大體積混凝土在冬季施工控制分析

【摘 要】隨著我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，工程施工技術(shù)也隨之有了顯著提高，工程混凝土施工也出現(xiàn)新的施工技術(shù)工藝，新工藝的使用大大提高了建筑混凝土施工效率和施工安全性能。由于混凝土拌制物具有可塑性，它能夠和鋼筋牢固地結(jié)合，最終形成具有較高的強度、堅固、抗震、經(jīng)濟且耐久的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，日益成為土建工程中的重要組成部分。另外，伴隨著混凝土材料質(zhì)量的逐步提高，及其使用范圍的不斷擴大，其在土建工程建設(shè)中的地位也顯得特別重要。本文就此工程實例，對大體積混凝土在冬季施工的控制方面做了簡要論述。

【關(guān)鍵詞】施工技術(shù)；大體積混凝土；冬季施工控制

1、工程概況

1.1 設(shè)計概況

某工程是一棟26層框剪結(jié)構(gòu)綜合性高層建筑，建筑面積66852.8m2，地下兩層，地上26層，建筑總高度123.5m?；A(chǔ)為柱、墻下樁承臺.電梯井筒部位下基礎(chǔ)承臺厚2.0m，其他框架柱及剪力墻下承臺厚1.7m-2.0m，基礎(chǔ)防水板厚500，承臺與防水板底面平齊，混凝土強度等級為C40，抗?jié)B等級P8，基礎(chǔ)不設(shè)后澆帶，混凝土方量共計約3500m3。

1.2 施工難點

1）主樓基礎(chǔ)筏板鋼筋模板施工于11月4日開始，12月7日基本結(jié)束，溫度已降至零下4℃-7℃，根據(jù)氣象預(yù)報往后一周內(nèi)可能還有較大幅度大風(fēng)降溫過程，預(yù)計最低溫度達(dá)到-9℃左右，無降雪情況。

2）主樓基礎(chǔ)為樁承臺，剪力墻集中部位及框架柱設(shè)置獨立承臺，承臺之間通過連梁連接，其余部分為500厚防水底板，防水底板與承臺底平齊，完成后回填，承臺高度為1.7m，1.8m，1.9m，2.0m，且形狀多樣、三角形、矩形等，承臺之間高低錯臺，單柱承臺僅設(shè)底部鋼筋而不設(shè)置頂面鋼筋，僅電梯井筒部位及剪力墻部位承臺設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)?；炷练乐拱l(fā)生有害裂縫難度較大，支模及混凝土澆筑難度較大。

3）混凝土強度較高，為C40P8，水膠比較大約為0.55，單方水泥用量較大，對于大體積混凝土裂縫控制非常不利，且為冬季施工，環(huán)境溫度與預(yù)估混凝土核心溫度差別過大，按照大氣最低氣溫最低溫度為-10℃考慮，將近達(dá)到90℃，數(shù)倍于規(guī)范允許的25℃。

4）承臺、防水板、連梁幾何尺寸差別過大，承臺梁高900，承臺高1.7m～2.0m，防水板高500，存在大量的應(yīng)力集中部位，且這些部位保溫效果相對較差。

該工程地下水位位于-4.5m-6.0m之間，基礎(chǔ)底面標(biāo)離為-9.6m，降水工作一直進(jìn)行，為保證基礎(chǔ)地下室的防水效果，必須保證基礎(chǔ)底板、承臺的抗?jié)B效果，即不允許出現(xiàn)有害裂縫。為保證冬季施丁條件下基礎(chǔ)混凝土的質(zhì)量，在施工中采取了暖棚為主的綜合蓄熱法。具體措施為：搭設(shè)整體暖棚.暖棚采用鋼管腳手架搭設(shè)，利用基礎(chǔ)的混凝土灌注樁，對鋼管進(jìn)行防水處理，底部封閉焊，中部焊接兩道止水環(huán)，不考慮在防水板上設(shè)置支撐點，為保證延長滲水通道，上部及側(cè)面用工程帆布覆蓋，澆筑時將帆布揭開，完成后立即進(jìn)行覆蓋，在基礎(chǔ)底板及基坑周邊生30個火爐，確保在暖棚內(nèi)最低溫度達(dá)到+6℃以上?；炷帘砻婕俺信_側(cè)面模板采用棉被進(jìn)行覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)。根據(jù)測溫情況及熱工計算確定加減保溫層的厚度。

2、混凝土配合比確定及施工控制

2.1混凝土配合比確定

配比通過商品混凝土廠家進(jìn)行試驗配比，水泥采用P.052.5水泥，粗骨料采用新密碎石.粒徑10-25mm，含泥量為0.2%，細(xì)骨料采用魯山水洗中粗砂，含泥量2.2%，摻加鄭州電廠的一級粉煤灰、高效減水劑FDN-1和早強防凍劑UNF.1。但經(jīng)過初次試驗配比后經(jīng)計算絕熱升溫達(dá)到78℃～83℃，結(jié)合冬季室外最低溫度考慮，溫差將達(dá)到約100℃，無法滿足內(nèi)外溫籌25℃的要求。后經(jīng)過反復(fù)研究，決定減小水泥用量，增加一級粉煤灰的用螢?？刂扑z比基本不變，利用混凝土的90d后期強度，選用高效減水劑，控制水灰比小于0.5；但為防止后期強度尤法達(dá)到設(shè)計C40，試驗配比水泥摻世及水灰比按照C40略有降低。實際配比經(jīng)計算絕熱升溫為72℃。

