游泳池斜坡大體積砼施工技術(shù)探討

盛華鋼

（浙江華杰工程咨詢有限公司，浙江 金華 321000）

1 概述

關(guān)于結(jié)構(gòu)施工圖S-004中斜坡22-22及23-23剖面部位共4.7m厚大體積60°斜坡砼澆筑，經(jīng)與設(shè)計(jì)院、監(jiān)理單位、建設(shè)單位協(xié)商，確定該部位采用分三次澆筑的方法，依次為1.5m（標(biāo)高-7.92m 處）、2m（標(biāo)高-5.92m 處）、1.2m（其中1.2m厚與-4.72m處底板共同澆筑），施工逢處采用3*250止水鋼板做止水處理；眼下正值冬期施工，日平均氣溫接近0℃；大體積砼工程在冬期施工中客觀上存在這樣的問題，即極低的氣溫環(huán)境與砼內(nèi)部水泥水化熱形成的“外冷內(nèi)熱”，內(nèi)外溫差不易控制的問題，當(dāng)這種溫差超過25℃時(shí)，有可能導(dǎo)致大體積砼出現(xiàn)溫差裂縫。為此，要求采用更低水化熱水泥和優(yōu)質(zhì)摻合料及加強(qiáng)澆筑后保溫覆蓋。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 原材料的選用

水泥：選用鼎鑫P.042.5，水化熱低，凝結(jié)時(shí)間長；

骨料：粗骨料選用5～25mm連續(xù)級(jí)配，細(xì)骨料選用中砂；

摻合料：選用SP5礦粉和Ⅱ級(jí)粉煤灰，以降低單方砼水泥用量，達(dá)到降低水泥水化熱，提高砼密實(shí)性充分發(fā)揮砼的后期強(qiáng)度；

外加劑：選用緩凝防凍水劑；

膨脹劑：選用低堿膨脹劑。

2.2 施工配合比及注意事項(xiàng)

結(jié)合本工程特點(diǎn)，經(jīng)攪拌站試驗(yàn)室多次試驗(yàn)確定使用以下配合比：

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（1）與攪拌站提前聯(lián)系，進(jìn)行技術(shù)交底，要確保運(yùn)輸車輛充足，使砼運(yùn)輸從攪拌站到現(xiàn)場澆筑完畢時(shí)間不超過90分鐘，以確保砼連續(xù)澆筑。

（2）游泳池斜坡4.7m高模板（模板采用15厚鍍膜多層板，背后50厚聚苯板保溫）一次支設(shè)完成，在澆筑完成至標(biāo)高-4.72m，根據(jù)測溫情況當(dāng)砼內(nèi)外溫差連續(xù)72小時(shí)小于25℃時(shí)，拆除模板。

（3）在鋼筋籠內(nèi)完成澆筑每次砼用腳手架。

（4）控制砼每層澆注厚度50cm，標(biāo)出標(biāo)高控制線。

（5）斜坡-4.72m處鋼筋用彩條布覆蓋，避免污染鋼筋。

3 技術(shù)要求

3.1 對(duì)原材料質(zhì)量要嚴(yán)格控制，保證各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求，嚴(yán)格控制砼的塌落度和溫度，使其符合設(shè)計(jì)和施工要求，砼運(yùn)輸車外套保溫套，避免運(yùn)輸過程中溫度損失過快。

3.2 砼分層澆筑時(shí)，每一層澆筑完后，及時(shí)覆蓋塑料薄膜及保溫草簾。

3.3 砼的養(yǎng)護(hù)采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)，砼澆筑完成后兩遍搓毛后及時(shí)用塑料薄膜及草簾覆蓋，進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。并及時(shí)進(jìn)行測溫工作，通過測溫了解砼內(nèi)部特別是大體積砼內(nèi)部溫度，根據(jù)結(jié)果指導(dǎo)砼的保溫保濕工作，以減少砼的內(nèi)外溫差，根據(jù)需要布置好測溫孔，至少4小時(shí)測溫一次，當(dāng)內(nèi)外溫差連續(xù)72小時(shí)小于25℃時(shí)，即可停止保溫測溫，處理好施工縫后進(jìn)行上一層砼施工。注意：剔鑿施工縫處砼時(shí)養(yǎng)護(hù)覆蓋塑料布及草簾應(yīng)隨剔隨掀（不得大面積掀開才剔鑿）。

4 熱工計(jì)算及分析

4.1 砼最終絕熱溫升Tmax。

Tmax=WQ/CP =270*461/2400*0.97=53.5℃

其中:W-砼中水泥用量(kg/m3)；

Q-水泥水化熱量(Kj/Kg)；

C-砼的比熱0.97(Kj/Kg.K)；

P-砼的容重2400 Kg/m3。

4.2 砼內(nèi)部實(shí)際最高溫度Tmax1。

Tmax1=Tj+Tmaxξ=10+53.5*0.68=46.4℃

其中Tj-砼的澆筑溫度(℃)，暫取10℃；

ξ-系數(shù)。

4.3 砼表面計(jì)算溫度:Tb(τ)。

Tb(τ)=Tq+4h1(H-h1)δT(τ)/H2

其中:Tq-齡期為τ時(shí),大氣的平均溫度；

H-砼的計(jì)算厚度H=h+2h1；

h-砼的實(shí)際厚度(m)；

h1-砼的虛厚度(m),h1=kλ/β；

δT(τ)-砼中心與外界氣溫之差(℃)。

本工程采用塑料布加草簾覆蓋,可取λ=0.14 δi=0.03。代入數(shù)據(jù),可得.β=3.88；h1=0.4；H=2+2*0.4=2.8；δT(τ)=41.4；Tb(τ)=25.3℃。

