淺談大體積混凝土施工技術(shù)

摘要：大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。因此需要從材料選擇上、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作，才能保證基礎(chǔ)底板大體積混凝土順利施工。文章介紹了位于內(nèi)蒙古北方重工廠內(nèi)的大體積混凝土施工技術(shù)要求和方法。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；施工技術(shù)；混凝土施工；配合比；養(yǎng)護(hù)

中圖分類號(hào)：U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）16-0141-03

一、工程概況

本工程位于內(nèi)蒙古北方重工廠內(nèi)，擠壓機(jī)基礎(chǔ)地下二層、總高16.9m，全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)，底板為大體積筏板基礎(chǔ)，外形尺寸為55.650m×52.910m，基礎(chǔ)底標(biāo)高分別為-16.600m、-19.400m、-16.300m，底板厚度分別為1700mm、2500mm、1400mm。底板上部四周為700mm厚鋼筋混凝土剪力墻。東西兩側(cè)為液壓系統(tǒng)泵房，-7.000m及±0.000m為兩層大平臺(tái)，-9.410m處沿剪力墻及柱有一圈牛腿。中部為360MN擠壓機(jī)、150MN擠壓機(jī)基礎(chǔ)，混凝土為C40，抗?jié)B等級(jí)S8。底板混凝土總量5700m3。底板砼采用商品砼，充分利用砼的后期強(qiáng)度，增加摻合料S75級(jí)礦粉及Ⅱ級(jí)粉煤灰。采用R60代替1t28作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度，R60：C40減少了水泥用量，降低了水化熱，每方混凝土的水泥用量減少60～100kg。底板總用鋼量582噸（不包括增加垂直拉結(jié)筋），要求混凝土澆筑一次連續(xù)澆筑完成，不允許出現(xiàn)有害裂縫，保證底板的整體性及設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度。

二、施工準(zhǔn)備工作

大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。因此需要從材料選擇上、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作，才能保證基礎(chǔ)底板大體積混凝土順利施工。

（一）材料選擇

本工程采用商品混凝土澆筑。對(duì)主要材料要求如下：

1．水泥：蒙西P.O42.5普通硅酸鹽水泥，實(shí)測R3抗折強(qiáng)度4.1MPa，R28抗折強(qiáng)度8.7MPa;R3抗壓強(qiáng)度21MPa，R28抗壓強(qiáng)度53.7MPa。

2．粗骨料：采用碎石，粒徑5～31.5mm，含泥量不大于1%。選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。

3．細(xì)骨料：采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時(shí)相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

4．粉煤灰：選用內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗電廠的干凈Ⅱ級(jí)粉煤灰，實(shí)測0.080mm，篩細(xì)度為5%，燒失量為1.2%。由于混凝土的澆筑方式為泵送，添加粉煤灰改善混凝土的和易性便于泵送，粉煤灰對(duì)降低水化熱減少水泥用量、改善混凝土和易性有利。

5．外加劑：選用天津產(chǎn)低堿UEA膨脹集；實(shí)測R7抗折強(qiáng)度5.2MPa，R28抗折強(qiáng)度8.0MPa；R7抗壓強(qiáng)度27.1MPa，R28抗壓強(qiáng)度49.5MPa，其余指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求；泵送劑選用天津產(chǎn)的YNB-4泵送劑（緩凝劑），實(shí)測初凝時(shí)間在8～10h左右，其余指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計(jì)無具體要求，通過分析比較及過去在其它工程上的使用經(jīng)驗(yàn)，每立方米混凝土2kg，減水劑可降低水化熱峰值，對(duì)混凝土收縮有補(bǔ)償功能，可提高混凝土的抗裂性。

（二）混凝土配合比

混凝土筏板基礎(chǔ)強(qiáng)度等級(jí)C40，抗?jié)B等級(jí)P8，施工期2007年7月26日，實(shí)測7月最高氣溫33度，最低氣溫15度，月均氣溫22度。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)要求，混凝土緩凝時(shí)間需在10h左右。

根據(jù)上述技術(shù)要求，通過試驗(yàn)、優(yōu)選、以及以往工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，確定混凝土配合比（kg）：水泥:粉煤灰:礦粉:砂子:石子:水為：290:165:45:765:1065:165；混凝土坍落度120～160mm；混凝土緩凝時(shí)間10～12小時(shí)。

三、現(xiàn)場準(zhǔn)備工作

1．基礎(chǔ)底板鋼筋及柱、墻插筋應(yīng)分段盡快施工完畢，并進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。

