談某工程大體積混凝土施工技術

張文梅

(山西華廈建筑工程監(jiān)理有限公司，山西太原 030012)

1 工程概況

本工程主樓部分基礎采用筏板基礎，筏板厚度1 300 mm，采用C45，P8抗?jié)B混凝土澆筑，屬于大體積混凝土，澆筑量約2 500 m3。

2 施工部署

1)采用泵送商品混凝土澆筑，為滿足連續(xù)澆筑的要求，要求項目部與兩家商品混凝土廠家簽訂供貨合同，優(yōu)先選用一家預拌混凝土廠生產的商品混凝土，一旦本預拌混凝土廠出現(xiàn)不可預料的原因無法保證連續(xù)供應，立即通知另外一家預拌混凝土廠供應，確保澆筑的連續(xù)性。2)主樓筏板混凝土澆筑按④軸～⑤軸之間的后澆帶分兩段施工，先澆筑①軸～④軸，然后澆筑⑤軸～⑧軸。3)為不影響周邊環(huán)境，滿足學生中考的需求，澆筑時間避開6月20日～21日。4)澆筑混凝土前基礎鋼筋、模板、水電安裝必須經有關單位驗收合格，簽發(fā)混凝土澆灌令后方可澆筑混凝土。5)現(xiàn)場組織機構:澆筑大體積混凝土前要求成立指揮小組，并明確各人員崗位職責。6)施工人員安排:混凝土澆筑由泥工班組完成，現(xiàn)場施工人員不少于40人，每臺泵車分三班作業(yè)，避免疲勞作業(yè)。7)澆筑周期:按兩臺60泵考慮，有效產量為30 m3/(h·臺)，每天澆筑有效時間按20 h考慮，一天的澆筑量為1 200 m3，需要50 h。本工程主樓基礎筏板混凝土考慮澆筑周期為3 d。

3 施工方案

1)材料要求:a.混凝土配合比由混凝土生產廠家試驗室制定。對混凝土所用原材料:水泥、砂、石、外加劑等均須有合格證。b.水泥:采用P.S42.5礦渣硅酸鹽水泥。砂、石含泥量應分別小于3%和1%。c.摻合料:粉煤灰。d.外加劑:緩凝劑，要求緩凝時間不小于8 h。e.商品混凝土運至現(xiàn)場后，作坍落度測定，本工程大體積混凝土坍落度控制在(190±20)mm之內，現(xiàn)場進行抽檢，檢驗合格后方可使用，嚴禁擅自加水。由混凝土輸送泵配合布料機進行澆筑。2)混凝土在澆筑前，做好模板內的清理工作，用空壓機將模板內的碎雜物吹出，個別碎木塊等用鐵釬扎出，細碎物用吸塵器吸凈。3)混凝土輸送泵就位時，泵車的四角用木料支墊，保持平穩(wěn)，利用90°彎頭沿護坡樁邊垂直進入基坑，在坑邊搭設豎管固定架，泵管固定在架子上。用鋼管搭設水平泵管架，水平泵管高于基礎梁200 mm，水平泵管架間距2m。采用鋼管搭設布料機平臺，布料機安放在平臺上，拉好纜風繩。4)經泵送水檢查，確認混凝土泵和輸送管中無異物，泵送混凝土前要先用同配比的水泥砂漿潤濕輸送管內壁。5)上層混凝土澆筑時間在下層混凝土初凝前開始。6)采用兩臺輸送泵澆筑，澆筑筏板時兩臺輸送泵同時澆筑，當澆筑完一跨后且在混凝土初凝前使用一臺泵開始澆筑基礎梁混凝土。7)混凝土振搗進行二次振搗，第二次振搗在第一次振搗完畢后2 h～3 h開始，振搗棒插入間距不超過400 mm，振搗時間以混凝土不下沉且沒有氣泡為宜。兩層混凝土之間振搗時振搗棒插入下層混凝土50 mm～100 mm。8)在混凝土澆搗至標高時，進行第一次抹面工作。在混凝土初凝后終凝前進行第二次抹面工作，用木抹子抹平，封閉混凝土微裂縫。9)施工縫留置:臨時施工縫留設在縱向跨度1/3內。10)混凝土試塊留置:抗壓試塊留置14組，抗?jié)B試塊留置6組。11)混凝土養(yǎng)護:采用蓄水養(yǎng)護法進行養(yǎng)護，混凝土終凝后立即在筏板表面蓄水，蓄水深度20 cm。混凝土的養(yǎng)護要求專人負責，養(yǎng)護時間14 d。12)混凝土測溫:a.為了隨時掌握混凝土的溫度變化動態(tài)，并以此來指導混凝土的養(yǎng)護工作，使養(yǎng)護工作更加科學有效，實現(xiàn)“信息化”施工。在筏板基礎不同深度處埋設測溫管，測溫管用鍍鋅薄鋼板卷制而成，下端封閉，在養(yǎng)護階段注意對測溫管的保護。測溫管采用100℃玻璃溫度計。b.測溫點沿高度方向在1.1 m，0.65 m，0.2 m處分別埋設，測溫管上口高出混凝土表面10 cm，深度方向每個測點布三個測溫管，平面呈三角排列，間距500 mm。具體位置如圖1所示。c.測溫人員:由經過培訓的責任心較強的人員專門負責。d.測溫時間:在前3天，對混凝土每2 h測溫一次，以后對混凝土每4 h測溫一次，測溫持續(xù)時間7 d。混凝土內外溫差、沉降梯度及環(huán)境溫度每晝夜不少于2次。如發(fā)現(xiàn)溫差過大，及時增減蓄水深度，控制大體積混凝土中心溫度與表面溫度之差小于25℃。e.測溫記錄:使用測溫表格按照測孔編號順序記錄，測溫記錄填寫完成以后交技術負責人審閱、簽字。f.按照目前大體積混凝土施工養(yǎng)護溫度界定數(shù)值規(guī)定:混凝土內部最高溫度不大于75℃;混凝土內部與表面的溫度差不大于25℃;混凝土表面與大氣的溫度差不大于25℃。如有一項不符，必須采取降低內部溫度措施。

