砼施工完后60天，再行施工后澆帶砼。后澆帶砼采用微膨脹砼。澆筑前將后澆帶內(nèi)浮渣及雜物清理干凈，用水沖洗。結(jié)語(yǔ)鍋爐基礎(chǔ)大體積砼施工是成功和順利的，從方案的制定到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施，通過(guò)嚴(yán)格的工序把關(guān)，有效的控制了各類裂縫的產(chǎn)生，大體積混凝土施工質(zhì)量良好。大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫預(yù)防和控制是一門邊緣科學(xué)，也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須以材料、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)四個(gè)方面加以綜合解決。積極采用先進(jìn)技術(shù)，配合成熟的技術(shù)措施，以預(yù)防為主，在實(shí)踐操作