大體積混凝土施工與措施

黃洪

摘要：簡(jiǎn)要介紹了建筑 建筑大體積砼的特點(diǎn)及對(duì)大體積砼砼工程的研究中所取得的成就，介紹了大體積砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，并以材料、施工、設(shè)計(jì)、和維護(hù)四個(gè)方面進(jìn)行綜合解決，并提出了預(yù)防和和減少砼裂縫的一般方法和施工中所要注意的幾個(gè)問題。

關(guān)鍵詞：大體積砼；裂縫；預(yù)防；控制

一、建筑工程大體積混凝土的特性

近十幾年來，由于高層建筑的發(fā)展，其基礎(chǔ)多采用了箱基、筏基等大體積混凝土，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度較高，單方水泥用量較多，水化熱引起的混凝土內(nèi)部溫度較一般混凝土要大的多；

2.結(jié)構(gòu)斷面內(nèi)配筋較多，整體性要求較高；

3.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大多埋置地下，雖然受外界溫度變化的影響較小，但要求抗?jié)B性能較高。

二、大體積混凝土的施工

1.材料要求

（1）水泥

a.在滿足強(qiáng)度和耐久性等要求的前提下，宜選用低熱或中熱的礦渣水泥、火山灰水泥（發(fā)熱量270～290kJ/kg）、嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。

b.由于大體積混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供應(yīng)難以做到按施工要求的品種標(biāo)號(hào)一次進(jìn)場(chǎng)，因此要加強(qiáng)水泥進(jìn)場(chǎng)的檢驗(yàn)和試配工作。

（2） 骨料

a.粗骨料。碎石和卵石均可，并采取連續(xù)級(jí)配或合理的摻配比例。其最大粒徑不得大于鋼筋最小間距的3/4。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r，為了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量。骨料中不得含有有機(jī)雜質(zhì)，其含泥量應(yīng)<=1%泵送大體積混凝土粗骨料最·大粒徑（㎜）

b.細(xì)骨料。宜選用粗砂或中砂，含泥量應(yīng)≤3%。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r，其細(xì)度模數(shù)以2.6～2.8為宜。控制細(xì)砂以0.3㎜篩孔的通過率為15～30%；0.15㎜篩孔的通過率為5～10%。

c.粉煤灰。為了減少水泥用量，可摻入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰應(yīng)符合《技術(shù)條件103—56》的要求，其燒失量應(yīng)<15%，SO3應(yīng)<3%，SIO2應(yīng)>40%，并應(yīng)對(duì)水泥無不良反應(yīng)。

d.外加劑。為了滿足和易性和減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要求，宜在混凝土中摻入適量的緩凝型減水劑。

2.配合比設(shè)計(jì)

（1） 基本要求

a.設(shè)計(jì)配合比時(shí)盡量利用混凝土60天或90天的后期強(qiáng)度，以滿足減少水泥用量的要求。但必須征得設(shè)計(jì)單位的同意和滿足施工荷載的要求。

b.混凝土配合比，應(yīng)根據(jù)使用的材料通過試配確定。一般要求水泥用量宜控制在260～300kg/m3。水灰比應(yīng)≤0.6。砂率應(yīng)控制在0.33～0.37（泵送時(shí)宜為0.4～0.45）。坍落度應(yīng)根據(jù)配合比要求嚴(yán)加控制，當(dāng)采用商品混凝土泵送時(shí)，坍落度的增加應(yīng)通過調(diào)整砂率和摻用減水劑或高效減水劑解決，嚴(yán)禁在現(xiàn)場(chǎng)隨意加水以增大坍落度，并應(yīng)控制在10～14㎝為宜。

（2）混凝土澆筑要點(diǎn)如下

a.大體積混凝土的澆筑，應(yīng)根據(jù)整體連續(xù)澆筑的要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)尺寸的大小、鋼筋疏密、混凝土供應(yīng)條件等具體情況，選用以下三種方法：

①全面分層。即將整個(gè)結(jié)構(gòu)澆筑層分為數(shù)層澆筑，當(dāng)已澆筑的下層混凝土尚未凝結(jié)時(shí)，即開始澆筑第二層，如此逐層進(jìn)行，直至澆筑完成。這種方法適用于結(jié)構(gòu)平面尺寸不太大的工程。一般長(zhǎng)方形底板宜從短邊開始，沿長(zhǎng)邊推進(jìn)澆筑；亦可從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑。

②分段（塊）分層。適用于厚度較薄而面積或長(zhǎng)度較大的工程。施工時(shí)從底層一端開始澆筑混凝土，進(jìn)行到一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其它各層。

③斜面分層：適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過厚度三倍的工程，振搗工作應(yīng)從澆筑層的底層開始，逐漸上移，以保證分層混凝土之間的施工質(zhì)量。

b.當(dāng)基礎(chǔ)底板厚度超過1.3m時(shí)，應(yīng)采取分層澆筑。分層厚度宜為0.6～1.0m。對(duì)于大塊底板，在平面上應(yīng)分成若干塊施工，以減少收縮和溫度應(yīng)力，有利于控制裂縫，一般分塊最大尺寸宜為30m左右。

c.為了減少大體積混凝土底板的內(nèi)外約束，澆筑前宜在基層設(shè)置滑移層。為了減少分塊間后澆縫處鋼筋的連接約束，應(yīng)將鋼筋的連接設(shè)置在后澆縫處。

