談某工程大體積混凝土施工技術(shù)

張文梅

(山西華廈建筑工程監(jiān)理有限公司，山西太原 030012)

1 工程概況

本工程主樓部分基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，筏板厚度1 300 mm，采用C45，P8抗?jié)B混凝土澆筑，屬于大體積混凝土，澆筑量約2 500 m3。

2 施工部署

1)采用泵送商品混凝土澆筑，為滿足連續(xù)澆筑的要求，要求項目部與兩家商品混凝土廠家簽訂供貨合同，優(yōu)先選用一家預(yù)拌混凝土廠生產(chǎn)的商品混凝土，一旦本預(yù)拌混凝土廠出現(xiàn)不可預(yù)料的原因無法保證連續(xù)供應(yīng)，立即通知另外一家預(yù)拌混凝土廠供應(yīng)，確保澆筑的連續(xù)性。2)主樓筏板混凝土澆筑按④軸～⑤軸之間的后澆帶分兩段施工，先澆筑①軸～④軸，然后澆筑⑤軸～⑧軸。3)為不影響周邊環(huán)境，滿足學(xué)生中考的需求，澆筑時間避開6月20日～21日。4)澆筑混凝土前基礎(chǔ)鋼筋、模板、水電安裝必須經(jīng)有關(guān)單位驗收合格，簽發(fā)混凝土澆灌令后方可澆筑混凝土。5)現(xiàn)場組織機構(gòu):澆筑大體積混凝土前要求成立指揮小組，并明確各人員崗位職責(zé)。6)施工人員安排:混凝土澆筑由泥工班組完成，現(xiàn)場施工人員不少于40人，每臺泵車分三班作業(yè)，避免疲勞作業(yè)。7)澆筑周期:按兩臺60泵考慮，有效產(chǎn)量為30 m3/(h·臺)，每天澆筑有效時間按20 h考慮，一天的澆筑量為1 200 m3，需要50 h。本工程主樓基礎(chǔ)筏板混凝土考慮澆筑周期為3 d。

