基礎(chǔ)工程大體積混凝土施工實踐

基礎(chǔ)工程大體積混凝土的施工實踐[摘要]本文介紹了基礎(chǔ)地下室混凝土在施工中通過控制配合比、澆筑、養(yǎng)護等一系列措施，有效地防止基礎(chǔ)大體積混凝土和地下室外墻混凝土出現(xiàn)變形裂縫的體會。[關(guān)鍵詞]基礎(chǔ)大體積混凝土1工程概況北京某工程位于****屯，現(xiàn)****醫(yī)院院內(nèi)，周邊原有建筑密集，場地狹小。主樓地上18層，裙房地上4層，均設(shè)2層地下室。建筑面積32860m２，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。1.1基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工工程采用上翻式承臺、地梁的筏板基礎(chǔ)，底板厚1000mm，承臺地梁高1800mm。平面形狀近似為矩形，長58m×寬35m，主樓與裙房間設(shè)一條寬800mm后澆帶。基礎(chǔ)地下室混凝土強度等級C40，抗?jié)B等級S8，基礎(chǔ)底板混凝土約3800m３。由于基礎(chǔ)混凝土工程量大，基坑較深，為確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性和安全性，考慮施工搭接和市區(qū)施工的困難，基礎(chǔ)底板以后澆帶為界分成A、B兩段施工：A段為后澆帶以西的裙房部分，混凝土量540m３；B段為后澆帶以東的主樓部分，混凝土量1500m３。每段水平向不留施工縫，一次性澆筑；豎向在基礎(chǔ)上翻梁以上500mm處設(shè)施工縫?；炷料铝险駬v時按“分層、分段、連續(xù)不斷地薄層澆筑”的原則進行，由于基礎(chǔ)為上翻式地梁，因此底板部分先澆筑并注意振搗密實，上翻梁部分在底板部分澆搗后2h再行澆筑，使底板混凝土有一定的沉落時間，混凝土澆筑至設(shè)計標高后，用長刮尺刮平，清除殘余浮漿后用木蟹鐵板打光，混凝土收水后用鐵板反復(fù)壓光，壓閉混凝土表面毛細孔，提高混凝土防水性能和表面觀感。1.2地下室外墻板混凝土施工地下室外墻墻厚500mm，總延長米為200m，混凝土C40，抗?jié)B等級S8。與基礎(chǔ)施工相同，以后澆帶為界，分成A、B兩段施工。由于設(shè)2層地下室，豎向共設(shè)4條施工縫，采用鋼板止水帶止水。為確保外墻混凝土澆筑的整體性、連貫性，防止出現(xiàn)施工冷縫，在外墻混凝土澆筑前，先將獨立柱和內(nèi)墻板混凝土預(yù)先澆完，以便集中力量進行外墻混凝土的連續(xù)澆搗。外墻混凝土澆筑采用2臺混凝土泵車，其中1臺固定泵停放在基坑北側(cè)，用硬管接入，另一臺置于基坑南側(cè)，為汽車移動泵，軟管擺布?；炷翝仓暮鬂矌ч_始，按斜面分層法振搗，根據(jù)當時的氣溫和混凝土的初凝時間，每澆筑一段長度，及時調(diào)整泵送管，循序循環(huán)推進，以避免出現(xiàn)施工冷縫。為避免外墻混凝土收縮裂縫(一般以豎向裂縫的方式出現(xiàn))的產(chǎn)生，施工時要求在外墻外側(cè)設(shè)水平溫度鋼筋，間距不大于150mm，且嚴格控制混凝土的保護層厚度嚴禁超厚。根據(jù)泵送工藝要求，混凝土坍落度在現(xiàn)場出料時嚴格控制為12±2cm，凡超出范圍的，一律退場，專人負責此項工作，絕不允許在現(xiàn)場加水。2混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析2.1基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因基礎(chǔ)大體積混凝土施工，由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應(yīng)力。同時，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天(升溫階段)?；炷两禍仉A段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時收縮。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。2.2地下室外墻混凝土裂縫產(chǎn)生的原因地下室外墻混凝土裂縫主要是收縮裂縫?；炷两禍禺a(chǎn)生的收縮和硬化時的收縮，受到結(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。3混凝土配合比的選定3.1混凝土配合比據(jù)上述對大體積混凝土和地下室外墻混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，混凝土配合比的選定是至關(guān)重要的。經(jīng)與商品混凝土廠家一起反復(fù)試配，選定的配合比中水泥∶黃砂∶石子∶水為1∶3.52∶4.86∶0.44，另DXH-B外加劑1.8%，UEA-H微膨脹劑0.23%，CF礦粉0.54%。3.2原材料的選用(1)水泥：選用錢潮水泥廠＃５２５普通硅酸鹽水泥，出廠后貯存7d以上，使用前經(jīng)復(fù)試，合格后方能使用。