2．基礎(chǔ)底板上的地坑、積水坑采用組合鋼模板支模，不合模數(shù)部位采用木模板支模。

3．將基礎(chǔ)底板上表面標(biāo)高抄測在柱、墻鋼筋上，并作明顯標(biāo)記，供澆筑混凝土?xí)r找平用。

4．澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋的測溫管及保溫隨需的塑料薄膜、棉被等應(yīng)提前準(zhǔn)備好。

5．項(xiàng)目經(jīng)理部應(yīng)與建設(shè)單位聯(lián)系好施工用電，以保證混凝土振搗及施工照明用。

6．管理人員、施工人員、后勤人員、保衛(wèi)人員等晝夜排班，堅(jiān)守崗位，各負(fù)其責(zé)，保證混凝土連續(xù)澆灌的順利進(jìn)行。

四、大體積混凝土溫度控制措施

根據(jù)大體積混凝土的有關(guān)技術(shù)要求，混凝土中心溫度與混凝土表面溫度差不能大于25℃，為此，必須采取相應(yīng)技術(shù)措施，除優(yōu)選原材料及配合比外，采取并實(shí)施了以下主要技術(shù)措施：

該底板基礎(chǔ)處于-17.4m～-16.4m處，實(shí)測氣溫最高35度，最低15度，平均20度，比地面以上高2℃左右，大于地面以上平均溫度18℃。

為降低混凝土出罐-入模溫度，水采用200m深井水，其余的砂、石、水泥均取用棚內(nèi)存料；要求混凝土出罐、入模溫度和原材料溫度每2小時(shí)測溫一次。

混凝土澆筑完畢及時(shí)覆蓋一層塑料布及一層棉被以加強(qiáng)保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，減少溫差。根據(jù)實(shí)測溫度信息及時(shí)反饋，再及時(shí)采取必要措施。

合理安排混凝土施工順序，采用分段分層澆筑，避免混凝土堆積過高，產(chǎn)生過高的水化熱。

加強(qiáng)混凝土振搗和表面壓實(shí)工作，以提高混凝土的密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，防止混凝土表面收縮裂縫。

五、大體積混凝土施工

混凝土泵送系統(tǒng)的布置，在建筑物北側(cè)設(shè)置一臺(tái)拖式泵輸送混凝土，東西兩側(cè)各一輛汽車泵有順序澆筑。

混凝土澆筑順序，擠壓機(jī)底板混凝土澆筑采用一臺(tái)混凝土拖式泵配合兩臺(tái)混凝土汽車泵進(jìn)行澆筑。為了保證底板混凝土施工質(zhì)量，各段需要連續(xù)澆筑施工，以達(dá)到自防水抗?jié)B混凝土要求?；炷潦┕臇|側(cè)開始，按設(shè)計(jì)好的分層順序進(jìn)行澆筑。

混凝土澆筑前，根據(jù)混凝土分層厚度，在基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)置分層立竿，立竿采用鋼筋制作，放置混凝土放灰處，間距10m。

混凝土拖式泵設(shè)置在基坑北側(cè)進(jìn)行施工，汽車泵布置在基坑?xùn)|西兩側(cè)進(jìn)行施工。

混凝土澆筑到第9層前，現(xiàn)場配備一臺(tái)48m汽車泵、一臺(tái)42m汽車泵站在基坑?xùn)|側(cè)、一臺(tái)拖式泵放在基坑北側(cè)進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)；混凝土澆筑到第9層后，42m汽車泵轉(zhuǎn)到基坑西側(cè)，同時(shí)新增一臺(tái)42m桿汽車泵站在基坑西側(cè)進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。

合理安排澆筑順序，基礎(chǔ)底板混凝土從東向西方向推進(jìn)；采用分段分層澆注，基本分三層，每層50cm左右?；炷脸跄龝r(shí)間要求10h左右。所以澆筑底層和頂層的時(shí)間間隔要在8～10h完成，才能確保上下層混凝土結(jié)合好。

混凝土從基礎(chǔ)墊層開始垂直澆筑到基礎(chǔ)頂面，混凝土?xí)匀涣鲃?dòng)，形成一個(gè)三角形的斜坡、自然流淌的混凝土實(shí)體，然后水平方向每3～5m左右為一個(gè)澆筑段連續(xù)澆筑；根據(jù)施工組織安排和泵送混凝土初凝時(shí)間的限制，每一段混凝土必須在10～12h內(nèi)澆筑完畢。

對(duì)混凝土振搗操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，并以開工程會(huì)的形式重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)振搗要求，做到“三不”，不過振、不欠振、不漏振，確?；炷琳駬v質(zhì)量。在澆筑底層時(shí)，按測溫布孔要求，及時(shí)埋設(shè)預(yù)埋式測溫線，分上、中、下部，編號(hào)并加以保護(hù)。