3 施工方案

1)材料要求:a.混凝土配合比由混凝土生產(chǎn)廠家試驗室制定。對混凝土所用原材料:水泥、砂、石、外加劑等均須有合格證。b.水泥:采用P.S42.5礦渣硅酸鹽水泥。砂、石含泥量應(yīng)分別小于3%和1%。c.摻合料:粉煤灰。d.外加劑:緩凝劑，要求緩凝時間不小于8 h。e.商品混凝土運至現(xiàn)場后，作坍落度測定，本工程大體積混凝土坍落度控制在(190±20)mm之內(nèi)，現(xiàn)場進行抽檢，檢驗合格后方可使用，嚴(yán)禁擅自加水。由混凝土輸送泵配合布料機進行澆筑。2)混凝土在澆筑前，做好模板內(nèi)的清理工作，用空壓機將模板內(nèi)的碎雜物吹出，個別碎木塊等用鐵釬扎出，細(xì)碎物用吸塵器吸凈。3)混凝土輸送泵就位時，泵車的四角用木料支墊，保持平穩(wěn)，利用90°彎頭沿護坡樁邊垂直進入基坑，在坑邊搭設(shè)豎管固定架，泵管固定在架子上。用鋼管搭設(shè)水平泵管架，水平泵管高于基礎(chǔ)梁200 mm，水平泵管架間距2m。采用鋼管搭設(shè)布料機平臺，布料機安放在平臺上，拉好纜風(fēng)繩。4)經(jīng)泵送水檢查，確認(rèn)混凝土泵和輸送管中無異物，泵送混凝土前要先用同配比的水泥砂漿潤濕輸送管內(nèi)壁。5)上層混凝土澆筑時間在下層混凝土初凝前開始。6)采用兩臺輸送泵澆筑，澆筑筏板時兩臺輸送泵同時澆筑，當(dāng)澆筑完一跨后且在混凝土初凝前使用一臺泵開始澆筑基礎(chǔ)梁混凝土。7)混凝土振搗進行二次振搗，第二次振搗在第一次振搗完畢后2 h～3 h開始，振搗棒插入間距不超過400 mm，振搗時間以混凝土不下沉且沒有氣泡為宜。兩層混凝土之間振搗時振搗棒插入下層混凝土50 mm～100 mm。8)在混凝土澆搗至標(biāo)高時，進行第一次抹面工作。在混凝土初凝后終凝前進行第二次抹面工作，用木抹子抹平，封閉混凝土微裂縫。9)施工縫留置:臨時施工縫留設(shè)在縱向跨度1/3內(nèi)。10)混凝土試塊留置:抗壓試塊留置14組，抗?jié)B試塊留置6組。11)混凝土養(yǎng)護:采用蓄水養(yǎng)護法進行養(yǎng)護，混凝土終凝后立即在筏板表面蓄水，蓄水深度20 cm?；炷恋酿B(yǎng)護要求專人負(fù)責(zé)，養(yǎng)護時間14 d。12)混凝土測溫:a.為了隨時掌握混凝土的溫度變化動態(tài)，并以此來指導(dǎo)混凝土的養(yǎng)護工作，使養(yǎng)護工作更加科學(xué)有效，實現(xiàn)“信息化”施工。在筏板基礎(chǔ)不同深度處埋設(shè)測溫管，測溫管用鍍鋅薄鋼板卷制而成，下端封閉，在養(yǎng)護階段注意對測溫管的保護。測溫管采用100℃玻璃溫度計。b.測溫點沿高度方向在1.1 m，0.65 m，0.2 m處分別埋設(shè)，測溫管上口高出混凝土表面10 cm，深度方向每個測點布三個測溫管，平面呈三角排列，間距500 mm。具體位置如圖1所示。c.測溫人員:由經(jīng)過培訓(xùn)的責(zé)任心較強的人員專門負(fù)責(zé)。d.測溫時間:在前3天，對混凝土每2 h測溫一次，以后對混凝土每4 h測溫一次，測溫持續(xù)時間7 d?；炷羶?nèi)外溫差、沉降梯度及環(huán)境溫度每晝夜不少于2次。如發(fā)現(xiàn)溫差過大，及時增減蓄水深度，控制大體積混凝土中心溫度與表面溫度之差小于25℃。e.測溫記錄:使用測溫表格按照測孔編號順序記錄，測溫記錄填寫完成以后交技術(shù)負(fù)責(zé)人審閱、簽字。f.按照目前大體積混凝土施工養(yǎng)護溫度界定數(shù)值規(guī)定:混凝土內(nèi)部最高溫度不大于75℃;混凝土內(nèi)部與表面的溫度差不大于25℃;混凝土表面與大氣的溫度差不大于25℃。如有一項不符，必須采取降低內(nèi)部溫度措施。

圖1 測溫點布置圖

為此對本工程大體積混凝土熱工計算如下:

1)混凝土強度等級:C45 P8;水泥:P.S42.5級，單方用量354 kg;砂:水洗中砂，單方用量578 kg;石子:1 cm～3 cm碎石，單方用量1 074 kg;水:自來水，單方用量185 kg;摻合料:粉煤灰，單方用量58 kg;緩凝型減水劑:15.8 kg;膨脹劑:58 kg。

每立方米混凝土原材料重量、溫度、比熱及熱量如表1所示。

配合比中，外加劑及摻合料因數(shù)量較少且如有水化熱出現(xiàn)，出現(xiàn)的時間只在攪拌中及攪拌以后的短時間內(nèi)，而水泥的水化熱高峰在3 d以后，故計算混凝土絕熱溫升中只考慮水泥水化熱對混凝土溫度的影響。