圖1 測溫點布置圖

為此對本工程大體積混凝土熱工計算如下:

1)混凝土強度等級:C45 P8;水泥:P.S42.5級，單方用量354 kg;砂:水洗中砂，單方用量578 kg;石子:1 cm～3 cm碎石，單方用量1 074 kg;水:自來水，單方用量185 kg;摻合料:粉煤灰，單方用量58 kg;緩凝型減水劑:15.8 kg;膨脹劑:58 kg。

每立方米混凝土原材料重量、溫度、比熱及熱量如表1所示。

配合比中，外加劑及摻合料因數(shù)量較少且如有水化熱出現(xiàn)，出現(xiàn)的時間只在攪拌中及攪拌以后的短時間內，而水泥的水化熱高峰在3 d以后，故計算混凝土絕熱溫升中只考慮水泥水化熱對混凝土溫度的影響。

表1 混凝土原材料用量表

混凝土拌合溫度:TC=48 280/2 462=19.6℃。

混凝土溫度損失計算:由于使用商品混凝土，攪拌站為敞開式，混凝土出罐溫度:T1=TC=19.6℃。

混凝土澆筑溫度:裝卸料一次:A1=0.032。

攪拌車運輸時間平均為30 min:A2=0.004 2×30=0.126。

混凝土布料、振搗1 h:A3=0.003 ×60=0.18。

則∑A=A1+A2+A3=0.032+0.126+0.18=0.338。

澆筑溫度 Tj=19.6+(25－19.6)×0.338=21.4 ℃。

2)水化熱絕熱溫升值T(t)(取水化熱最大的齡期，t=3)。

其中，Th為混凝土最大絕熱溫升，℃;mc為混凝土中水泥(包括膨脹劑)用量，kg/m3;F為混凝土活性摻合料用量，kg/m3;K為摻合料折減系數(shù)。粉煤灰取0.25～0.30;Q為水泥3 d水化熱，kJ/kg，查施工手冊10 ～81;c為混凝土比熱，取0.97 kJ/(kg·K);ρ為混凝土密度，取2 400 kg/m3;e為常數(shù)，取2.718;t為混凝土的齡期，d;m為系數(shù)，隨澆筑溫度改變。查表10～82按30℃考慮取m=0.406;Th=354 × 314/0.97 × 2 400 × (1 － 2.718－0.406×3)=68℃。混凝土澆筑后第三天水化熱最大，澆筑齡期3 d，厚度=1.3 m，ξ=0.43。

混凝土中心最高溫度:Tmax=Tj+T3=21.4+29.24=50.64 ℃。

4)混凝土表面溫度:混凝土表面鋪一層農用塑料薄膜。環(huán)境平均溫度25℃。

混凝土的虛鋪厚度:h′=K(λ÷β)。

其中，h′為混凝土虛鋪厚度，m;K為折減系數(shù)，取2/3;λ為混凝土導熱系數(shù)，取2.33W/(m·K);β為混凝土表面?zhèn)鳠嵯禂?shù);δi為保溫材料厚度，取蓄水深度0.2 m;λi為保溫材料導熱系數(shù)，查表10 ～84 得0.58;βq為空氣層傳熱系數(shù)，取23W/(m2·K)。

混凝土虛鋪厚度:h′=K(λ ÷β)=2/3 ×(2.33 ÷2.6)=0.6 m。

混凝土計算厚度:H=h+2h′=1.3+2 ×0.6=2.5 m。

混凝土表面溫度:

