淺析大體積混凝土澆筑施工方法

黃聯(lián)盟

摘要：文章以C35級超厚大體積混凝土澆筑工程為例，從原材料選用與配合比設(shè)計，混凝土供應(yīng)與澆筑，混凝土內(nèi)部溫度檢測與表面養(yǎng)護等方面采取了有效的措施以避免混凝土產(chǎn)生有害結(jié)構(gòu)裂縫。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；澆筑；基礎(chǔ)；裂縫；水化熱；監(jiān)測

中圖分類號：TU755文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）22-0154-02

福建豪氏威馬鋼鐵制品有限公司測試坑位于招商局漳州開發(fā)區(qū)豪氏威馬一號車間北側(cè)。建筑平面基本上為長方形。為全現(xiàn)澆鋼筋砼設(shè)備基礎(chǔ)?；A(chǔ)底板總面積約為1 200 m2（39.3×29.75），其砼總量約為4 000 m3。整個基礎(chǔ)為一個大承臺。承臺混凝土厚達3.5 m，砼設(shè)計強度等級為C35。

基礎(chǔ)混凝土強度高，厚度和體積大，施工時正值秋季，突出難度如下：

降低大體積混凝土內(nèi)部最高溫度和控制混凝土內(nèi)外溫度差在規(guī)定限值（25℃）以內(nèi)，存在以下極不利因素：承臺混凝土超厚，要一次性澆筑，混凝土內(nèi)部溫度不易散發(fā)；混凝土強度等級高，一般需用硅525或硅425水泥，水化熱高；秋季施工，環(huán)境晝夜溫差大，混凝土內(nèi)表溫差大。在這些因素綜合作用下，混凝土內(nèi)部必然形成較高的溫度，存在著產(chǎn)生裂縫的危險。為防止混凝土產(chǎn)生裂縫（表面裂縫和貫穿裂縫），就必須從降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土本身抗拉性能這兩方面綜合考慮。為此，我們編制了較為完整的施工方案。

1C35大體積混凝土配合比設(shè)計及試配

為降低C35大體積混凝土的最高溫度，最主要的措施是降低混凝土的水化熱。因此，必須做好混凝土配合比設(shè)計及試配工作。

1.1原材料選用

①水泥：C35大體積混凝土應(yīng)選用水化熱較低的水泥，并盡可能減少水泥用量。本工程因條件限制只能選用P.O425號水泥。

②細骨料：宜采用Ⅱ區(qū)中砂，因為使用中砂比用細砂更可減少水及水泥的用量，且含泥量小。

③粗骨料：在可泵送情況下，選用粒徑5~31.5 mm連續(xù)級配石子，以減少混凝土收縮變形。

④含泥量：在大體積混凝土中，粗細骨料的含泥量是要害問題，若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形，又嚴重降低了混凝土的抗拉強度，對抗裂的危害性很大。因此骨料必須現(xiàn)場取樣實測，石子的含泥量控制在1％以內(nèi)，砂的含泥量控制在2％以內(nèi)。

⑤摻合料：應(yīng)用添加粉煤灰及礦粉技術(shù)。在混凝土中摻用的粉煤灰及礦粉不僅能夠節(jié)約水泥，降低水化熱，增加混凝土和易性，而且能夠大幅度提高混凝土后期強度，并且混凝土的28 d強度基本能接近混凝土標準強度值。故本工程采用45 d齡期的混凝土強度來代替28 d齡期強度，控制溫升速率，推移溫升峰值出現(xiàn)時間。

⑥外加劑：采用外加高效緩凝減水劑技術(shù)。在混凝土中添加約10％的高效緩凝減水劑。試驗表明在混凝土添加了高效緩凝減水劑之后，可推遲混凝土的水化時間，以避免澆筑溫度與水化放熱同時產(chǎn)生。

1.2試配及施工配合比確定

根據(jù)試驗室配合比設(shè)計，每立方米混凝土配合比為425號水泥270 kg，連續(xù)級配碎石（粒徑5～31.5mm）1 065 kg，摻合料87 kg，外加劑7.14 kg，水165 kg，坍落度120～160 mm。

2溫度預(yù)測分析

根據(jù)現(xiàn)場混凝土配合比和施工中的氣溫氣候情況及各種養(yǎng)護方案，采用3D-TFEP程序?qū)炷潦┕て跍囟葓黾皽夭钸M行計算機模擬動態(tài)預(yù)測，提供結(jié)構(gòu)沿厚度方向的溫度分布及隨混凝土齡期變化情況，進行保溫養(yǎng)護優(yōu)化選擇。根據(jù)計算，擬先在混凝土表面鋪一層塑料薄膜，中間覆蓋1～2層毛毯，上面再鋪一層塑料膜。

3大體積混凝土施工方法

①混凝土澆筑方案。由于承臺混凝土厚達到3.5 m，內(nèi)部水化熱溫升偏高，內(nèi)表溫差和降溫速率不易控制，同時考慮工期緊迫，必須盡快澆筑底板，且需一次性澆筑完成。

