實踐大體積混凝土施工溫度裂縫控制措施探討

蘇偉明

（廈門海投工程建設(shè)有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程概況

本工程為某國際航運中心總部大廈（37#地塊）CD 座，地下二層，地上39 層，D 樓筏板區(qū)域底板面積3988 m2、厚度主要為3000mm，防水板厚度為1000mm，承臺厚度有1500mm、2000mm、2500mm 等，其中主樓電梯基坑、集水坑底板混凝土厚度最大為7.6m。一次性澆搗混凝土方量為18000m3，強(qiáng)度等級為C40。

2 大體積混凝土常見質(zhì)量問題

一般大體積混凝土實體最小尺寸大于或等于1m.由于該表面系數(shù)小，對于水泥水化熱釋放過程較為集中，導(dǎo)致內(nèi)部升溫加快，在混凝土的內(nèi)部和外部形成較大的溫差，產(chǎn)生裂縫，在一定程度上會影響正常的安全使用。我們在大體積混凝土施工中要重點解決水化熱及隨之引起的體積變形，以最大限度減少開裂的常見質(zhì)量問題。

本項目D 座主樓電梯基坑、集水坑底板混凝土厚度最大為7.6m，且強(qiáng)度等級為C40，理論上該處混凝土內(nèi)部溫度最高，容易產(chǎn)生裂縫，所以在熱工分析、計算時，是以該部位混凝土溫度作為范例進(jìn)行測算。本項目是采用商品砼，通過與砼供應(yīng)商協(xié)商及試驗配合比對比，底板混凝土配合比定為：水泥264kg，水172kg，砂717kg，石1030kg，粉煤灰92kg，礦渣粉63kg，高性能鋼筋阻銹劑9.04kg,抗裂防水劑11kg。本項目施工現(xiàn)場的混凝土溫度控制及澆搗質(zhì)量是控制混凝土質(zhì)量的主要途徑。

3 大體積混凝土溫控措施

3.1 大體積混凝土表面溫控

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工應(yīng)該使混凝土中心與表面溫度、表面溫度與大氣溫度之差在允許范圍25℃內(nèi)，則可控制混凝土裂縫的出現(xiàn)。

根據(jù)計算，采取蓄水深度20cm 的養(yǎng)護(hù)措施。因D 座核心筒區(qū)域大體積混凝土面積達(dá)到18000 方，混凝土澆筑時間長達(dá)75 小時，故現(xiàn)場實際的澆筑完成面先后進(jìn)行分區(qū)蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)深度采用20cm 深，每一蓄水分區(qū)用磚模進(jìn)行圍擋。

3.2 混凝土內(nèi)外溫差控制

為大體積混凝土內(nèi)外溫差小于25℃提供進(jìn)一步保障措施，大體積混凝土內(nèi)布設(shè)循環(huán)冷卻水管，通過冷卻水將混凝土水化熱傳導(dǎo)到混凝土外。

3.3 溫度監(jiān)測方法

為及時掌握混凝土內(nèi)外溫差及溫度應(yīng)力，及時調(diào)整保溫措施，調(diào)整養(yǎng)護(hù)時間，保證混凝土內(nèi)外溫差小于25℃及降溫速率小于2℃/d，根據(jù)實際的施工需求，在對D 區(qū)地板基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行澆筑施工過程中要注意溫度的實時監(jiān)測。

3.3.1 在綁扎鋼筋前通知檢測單位進(jìn)場，將測溫元件固定在底板鋼筋上。

3.3.2 在混凝土澆注前，在每個溫度測點處，將一根已經(jīng)固定好測溫頭導(dǎo)線的Φ12 鋼筋垂直固定在鋼筋上。

3.3.3 大體積混凝土澆注后，必須要對其進(jìn)行表里溫差、周圍環(huán)境溫度和降溫的實際速率的嚴(yán)格測試，測試時間安排如下：

（1）入模溫度進(jìn)行測量，每臺班不少于2 次。

（2）砼澆注完6 至10 小時開始測溫，根據(jù)施工工藝和實際施工情況而言，在齡期3 天之內(nèi)需要每隔2 小時進(jìn)行一次測溫，在齡期4 天到8 天內(nèi)，需要每隔4個小時進(jìn)行一次測溫，在8 天之后，每隔8 小時進(jìn)行一次測溫即可。

（3）停止監(jiān)測：砼澆筑體表面與大氣溫差不大于20℃時，且里表溫差不宜大于25℃。每次測溫同時監(jiān)測出周圍環(huán)境的溫度。

3.3.4 溫控指標(biāo)

大體積砼溫度監(jiān)測的檢測結(jié)果參考設(shè)計圖紙的要求，并根據(jù)國家《大體積混凝土施工規(guī)范》GB 50496-2009 中的相關(guān)規(guī)定。具體的規(guī)定要求如下：