頂層混凝土澆筑完畢后，待接近混凝土初凝時(shí)進(jìn)行混凝土表面處理，其關(guān)鍵是要掌握好混凝土初凝前的時(shí)間，過早上不去人，不易處理；過晚，初凝時(shí)間已過，混凝土收水后在處理較為困難，本工程是在10h后進(jìn)行處理的。

混凝土表面處理方法：先用木板刮尺刮平，在用水抹子搓一到兩遍。處理完畢，立即用棉被進(jìn)行覆蓋，保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。

本筏板基礎(chǔ)從2007年7月26日9時(shí)～2007年7月30日7時(shí)澆筑完畢，共計(jì)94小時(shí)，澆筑混凝土量5700m3。通過實(shí)施上述一系列措施和嚴(yán)格控制、施工順序，質(zhì)量穩(wěn)定，取得了交好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

六、混凝土測溫

1．基礎(chǔ)底板混凝土澆筑時(shí)應(yīng)設(shè)專人配合預(yù)埋測溫導(dǎo)線。每個(gè)測溫點(diǎn)均埋設(shè)三個(gè)導(dǎo)線，分別測混凝土的上中下部溫度，導(dǎo)線用顏色區(qū)分。測溫點(diǎn)布置如圖1所示。測溫方法和測溫點(diǎn)布置根據(jù)工程結(jié)構(gòu)，本基礎(chǔ)共設(shè)28個(gè)測溫點(diǎn)，平均間距25m2布置一個(gè)點(diǎn)。測溫線應(yīng)按測溫平面布置圖進(jìn)行預(yù)埋，預(yù)埋時(shí)測溫導(dǎo)線與鋼筋綁扎牢固，以免位移或損壞。每組測溫線有3根（即不同長度的測溫線）在線的上斷用膠帶做上標(biāo)記，便于區(qū)分深度。

2．測溫儀采用JDC-2便攜式建筑電子測溫儀，混凝土澆筑時(shí)，配備專職測溫人員，按兩班考慮。對(duì)測溫人員要進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)交底。測溫人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，按時(shí)按孔測溫，不得遺漏或弄虛作假。測溫記錄要填寫清楚、整潔，換班時(shí)要進(jìn)行交底。

3．測溫工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，每測一次，持續(xù)測溫及混凝土強(qiáng)度達(dá)到時(shí)間，強(qiáng)度并經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測溫。混凝土升溫和恒溫階段每隔2小時(shí)測溫一次。當(dāng)砼溫度達(dá)到平穩(wěn)正常后，撤除保溫和測溫，本工程共測溫25天。

4．測溫時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度與部門溫度之差達(dá)到25度或溫度異常，應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，以便及時(shí)采取措施。

5．實(shí)測溫度詳見有代表性的B4測溫點(diǎn)的溫度變化曲線圖，如圖2所示：

七、混凝土養(yǎng)護(hù)

1．上面覆蓋一層塑料布，然后在上面覆一層棉被。養(yǎng)護(hù)至混凝土中心和表面溫差平穩(wěn)、正常后，撤出保溫和停止測溫。

2．新澆筑的混凝土水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后可進(jìn)行保溫保養(yǎng)，防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。

3．柱、墻插筋部位是保溫的難點(diǎn)，要特別注意蓋嚴(yán)，防止造成溫差較大。

4．停止測溫的部位經(jīng)技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人同意后，可將保溫層及塑料薄膜逐層掀掉，使混凝土散熱。

八、結(jié)語

該基礎(chǔ)底板通過科學(xué)管理，嚴(yán)格過程控制，采取有力措施，砼溫差均在25℃以內(nèi)，未出現(xiàn)砼溫度應(yīng)力裂縫。

砼標(biāo)養(yǎng)60天試塊共29組，平均抗壓強(qiáng)度49.4MP，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度124%；同條件試塊20組，平均抗壓強(qiáng)度48.3MP，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度121%；經(jīng)實(shí)測砼抗?jié)B試驗(yàn)，均能滿足P8抗?jié)B等級(jí)要求。

通過施工實(shí)踐體會(huì)到，大體積砼施工過程只要加強(qiáng)管理，嚴(yán)格控制，措施科學(xué)有力，并認(rèn)真實(shí)施，就能確保工程質(zhì)量。

實(shí)踐證明該工程質(zhì)量優(yōu)良，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

作者簡介：劉富強(qiáng)（1979－），男，河北唐山人，河北中冶潤豐建設(shè)股份有限公司工程師，研究方向：施工技術(shù)及管理。