表1 混凝土原材料用量表

混凝土拌合溫度:TC=48 280/2 462=19.6℃。

混凝土溫度損失計算:由于使用商品混凝土，攪拌站為敞開式，混凝土出罐溫度:T1=TC=19.6℃。

混凝土澆筑溫度:裝卸料一次:A1=0.032。

攪拌車運輸時間平均為30 min:A2=0.004 2×30=0.126。

混凝土布料、振搗1 h:A3=0.003 ×60=0.18。

則∑A=A1+A2+A3=0.032+0.126+0.18=0.338。

澆筑溫度 Tj=19.6+(25－19.6)×0.338=21.4 ℃。

2)水化熱絕熱溫升值T(t)(取水化熱最大的齡期，t=3)。

其中，Th為混凝土最大絕熱溫升，℃;mc為混凝土中水泥(包括膨脹劑)用量，kg/m3;F為混凝土活性摻合料用量，kg/m3;K為摻合料折減系數(shù)。粉煤灰取0.25～0.30;Q為水泥3 d水化熱，kJ/kg，查施工手冊10 ～81;c為混凝土比熱，取0.97 kJ/(kg·K);ρ為混凝土密度，取2 400 kg/m3;e為常數(shù)，取2.718;t為混凝土的齡期，d;m為系數(shù)，隨澆筑溫度改變。查表10～82按30℃考慮取m=0.406;Th=354 × 314/0.97 × 2 400 × (1 － 2.718－0.406×3)=68℃?；炷翝仓蟮谌焖療嶙畲?，澆筑齡期3 d，厚度=1.3 m，ξ=0.43。

混凝土中心最高溫度:Tmax=Tj+T3=21.4+29.24=50.64 ℃。

4)混凝土表面溫度:混凝土表面鋪一層農(nóng)用塑料薄膜。環(huán)境平均溫度25℃。

混凝土的虛鋪厚度:h′=K(λ÷β)。

其中，h′為混凝土虛鋪厚度，m;K為折減系數(shù)，取2/3;λ為混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/(m·K);β為混凝土表面?zhèn)鳠嵯禂?shù);δi為保溫材料厚度，取蓄水深度0.2 m;λi為保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，查表10 ～84 得0.58;βq為空氣層傳熱系數(shù)，取23W/(m2·K)。

混凝土虛鋪厚度:h′=K(λ ÷β)=2/3 ×(2.33 ÷2.6)=0.6 m。

混凝土計算厚度:H=h+2h′=1.3+2 ×0.6=2.5 m。

混凝土表面溫度:

其中，ΔT(τ)=50.64 －25=25.64 ℃。

5)混凝土中心溫度與表面溫度差為50.64－43.7=6.94℃ ＜25℃。

6)混凝土表面溫度與大氣溫度差為43.7－25=18.7℃。

經(jīng)上述計算，采用此配比的大體積混凝土在相應(yīng)大氣溫度下施工，可滿足混凝土內(nèi)外及混凝土表面與大氣溫度差均不大于25℃和混凝土內(nèi)部最高溫度不大于75℃的規(guī)定，不采取其他降溫措施可以保證施工質(zhì)量。

4 混凝土的質(zhì)量控制措施

1)進場的預(yù)拌混凝土要隨附預(yù)拌混凝土配合比通知單、原材料合格證等有關(guān)資料，檢查坍落度，嚴(yán)禁現(xiàn)場加水，嚴(yán)格控制振搗質(zhì)量。2)在混凝土澆筑時應(yīng)在鋼筋骨架上鋪跳板，操作人員在跳板上施工。在混凝土初凝前由抹灰工抹平混凝土面，隨抹隨拆除跳板。3)在混凝土澆筑前由質(zhì)量員及各施工班組負(fù)責(zé)人認(rèn)真觀察模板、支架、鋼筋預(yù)埋件和預(yù)留孔洞是否符合設(shè)計要求，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形時及時修正處理。4)在電梯井坑、集水井坑和底板高低跨相接處模板安裝應(yīng)注意在進行混凝土澆筑時從模板兩側(cè)對稱部位同時下料，振搗時振搗棒斜插入模板下口先振搗，由于模板底部開口，混凝土內(nèi)氣泡能泛出，故模板下口部位的混凝土能保證振實。在澆筑坑底部混凝土初凝前再進行其他部分混凝土的澆筑。