第一：砼澆筑體的溫升值不能夠在入模溫度的基礎(chǔ)之上大于50℃；

第二：砼澆筑體表里溫差應(yīng)當(dāng)小于25℃，砼收縮的當(dāng)量溫度除外；

第三：砼澆筑體實際降溫速率應(yīng)當(dāng)小于2.0℃/d；

第四：砼澆筑體表面溫度與大氣溫度差值應(yīng)小于20℃。

3.3.5 測溫過程注意事項

(1)指派相關(guān)施工管理人員在現(xiàn)場與測溫單位監(jiān)測人員對測溫工作進(jìn)行配合；

(2)在測試過程中需要根據(jù)實際施工情況將溫度變化曲線以及斷面的溫度分布曲線實時描繪出來。

(3)每天，檢測單位應(yīng)將前一天的測溫數(shù)據(jù)匯總，發(fā)給我司；如果發(fā)現(xiàn)溫控數(shù)值異常，檢測單位將及時通報，我司將采取相應(yīng)措施。

4 混凝土澆搗過程溫度控制

根據(jù)本工程大體積混凝土特征，一般可以采用推移式連續(xù)澆筑，同時利用分區(qū)分塊斜面分層連續(xù)澆筑也可，具體根據(jù)實際施工需求。在施工前期需要配備8臺HBT60C 混凝土輸送泵，并且按1:6～1:10 的坡度分層澆筑。第一階段，先澆搗深基坑內(nèi)2 個集水坑（標(biāo)高為-21.9～-20.3）；第二階段，從D1 區(qū)西面往東面分層澆搗，中間2 臺布料機(jī)在上下層澆搗間歇時間接近初凝時間時及時布料。第三階段，從D1 區(qū)西面往東面分層澆搗剩下的區(qū)域，中間2 臺布料機(jī)在上下層澆搗間歇時間接近初凝時間時及時布料。采用分段分層布料、分段分層振搗的施工方法進(jìn)行施工，混凝土一次澆筑的厚度為500mm，分段的長度為10m，盡量延長上下層混凝土的覆蓋時間，讓混凝土充分散熱，但上下層澆搗間歇時間不得超過混凝土初凝時間，布料時在2～3m 范圍內(nèi)水平移動泵管且垂直于模板布料，混凝土采用插入式高頻振動棒進(jìn)行振搗，進(jìn)行上層混凝土振搗時插入下層的深度不少于50mm，振動棒的移動間距以400mm 為宜，應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋，振動棒每一振點的振搗時間，一般控制時間為15～30s，時間過短，混凝土不易振實，過長會引起混凝土離析，混凝土振搗應(yīng)注意“快插慢拔不漏點”。

5 溫度控制過程注意事項

施工前應(yīng)進(jìn)行圖紙會審，根據(jù)施工具體需求在施工階段應(yīng)當(dāng)建立科學(xué)的抗裂措施，然后對于施工的關(guān)鍵部位需要制定作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。

應(yīng)對工人進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，并應(yīng)逐級進(jìn)行技術(shù)交底，熟悉圖紙中該部位施工的工程概況，板厚、面積、方量。另外需要對人員交接班制度和相關(guān)的崗位職責(zé)制度作出科學(xué)制定。

在選擇施工所使用的商品混凝土材料時，需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的實地考察，保證質(zhì)量性，對其加工程序、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、原材料采購渠道、生產(chǎn)供貨能力、路程遠(yuǎn)近、交通運輸?shù)缆窌惩ㄇ闆r，混凝土供應(yīng)保障措施都要進(jìn)行考核，確保商品混凝土的供應(yīng)能力及產(chǎn)品質(zhì)量沒有問題。

在施工之前要注意季節(jié)性氣象資料的收集，進(jìn)行分析，因本工程D 座底板混凝土澆筑時間都為3 天，宜選擇在連續(xù)晴朗的天氣澆筑。

6 溫度監(jiān)測及混凝土強(qiáng)度檢測成果

(1)實際溫度檢測結(jié)果: 澆注后約40 小時達(dá)到最高溫度,內(nèi)外平均溫差17℃，最高溫差22.6℃。

(2)裂縫觀察情況：經(jīng)肉眼觀察混凝土表面僅個別輕微裂縫；經(jīng)超聲波檢測未發(fā)現(xiàn)深層、貫穿裂縫；

(3)砼檢測同條件強(qiáng)度代表值為46.5；標(biāo)養(yǎng)試塊強(qiáng)度代表值為58.5；

現(xiàn)場回彈: 去掉3 個最大值（49、47、46）、3 個最小值（40、41、41），余下的10 個回彈值，平均值：42.5。

7 結(jié)語

本項目的施工實踐，通過采取混凝土分區(qū)分塊分層澆筑、表面蓄水養(yǎng)護(hù)、內(nèi)部冷卻管傳熱等措施，控制了大體積混凝土的內(nèi)外溫差在規(guī)范與設(shè)計要求之內(nèi)，保證了本項目的混凝土質(zhì)量。