超厚大體積混凝土施工技術(shù)

超厚大體積混凝土施工技術(shù)一、工程概況二、超厚大體積混凝土施工準(zhǔn)備2.1材料選擇要求該工程采用商品混凝土，對主要材料要求如下：1)水泥：水泥水化熱是導(dǎo)致混凝土溫度裂縫的主要根源，盡量選用低水化熱水泥，混凝土除應(yīng)具有抗裂性能外，還要求有較好的抗凍融性、耐磨性和較高的強(qiáng)度，需選用較高標(biāo)號的中熱硅酸鹽水泥。綜上，工程采用海螺牌普通硅酸鹽水泥(P·O42.5)，3d水化熱≤240kJ/kg，7d水化熱≤270kJ/kg，水泥鋁酸三鈣含量≤8%。2)粗骨料：大粒徑碎石可減少用水量和水泥用量，降低混凝土溫升，但粒徑過大混凝土容易離析，因此需保證粗骨料碎石級配良好的同時滿足和易性和抗壓強(qiáng)度要求。工程采用粒徑為5～31.5mm的良好級配碎石，含泥量≤1%。3)細(xì)骨料：相較于用細(xì)砂拌制混凝土，中、粗砂拌制可減少約10%的用水量，從而減少水泥用量，降低混凝土干縮，因此該工程選用細(xì)度模數(shù)>2.3的混合砂，含泥量≤3%。4)摻合料：常用的摻合料有粉煤灰和礦渣粉，其不僅可以替代部分水泥，減少單位用水量，降低水化熱，提高混凝土抗裂性能，還能起潤滑作用，改善混凝土可泵性，該工程采用II級粉煤灰和S95級礦渣粉。5)外加劑：在混凝土中添加減水劑可起到減水和增塑的作用，降低水化熱峰值，從而補(bǔ)償混凝土收縮；添加膨脹劑可提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂防水能力。該工程采用JQ-1高效減水劑和HCSA-2膨脹劑。2.2配合比設(shè)計混凝土配合比設(shè)計應(yīng)以降低混凝土硬化過程中絕熱溫升值為原則，盡量減少水、水泥等高水化熱材料使用量，控制水化反應(yīng)規(guī)模，盡量提高粗骨料使用比例，保證材料整體強(qiáng)度指標(biāo)，且應(yīng)具有配合比動態(tài)調(diào)節(jié)意識[1]。工程根據(jù)施工現(xiàn)場的技術(shù)要求提前按混凝土60d強(qiáng)度進(jìn)行試配，控制初凝時間≥15h，最終確定水泥299kg/m3，配合比為1.0(質(zhì)量比，下同)；水170kg/m3，配合比為0.57；碎石1045kg/m3，配合比為3.49；混合砂652kg/m3，配合比為2.18；粉煤灰108kg/m3，配合比為0.36；礦粉83kg/m3，配合比為0.28；減水劑9.56kg/m3，配合比為0.03；膨脹劑39.22kg/m3，配合比為0.13。2.3人員機(jī)械準(zhǔn)備為確保優(yōu)質(zhì)高效完成施工任務(wù)，工程成立以項目經(jīng)理為首的項目經(jīng)理部。勞動力需求根據(jù)每次混凝土澆筑量計算澆筑時間確定。該工程超厚大體積混凝土澆筑量大、時間長，勞動力按兩班人員配備，每班施工人員48人，共計96人，現(xiàn)場配備2名電工輪流值班，所有施工人員持證上崗，項目技術(shù)部及專業(yè)工長進(jìn)行詳細(xì)質(zhì)量技術(shù)交底并做好記錄。為確保超厚大體積混凝土施工的連續(xù)性和整體性，在施工前組織好各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)場，該工程采用商品混凝土泵送，項目部的施工機(jī)械設(shè)備包括：混凝土攪拌車45輛，車載泵6套，臂架泵4輛，插入式和平板式振搗器各20臺，對講機(jī)1部，污水泵及潛水泵各5臺，交流電焊機(jī)8臺，砂輪切割機(jī)10臺，以及流動電箱、刮杠、抹子、鐵鍬等其他設(shè)備。2.4作業(yè)條件準(zhǔn)備在混凝土澆筑前需完成以下準(zhǔn)備工作：1)完成施工場地內(nèi)道路硬化及水、電、照明等條件的布設(shè)，以保證混凝土運(yùn)輸暢通；2)提前準(zhǔn)備好澆筑工具、振搗器等設(shè)備，并試運(yùn)行合格；3)備好塑料薄膜、草袋等保溫材料；4)檢查施工安全防護(hù)的搭設(shè)；5)檢查基礎(chǔ)承臺鋼筋、柱墻插筋等隱蔽工程，并通過驗收；6)將基礎(chǔ)承臺上表面標(biāo)高明顯標(biāo)記于柱、墻鋼筋上以便混凝土找平；7)提前支好基礎(chǔ)底板上的預(yù)留基坑、積水坑部位、地下室內(nèi)外墻、電梯井剪力墻等需吊模部位，并通過驗收；8)提前確定澆筑程序方法、混凝土運(yùn)輸與布料方式和施工工藝流程等，并進(jìn)行交底備案。