大體積基礎(chǔ)混凝土澆筑技術(shù)分析

李向陽(yáng)

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京 100048）

大量的實(shí)踐研究結(jié)果證實(shí)：基礎(chǔ)質(zhì)量會(huì)對(duì)水利工程建筑結(jié)構(gòu)主體穩(wěn)定性產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，這種影響甚至?xí)由熘了こ淌褂霉δ艿陌l(fā)揮等多個(gè)方面。從這一角度上來(lái)說(shuō)，做好大體積基礎(chǔ)混凝土的澆筑作業(yè)是控制水利工程施工質(zhì)量的重要措施。

1 工程概況

某水閘工程位于A河以及B河交界區(qū)域的入口位置。新建工程底板為 40.0m×40.0m鋼筋混凝土底板，該鋼筋混凝土底板厚度為1.8m。在施工過(guò)程中，使用 P8抗?jié)B等級(jí)下補(bǔ)償收縮混凝土作為加強(qiáng)帶處理，該處理帶對(duì)應(yīng)寬度為3.2m。該工程施工過(guò)中，要求將泵送混凝土所對(duì)應(yīng)的坍落度水平嚴(yán)格控制在 130.0～150.0mm范圍之內(nèi)，對(duì)應(yīng)水灰比數(shù)值則應(yīng)當(dāng)控制在0.3～0.5范圍之內(nèi)。

考慮到該工程在施工過(guò)程中，混凝土澆筑作業(yè)具有一定的特殊性，即需要滿足混凝土一次性連續(xù)澆筑的作業(yè)要求，不但工作量相對(duì)較大，且施工工期較近，材料消耗較大，僅底板施工過(guò)程當(dāng)中所對(duì)應(yīng)的鋼筋原材為 320.0t規(guī)格，混凝土澆筑量為1750.0m3單位。

2 大體積混凝土溫度及溫度應(yīng)力計(jì)算

根據(jù)該工程施工期間現(xiàn)場(chǎng)攪拌站提供的數(shù)據(jù)，以 1.0m3混凝土為單位，對(duì)于各類原材料的需求標(biāo)準(zhǔn)為：水泥原材（用量：360.0kg）；砂子原材（用量：730.0kg）；石子原材（用量：1040.0 kg）；水（用量：170.0 kg）；粉煤灰（用量：65.0kg）；外加劑（用量：21.25kg）。

按照上述標(biāo)準(zhǔn)，可針對(duì)該工程在大體積基礎(chǔ)混凝土澆筑作業(yè)實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，拌合物的溫度進(jìn)行計(jì)算。結(jié)合以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算得出該工程中混凝土拌合物在完成澆筑作業(yè)后的溫度為 9.74 ℃。同時(shí)，混凝土所對(duì)應(yīng)的溫度上升最大數(shù)值取值為47.04 ℃。由此，該溫度可以作為在該工程大體積基礎(chǔ)混凝土澆筑作業(yè)期間內(nèi)部中性點(diǎn)溫度上升的極限值，以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。結(jié)合上述數(shù)據(jù)得知：在該工程施工期間，所澆筑混凝土內(nèi)外部的溫度差異明顯高于規(guī)范溫度，因此需要通過(guò)澆筑完成后搭設(shè)暖棚的方式來(lái)滿足對(duì)溫度進(jìn)行控制的目的。

3 大體積基礎(chǔ)混凝土澆筑實(shí)施要點(diǎn)

3.1 基礎(chǔ)模板處理

基礎(chǔ)底板外側(cè)四周砌筑厚度為240.0mm單位的磚墻，按照2.5m單位間隔距離的方式，設(shè)置墻垛。與此同時(shí)，針對(duì)基坑位置設(shè)置有支護(hù)結(jié)構(gòu)的區(qū)域，還需要應(yīng)用厚度為500.0mm單位的磚墻胎膜完成墻體結(jié)構(gòu)的砌筑作業(yè)。在此基礎(chǔ)上，為了確保墻體結(jié)構(gòu)的可靠與穩(wěn)定，還需要使用級(jí)配砂石，對(duì)墻體外圍進(jìn)行分層回填作業(yè)?；靥钸^(guò)程當(dāng)中所選取的密實(shí)度指標(biāo)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在 0.94 系數(shù)以上。該工程中所選取的墻體砌筑材料為紅機(jī)磚，水泥砂漿性能指標(biāo)為M10型號(hào)，砂漿當(dāng)中滲入5.0 %比例的早強(qiáng)防凍劑，以應(yīng)對(duì)溫度方面的影響。

