基礎底板工程大體積混凝土施工方案應用可行性分析

蔣　濤　朱成偉

摘要:文章結合工程實例對某地下室工程基礎底板采用綜合法進行混凝土施工質量控制進行了分析。

關鍵詞:地下室;基礎底板;大體積混凝

中圖分類號:TU37文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)08-0155-02

1工程概況

某工程建筑面積9 180 m2,其中地下室1層,基坑開挖深度8.0 m,地上13層。

該工程基礎底板混凝土澆筑方量多,并且厚度變化大;基礎底板屬于大體積混凝土,同時混凝土強度等級與抗滲等級高。基礎環梁混凝土C40,其他部位混凝土C35,抗滲等級為S8。設計采用防水混凝土,其中摻加一定比例的防水添加劑。此外,防水添加劑應具有補償混凝土收縮的功效,以減少混凝土的收縮裂縫,防水添加劑可與膨脹劑結合使用。

在該工程基礎底板澆搗前,我們分析了大體積混凝土的施工控制要素,并分別對基礎深坑和大底板進行混凝土水化熱計算,以論證確定施工方案可行性。

在策劃底板混凝土澆筑方案時,充分重視信息化施工的要求,重視現場監測,在混凝土內部設置溫度測點,嚴格控制內外溫差,保證溫差不超過25 ℃。

對混凝土攪拌站情況進行仔細的考察,選擇符合要求的大型的混凝土攪拌站負責提供混凝土,要求提供同一配合比,相同水泥、外加劑、粉煤灰及礦粉的混凝土,控制好混凝土供應的數量和時間,以保證現場混凝土的供應。

2混凝土配合比設計

加強與混凝土供應單位的溝通,要求拌站在配合比設計中,適量減少水泥用量,提高粉煤灰、礦粉含量,摻加合適的減水劑、外加劑,減小水化熱。該工程基礎底板混凝土設計的配合比,如表1。

在材料選配上,水泥采用42.5R礦渣硅酸鹽水泥,粗骨料選用粒徑為5~25 mm連續級配,減少混凝土收縮,符合篩分曲線要求可減少用水量,使混凝土收縮和泌水隨之減少,骨料中的針狀和片狀顆料<15%(重量比)。細骨料選用細度模數2.50左右的中砂,平均粒徑0.381,從而降低混凝土的溫升和減少混凝土的收縮。采用集料泵送混凝土砂率在42%~45%之間,在滿足可泵性的前提下,盡量降低砂率。坍落度在滿足泵送條件下盡量選用小值,減少收縮變形。嚴格控制粗細骨料的含泥量,石子含泥量控制在1%以下,黃砂含泥量控制在2%以下。摻加粉煤灰和礦渣粉活性混合材料,替代部分水泥,能在保證混凝土強度的前提下,有效地減小水化熱,延遲峰溫出現的時間。凝結時間要求初凝為6~8 h,終凝為12~13 h。

3測溫控制方法

大體積混凝土施工時,混凝土內部熱量較難散發,外部表面熱量散發較快(在夜間及下雨更甚),內部和外部熱脹冷縮過程相應會在混凝土表面產生拉應力。溫差大到一定程度,混凝土表面拉應力超過當時的混凝土極限抗拉強度時,在混凝土表面會產生有害裂縫,有時甚至貫穿裂縫。另外,混凝土硬化后隨溫度降低產生收縮,由于受到地基約束,會產生很大外約束力,當超過當時的混凝土極限抗拉強度時,也會產生裂縫。為了解基礎大體積混凝土內部由于水化熱引起的溫度升降規律,掌握基礎混凝土中心與表面、表面與大氣溫度間的溫度變化情況,以便采取必要的措施。

對于該工程大體積混凝土的測溫,我們制定嚴格的溫控方案加以控制,即控制混凝土內外溫差在25℃以內,根據混凝土的澆搗方向和底板厚度來考慮測溫點的布置。

我們采用國內先進的智能溫度巡檢系統XX—16型多點測溫儀,WZC—010銅熱電阻作為測溫探頭測溫,配以導線。銅熱電阻與導線必須焊接可靠,然后用環氧樹脂封閉,并進行老化處理,確保不滲水。