2.2混凝土運輸、澆筑控制措施

基礎(chǔ)筏板總體混凝土方量為3500m3，按照正常施工澆筑基礎(chǔ)筏板速度，一個工作班一臺地泵平均澆筑350m3～400m3，預(yù)計3天（3臺）完成澆筑。澆筑方案因結(jié)構(gòu)特殊性。必須先期澆筑完成50%的500厚防水板，然后返回跳倉澆筑承臺，每次澆筑高度不大于500厚，最先澆筑的即將進(jìn)入初凝時，返回進(jìn)行第2層混凝土澆筑，按照順序依次進(jìn)行承臺混凝土澆筑，當(dāng)防水板的混凝土最后澆筑部分即將初凝前，停止承臺上層混凝土澆筑，將防水底板混凝土按比例向前延伸澆筑，以此類推，完成澆筑任務(wù)。為降低已澆筑混凝土的水化熱及加快入模混凝土熱量散失。控制使已澆筑部分在大氣環(huán)境下盡量暴露散失熱饋，盡量降低第二層混凝土覆蓋第1層混凝土前第1層混凝士的表面溫度，不低于2℃即可。在完成一段承臺的澆筑后，立即對混凝土進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，并恢復(fù)暖棚頂蓋，生火爐加溫養(yǎng)護(hù)已完成澆筑各個承臺。經(jīng)熱T計算確定控制混凝土出罐溫度在8℃～12℃之間，在澆筑過程中，通過混凝土現(xiàn)場測溫，確定采取相應(yīng)的措施。

3、混凝土的監(jiān)測

3.1混凝土養(yǎng)護(hù)、測溫過程控制情況

在開始澆筑即進(jìn)行全過程的溫度測昔：施工期間的大氣溫度、混凝土出罐、入模、成型溫度、澆筑完成封閉暖棚頂蓋前及之后混凝土的溫度、進(jìn)入養(yǎng)護(hù)狀態(tài)暖棚內(nèi)的環(huán)境溫度、混凝土表面、中心、三分之一處溫度。實際測溫結(jié)果表明.澆筑完成后，在大氣環(huán)境條件下，已完成的混凝土表面的溫度下降較快，很快降低到2℃-0℃左右，F(xiàn)H及時在混凝土表面覆蓋保溫材料生火爐并將暖棚的頂蓋及側(cè)面封閉后，混凝土表面溫度很快回升至8℃-10℃，沿暖棚頂部封閉至頂部澆筑口敞開方向，溫度變化速度漸次降低。在澆筑完成第3天～第4天，溫度I二升至最高峰值，承臺混凝土核心部位達(dá)到72℃-76℃，在保溫層下混凝土表面溫度達(dá)到40℃-45℃，有明顯的溫度梯度，混凝土強度增長很快，在隨后的時間，溫度緩慢下降，7天后，核心溫度降至10℃-13℃，撤除暖棚，僅保留保溫材料覆蓋養(yǎng)護(hù)。

3.2混凝土質(zhì)量及強度情況

在撤除保溫材料后檢查混凝士表面，除個別位置存在不規(guī)則細(xì)微干縮裂縫外，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫。在按照600℃.d測溫統(tǒng)計后（實際按照2月）試驗結(jié)果經(jīng)評定已經(jīng)達(dá)到合格，在90天齡期的強度試驗表明強度仍然在繼續(xù)增長，評定結(jié)果接近C45。

4、存在問題與分析

在組織基礎(chǔ)大體積混凝土施工時，由于混凝土罐車不能及時到場，為保證基礎(chǔ)不留施工冷縫，不得不反復(fù)搭拆暖棚頂面帆布及延長火爐加熱時間，并減少澆筑厚度，大大增加施工難度。在控制混凝土的凝結(jié)時間上由于摻加緩凝劑，導(dǎo)致底層500厚防水板遲遲不能進(jìn)入終凝，覆蓋保溫后表面觀感質(zhì)量較差，承臺側(cè)面吊模嵌入混凝土中，拆除困難。在完成澆筑后未立即進(jìn)行恢復(fù)暖棚生火爐覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)的部位，溫度降低較快，而內(nèi)部升溫繼續(xù)進(jìn)行，個別位置短時達(dá)到或超過內(nèi)外溫差25℃的規(guī)范要求，經(jīng)過采取措施后迅速恢復(fù)，由此發(fā)現(xiàn)在澆筑階段按照每2 h測溫并不能滿足監(jiān)測要求。由于絕熱升溫是按照混凝土的實際溫度考慮，在澆筑過程中，商品混凝土公司恐怕混凝土受凍，并末嚴(yán)格按照項目部要求出罐溫度進(jìn)行控制，而略有偏高，再加之較多承臺澆筑是在白天氣溫較高時澆筑，故所測核心絕熱升溫溫度比計算略有偏高。

5、結(jié)語

當(dāng)今我國就建筑業(yè)而言，建筑工程混凝土施工技術(shù)借鑒度較高，自主創(chuàng)新與研究程度還相對不足。特別是大體積混凝土施工在冬季存在較嚴(yán)重的質(zhì)量控制問題：混凝土的澆筑期間防凍，澆筑完成后的蓄熱養(yǎng)護(hù)期問的內(nèi)外溫差控制，以及較高的混凝土強度等級由于增加水泥用量及較高水灰比給溫度控制進(jìn)一步增加困難。本工程通過采用暖棚結(jié)合綜合蓄熱法，制定可行的方案，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采取措施，使大體積混凝土的質(zhì)量得到了有效的控制。