5 大體積混凝土的裂縫控制

由于基礎(chǔ)底板屬于大體積混凝土施工，混凝土的裂縫控制非常重要，主要從以下幾方面加以控制。

5.1 從原材料方面采取技術(shù)措施

水泥選用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥，在預(yù)拌混凝土中摻入UEA膨脹劑，控制溫差裂縫。摻入適量的緩凝型減水劑，增加流動性?；炷林袚饺胍欢〝?shù)量的粉煤灰，降低混凝土中的水泥水化熱量。采用1 mm～30 mm級配良好的碎石，減少用水量。

5.2 從施工方面采取技術(shù)措施

1)配備足夠的混凝土攪拌車、混凝土輸送泵和布料機，確保各施工段能一次連續(xù)澆筑完畢。加強車輛調(diào)度、平衡，盡量減少預(yù)拌混凝土的運輸時間及等待時間。2)利用塔吊配合混凝土輸送泵，不使混凝土產(chǎn)生冷縫。3)進行二次振搗以盡可能釋放混凝土內(nèi)部水化熱;進行二次抹面以閉全混凝土收縮裂縫。

5.3 從養(yǎng)護方面采取措施

1)二次抹面結(jié)束后及時覆蓋一層塑料薄膜，起到降低混凝土表面和內(nèi)部溫差，同時保證混凝土處于濕潤狀態(tài)。2)混凝土終凝后及時蓄水養(yǎng)護，養(yǎng)護工作極其重要，由專人負(fù)責(zé)。3)做好測溫工作，并根據(jù)測溫結(jié)果調(diào)整混凝土蓄水深度及養(yǎng)護時間。

6 安全保證具體措施

6.1 加強安全教育，增強法制觀念

1)施工工人要進行三級安全教育，統(tǒng)一命題、統(tǒng)一考試、考試合格后方能上崗。2)做好特殊工種的培訓(xùn)工作，堅持持證上崗，未持證人員堅決不能上崗工作。3)在安排施工任務(wù)時，必須進行專項有針對性的全面安全交底，履行簽字。4)認(rèn)真執(zhí)行安全操作規(guī)程，嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)、疲勞作業(yè)、違反勞動紀(jì)律。5)項目經(jīng)理部應(yīng)把安全生產(chǎn)當(dāng)作頭等大事，認(rèn)真組織學(xué)習(xí)，貫徹執(zhí)行國家有關(guān)勞動保護和安全生產(chǎn)及各項政策、法令。

6.2 安全生產(chǎn)的具體措施

1)在基礎(chǔ)底板施工前需進行各工種的安全交底，交底內(nèi)容要有針對性，不可泛泛而談，針對重點問題提出重點可靠的防護措施，并明確責(zé)任人。2)任何人進入現(xiàn)場區(qū)域必須戴好安全帽，不準(zhǔn)穿拖鞋、高跟鞋或赤腳，從事高空作業(yè)，要系好安全帶。3)特殊工種必須持證上崗，嚴(yán)禁非正式特殊工種代替特殊工種作業(yè)，塔吊由專業(yè)指揮人員指揮。4)加強現(xiàn)場臨電管理，經(jīng)常檢查配電設(shè)備的安全可靠性，如有損壞，及時更換，除電工之外的任何工種不準(zhǔn)私自接改電線，需用時應(yīng)申請電工完成接線工作。5)現(xiàn)場圍護欄桿，要嚴(yán)密穩(wěn)固，電纜線不允許直接敷設(shè)在欄桿上。夜間施工時基坑邊緣要有明顯的標(biāo)志和有足夠的照明。6)混凝土操作人員處于濕作業(yè)環(huán)境中，振搗操作時要戴好絕緣手套，穿好膠鞋。7)各種小型電動工具，必須由專人進行操作使用保管。8)加強安全教育，落實安全責(zé)任，嚴(yán)格實行安全獎罰制度。