測溫前準備工作:在基坑外距測溫區較近處搭設3.5 m x 3 m簡易控制室,可以防雨、防風和防盜,測溫控制室內配置220 V電箱1個。測溫探頭按布置要求埋入,將導線引至測溫控制室并與測溫儀連接,校驗正確,澆搗前測出各測溫探頭的初始溫度值,并作好記錄,澆搗前測出大氣溫度及入模混凝土溫度并作好記錄,對澆筑人員提出保護測溫探頭與導線等注意事項。

測溫階段的要求:自混凝土入模至澆搗完畢的前3 d期間內每2 h測溫1次;第4~7 d,每4 h測溫1次;以后每8h測溫1次。一般14 d后可停止測溫,或溫度梯度<20℃時,可停止測溫。每測溫一次,應記錄、計算每個測溫點的升降值及溫差值。當混凝土中心溫度差超過22℃時,必須向現場施工管理人員報警。當超過25℃時,施工現場必須采取有效技術措施。當溫度梯度小于20 ℃通知施工現場可消除混凝土表面保溫材料。

4溫控技術措施

該工程特選的保溫覆蓋物為:{1}普通塑料簿膜:寬幅,厚度0.4 mm一層;{2}草包:草包二層,一層即是一只草包的厚度。(如圖1所示)

塑料簿膜覆蓋應及時,在混凝土澆搗抹面后,逐步覆蓋已澆搗部分。鋪完塑料薄膜混凝土終凝后鋪設草包,需覆蓋兩層。覆蓋時塑料簿膜幅與幅之間接縫處應有5cm重迭,每只草包之間應有10 cm重迭,插筋垂直方向應蓋草包一層。溫度測量時草包一般不宜成片掀去,應在測溫設備監測下以夾花方式掀去1/2或1/3。

該工程底板大體積混凝土,在征得設計同意后充分利用混凝土的中后期強度,有效地降低水泥用量,從而控制大體積混凝土的溫升。為了盡量降低混凝土的最高溫升,在泵車水平輸送管的整個長度范圍內覆蓋草袋,以減少混凝土泵送過程中吸收太陽的輻射熱。加強測溫和溫度監測與管理,實行電腦信息化控制,確保混凝土內外溫差控制在25℃以內。

混凝土養護主要是保溫保濕養護,保溫養護能減少混凝土表面的熱擴散,減少混凝土表面的溫差,防止產生表面裂縫,保溫養護還能控制混凝土內外溫差過高,防止產生貫穿裂縫。保濕養護能防止混凝土表面脫水而產生表面干縮裂縫,再者能使水泥水化順利進行,提高混凝土的極限拉伸強度。

混凝土由大斜面分層下料,分層振搗,每層厚度為50 cm左右,采用“分段定點、一個坡度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的方法,確保避免出現施工冷縫。每臺泵車進料量要及時反映到調度室,按澆搗總量及時平衡攪拌車進入各泵位,基本做到澆搗速度相同,齊頭并進。

每臺泵車供應的混凝土澆筑范圍內,應布置4~6臺振動機進行振搗,每臺泵車澆搗速度平均每小時不少于30 m3,要求不出現夾心層及施工冷縫,并應特別重視每個澆筑帶坡頂和坡腳兩道振動器振動,確保上、下部鋼筋密集部位混凝土振搗密實。

混凝土表面處理做到“三壓三平”。首先按底板面標高用拍板壓實,長刮尺刮平;其次初凝前用鐵滾筒數遍碾壓、滾平;最后,終凝前,用木蟹打磨壓實、整平,以閉合混凝土收水裂縫。混凝土澆搗前及澆搗時,應將基坑表面積水通過設置在墊層內的臨時集水井、潛水泵向基坑外抽出。

5結語

該工程基礎底板混凝土澆筑方量多,并且厚度變化大。由于大體積混凝土硬化期間水泥水化熱產生的溫度變化和混凝土收縮共同作用;由此產生的溫度應力和收縮應力是導致底板產生裂縫的根本原因,因此對于大體積混凝土除了須滿足強度、剛度、整體性和耐久性等要求外,如何控制溫度變形引起的裂縫開展是至關重要的。為了保證混凝土澆搗質量,控制混凝土入模溫度是控制混凝土溫降的重要手段。該工程在混凝土表面用木蟹壓緊平整后,覆蓋二層草袋及一層塑料薄膜,覆蓋工作必須嚴格認真落實,養護期間澆水次數視具體情況而定。經過實踐證明是有效的,可以防混凝土產生干縮裂縫,并使水泥水化順利進行。