密閉空間大體積混凝土施工技術

吳維躍 （中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410004）

1 工程概況

阜陽市人民醫院城南新區一期工程總建筑面積為181634m2，包含病房大樓一棟，地上22層，地下1層，急診醫技樓、門診樓和人防地下室，地上5層，地下1層。其中急診醫技樓地下室有特殊科室直線加速器，因其特殊功能要求具有密閉防輻射，所以設計密閉性大，墻板超厚（加速器室建筑面積：建筑面積約407m2，頂板厚2.5m、1.1m，混凝土墻體厚2.5m、1.1m；屬于密閉大體積混凝土范疇。

2 方案選擇及需解決的主要問題

①因直線加速器頂板超厚，為了保證結構施工安全，經計算，滿堂支模架立桿間距300mm～500mm，水平拉桿縱橫向滿布，滿堂架成型后人員根本無法進入，再加上加速器四周都是混凝土墻體，密閉性很大，外圍根本無法采取養護措施。所以考慮從外圍事前接入PVC水管，順著混凝土墻體布置，采用人工控制自動噴淋水，頂板模板雙層模板，中間夾芯塑料薄膜，保證加速器內部保溫保濕養護混凝土，控制超厚墻板內外溫差，控制裂縫。

②大體積混凝土由于結構截面大，水泥總用量多，水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應力是導致鋼筋混凝土產生裂縫的主要原因，采用低水化熱水泥，降低水化熱，控制混凝土內外溫差。

圖1 測溫孔平面布置示意圖

圖2 測溫孔剖面打樣示意圖

圖3 測溫傳感器預埋

圖4 測溫儀實時測溫

圖5 噴淋水管安裝示意圖

圖6 塑料薄膜安裝示意圖

③優化混凝土配合比，減少混凝土收縮變形。

3 施工技術

3.1 施工工藝流程

大體積混凝土專項方案編制→原材料優選及混凝土配合比優化設計→自動噴淋水管和板底塑料薄膜安裝→混凝土拌制及運輸→混凝土澆筑→混凝土養護及測溫→混凝土拆模。

3.2 操作要點

3.2.1 材料要求

①水泥：首先盡量減少單位體積混凝土的水泥用量，資料證明，水泥用量每增減10kg，水化熱使溫度相應升降約1℃；其次應優先采用低熱水泥，如選擇礦渣硅酸鹽水泥。

②細骨料：采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于2%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時相應減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

③粗骨料：5mm~25mm或5mm~40mm石子，選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高。優先選用5mm~40mm石子，減少混凝土收縮。含泥量<1%，符合篩分連續級配要求。骨料中針狀和片狀<15%（重量比）。

④粉煤灰：由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。粉煤灰對降低水化熱、改善混凝土和易性有利，粉煤灰的摻量不多于10%，采用內摻法，選用Ⅱ級粉煤灰。

3.2.2 優化混凝土配合比

采用泵送混凝土砂率控制在35%~40%之間，在滿足可泵性的前提下，盡量降低砂率。坍落度在滿足泵送的條件下盡量選擇小值，以減少收縮變形。針對工程實際和泵送施工工藝要求，根據理論計算和試驗室試配試驗結果，由試驗室提供混凝土配合比報告，混凝土坍落度宜為140mm～160mm，緩凝時間根據澆筑量和澆筑速度確定。

3.2.3 混凝土施工工藝

①混凝土澆筑順序的安排，以薄層連續澆筑以利散熱，不出現冷縫為原則，可采用分層、薄層澆灌（每層厚50cm）的方法來加快澆灌速度和減少混凝土的暴露面積。

②配備足夠的振搗器具，每臺混凝土輸送泵配備4臺振動棒，使入模混凝土及時振搗密實，為防止漏振，堅持分層振搗局部完成后再從后拉網式趕振一邊，采用二次振搗工藝，以提高混凝土密實度和抗拉強度，對大面積的板面要進行拍打振實，去除浮漿，實行二次抹面，以減少表面收縮裂縫。