設(shè)置滑移層可采取以下做法：

①在基層設(shè)置瀝青油氈層或其它類似做法；

②利用防水層上的保護(hù)層在其早期強(qiáng)度較低時(shí)，澆筑底板大體積混凝土；

③在巖基等基層上鋪設(shè)250㎜厚級(jí)配砂石層，作為緩沖層。

d.分層澆筑時(shí)，上層鋼筋的綁扎應(yīng)在下層混凝土經(jīng)一定養(yǎng)護(hù)其強(qiáng)度達(dá)到1.2N/㎜2，混凝土表面溫度與混凝土澆筑后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的室外溫度之在25oC以下時(shí)（即Tb-Tq≤25oC）進(jìn)行。

e.為了加強(qiáng)分層澆筑層間的結(jié)合，可以采取在下層混凝土表面設(shè)置鍵槽的辦法。鍵槽可用100×100㎜的木方每隔1m左右留設(shè)。

f.分層澆筑間隔的時(shí)間，應(yīng)以混凝土表面溫度降至大氣平均溫度為好，即水化熱溫峰值以后，一振搗時(shí)要防止振動(dòng)模板，并應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋、管道、預(yù)埋件等。每振搗完一段，應(yīng)隨即用鐵鍬攤平拍實(shí)。

三、施工中注意的幾個(gè)問題

1.泌水和浮漿問題

大體積混凝土施工，由于混凝土采取分層澆筑，上下層施工的間隔時(shí)間較長(zhǎng)（一般為1.5～3h，即控制在凝結(jié)前），因此各澆筑層易產(chǎn)生泌水層，采用泵送混凝土施工時(shí)，尤為嚴(yán)重。解決的辦法是，可在結(jié)構(gòu)四周側(cè)模的底部開設(shè)排水孔，使多余的水分從孔中自然排走，或利用正式設(shè)計(jì)的集水坑或人為的“水潭”，將多余水分集中后用專門的軟軸泵或隔膜泵抽水排出。對(duì)于墻體等豎向結(jié)構(gòu)，可用調(diào)整配合比和坍落度的辦法解決。

2.后澆縫的留置與處理

大體積混凝土施工中，合理的分縫分塊，不僅可以減輕約束作用，縮小約束范圍；同時(shí)也可利用澆筑塊的層面進(jìn)行散熱，降低混凝土內(nèi)部的溫度。另外，尚可滿足綁扎鋼筋、預(yù)埋螺栓等工序的操作需要。但接縫的處理必須滿足防止?jié)B漏水的要求。

后澆縫的設(shè)置和處理如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，其間距一般為20～30m，縫寬1m，可在后澆縫形成40d后封閉，冬期可適當(dāng)延長(zhǎng)。封閉前，應(yīng)仔細(xì)鑿毛，并將鋼筋按設(shè)計(jì)要求連接好，再用比原設(shè)計(jì)砼強(qiáng)度提高一級(jí)補(bǔ)償收縮混凝土（亦可在普通混凝土中摻入膨脹劑）將縫灌密實(shí)。

3.模板工程

大體積混凝土施工時(shí)，模板承受著混凝土的側(cè)壓力及振搗混凝土的振動(dòng)力，因此必須保證模板及其支撐體系的可靠性，防止模板產(chǎn)生過大的變形。

對(duì)于大體積混凝土的模板，不能完全套用一般常規(guī)方法進(jìn)行配置，而應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力情況，對(duì)模板、立柱、拉桿以及支撐系統(tǒng)的所有構(gòu)件，都要進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，爭(zhēng)取足夠的安全儲(chǔ)備。

由于大體積混凝土對(duì)模板的剛度要求較高，在有條件時(shí)，宜優(yōu)先使用鋼模板。采用木模時(shí)，澆筑混凝土前應(yīng)充分濕潤(rùn)，防止木模吸收混凝土表面水分后膨脹變形。

四、結(jié)束語

大體積砼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)裂縫預(yù)防和控制是一門邊緣科學(xué)， 也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須以材料、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)四個(gè)方面加以綜合解決。設(shè)計(jì)方面，要積極采用先進(jìn)技術(shù)，配合成熟的技術(shù)措施，抗放兼施，以抗為主，在理論上提出可行的控制措施，在實(shí)踐操作中采用切實(shí)可行的技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)上合理節(jié)約。材料配置，施工組織方面，要科學(xué)組織，合理安排，確保大體積砼的質(zhì)量，嚴(yán)格按照施工規(guī)范，施工操作規(guī)程操作，不斷改進(jìn)操作工藝，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以預(yù)防和減少大體積砼裂縫的產(chǎn)生，將工程裂縫損害控制到最小程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]高層建筑建筑施工手冊(cè).1992年中國(guó)建筑工業(yè)出版社；主編：楊嗣信，副主編：胡世德，侯君偉