房屋建筑筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)研究

印錫平，李勇偉，宋康康，劉星宏

（中電建路橋集團(tuán)西北基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

我國房屋建筑修建的復(fù)雜性逐漸增加，規(guī)模也越來越大，大體積混凝土的應(yīng)用也逐漸增多，大體積混凝土的裂縫控制顯得十分重要，因此，我國大量學(xué)者進(jìn)行了研究。王鐵夢教授進(jìn)行了大量的試驗與嘗試，對大體積混凝土水化熱溫度計算和溫度應(yīng)力的具體計算公式進(jìn)行了推導(dǎo)。張亞峰結(jié)合中鐵一局辦公樓筏板基礎(chǔ)大體積混凝土研究發(fā)現(xiàn)，大體積混凝土澆筑后應(yīng)該及時對混凝土進(jìn)行覆蓋，使其得到良好的養(yǎng)護(hù)。朱登遠(yuǎn)指出在進(jìn)行大體積混凝土溫度監(jiān)測時，應(yīng)該同時對混凝土的表面溫度、內(nèi)部溫度以及大氣的溫度進(jìn)行測量。隨著我國房屋建筑行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有的關(guān)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)研究的發(fā)展一直難以滿足工程實際需求，需對大體積混凝土的施工技術(shù)展開進(jìn)一步的研究。

2 工程概況

車張佳園位于西安市灃東新城行政轄區(qū)內(nèi)（見圖1），規(guī)劃凈用地約9hm2（135畝），總建筑面積約42.2萬m，用地性質(zhì)為居住用地。地上建筑面積約為285000m，地下建筑面積約為137000m，包含住宅、相關(guān)配套商業(yè)、商務(wù)辦公區(qū)域、兩層地下車庫及其他配套公建等設(shè)施。其中地上建筑面積包括住宅 241609.36m，商業(yè) 32680.68m，配套公建5906.59 m，幼兒園4617.58m，地下建筑面積137241.5m包括地下車庫110710.7m，地下設(shè)備用房 5510.7m，地下人防 10764.2m，其他部分10255.9m）。車張佳園各樓位基礎(chǔ)筏板厚度均超過1m，各樓位筏板信息見表1。

圖1 車張佳園總平面圖

各樓位筏板基礎(chǔ)大體積混凝土信息表 表1

3 大體積混凝土澆筑方案

3.1 混凝土澆筑機(jī)械選型

本工程采用兩臺臂長為56m的360°回轉(zhuǎn)重型汽車泵進(jìn)行筏板基礎(chǔ)大體積混凝土的澆筑，其額定最大泵送量為90m3/h。零星混凝土由現(xiàn)場的環(huán)形道路及非道路移動機(jī)械配合進(jìn)行澆筑。

3.2 混凝土的拌合與運(yùn)輸

采用12m3混凝土罐車進(jìn)行混凝土的運(yùn)輸，并使用1～2臺汽車泵將混凝土泵送入模。在設(shè)計大體積混凝土配合比時不僅要使施工后的混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度，還要對混凝土內(nèi)的水化熱進(jìn)行控制。

將混凝土的凝結(jié)時間加長以及在混凝土中加入粉煤灰可以降低混凝土的內(nèi)部溫度，此外，加入一定量的膨脹劑可減少大體積混凝土的收縮。施工時不得在混凝土結(jié)合面留置施工縫，并且混凝土的初凝時間也有一定的要求，一般為10h以內(nèi)。

混凝土在商品混凝土站制備好后，從混凝土罐車運(yùn)輸出站到運(yùn)至現(xiàn)場入倉的時間不得大于兩小時，在混凝土澆筑的過程當(dāng)中，商品混凝土站與施工現(xiàn)場還需時刻保持溝通，合理安排好供應(yīng)進(jìn)度。

混凝土原材料配合比、溫度及比熱 表2

3.3 混凝土的澆筑

本工程泵送混凝土?xí)r應(yīng)對坍落度進(jìn)行控制，按圖紙設(shè)計劃分分塊進(jìn)行后澆帶的澆筑，分為東單元、西單元兩部分進(jìn)行；車庫抗水板及獨基按照車庫分區(qū)進(jìn)行澆筑。

以3號樓為例，筏板長為97.3m，寬為22.1m，平均厚度約為1.2m，總體積2580.4m3。按照每個單元的后澆帶所在位置進(jìn)行分塊，本工程的最大塊面積為693m3，樓最大塊體積為731m3，混凝土初凝時間設(shè)為六小時，此時混凝土分層厚度為6×60/731≈0.5m，同時考慮到混凝土熱量散失的要求，分層澆筑厚度設(shè)為50cm。