其中，ΔT(τ)=50.64 －25=25.64 ℃。

5)混凝土中心溫度與表面溫度差為50.64－43.7=6.94℃ ＜25℃。

6)混凝土表面溫度與大氣溫度差為43.7－25=18.7℃。

經上述計算，采用此配比的大體積混凝土在相應大氣溫度下施工，可滿足混凝土內外及混凝土表面與大氣溫度差均不大于25℃和混凝土內部最高溫度不大于75℃的規(guī)定，不采取其他降溫措施可以保證施工質量。

4 混凝土的質量控制措施

1)進場的預拌混凝土要隨附預拌混凝土配合比通知單、原材料合格證等有關資料，檢查坍落度，嚴禁現(xiàn)場加水，嚴格控制振搗質量。2)在混凝土澆筑時應在鋼筋骨架上鋪跳板，操作人員在跳板上施工。在混凝土初凝前由抹灰工抹平混凝土面，隨抹隨拆除跳板。3)在混凝土澆筑前由質量員及各施工班組負責人認真觀察模板、支架、鋼筋預埋件和預留孔洞是否符合設計要求，當發(fā)現(xiàn)有變形時及時修正處理。4)在電梯井坑、集水井坑和底板高低跨相接處模板安裝應注意在進行混凝土澆筑時從模板兩側對稱部位同時下料，振搗時振搗棒斜插入模板下口先振搗，由于模板底部開口，混凝土內氣泡能泛出，故模板下口部位的混凝土能保證振實。在澆筑坑底部混凝土初凝前再進行其他部分混凝土的澆筑。

5 大體積混凝土的裂縫控制

由于基礎底板屬于大體積混凝土施工，混凝土的裂縫控制非常重要，主要從以下幾方面加以控制。

5.1 從原材料方面采取技術措施

水泥選用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥，在預拌混凝土中摻入UEA膨脹劑，控制溫差裂縫。摻入適量的緩凝型減水劑，增加流動性。混凝土中摻入一定數(shù)量的粉煤灰，降低混凝土中的水泥水化熱量。采用1 mm～30 mm級配良好的碎石，減少用水量。

5.2 從施工方面采取技術措施

1)配備足夠的混凝土攪拌車、混凝土輸送泵和布料機，確保各施工段能一次連續(xù)澆筑完畢。加強車輛調度、平衡，盡量減少預拌混凝土的運輸時間及等待時間。2)利用塔吊配合混凝土輸送泵，不使混凝土產生冷縫。3)進行二次振搗以盡可能釋放混凝土內部水化熱;進行二次抹面以閉全混凝土收縮裂縫。

5.3 從養(yǎng)護方面采取措施

1)二次抹面結束后及時覆蓋一層塑料薄膜，起到降低混凝土表面和內部溫差，同時保證混凝土處于濕潤狀態(tài)。2)混凝土終凝后及時蓄水養(yǎng)護，養(yǎng)護工作極其重要，由專人負責。3)做好測溫工作，并根據(jù)測溫結果調整混凝土蓄水深度及養(yǎng)護時間。

6 安全保證具體措施

6.1 加強安全教育，增強法制觀念

1)施工工人要進行三級安全教育，統(tǒng)一命題、統(tǒng)一考試、考試合格后方能上崗。2)做好特殊工種的培訓工作，堅持持證上崗，未持證人員堅決不能上崗工作。3)在安排施工任務時，必須進行專項有針對性的全面安全交底，履行簽字。4)認真執(zhí)行安全操作規(guī)程，嚴禁違章指揮、違章作業(yè)、疲勞作業(yè)、違反勞動紀律。5)項目經理部應把安全生產當作頭等大事，認真組織學習，貫徹執(zhí)行國家有關勞動保護和安全生產及各項政策、法令。

6.2 安全生產的具體措施

1)在基礎底板施工前需進行各工種的安全交底，交底內容要有針對性，不可泛泛而談，針對重點問題提出重點可靠的防護措施，并明確責任人。2)任何人進入現(xiàn)場區(qū)域必須戴好安全帽，不準穿拖鞋、高跟鞋或赤腳，從事高空作業(yè)，要系好安全帶。3)特殊工種必須持證上崗，嚴禁非正式特殊工種代替特殊工種作業(yè)，塔吊由專業(yè)指揮人員指揮。4)加強現(xiàn)場臨電管理，經常檢查配電設備的安全可靠性，如有損壞，及時更換，除電工之外的任何工種不準私自接改電線，需用時應申請電工完成接線工作。5)現(xiàn)場圍護欄桿，要嚴密穩(wěn)固，電纜線不允許直接敷設在欄桿上。夜間施工時基坑邊緣要有明顯的標志和有足夠的照明。6)混凝土操作人員處于濕作業(yè)環(huán)境中，振搗操作時要戴好絕緣手套，穿好膠鞋。7)各種小型電動工具，必須由專人進行操作使用保管。8)加強安全教育，落實安全責任，嚴格實行安全獎罰制度。