4.4 內(nèi)外溫差:46.4--25.3=21.1℃小于25℃,可行。

5 控制溫度和收縮裂縫的技術(shù)措施

5.1 根據(jù)計(jì)算出的砼水化熱，為有效控制做好準(zhǔn)備。為降低砼水化熱總量，在滿足砼強(qiáng)度、工作性和耐久性條件下，我們盡量減少水泥用量，采用礦渣水泥或增加摻合料，以降低水化熱和推遲水化熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，以利協(xié)調(diào)由于溫度差異引起的砼應(yīng)力過高和砼初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過低這一對(duì)矛盾，從而達(dá)到減少大體積砼裂縫的目的。

5.2 控制好砼入模溫度不低于5℃（接近5℃）,其目的也在縮小砼內(nèi)外溫度差,降低水化熱。

5.3 加強(qiáng)施工中的溫度控制。通過溫度計(jì)算，控制大體積砼內(nèi)部溫度變化情況，控制分層厚度，在施工中采取內(nèi)降溫度外保濕度的養(yǎng)護(hù)工藝，延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

5.4 改善約束條件，消減溫度應(yīng)力。

6 砼的澆筑(全部采用商品砼)

6.1 分層和振搗方式。底板砼澆筑量大，鋪開面大，為了在澆筑過程中沒有冷縫出現(xiàn)，通過計(jì)算，按1：6的坡度斜向推進(jìn)，推進(jìn)層厚度0.2-0.3m。由于泵送砼塌落度大，砼斜坡攤鋪較長，故砼振搗由坡腳和坡頂同時(shí)向坡中振搗，振搗棒須插入下層50-100mm，嚴(yán)格控制推進(jìn)層砼的初凝時(shí)間及澆筑厚度不超過50cm，使層間不形成砼縫，結(jié)合緊密成為一體。

6.2 注意大體積砼為防止泌水，預(yù)先在底板澆筑最后完成部位設(shè)自吸泵，以便及時(shí)處理澆筑過程中砼的泌水，免得使粗骨料下沉，砼表面水泥漿過厚導(dǎo)致砼強(qiáng)度不均勻和產(chǎn)生收縮裂縫。

7 砼溫度控制

根據(jù)砼溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力的分析，必須嚴(yán)格控制各項(xiàng)溫度指標(biāo)在允許范圍內(nèi)，才不使砼產(chǎn)生裂縫。

7.1 控制指標(biāo)

A.砼內(nèi)外溫度差不大于25℃；

B.降溫速度不大于1.5--2℃/d；

C.控制砼出罐和入模溫度（按規(guī)范要求）。

7.2 加摻合料及附加劑

摻粉煤灰、礦粉替換部分水泥用量，降低水化熱，摻減水劑，減小水灰比，防止水泥干縮。

8 關(guān)于砼冬季施工措施

8.1 基本要求。冬期施工的混凝土，水灰比不大于0.6，并將配合比中的用水量降至最低限度，嚴(yán)格控制坍落度。

8.2 混凝土的拌制。混凝土的原材料應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法，拌和水的溫度不能超過80℃，水泥不得與熱水直接接觸。投料時(shí)應(yīng)先投入骨料和水，最后投入水泥。

8.3 砼的運(yùn)輸與澆筑。砼罐車加保溫背心，出罐溫度達(dá)12℃-15℃，入模溫度在5℃左右(接近5℃為好)，砼初凝時(shí)間為6-8小時(shí)。

8.4 砼養(yǎng)護(hù)。①混凝土養(yǎng)護(hù)采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)；②砼澆筑完成兩遍搓毛完成時(shí)，在砼表面覆蓋一層塑料布，砼澆筑完成并達(dá)到上人強(qiáng)度時(shí)加蓋2層包裹整齊的防水草簾進(jìn)行保溫，對(duì)于端部其厚度要增大到面部的2-3倍。保溫覆蓋要在砼強(qiáng)度達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度之后方可解除，即使在強(qiáng)度達(dá)到臨界強(qiáng)度之后，施工現(xiàn)場也應(yīng)盡量延長覆蓋時(shí)間，保溫解除要得到項(xiàng)目技術(shù)部門獲準(zhǔn)；③混凝土澆筑后應(yīng)有一套嚴(yán)格的測溫制度，如發(fā)現(xiàn)混凝土溫度下降過快或遇寒流襲擊，應(yīng)立即采取補(bǔ)加保溫層措施。

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8.5 砼測溫工作(見上表）。

8.6 小時(shí)測一次溫度

冬期施工期間，應(yīng)與氣象部門保持密切聯(lián)系，隨時(shí)掌握天氣預(yù)報(bào)，以便及時(shí)采取防護(hù)措施。

8.7 嚴(yán)格執(zhí)行JGJ104-97《建筑工程冬期施工規(guī)程》施工，采取綜合蓄熱法的對(duì)砼養(yǎng)護(hù)，對(duì)砼搓毛不少于兩次。

結(jié)語

本工程通過科學(xué)合理的原材料選用及配合比設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的溫度控制監(jiān)測措施及澆筑養(yǎng)護(hù)方法、嚴(yán)格的質(zhì)量保證制度來防止底板砼澆筑過程中內(nèi)外溫差過大及砼收縮造成砼裂縫。

[1]郭海濱.淺析大體積砼的施工措施及裂縫成因廈門市思明區(qū)開元街道辦事處.科技資訊，2006-08-23.