4 質(zhì)量控制技術(shù)措施

4.1 混凝土施工質(zhì)量控制的內(nèi)容及方法

首先對筏板基礎(chǔ)大體積混凝土的整個施工過程進(jìn)行拆分，對各階段進(jìn)行質(zhì)量預(yù)控，控制流程如圖2所示。

圖2 大體積混凝土質(zhì)量預(yù)控流程圖

為了降低大體積混凝土施工時的溫度，減少混凝土裂縫的出現(xiàn)，擬在大體積混凝土施工時應(yīng)用的措施如下：

①采用冷水?dāng)嚢瑁?/p>

②覆蓋混凝土原材料，減少陽光的直曬，并采取措施對砂、石的溫度進(jìn)行控制；

③使用濕麻袋包裹混凝土的輸送泵管，并澆冷水進(jìn)行降溫。

為對大體積混凝土的澆筑溫度進(jìn)行更為合理的控制，對施工時混凝土的溫度進(jìn)行了計算，分析其是否滿足規(guī)范要求。

4.1.1 混凝土拌制溫度Tc

每立方米的混凝土原材料配合比、溫度以及比熱如表2所示。Tc=ΣTi×W×C/ΣW×C，則混凝土拌和溫度為19.7℃。

4.1.2 混凝土出罐溫度T

T=T=19.7℃

4.1.3 混凝土澆筑溫度T

T=T+（T-T）A，其中T為環(huán)境溫度，取20℃，溫度損失系數(shù)A在澆搗10分鐘的情況下：A=0.03×10=0.3，計算得出T=19.79℃。

4.1.4 混凝土絕熱溫升T

混凝土澆筑厚度為1.5m。T=WQ（1-e-mt）/cρ，使用強(qiáng)度等級為42.5的普通水泥，則其中W=350kg，Q=377kJ/kg，C=0.97kJ/kg·K，ρ=2400kg/m3。則T=350×377×0.729（/0.97×2400）=36.6℃。當(dāng)澆筑厚度為1.3m時，ξ取0.81，則T＝T×ξ＝36.6×0.81=29.6℃。

4.1.5 混凝土內(nèi)部最高溫度T

T=T+T=19.79+29.6=49.39℃

4.1.6 混凝土表面溫度T

通過分析，選用一層塑料薄膜以及兩層棉氈覆蓋混凝土。

保溫層隔熱系數(shù)β=1/(Σδ/λ+1/β)=1（/0.02/0.58+1/23）=12.82，其中 保溫材料厚度δ取0.02m，保濕材料系數(shù)λ取0.58，空氣層傳熱系數(shù)β取23。

綜上所述,應(yīng)用集束化護(hù)理措施,能夠顯著降低呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎患者的機(jī)械通氣時間、呼吸機(jī)相性肺炎發(fā)生率,并有助于提高護(hù)理質(zhì)量與患者滿意度,值得臨床廣泛推行。

混凝土虛鋪厚度為h=kλ/β，λ為混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33，k為計算折減系數(shù) 取 0.666，h=0.666×2.33/12.82=0.122m。

混凝土計算厚度為H=h+2h，本項目中混凝土的實際厚度h為1.3m，則H=1.3+2×0.122=1.544m。

則混凝土表面溫度T=[T+4×h（H-h）×△T(t)]/H=20+4×0.122×（1.544-0.122）×29.39/1.544=32.9℃ ，其中△T(t)=T-T=49.39-20=29.39℃。

由此得出，大體積混凝土表面溫度與大氣溫度之差為12.9℃，大體積混凝土的最高溫度與表面溫度差16.49℃，符合混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范的要求，使用一層塑料薄膜和兩層棉氈作為覆蓋材料。

4.2 大體積混凝土溫度測量

對此大體積混凝土的溫度控制進(jìn)行上述分析后，對實際施工時混凝土的溫度進(jìn)行了測量。測溫管采用ф20薄壁鋼管，在筏板混凝土澆筑時由專門的施工人員進(jìn)行測溫管的埋設(shè)，測溫孔的剖面圖如圖3所示，所有測溫孔都進(jìn)行了序號排列，布置間距為6m，插入了不同深度對溫度進(jìn)行測量。測溫采用酒精介質(zhì)溫度計，同時應(yīng)測大氣溫度。現(xiàn)場溫度測量結(jié)果表明，內(nèi)部與外部的溫度之差控制在25℃以內(nèi)，該澆筑方案及質(zhì)量控制措施合理可行，具有應(yīng)用價值。

圖3 測溫孔剖面圖

5 結(jié)論

②大體積混凝土澆筑前依照相關(guān)規(guī)范對混凝土施工時的溫度進(jìn)行了理論計算與分析，并結(jié)合實際過程提出了相應(yīng)的方法及措施控制混凝土質(zhì)量，在控制大體積混凝土澆筑的溫度時取得了一定的效果，為工程質(zhì)量提供了保證，可為相關(guān)工程提供一定的經(jīng)驗。