②混凝土澆筑。為了使混凝土澆筑不出現(xiàn)冷縫，要求前后澆筑混凝土搭接時間控制在5 h內(nèi)（初凝時間>8 h），因此，混凝土澆筑前經(jīng)詳細計算安排澆筑次序、流向、澆筑厚度、寬度、長度及前后澆筑的搭接時間，實施了以下澆筑主案。自南向北分層澆筑。用“一個坡度、薄層澆筑，一次50 cm，分七次到頂”的方法。采用兩臺汽車輸送泵布料，14輛罐車，另備用2輛，每臺輸送泵控制范圍20 m。

③混凝土振搗要及時，同時不漏振，但也不能過振，防止離析。

④混凝土表面處理。大體積混凝土表面水泥漿較厚，澆筑后3～4 h內(nèi)初步用水長刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓2遍，再用木抹子搓平壓實，以控制表面龜裂，并按規(guī)定覆蓋養(yǎng)護。

4混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測

在承臺范圍垂直埋設(shè)25根測桿（編號為1～25），每根測桿沿混凝土的厚度設(shè)（A、B、C）3個測點（如圖1示意），合計25根測桿75個混凝土內(nèi)部溫度測點；同時在混凝土外部設(shè)置氣溫測點4個，保溫材料溫度測點4個及養(yǎng)護水溫度測點2個，總計85個工作測點。另設(shè)85個備用測點。所有工作測點都通過熱電偶補償導(dǎo)線與設(shè)置在測試房的微機數(shù)據(jù)采集儀相聯(lián)接，溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)由采集儀處理后自動打印輸出?，F(xiàn)場溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集儀自動采集并進行整理分析，每隔一小時打印輸出一次每個測點的溫度值及各測位中心測點與表層測點的溫差值，作為研究調(diào)整控溫措施的依據(jù)，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。

5養(yǎng)護措施

因此次澆筑的混凝土頂相對標高為-0.08 m，與預(yù)埋件表面±0.00 m還有8 cm的間隙，覆蓋養(yǎng)護時剛好可形成8 cm高度的“棚子”。此前，為了讓砼內(nèi)部水化熱氣能及時排出，在砼內(nèi)部設(shè)置250多根排氣散熱管（如圖2所示），因此在“棚子”內(nèi)恰好形成了循環(huán)蒸氣可使混凝土表面溫度較容易保持恒定。在混凝土初凝前及時覆蓋，效果更好。表面及時鋪一層塑料薄膜，中間覆蓋1～2層毛毯，上面再鋪一層塑料薄膜進行保溫。在養(yǎng)護期間，隨時檢查混凝土表面的干濕情況及溫差（內(nèi)表溫差達23℃時就發(fā)警報），及時澆水保持混凝土溫潤。夜間承臺內(nèi)外溫差若大于25℃，采取了燈照和上搭2 m高塑料保溫棚，將溫差控制在25℃內(nèi)。

6健全施工組織管理

在制訂技術(shù)措施和質(zhì)量控制措施的同時，還落實了組織指揮系統(tǒng)，逐級進行了技術(shù)交底，做到層層落實，確保順利實施。

7混凝土的監(jiān)測結(jié)果

①混凝土澆筑溫度為15～26℃，混凝土澆搗及養(yǎng)護期間環(huán)境溫度日平均為20～28℃。

②承臺中心混凝土最高溫度為81.5℃，面層混凝土最高溫度為56.3，底層混凝土最高溫度為57.1℃。從監(jiān)測結(jié)果可看出：一般，混凝土厚度越厚，體積越大，其內(nèi)部的水化熱溫度峰值就越高。

③隨著混凝土厚度、體積的增大，其內(nèi)部熱峰值出現(xiàn)齡期也相應(yīng)延長，承臺區(qū)域（混凝土厚度為3.5 m）中心熱峰出現(xiàn)齡期為2.5～3.0 d。

④承臺區(qū)域混凝土澆搗后很重視保溫養(yǎng)護工作，因養(yǎng)護期間每天由3班制工人澆溫水養(yǎng)護，混凝土表面基本處于水養(yǎng)護狀態(tài)，保濕良好，且養(yǎng)護棚內(nèi)蒸氣循環(huán)加溫起到了一定作用，所以在前17 d齡期內(nèi)全區(qū)域的內(nèi)表溫差均控制在25℃以內(nèi)。

8施工中應(yīng)注意的問題

混凝土澆筑不應(yīng)留冷縫，保證澆筑的交接時間，應(yīng)控制在初凝前；保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振；及時發(fā)出溫控警報，做好覆蓋保溫及保濕工作，但覆蓋層也不應(yīng)過熱，必要時應(yīng)揭開保溫層，以利于散熱；保證混凝土供應(yīng)，確保不留冷縫；做好現(xiàn)場協(xié)調(diào)、組織管理，要有充足的人力、物力、保證施工按計劃順利進行。

9結(jié)語

經(jīng)現(xiàn)場檢查，本基礎(chǔ)未發(fā)現(xiàn)溫度變形裂縫。實踐證明，在優(yōu)化配合比設(shè)計，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，做好溫度監(jiān)測工作及加強養(yǎng)護等方面采取有效技術(shù)措施，堅持嚴謹?shù)氖┕そM織管理，完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發(fā)生，達到良好的自防水抗?jié)B效果。另外，外加劑方面也可以用UEA，用微膨脹以抵消部分收縮應(yīng)力。

參考文獻：

[1] 趙暉.建筑施工中的大體積混凝土澆筑技術(shù)探討[J].硅谷,2011,(9).