基礎(chǔ)底板大體積混凝土冬季施工質(zhì)量控制

謝洪剛

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)概況

新疆石河子恒河酒店工程是五星級(jí)高級(jí)旅游酒店,建筑總面積為54438 m2,地下1層,地上 24層,建筑總高度為 99.8m,為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。主樓基礎(chǔ)為有梁筏板基礎(chǔ),核心筒底板厚度為1.0m,基礎(chǔ)梁高為2.4m,底板其余部位厚度為0.5m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40,抗?jié)B等級(jí)S6,中間設(shè)有后澆帶,基礎(chǔ)混凝土澆筑量為2400m3。

1.2 施工難點(diǎn)

1)主樓地下室的功能為:桑拿間、洗衣房、設(shè)備間、消防水池等,設(shè)計(jì)上考慮功能、排水等需要,使基礎(chǔ)頂面標(biāo)高變化很大,-9.1m,-8.6m,-7.8m,-6.5m,-5.7m,每一跨高低錯(cuò)臺(tái),相鄰跨高度最大相差3.4m,斜面支模和混凝土施工困難。

2)主樓筏板基礎(chǔ)鋼筋、模板在2009年11月15日基本結(jié)束,11月7日開始下雨夾雪,11月9日氣溫驟降至-5℃～-10℃間,一周內(nèi)多次下小到中雪。鋼筋表面未能及時(shí)采取覆蓋措施,現(xiàn)場(chǎng)采取抽水、清雪、敲冰等措施,但基礎(chǔ)鋼筋底部仍結(jié)冰10mm～20mm未能清除。根據(jù)氣象預(yù)報(bào)11月25日將有強(qiáng)降雪、降溫過程。

主樓筏板基礎(chǔ)是大體積防水混凝土底板,不允許出現(xiàn)溫度收縮裂縫。因此對(duì)混凝土的施工組織、澆筑、養(yǎng)護(hù)等要求較高,而在冬期進(jìn)行大體積基礎(chǔ)混凝土的施工,給混凝土施工提供了一些有利條件的同時(shí),也給混凝土施工帶來了一些困難。

2 原材料和配合比的控制

2.1 原材料選擇

水泥用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥(新疆天業(yè)水泥廠),粗骨料采用碎石(瑪河),粒徑 5 mm～20mm,含泥量為 0.2%＜1%,細(xì)骨料采用中砂(瑪河),含泥量為2.2%＜3%,摻加一級(jí)粉煤灰(華翔)、高效減水劑 FDN-1(榮升)和早強(qiáng)防凍劑WRUNF-1(榮升)。普通硅酸鹽水泥水化熱反應(yīng)早,早期強(qiáng)度提高快。使用高效減水劑減少用水量,放慢水泥的水化熱釋放速度,提高混凝土早期強(qiáng)度,減少混凝土后期強(qiáng)度損失。摻用適量的粉煤灰起到降低水泥用量,改善混凝土和易性,降低混凝土水化熱的作用。考慮氣溫變化,混凝土中摻加早強(qiáng)防凍劑按-15℃設(shè)計(jì)配制,占水泥用量的10%,能起到緩凍早強(qiáng)的作用。

2.2 配合比確定

選用混凝土坍落度為150mm,從而減少混凝土在澆筑過程中的泌水量,緩凝時(shí)間大于4 h,水灰比 W/C=0.43,經(jīng)過混凝土攪拌站試驗(yàn)室多次試配,采用配合比為:水∶水泥∶砂子∶石子∶粉煤灰∶減水劑∶早強(qiáng)防凍劑=189∶435∶629∶1117∶90∶4.4∶44。本工程采用復(fù)合早強(qiáng)劑與蓄熱法綜合使用,大氣環(huán)境溫度為-5℃～-10℃,要求商品混凝土攪拌站要確保施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土出泵溫度為14℃～16℃,入模溫度大于12℃。

