大體積抗?jié)B混凝土澆筑質(zhì)量控制的研究

王根香

摘 要：所謂大體積混凝土，即現(xiàn)場澆筑的最小邊尺寸為1～3m且必須采取措施以避免水化熱引起的內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計超過25℃的混凝土。本項目計劃通過合理的試驗室配比，主要針對水泥用量、拌合過程、澆筑時間和科學(xué)規(guī)范的施工工藝來保證施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)溫度收縮裂縫和結(jié)構(gòu)性裂縫。

關(guān)鍵詞：大體積；抗?jié)B；混凝土；質(zhì)量；研究

1 工程簡介

官塘橋路為鎮(zhèn)江南出口的快速通道，全長4670米，項目設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為城市快速路，全線共設(shè)置互通式立交1處，即四平山路、秀山路互通；主線下穿隧道2處，分別是谷陽路下穿隧道及萊山路下穿隧道；全線根據(jù)出行的需求，設(shè)置了3座人行過街地道；全線共設(shè)置6對出入口。

暗埋段每節(jié)段底板厚度1.3m，寬度31.4m，長25m，每次澆筑方量約1100m3，結(jié)構(gòu)主體采用C35抗?jié)B混凝土（抗?jié)B等級P8）。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)及勘探資料，隧道處無河流等地表水體發(fā)育，地下水以孔隙潛水為主，主要賦存于填土及粘性土類層中。

2 選題理由

官塘橋路為鎮(zhèn)江市首次采用下穿隧道立體交叉形式的城市快速路，隧道施工周期短，工程量大，必須通過施工過程中的合理控制，確保隧道的實體和抗?jié)B質(zhì)量，避免出現(xiàn)收縮裂縫影響結(jié)構(gòu)的正常使用。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(yán)謹(jǐn)?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。

3 混凝土配合比控制

3.1 根據(jù)設(shè)計圖紙及施工條件?；炷凉に噮?shù)如下：（1）設(shè)計強度為C35，抗?jié)B等級為P8。（2）現(xiàn)場需采用泵送工藝進行施工。（3）拌合站距澆注現(xiàn)場距離較遠(yuǎn)，經(jīng)運輸計時測試為45分鐘。（4）在保證混凝土強度和施工坍落度的前提下應(yīng)提高摻合料及骨料的用量，降低水泥用量。

3.2 水灰比：根據(jù)規(guī)范JTG/T F50-2011 JGJ55-2011。泵送混凝土水灰比應(yīng)小于0.6，膠凝材料應(yīng)大于300kg/m3，抗?jié)B混凝土水灰比應(yīng)小于0.5。因此經(jīng)試配確定水灰比為0.4。經(jīng)28天抗壓強度為45.8Mpa，滿足設(shè)計試配強度43.2Mpa。

3.3 砂率：根據(jù)規(guī)范，抗?jié)B混凝土砂率宜為35%～45%，大體積混凝土宜為38%～42%。因此選取中值砂率為40%。

3.4 減水劑摻量為1.2%，膨脹劑摻量為8%。

3.5 用水量：因碎石粒徑為5-31.5mm，坍落度因滿足泵送要求為120-160mm，減水劑的減水率為28%。經(jīng)拌合調(diào)試選取用水量為152kg/m3。

綜合以上因素，得出基準(zhǔn)配合比：水泥：水：黃砂：碎石：減水劑：膨脹劑=380：152：766：1149：4.180：30.4，調(diào)整基準(zhǔn)配合比±0.3。

4 混凝土拌合站控制措施

4.1 本項目大體積混凝土澆筑采用2臺拌合樓供料，拌合樓1一次拌合方量為1.5方，拌合樓2一次拌合方量為1.0方，由于本混凝土坍落度較大且摻加減水劑及膨脹劑，故拌合時間設(shè)置為90秒，每小時產(chǎn)量約80方。

4.2 運輸罐車進行灑水保持濕潤，以降低混凝土在運輸途中溫度升高過快。

4.3 嚴(yán)格控制混凝土出料溫度，當(dāng)溫度過高時應(yīng)及時采取適當(dāng)措施，如向原材料灑水降溫，向儲水罐投遞冰塊降低拌合用水溫度等。

4.4 嚴(yán)格控制混凝土出場坍落度，出場坍落度宜以上限控制，由于拌合站距現(xiàn)場運輸時間為45分鐘，經(jīng)坍落度損失試驗，坍落度損失為30mm左右，故出場坍落度應(yīng)確保不低于150mm，以確?，F(xiàn)場泵送施工。