③混凝土在澆筑振搗過程中的泌水應予以排除。

④由于混凝土厚度較大，混凝土自高處傾落的自由高度超過2m時，采用串筒、斜槽或溜管澆筑混凝土。

⑤超厚墻板混凝土澆筑時，要四周循環均衡分層澆筑，分層高度0.5m，振動棒要及時跟進振搗，特別是分層處的振搗要密實。

圖7 塑料薄膜加麻袋澆水養護

圖8 溫差檢測分析圖

⑥施工現場配備一套發電機組，以防意外斷電現象發生。

3.2.4 測溫

①測點布置原則：測點須具有代表性，能全面反映大體積混凝土內各部位的溫度，從大體積混凝土高度斷面考慮，應包括底面、中心和上表面，從平面考慮應包括中部和邊角區。

②測溫點布置：溫度檢測范圍為整個超厚墻板混凝土的溫度變化，在混凝土沿對角線方向設置溫度傳感器。測溫線應按測溫平面布置圖進行預埋，預埋時測溫棒綁扎牢固并與鋼筋隔離，以免位移或損壞。每組測溫線(即不同長度的測溫線)在線的上端用膠帶做上標記，便于區分深度。測溫線用塑料帶罩好，綁扎牢固，不準將測溫端頭受潮。測溫線位置用保護木框作為標志，便于保溫后查找。

③測溫棒預埋：2.5m厚頂板預埋5個點位，每個點位上中下預埋3個測溫棒，上部離混凝土面0.1m，中部板厚居中，下部離板底0.1m。2.5厚墻體測溫棒預埋參見2.5m厚頂板預埋方式。

④利用測溫技術進行信息化施工，可以全面了解混凝土在強度發展過程中內部溫度場分布狀況，并且根據溫度梯度變化情況，可定性、定量指導施工，控制降溫速率，控制裂縫的出現。

⑤每次測溫后，應立即匯總整理混凝土內部溫度變化及溫差數值,提供給施工指揮部門，以指導現場的施工。

⑥測溫時間：混凝土從澆灌到硬化有一個升溫和降溫的過程，特別降溫至大氣的過程比較緩慢，為此，測溫從混凝土澆筑后馬上開始，根據溫度變化情況7d內，可以每2h測一次。7～10d后，可以每4h測一次。

3.2.5 養護

養護是大體積混凝土施工中一項十分關鍵的工作。養護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內外溫差，促進混凝土強度的正常發展及防止混凝土裂縫的產生和發展。

根據土建工程大體積混凝土的特點和施工經驗，為確保大體積混凝土施工質量，除要滿足強度等級要求外，關鍵要嚴格控制混凝土在硬化過程中水化熱引起的內外溫差，實測的混凝土內部中心與表面溫度差宜控制在25℃之內。為防止因溫度應力而造成混凝土產生裂縫，加速器密閉空間內側安裝自動噴淋水管進行24h澆水養護。具體安裝如下：用Ф3.0PPR管從鄰近供水點接至加速器室入口處，Ф3.0PPR主管從加速器入口繼續延伸至2.5m厚墻體處，分支管用Ф2.0PPR管接至2.5m厚墻體兩側，支管機械鉆成密目孔眼，形成供水管網，全面覆蓋密閉空間。

2.5 m厚頂板底面封閉養護：支模架搭設完成后，平臺模板鋪設時，先滿鋪設一層0.015m厚模板，釘定牢靠，然后滿鋪一層塑料薄膜，再滿鋪設一層0.015m厚模板，使頂板底部密閉不透氣，超厚墻板底部保溫保濕養護。

混凝土頂板表面收水搓平掃毛后，立即覆蓋一層塑料薄膜，薄膜要求搭接，使混凝土不外露，根據測溫情況，如溫差過大加蓋麻袋加強覆蓋養護。超厚墻板封模之前，在模板面整個刷一層混凝土養護液，混凝土澆筑后帶模澆水養護。養護必須根據混凝土內外溫差和降溫速率，及時調整養護措施。

4 結 論

通過工程實踐，密閉空間大體積混凝土內部裝設噴淋管、表面覆蓋塑料薄膜加麻袋養護、混凝土配合比優化等措施，在2.5m厚墻板預埋溫控傳感器，實時測溫數據表明：由于養護得當，各測點的混凝土內部與表面實測最大溫差均小于25℃，結構核驗時，未發現大于0.1mm以上的通長有害裂縫，保證了工程質量。

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