(2)砂、石料：采用細度模數(shù)大于2.4的中砂，5～25mm碎石，級配良好。砂、石含泥量均要小于1%。(3)摻合料：選用上海寶鋼礦渣磨細的高性能磨細礦粉，比表面積400m２以上。(4)外加劑：減水劑選用DXH-B型高效緩凝減水劑；微膨脹劑選用北京中巖特種工程材料公司生產(chǎn)的UEA-H高效混凝土膨脹劑。3.3本配合比的特點和作用本工程通過降低水泥用量以防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，在保證混凝土強度的前提下，通過摻加高性能磨細礦粉，取代部分水泥以減少水泥用量。磨細礦粉的摻量為膠凝材料用量的18%。選擇減少水泥用量而不是選用初凝時間長、水化熱低的礦渣水泥，是因為礦渣水泥的析水性比普通硅酸鹽水泥強，在澆筑層表面有大量水析出。析出的水聚集在上下兩澆筑層的表面，造成混凝土的水灰比改變，形成了一層含水量多的夾層，妨礙兩層混凝土粘合，破壞混凝土的整體性，這種混凝土的泌水性與用水量成正比。目前用作混凝土摻合料的除磨細礦粉外，還有粉煤灰、硅灰和沸石粉等。由于粉煤灰的耐久性不如磨細礦粉，硅灰相對來源少、價格貴，沸石粉則需水量甚大，摻入后增加混凝土泌水性，故選用高性能磨細礦粉作為本工程混凝土的摻合料。由于水泥砂漿和粗骨料的粘結(jié)強度即界面粘結(jié)力大小是決定混凝土強度的主要因素之一。因此選擇與水泥適應(yīng)性好、減水率高的優(yōu)質(zhì)外加劑也至關(guān)重要。同時，考慮到基礎(chǔ)大體積混凝土計劃澆筑時間為10月上旬，當時的白天氣溫仍在27℃以上，尚需使混凝土的初凝時間滿足施工要求。摻用DXH-B型高效緩凝減水劑試配后，混凝土性能就完全滿足了設(shè)計和施工要求。鑒于市場上UEA微膨脹劑多而雜，經(jīng)多方考證，慎重選用北京中巖特種工程材料公司的專利產(chǎn)品第五代UEA高效混凝土微膨脹劑(UEA-H)。4混凝土的測溫和養(yǎng)護4.1基礎(chǔ)混凝土的測溫和養(yǎng)護為防止大體積混凝土內(nèi)外溫差超過限值而產(chǎn)生溫度裂縫，在混凝土內(nèi)布置測溫點，掌握基礎(chǔ)內(nèi)部實際溫度變化情況，監(jiān)視溫差波動，以指導(dǎo)養(yǎng)護工作?；A(chǔ)澆搗時氣溫較高，在混凝土表面用木夯緊壓整平后，覆蓋一層塑料薄膜，兩層麻袋布(草袋)，并澆水濕潤，此后根據(jù)溫控數(shù)據(jù)確定覆蓋材料的增減?；A(chǔ)承臺測溫點共布置27點，另有薄膜下溫度測點2個，大氣溫度和室內(nèi)溫度各1個測點。根據(jù)經(jīng)驗，大體積混凝土的溫差變化在1～72小時內(nèi)波動最大，因此在這段時間現(xiàn)場值班不間斷測量，測試頻率為每2小時一次，測試時要求記錄以下數(shù)據(jù)：①混凝土入模溫度；②每次測溫時間，各測點溫度值；③各部位保溫材料的覆蓋和去除時間；④澆水養(yǎng)護或恢復(fù)保溫時間；⑤異常情況如雨、風等發(fā)生的時間。測溫前確定混凝土內(nèi)中心溫度與表面薄膜下溫差達到27℃時，必須采取保溫應(yīng)急措施，實測溫度顯示大多數(shù)測試點溫差值在25℃以下，僅有2點一度溫差值超過29℃，現(xiàn)場采取停止?jié)菜B(yǎng)護和覆蓋雙層干麻袋后在1h內(nèi)即以提高表面溫度來降低內(nèi)外溫差。4.2地下室外墻混凝土的養(yǎng)護地下室外墻混凝土易出現(xiàn)收縮裂縫，除在配合比選定上采取積極的預(yù)防措施，在施工中采取外側(cè)加密橫向鋼筋、嚴格控制坍落度等措施外，后期的養(yǎng)護也至關(guān)重要。本工程采取以下措施：長期的帶模養(yǎng)護：由于采用木模，故保持模板的完全濕潤可以使得混凝土內(nèi)部拌合水的水化過程中，保持濕潤環(huán)境，補充水源。澆水養(yǎng)護基本上采取連續(xù)循環(huán)的方式，澆水面為外墻的內(nèi)外側(cè)面。在混凝土獲得一定強度后，松開對銷螺栓，使得模板與混凝土界面可以蓄水，帶模養(yǎng)護，規(guī)定20d拆模。繼續(xù)養(yǎng)護：模板拆除后，繼續(xù)對外墻混凝土澆水養(yǎng)護15d。5幾點體會地下室工程完成后，基礎(chǔ)大體積混凝土表面和外墻混凝土表面均無明顯裂縫出現(xiàn)，達到了預(yù)期目的。（1）泵送商品混凝土施工的地下室外墻易出現(xiàn)收縮裂縫，但只要措施得當，還是可以避免或得以控制的。關(guān)鍵在于(a)在保證混凝土強度的前提下，盡可能降低每m３混凝土的水泥用量。(b)盡可能將墻板的水平鋼筋置于混凝土外側(cè)，控制混凝土保護層厚度不得超厚，水平鋼筋的間距盡可能小于150mm。(c)嚴格控制混凝土坍落度，絕不允許現(xiàn)場加水。(d)建議盡可能延長拆模時間，澆水養(yǎng)護時間應(yīng)大于30d。（2）基礎(chǔ)大體積混凝土施工控制表面溫度裂縫的產(chǎn)生，首先應(yīng)從選定混凝土配合比入手。只要對摻合料、緩凝減水劑等選擇合適，通過試配完全可以大大降低每m３混凝土的水泥用量，降低混凝土的最高絕熱溫升，從