3 混凝土施工過程控制

1)清理基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋底部的冰雪。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,經(jīng)過論證后采用液化汽噴槍烤化冰的方案,工人20人,兩班輪流,噴槍10個(gè),從東往西并列進(jìn)行,抽水泵一臺(tái),放在基礎(chǔ)最低標(biāo)高處,及時(shí)抽取融化的雪水。當(dāng)基礎(chǔ)內(nèi)冰雪融化完成一跨后,再開始澆筑混凝土,前后相距5 m～7m。要嚴(yán)格控制好融冰速度和混凝土澆筑速度,避免混凝土流淌過長(zhǎng)。如果烤冰面積過大,由于環(huán)境氣溫低(特別是夜晚),融化的雪水很快在基礎(chǔ)底部又凝成冰。噴槍距基礎(chǔ)鋼筋約10cm,來回循環(huán)烘烤,每處持續(xù)時(shí)間10s～15 s,不能長(zhǎng)時(shí)間集中一處烘烤鋼筋,避免溫度過高損傷鋼筋。基礎(chǔ)底部的冰雪全部按要求融化處理完。2)混凝土澆筑和振搗。a.采用兩臺(tái)汽車泵,根據(jù)計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)融冰情況,平均每臺(tái)汽車泵平均混凝土澆筑量為20m3/h,采取從東往西、由低到高、斜面分層、自然流淌、一次到頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行,每層厚度約為500mm,混凝土上下層覆蓋的時(shí)間間隔小于2 h。檢查每罐混凝土入模溫度,其溫度在12℃～15℃之間;對(duì)每罐混凝土的坍落度均進(jìn)行檢查,實(shí)測(cè)值在140mm～170mm之間;高低跨處,水平面混凝土施工完畢后再進(jìn)行斜面混凝土施工,尤其是高低差為3.4 m的斜面,要嚴(yán)格控制好混凝土坍落度、分層澆筑和振搗,避免脹模和混凝土從斜面下部流淌出來。b.混凝土振搗:兩條作業(yè)帶各配備 4臺(tái)直徑50mm插入式振搗器,先振搗出料口處混凝土形成自然流淌坡度,然后自下而上全面振搗,快插慢拔;每層振搗時(shí),上下層振搗搭接 50mm～100mm,每點(diǎn)振搗 15 s～30s左右,嚴(yán)格控制移動(dòng)時(shí)間、移動(dòng)間距和插入深度。在保證混凝土接槎的同時(shí),減緩混凝土的澆筑速度,以利于混凝土的散熱。c.混凝土表面處理:混凝土振搗密實(shí)后,初步按標(biāo)高用長(zhǎng)刮尺刮平,用木槎板進(jìn)行抹壓搓平。由于混凝土坍落度控制較好,混凝土澆筑過程中未出現(xiàn)較明顯的泌水,僅在游泳池(地下室最低標(biāo)高)積水坑內(nèi)積有上部淌下的雪水,全部用抽水泵和人工將水排除。d.混凝土養(yǎng)護(hù)和保溫:混凝土終凝后及時(shí)進(jìn)行覆蓋保溫,非核心筒基礎(chǔ)采取一層塑料薄膜和上面一層毛氈;核心筒基礎(chǔ)采用蓄水養(yǎng)護(hù),一層塑料薄膜覆蓋,在四周砌筑120mm厚擋墻,高度200mm,蓄水深度100mm,7 d后將水排出,覆蓋一層毛氈,混凝土表面無外露。

4 混凝土監(jiān)測(cè)

