工民建中基礎(chǔ)工程大體積混凝土的質(zhì)量控制措施

王 俊/中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司

工民建中基礎(chǔ)工程大體積混凝土的質(zhì)量控制措施

王 俊/中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，工民建基礎(chǔ)工程的建筑也日益增加因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上要懸索橋錨錠和工民建基礎(chǔ)工程承臺(tái)，設(shè)備基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)方案一般是大幾何尺寸的，并且要比一般的鋼筋混凝土相比較，結(jié)構(gòu)更加厚實(shí)、混凝土體積更大、工程條件更為復(fù)雜、技術(shù)施工難度要求更高，水泥水化熱容易致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度和收縮變形。因此，施工很復(fù)雜，技術(shù)要求又高，工民建基礎(chǔ)工程大體積混凝土經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量問題，一旦產(chǎn)生問題對于工程的正常使用及其耐久性就會(huì)有危害，甚至威脅人身和財(cái)產(chǎn)安全，所以研究保障大體積混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量是異常重要的。

工民建建筑；基礎(chǔ)工程；大體混凝土；質(zhì)量控制

引言

近年來,我國大型工民建基礎(chǔ)工程建筑日益增多,由于構(gòu)造上需要一些懸索橋錨碇及工民建基礎(chǔ)工程承臺(tái),設(shè)備基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用大幾何尺寸的設(shè)計(jì)方案,采用混凝土施工時(shí)其龐大的體積達(dá)一萬至幾萬立方米,而且與一般的鋼筋混凝土相比,其結(jié)構(gòu)厚實(shí)、混凝土體積大、工程條件復(fù)雜、施工技術(shù)要求高,水泥水化熱易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度和收縮變形。在這些工民建基礎(chǔ)工程施工過程中,已出現(xiàn)多起工民建基礎(chǔ)工程大體積混凝土工程質(zhì)量問題,這些問題會(huì)給工程正常使用和耐久性帶來不同程度的危害。就工民建基礎(chǔ)工程大體積混凝土的質(zhì)量管理等角度,研究如何保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題。

美國混凝土學(xué)會(huì)的規(guī)定為“任何就地澆注的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大的限度減少開裂”。日本建筑學(xué)會(huì)的定義是“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，水化熱引起的混凝土內(nèi)的最高溫度與外界的氣溫之差，預(yù)計(jì)超過25℃的混凝土，稱之為大體積混凝土”。

一、大體積混凝土產(chǎn)生施工質(zhì)量問題的成因

混凝土是由多種材料組成的非勻質(zhì)材料，其特點(diǎn)是很高的抗壓強(qiáng)度、優(yōu)良的耐久性、較低的抗拉強(qiáng)度、較低的變形能力、但是容易開裂。經(jīng)過工程實(shí)踐得到證明，大體積混凝土施工質(zhì)量的問題，是混凝土溫度變形產(chǎn)生的裂縫問題，并非力學(xué)上的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題。大體積混凝土結(jié)構(gòu)因?yàn)橥獠亢奢d導(dǎo)致裂縫的可能性很低，主要因素是水泥水化過程中釋放出的水化熱而引起的溫度變化、混凝土收縮產(chǎn)生的溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力從而導(dǎo)致裂縫的。由此可見，控制溫度應(yīng)力和溫度變形預(yù)防開裂，是我們需要并值得研究的，只有降低混凝土的溫度應(yīng)力、提高其本身的抗拉性進(jìn)行綜合的分析才能防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

二、體積混凝土施工質(zhì)量控制的措施

首先，在選用原材料方面，因?yàn)樗嗟挠昧繒?huì)直接影響水化熱的多少和混凝土的升溫，大體積混凝土應(yīng)選用水化熱較低的水泥，比如說低熱礦渣硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥等等，并且要盡可能少用水泥。細(xì)骨料最好采用中砂，因?yàn)橹猩氨燃?xì)砂能夠減少水和水泥的用量。在可泵送情況下粗骨料選用粒徑在5至20mm連續(xù)級配石子，從而減少混凝土收縮、不會(huì)變形情況的發(fā)生。如果使用摻合料，使用添加粉煤灰的技術(shù)。在混凝土中添加粉煤灰一可節(jié)約水泥量，二可降低水化熱，增加混凝土和易性，從而大幅度提高混凝土后期強(qiáng)度，推移溫度上升至峰值的時(shí)間。

其次，外加劑的正確使用，采用減水劑、比如SF-1緩凝高效減水劑。采用膨脹劑，比如說使用比較廣泛的U型膨脹劑無水硫鋁酸鈣或者硫酸鋁。大量試驗(yàn)證明，在混凝土中添加了膨脹劑之后混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力，可以抵消一部分混凝土的收縮應(yīng)力，進(jìn)而提高了混凝土抗裂強(qiáng)度。