3.2 鋼筋綁扎操作

由于該工程施工期間所涉及到的筏板基礎(chǔ)鋼筋施工量相對(duì)較大，且劃分為包括上層、下層、以及中層在內(nèi)的三等級(jí)鋼筋網(wǎng)片結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)各層鋼筋網(wǎng)片強(qiáng)度的計(jì)算與分析，在鋼筋綁扎的過(guò)程當(dāng)中，選取直徑為18.0mm單位的鋼筋作為支架結(jié)構(gòu)，同時(shí)選取直徑為20.0mm單位的鋼筋作為橫向支撐結(jié)構(gòu)。

3.3 混凝土澆筑

在該工程項(xiàng)目施工作業(yè)的實(shí)施過(guò)程中，由于需要完成混凝土澆筑作業(yè)的區(qū)域基礎(chǔ)基本形態(tài)為長(zhǎng)方形，同時(shí)綜合施工期間的氣候條件相對(duì)比較惡劣，且整個(gè)大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑的工作量較大，因此，澆筑過(guò)程中要遵循以下的基本要求。

（1）在有關(guān)混凝土澆筑方向的選取方面，應(yīng)當(dāng)由最后一軸逐步推進(jìn)至第1軸，平行移動(dòng)。

（2）需要通過(guò)分區(qū)定點(diǎn)，確定坡度，一次澆筑至頂?shù)臐仓绞?，將該區(qū)域施工過(guò)程中，泵送混凝土在坍落度方面的優(yōu)勢(shì)，以及低溫環(huán)境狀態(tài)下所澆筑混凝土散熱速度較快的特點(diǎn)充分利用起來(lái)。即：首先在一個(gè)部位混凝土澆筑作業(yè)，在達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高參數(shù)后停止?jié)仓⑹够炷聊軌虺拾l(fā)散狀態(tài)，借助于泵送狀態(tài)下的塌落度而流動(dòng)。在此基礎(chǔ)之上，在坡面上繼續(xù)進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)，以此方式，能夠杜絕澆筑期間產(chǎn)生施工縫等質(zhì)量問題。

值得注意的是在工程施工期間，受到工程施工作業(yè)程序安排，以及施工環(huán)境氣候條件客觀因素的影響，導(dǎo)致某一區(qū)域混凝土澆筑間隔時(shí)間超過(guò)預(yù)定時(shí)間，錯(cuò)過(guò)了混凝土的初凝。

為了能夠保障此區(qū)域內(nèi)施工縫的質(zhì)量安全與可靠，所采取的方法為：在已完成澆筑的混凝土接觸坡面位置上插鋼筋（鋼筋的選取標(biāo)準(zhǔn)為：直徑12.0mm單位，長(zhǎng)度為 1.0m單位），按照每間隔150.0mm單位的方式插入鋼筋，插入布置結(jié)構(gòu)為梅花樁，以提高結(jié)構(gòu)整體性。

在該工程展開混凝土澆筑作業(yè)期間，所配置的運(yùn)行設(shè)備包括插入式振動(dòng)器、以及振搗器裝置。兩者按照2:1 的方式進(jìn)行配置，主要負(fù)責(zé)對(duì)下部混凝土流淌區(qū)域的振搗工作。同時(shí)，上部區(qū)域內(nèi)混凝土振搗的密實(shí)性則通過(guò)獨(dú)立配置2臺(tái)振搗器設(shè)備的方式加以保障。在振搗器的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，要求參與快速插入，緩慢拔出的振動(dòng)方法，按照50.0 cm為標(biāo)準(zhǔn)，布置振搗器，防止出現(xiàn)不必要的漏振或振搗不密實(shí)問題。

考慮到該區(qū)域施工過(guò)程中所面臨的環(huán)境溫度相對(duì)較低，為了避免所振搗的混凝土表層因溫度差異過(guò)大而出現(xiàn)裂縫，要求一旦混凝土成型即進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)處理。