4.1 混凝土的測(cè)溫控制

1)測(cè)溫孔設(shè)置:距基礎(chǔ)底板邊2 m開始設(shè)置,每隔10m設(shè)1個(gè)測(cè)溫點(diǎn),采用在混凝土澆筑時(shí)埋設(shè)兩根Dg20鋼管設(shè)置,將鋼管底口封堵,測(cè)溫孔深度分別在距基礎(chǔ)混凝土面約0.1 m和0.6 m(核心筒區(qū))、0.3 m(非核心筒區(qū))。2)量測(cè)頻率:在混凝土澆筑后3 d內(nèi),每隔2 h測(cè)溫1次,第 4天～第 7天,每隔4 h測(cè)溫1次。3)量測(cè)結(jié)果:混凝土澆筑后的1 d左右,溫度增長(zhǎng)明顯,2 d后混凝土內(nèi)部溫度最高,達(dá)到40℃～45℃,混凝土表面溫度達(dá)到16℃～22℃,隨后內(nèi)外部溫度緩慢下降,內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi),避免了混凝土溫度收縮裂縫。

4.2 混凝土的試驗(yàn)

主樓筏板基礎(chǔ)混凝土11月19日～21日澆筑完畢,11月26日下雪降溫至-15℃左右,11月24日混凝土同條件試塊4 d強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的79%,大于混凝土受凍臨界強(qiáng)度;混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊留置組數(shù)按每200m3留置一組,28 d標(biāo)養(yǎng)試塊強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度;混凝土抗?jié)B試塊留置組數(shù)按每500m3留置一組,抗水壓力試驗(yàn)結(jié)果滿足要求;混凝土同條件試塊28 d強(qiáng)度符合要求。

5 結(jié)語

1)冬季進(jìn)行大體積混凝土施工受氣候環(huán)境制約很大,由于氣候近年來變化頻繁,參照當(dāng)?shù)貧v年冬季氣溫和降雪情況作為施工環(huán)境的依據(jù)之一,出現(xiàn)誤差時(shí)給冬季混凝土施工部署造成很大不利影響。是否進(jìn)行冬季施工,如何采取最佳冬季施工方案,必須從工期、造價(jià)、質(zhì)量三個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)一考慮。2)主樓筏板基礎(chǔ)混凝土的早期強(qiáng)度遠(yuǎn)大于受凍臨界強(qiáng)度,混凝土未發(fā)生早期受凍現(xiàn)象。根據(jù)地勘報(bào)告,本工程地質(zhì)條件良好,地下水位在30m以下,地面黃土層深度平均為1.8m,-2.5 m以下均為戈壁層,基礎(chǔ)在原狀戈壁層上,基坑四周排水設(shè)施完好。因此基礎(chǔ)混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜和一層毛氈,作為越冬防護(hù)措施?；炷镣庥^檢查結(jié)果:混凝土表面密實(shí)、平整,表層未發(fā)現(xiàn)起皮、疏松等現(xiàn)象,整個(gè)基礎(chǔ)混凝土均未出現(xiàn)裂縫。3)混凝土供應(yīng)商是保證大體積混凝土冬季施工能否順利進(jìn)行的重要條件之一。本工程選擇的是石河子地區(qū)最有實(shí)力的商品混凝土攪拌站,事先進(jìn)行了詳細(xì)技術(shù)交底和周密部署,但在混凝土施工過程中出現(xiàn)了不利的方面:本工程的施工方案擬定混凝土入模溫度在12℃以上,在晚上澆筑過程中攪拌站廠從外部調(diào)運(yùn)了2輛混凝土運(yùn)輸車輛未做保溫,導(dǎo)致混凝土入模溫度在11℃;攪拌站在11月20日上午9點(diǎn)～10點(diǎn)之間內(nèi)部交接班,混凝土不能按預(yù)定速度供應(yīng),滯后1 h進(jìn)場(chǎng),混凝土在初凝前澆筑完。上述都對(duì)混凝土施工質(zhì)量控制造成不利影響,混凝土供應(yīng)商應(yīng)提高混凝土質(zhì)量的保證度。

本工程從原材料選擇、混凝土配合比的控制、混凝土澆筑和振搗、養(yǎng)護(hù)、保溫等方面進(jìn)行全過程的質(zhì)量控制,有效的控制了混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生,避免混凝土遭受凍害。

[1]GB 50204-2002,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]GB 50119-2003,混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].