三、超厚大體積混凝土澆搗施工3.1澆筑施工要點(diǎn)3.1.1澆筑順序工程底板大體積混凝土總澆筑量約16000m3且各區(qū)域厚度不同，需分兩個階段進(jìn)行。1)第一階段澆筑：筏板I(3m厚)澆筑至標(biāo)高-5.80m，澆筑厚度為1m，分兩層澆筑，每層澆筑厚度0.5m，澆筑區(qū)域內(nèi)膨脹加強(qiáng)帶隨兩側(cè)混凝土同步澆筑，總澆筑量約3000m3，共需澆筑20h?，F(xiàn)場設(shè)置3臺車載泵，2臺臂架泵，其中1臺車載泵專用于澆筑膨脹加強(qiáng)帶混凝土，每臺混凝土泵每小時所需配備的混凝土攪拌運(yùn)輸車臺數(shù)為N=Q1(L/S+Tt)/V其中，Q1為混凝土泵實(shí)際平均輸出量(m3/h)；L為攪拌運(yùn)輸車往返距離(km)；S為攪拌運(yùn)輸車平均行車速度(km/h)；Tt為每臺混凝土攪拌運(yùn)輸車總計停歇時間(h)；V為每臺混凝土攪拌運(yùn)輸車的容量(m3)；計算得N=5，因此第一階段澆筑共需配備25輛混凝土攪拌運(yùn)輸車。各泵車澆筑區(qū)域分工為：車載泵1負(fù)責(zé)澆筑1區(qū)，每層澆筑時間9.4h，車載泵3負(fù)責(zé)澆筑3區(qū)，每層澆筑時間10h，臂架泵1和2同時澆筑2區(qū)、4區(qū)、5區(qū)及6區(qū)，每層澆筑時間6.7h，車載泵2澆筑膨脹加強(qiáng)帶，每層澆筑時間3.7h，澆筑示意圖如圖1(a)所示。2)第二階段澆筑：筏板I(3m厚)、筏板Ⅱ(2m厚)同時澆筑至設(shè)計頂標(biāo)高-3.8m，澆筑厚度為2m，分四層澆筑，每層澆筑厚度0.5m，澆筑量約13000m3，現(xiàn)場設(shè)置5臺車載泵，3臺臂架泵，其中1臺車載泵專用于澆筑膨脹加強(qiáng)帶混凝土。經(jīng)計算得N=5，因此第二階段澆筑共需配備40輛混凝土攪拌運(yùn)輸車。各泵車澆筑區(qū)域分工為：車載泵1、3與第一階段澆筑區(qū)域及時間相同，臂架泵1與臂架泵2同時澆筑2區(qū)、4區(qū)、5區(qū)、6區(qū)、7區(qū)、8區(qū)，每層澆筑時間9.9h，車載泵4、車載泵5及臂架泵3共同澆筑9區(qū)、10區(qū)、11區(qū)，每層澆筑時間9.9h，車載泵2澆筑膨脹加強(qiáng)帶，每層澆筑時間6.9h，澆筑示意圖如圖1(b)所示。第一階段和第二階段各區(qū)域每層澆筑時間均小于15h，滿足下層混凝土澆筑停歇時間不超過初凝時間的要求，且有超過5h的機(jī)動時間。3.1.2澆筑方法各個澆筑段澆筑時采用“分層澆筑、分層振搗”的推移澆筑法。控制混凝土的內(nèi)表溫差應(yīng)控制混凝土出機(jī)及入模溫度，氣溫較高時砂石堆場設(shè)置遮陽設(shè)施，用冷水沖洗骨料并用冰水?dāng)嚢杌炷?，控制混凝土裝車、運(yùn)輸、下料的停滯時間，保證連續(xù)、均勻供應(yīng)混凝土，運(yùn)輸車間隔時間≤20min且經(jīng)常灑水降溫，避免混凝土入模溫度升高。對運(yùn)至現(xiàn)場的混凝土組織檢查塌落度及和易性，符合要求方可使用。工程采用車載泵及臂架泵相結(jié)合的方式進(jìn)行混凝土布料，澆搗豎向結(jié)構(gòu)混凝土，布料口距模板內(nèi)側(cè)面≥50mm，避免朝模板內(nèi)側(cè)面及鋼筋直沖布料；澆搗水平結(jié)構(gòu)混凝土，在垂直于模板的2～3m范圍內(nèi)水平移動布料。澆筑混凝土從低處開始，電梯井、集水坑等位置局部厚度較大，先澆深處混凝土至吊模根部，2～4h后再澆筑上部混凝土，沿長邊方向逐步推進(jìn)，利用混凝土自然流淌形成的斜面，逐層上升。合理控制上下層混凝土的澆筑時間，既要使下層被上層混凝土覆蓋之前盡量多散發(fā)水化熱，將溫度降至最低，又要在下層混凝土初凝之前澆筑上層，避免產(chǎn)生施工冷縫[2]。澆筑時注意混凝土中部應(yīng)高于四周邊緣以向四周產(chǎn)生泌水，減少表面浮漿，部分浮漿應(yīng)及時清除并用長刮尺刮平后用木抹子搓平壓實(shí)，每層混凝土臨澆筑結(jié)束時將混凝土表面泌水人工引至低洼部位，直至收縮為小水潭，最后用水泵抽離；終凝前1～2h用機(jī)械抹光機(jī)二次抹壓處理，以及時消除微裂紋。