3.4 測(cè)溫工作

在對(duì)該工程大體積基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行澆筑作業(yè)前，需要安排專人負(fù)責(zé)對(duì)所澆筑區(qū)域進(jìn)行測(cè)溫管的埋設(shè)工作。該工程中所涉及到的測(cè)溫管具有0.1m、0.7m、1.3m及1.9m 共4種信號(hào)，獨(dú)立埋設(shè)。同時(shí)，為了確保測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的可靠，要求施工前期做好對(duì)此環(huán)節(jié)工作人員的技術(shù)培訓(xùn)、以及安全交底工作，嚴(yán)格按孔進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，在混凝土實(shí)際強(qiáng)度滿足（≥85.0%×混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度）標(biāo)準(zhǔn)，且符合溫度測(cè)量持續(xù)開展18 d以上，則可完成測(cè)溫作業(yè)。

工程中，每個(gè)測(cè)溫管設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)應(yīng)示意圖見圖1。

圖1 測(cè)溫管測(cè)點(diǎn)選擇示意圖

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)工作

做好對(duì)覆蓋塑料薄膜保濕養(yǎng)護(hù)，避免混凝土澆筑后期出現(xiàn)干縮性裂縫問題。另外，由于該工程施工時(shí)期為冬季，環(huán)境溫度較低，為了確?；A(chǔ)混凝土澆筑作業(yè)的安全與可靠，該工程進(jìn)行了搭設(shè)暖棚的方式對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。所搭設(shè)的暖棚內(nèi)部配備有 20座熱爐，由專人不間斷進(jìn)行看護(hù)作業(yè)，從根本上避免了大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑質(zhì)量受凍影響。在該工程基礎(chǔ)鋼筋綁扎作業(yè)完成后，以帆布對(duì)大棚周邊進(jìn)行覆蓋，達(dá)到養(yǎng)護(hù)的效果。

4 施工效果分析

結(jié)合該區(qū)域內(nèi)的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)來(lái)看，混凝土澆筑全過(guò)程中，內(nèi)部溫度峰值出現(xiàn)在混凝土上表面中心區(qū)域。根據(jù)該數(shù)據(jù)，建議養(yǎng)護(hù)工作人員對(duì)混凝土表層上覆塑料膜進(jìn)行了及時(shí)的撤除，控制混凝土表面溫度，避免其澆筑后期出現(xiàn)開裂方面的問題。

當(dāng)工程主體結(jié)構(gòu)順利完成封頂作業(yè)后，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽樣數(shù)據(jù)顯示：所澆筑混凝土表面未見明顯裂縫。證實(shí)該區(qū)域內(nèi)的混凝土澆筑作業(yè)安全可靠。

5 結(jié) 語(yǔ)

工程實(shí)踐表明：在有關(guān)大體積基礎(chǔ)混凝土澆筑作業(yè)的施工過(guò)程中，為了能夠最大限度的保障施工質(zhì)量，一套健全且完善的施工組織設(shè)計(jì)、科學(xué)的養(yǎng)護(hù)工藝、以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度都是必不可少的。通過(guò)測(cè)溫的方式，能夠及時(shí)且動(dòng)態(tài)反應(yīng)在大體積基礎(chǔ)混凝土澆筑作業(yè)中的工作質(zhì)量與水平，從而及時(shí)對(duì)澆筑方案進(jìn)行優(yōu)化，以確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量安全、可靠。

[1] 瞿立新,黃耀英,周宜紅等.低溫季節(jié)混凝土澆筑倉(cāng)表面應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)試驗(yàn)及反饋分析[J].水利水電技術(shù),2013,44(6):57-61,64.

[2] 定培中,周密,張偉等.混凝土澆筑施工對(duì)穿黃隧洞襯砌墊層滲透性影響試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2009,30(10):3159-3162,3167.

[3] 馬金剛,周厚貴,李慶斌等.丹江口大壩加高工程混凝土澆筑施工模擬與管理系統(tǒng)[J].水電能源科學(xué),2008,26(1):111-114,163.

[4] 周宜紅,黃耀英,瞿立新等.低溫季節(jié)混凝土澆筑倉(cāng)溫度雙控指標(biāo)擬定及預(yù)警研究[J].水力發(fā)電,2012,38(8):48-50.