5 施工現(xiàn)場控制措施

5.1 施工時間選擇：大體積混凝土施工避開每天的高溫時段，安排在下午5點-次日7點之間進行。

5.2 澆筑前提前約半小時對模板、鋼筋采用基坑水進行沖洗降溫，泵管用麻布包裹，以防日光暴曬升溫。使混凝土入模前的模板與鋼筋溫度以及附近的局部氣溫均不超過40℃。

5.3 制訂澆筑方案，為減少外應(yīng)力和溫度應(yīng)力，也有利于散熱，減少水化熱的積聚，降低混凝土內(nèi)部溫度，采用分塊、分級澆筑。本項目暗埋段為雙室結(jié)構(gòu)，兩側(cè)墻身寬度1.0m，中隔墻寬度為0.8m，半幅凈寬14.3m，長度為25m。（1）澆筑由2臺泵車分別進行2側(cè)箱室供料；（2）每側(cè)箱室縱向分3個條塊進行，分塊面積約125m2，厚度約0.6m；（3）每分塊混凝土方量約80m3，按照混凝土產(chǎn)量，需要約2個小時完成澆筑，澆筑過程由一名技術(shù)人員經(jīng)常檢查前面澆筑的混凝土初凝情況并配合采用二次振搗法，增加混凝土的密實度，提高抗裂能力，同時也可防止出現(xiàn)冷縫。（4）控制混凝土的澆筑溫度不宜高于30℃（混凝土的澆筑溫度系指混凝土振搗后，在混凝土50～100mm深處的溫度）。

5.4 墻身采用分層澆筑，每層澆筑控制在300～500mm之間，循環(huán)進行。

5.5 混凝土表面是外觀質(zhì)量的關(guān)鍵工藝。本項目采用一道木抹進行提漿整平和一道鐵抹的工藝。（1）第一次采用長柄木抹，主要是將表面擠壓平整，使表面的水泥乳漿均勻分布，漿液厚度為3mm～5mm。待表面收水時，進行提漿整平，其作用是趕出表面泌水。（2）二次抹壓表面處理，有利于減少混凝土早期塑性裂縫，閉合泌水收縮裂縫。（3）最后一道鐵抹需待泌水趕出后，方可進行。將表面砂粒壓入漿面，至有青色呈出即可。（4）過度的抹平壓光也會使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層。水泥漿中的Ca（OH）2與空氣中的CO2反應(yīng)生成碳酸鈣，放出結(jié)合水而混凝土表面碳化收縮，導(dǎo)致表面龜裂。

5.6 加強混凝土的養(yǎng)護及測溫工作。（1）為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，造成溫度應(yīng)力大于同期混凝土抗拉強度而產(chǎn)生裂縫，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時的施工情況和環(huán)境氣溫，采用了“蓄水法”進行混凝土養(yǎng)護。具體做法是：先在混凝土表面覆蓋雙層土工布，澆水濕潤。待混凝土初凝后，在基礎(chǔ)周圍砌擋水，蓄水深20cm，養(yǎng)護28天。（2）為及時掌握混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度的變化值，在基礎(chǔ)內(nèi)埋設(shè)測溫點4個，深度分別設(shè)在板中及距表面10cm處，分別測量中心最高溫度和表面溫度，測溫管均露出混凝土表面12cm。

6 實施效果及結(jié)論

目前，官塘橋路隧道大體積施工已經(jīng)完成，經(jīng)現(xiàn)場檢查，未發(fā)現(xiàn)溫度變形裂縫和滲漏等不良現(xiàn)象?，F(xiàn)場的60組混凝土標(biāo)養(yǎng)試塊抗壓強度最小為46.2Mpa，抗?jié)B等級為p12，均達到或高于設(shè)計指標(biāo)，通過本工程的實踐，有以下幾點體會。

6.1 對混凝土出機溫度和入模溫度的控制，是必要的、有效的。溫度高于30℃以上時對砂石料進行灑水降溫，施工避開中午高溫時段，安排在下午5點-次日7點之間進行混凝土澆筑施工。

6.2 為減少外應(yīng)力和溫度應(yīng)力，減少水化熱的積聚，降低混凝土內(nèi)部溫度，采用分塊、分級澆筑。墻身采用分層澆筑，每層澆筑控制在300-500mm之間，循環(huán)進行。

6.3 采用了補償收縮混凝土技術(shù)，采用兩種能降低早期水化熱的外加劑，延長凝固時間，促使水化熱峰值平滑。綜合處理了強度、抗?jié)B、防凍、泵送、保塑、降低中心溫升與防裂等多個方面的相互關(guān)系，混凝土具有良好的工作性能和力學(xué)性能。

6.4 溫度監(jiān)控措施要及時、準(zhǔn)確的反映混凝土內(nèi)外溫度的差別，以便及時采取相應(yīng)的保溫、保濕養(yǎng)護措施。

參考文獻

[1]曹蔚卿.淺述大體積混凝土裂縫控制[J].山西建筑，2007，33（11）.

[2]白宗太.大體積抗?jié)B抗凍混凝土施工技術(shù)[J].西部探礦工程，2003（07）.