3.2振搗施工要點(diǎn)振搗是重要環(huán)節(jié)，工程采用插入式振搗器振搗，混凝土澆筑時于每個出料口設(shè)置3臺振搗器，并預(yù)設(shè)1臺備用，每根固定管配備4名振搗手，4人接管、翻管，2人找平(找平前應(yīng)用平板振動器振搗)，2名管理人員，所有人員按2班制配備(12h/班)。振搗點(diǎn)間距按振搗棒作用半徑的1.5倍(一般為400～500mm)布置，插入到未初凝的下層混凝土深度為50～100mm，工程振搗棒振動示意圖如圖2所示。振搗棒應(yīng)快插慢拔，上下略有抽動以使上下振動均勻，振搗時間過短混凝土不易搗實(shí)，過長混凝土?xí)x析，應(yīng)以混凝土表面水平不再顯著下沉且無氣泡、灰漿為準(zhǔn)，一般為20～30s。在振搗預(yù)埋件和鋼筋交錯密集區(qū)域時，為避免碰撞到鋼筋、預(yù)埋件和止水帶等，振搗應(yīng)輔以人工粗鋼筋棒插搗[3]。工程安排專人記錄各區(qū)域混凝土澆筑時間，澆筑完成后13～14h后即初凝前(初凝時間為15h)進(jìn)行二次振搗，以增強(qiáng)混凝土密實(shí)度，減少內(nèi)部裂縫。四、超厚大體積混凝土溫度監(jiān)測及養(yǎng)護(hù)4.1測溫方法及布點(diǎn)方案工程筏板基礎(chǔ)混凝土厚度最大達(dá)3m，一次性澆筑面積大，混凝土硬化釋放水化熱產(chǎn)生溫度高，不同截面范圍內(nèi)混凝土硬化速度和散熱條件不同，內(nèi)部產(chǎn)生溫差會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，為掌握混凝土底部、中心、表面的溫度變化情況，應(yīng)對其溫度進(jìn)行監(jiān)測，以便及時調(diào)整保溫措施，避免混凝土出現(xiàn)過大溫度應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。工程采用TD-3型便攜式建筑電子測溫儀，以鋼筋作為測溫線的支撐載體并在澆筑混凝土前植筋，在距筏板底50mm、筏板中以及距筏板表面50mm處用膠帶綁住測溫元件粘貼在鋼筋上，在鋼筋上用海綿條隔熱，留在外部導(dǎo)線長度≥20cm且插頭用塑料袋罩好保持清潔干燥，支承鋼筋上部懸掛紅色飄帶并按測溫點(diǎn)平面布置圖進(jìn)行編號、標(biāo)識，以便查找[4]。混凝土測溫工作從澆搗后12h開始至撤保溫膜后結(jié)束，3d內(nèi)每2h測溫一次，第4～第7d每4h測溫一次，測溫嚴(yán)格按編號順序進(jìn)行，若溫度變化穩(wěn)定，混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，可每8h測溫一次，且在代表性時間點(diǎn)(6∶00、12∶00、18∶00、24∶00)選擇溫度變化較大的點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，詳細(xì)記錄所測數(shù)據(jù)并整理繪制溫度曲線圖，若發(fā)現(xiàn)局部溫差超過25℃，及時采取相關(guān)保溫措施。4.2混凝土保溫養(yǎng)護(hù)措施剛澆筑完的超厚大體積混凝土存在強(qiáng)度低、抵抗變形能力差等問題，養(yǎng)護(hù)得當(dāng)可以提高混凝土的抗裂性能，保證其在規(guī)定齡期內(nèi)達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度，因此養(yǎng)護(hù)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該工程采用保溫保濕法對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)：在混凝土初凝前立即噴霧養(yǎng)護(hù)，防止新澆筑混凝土早期因干縮而產(chǎn)生裂縫，由于新澆筑混凝土水化速度快，為避免混凝土表面散熱快導(dǎo)致內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生溫度裂縫，在二次抹面壓實(shí)后立即覆蓋保溫材料。覆蓋步驟為：先在混凝土