在混凝土澆筑時(shí)采用延緩溫差梯度和降溫梯度的措施，在澆筑前經(jīng)詳細(xì)計(jì)算安排分塊、分層澆筑次序、流向、澆筑厚度、寬度、長度、前后澆筑的搭接時(shí)間；控制混凝土入模溫度并加強(qiáng)振搗，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，移動(dòng)距離和插入深度，一般，插點(diǎn)間距為300～400mm，插入到下層尚未初凝的混凝土中約50～100mm，振搗時(shí)應(yīng)依次進(jìn)行，不要跳躍式振搗，以防止發(fā)生漏振和過振，確保人力、物力、保證施工按計(jì)劃順利進(jìn)行，保證混凝土供應(yīng)，確保不留冷縫；澆筑后對大體積混凝土表面較厚的水泥漿進(jìn)行必要的處理，一般澆筑后3至4小時(shí)內(nèi)初步用木長刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓兩遍，再用木抹子搓平壓實(shí)，以控制表面龜裂；混凝土澆灌完后，立即采取有效的保溫措施并按規(guī)定覆蓋養(yǎng)護(hù)。

在監(jiān)測混凝土溫度時(shí)，要在混凝士內(nèi)部和外部設(shè)置溫度測點(diǎn)，設(shè)置保溫材料溫度測點(diǎn)及養(yǎng)護(hù)水溫度測點(diǎn)，現(xiàn)場溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集儀自動(dòng)采集并進(jìn)行整理分析。每一測點(diǎn)的溫度值、各測位中心測點(diǎn)與表層測點(diǎn)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。為反映溫控效果可在少數(shù)混凝土層中埋設(shè)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行溫度應(yīng)力檢測，應(yīng)變計(jì)沿水平方向布置，檢測水平方向應(yīng)力分量。采用薄壁鋼管在一些混凝土澆筑分層中，鋪設(shè)冷卻水管進(jìn)行通水冷卻操作，冷卻水管使用前進(jìn)行試水，防止管道漏水和阻塞。根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測，控制冷卻水管進(jìn)水流量及溫度。

三、體積混凝土防裂措施的設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)得合理，不但減少工程數(shù)量，而且減低水化熱。大體積混凝土因?yàn)轶w積龐大，施工周期通常較長，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況來確定適宜混凝土評定驗(yàn)收齡期，突破正常標(biāo)準(zhǔn)要一個(gè)月的評定驗(yàn)收齡期，變?yōu)閮蓚€(gè)月或者更久，評定驗(yàn)收齡期充分考慮混凝土的后測精度高于觀測點(diǎn)水準(zhǔn)路線的精度。路線中的設(shè)站數(shù)、視線長度、測回?cái)?shù)要通過計(jì)算來確定?；咏邓两当O(jiān)測中。面對同一建筑物各沉降點(diǎn)之間的高差精度的重視程度，高于沉降點(diǎn)至基準(zhǔn)點(diǎn)的高差精度。所以，在設(shè)計(jì)觀測點(diǎn)水準(zhǔn)路線時(shí)，同一建筑物的沉降觀測點(diǎn)最好是組成彼此相關(guān)聯(lián)的閉合環(huán)線。這樣盡管所測得的觀測點(diǎn)高程的精度稍低一些，而相連觀測點(diǎn)之問的高差是直接測定的，所以高差精度并不低。這樣可使得觀測點(diǎn)水準(zhǔn)路線選定時(shí)稍靈活一些。不至于要求過高而無法滿足但在實(shí)際操作中，由于受建筑障礙的影響，有可能出現(xiàn)沉降觀點(diǎn)之間不便彼此相關(guān)聯(lián)的情況。

在設(shè)計(jì)觀測點(diǎn)至基準(zhǔn)點(diǎn)之間水準(zhǔn)路線時(shí)，需要考慮兩點(diǎn)：第一，所測得的觀測點(diǎn)的高程最好是等精度的；第二，由觀測點(diǎn)高程計(jì)算出的高差的精度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求的精度各觀測點(diǎn)至基準(zhǔn)點(diǎn)問的水準(zhǔn)觀測路線。

四、結(jié)束語

以往單一依靠承包單位的管理是不能保障大體積混凝土施工質(zhì)量的控制順利實(shí)施,應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮監(jiān)理、總包單位相應(yīng)在技術(shù)上和管理上積累的經(jīng)驗(yàn),從施工準(zhǔn)備階段入手,在事前、事中和事后等環(huán)節(jié)采取有效的控制措施,特別是對原材料嚴(yán)加控制,對施工方案認(rèn)真審核,對關(guān)鍵的控制環(huán)節(jié)措施到位,從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上幫助承包單位確定合理的施工方案,防止溫度裂縫給工程帶來的隱患,確保大體積混凝土的施工正常有序的進(jìn)行。

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