工民建中基礎工程大體積混凝土的質量控制措施

王 俊/中國化學工程第十六建設有限公司

工民建中基礎工程大體積混凝土的質量控制措施

王 俊/中國化學工程第十六建設有限公司

隨著我國經濟快速發展的同時，工民建基礎工程的建筑也日益增加因為結構上要懸索橋錨錠和工民建基礎工程承臺，設備基礎結構中設計方案一般是大幾何尺寸的，并且要比一般的鋼筋混凝土相比較，結構更加厚實、混凝土體積更大、工程條件更為復雜、技術施工難度要求更高，水泥水化熱容易致使結構產生溫度和收縮變形。因此，施工很復雜，技術要求又高，工民建基礎工程大體積混凝土經常出現質量問題，一旦產生問題對于工程的正常使用及其耐久性就會有危害，甚至威脅人身和財產安全，所以研究保障大體積混凝土的結構質量是異常重要的。

工民建建筑；基礎工程；大體混凝土；質量控制

引言

近年來,我國大型工民建基礎工程建筑日益增多,由于構造上需要一些懸索橋錨碇及工民建基礎工程承臺,設備基礎結構采用大幾何尺寸的設計方案,采用混凝土施工時其龐大的體積達一萬至幾萬立方米,而且與一般的鋼筋混凝土相比,其結構厚實、混凝土體積大、工程條件復雜、施工技術要求高,水泥水化熱易使結構產生溫度和收縮變形。在這些工民建基礎工程施工過程中,已出現多起工民建基礎工程大體積混凝土工程質量問題,這些問題會給工程正常使用和耐久性帶來不同程度的危害。就工民建基礎工程大體積混凝土的質量管理等角度,研究如何保證大體積混凝土結構質量問題。

美國混凝土學會的規定為“任何就地澆注的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大的限度減少開裂”。日本建筑學會的定義是“結構斷面最小尺寸在80cm以上，水化熱引起的混凝土內的最高溫度與外界的氣溫之差，預計超過25℃的混凝土，稱之為大體積混凝土”。

一、大體積混凝土產生施工質量問題的成因

混凝土是由多種材料組成的非勻質材料，其特點是很高的抗壓強度、優良的耐久性、較低的抗拉強度、較低的變形能力、但是容易開裂。經過工程實踐得到證明，大體積混凝土施工質量的問題，是混凝土溫度變形產生的裂縫問題，并非力學上的結構強度問題。大體積混凝土結構因為外部荷載導致裂縫的可能性很低，主要因素是水泥水化過程中釋放出的水化熱而引起的溫度變化、混凝土收縮產生的溫度應力及收縮應力從而導致裂縫的。由此可見，控制溫度應力和溫度變形預防開裂，是我們需要并值得研究的，只有降低混凝土的溫度應力、提高其本身的抗拉性進行綜合的分析才能防止混凝土產生裂縫。

二、體積混凝土施工質量控制的措施

首先，在選用原材料方面，因為水泥的用量會直接影響水化熱的多少和混凝土的升溫，大體積混凝土應選用水化熱較低的水泥，比如說低熱礦渣硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥等等，并且要盡可能少用水泥。細骨料最好采用中砂，因為中砂比細砂能夠減少水和水泥的用量。在可泵送情況下粗骨料選用粒徑在5至20mm連續級配石子，從而減少混凝土收縮、不會變形情況的發生。如果使用摻合料，使用添加粉煤灰的技術。在混凝土中添加粉煤灰一可節約水泥量，二可降低水化熱，增加混凝土和易性，從而大幅度提高混凝土后期強度，推移溫度上升至峰值的時間。

其次，外加劑的正確使用，采用減水劑、比如SF-1緩凝高效減水劑。采用膨脹劑，比如說使用比較廣泛的U型膨脹劑無水硫鋁酸鈣或者硫酸鋁。大量試驗證明，在混凝土中添加了膨脹劑之后混凝土內部產生的膨脹應力，可以抵消一部分混凝土的收縮應力，進而提高了混凝土抗裂強度。

在混凝土澆筑時采用延緩溫差梯度和降溫梯度的措施，在澆筑前經詳細計算安排分塊、分層澆筑次序、流向、澆筑厚度、寬度、長度、前后澆筑的搭接時間；控制混凝土入模溫度并加強振搗，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，一般，插點間距為300～400mm，插入到下層尚未初凝的混凝土中約50～100mm，振搗時應依次進行，不要跳躍式振搗，以防止發生漏振和過振，確保人力、物力、保證施工按計劃順利進行，保證混凝土供應，確保不留冷縫；澆筑后對大體積混凝土表面較厚的水泥漿進行必要的處理，一般澆筑后3至4小時內初步用木長刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓兩遍，再用木抹子搓平壓實，以控制表面龜裂；混凝土澆灌完后，立即采取有效的保溫措施并按規定覆蓋養護。

在監測混凝土溫度時，要在混凝士內部和外部設置溫度測點，設置保溫材料溫度測點及養護水溫度測點，現場溫度監測數據由數據采集儀自動采集并進行整理分析。每一測點的溫度值、各測位中心測點與表層測點的溫差值，作為研究調整控溫措施的依據，防止混凝土出現溫度裂縫。為反映溫控效果可在少數混凝土層中埋設應變計進行溫度應力檢測，應變計沿水平方向布置，檢測水平方向應力分量。采用薄壁鋼管在一些混凝土澆筑分層中，鋪設冷卻水管進行通水冷卻操作，冷卻水管使用前進行試水，防止管道漏水和阻塞。根據混凝土內部溫度監測，控制冷卻水管進水流量及溫度。

三、體積混凝土防裂措施的設計

結構形式設計得合理，不但減少工程數量，而且減低水化熱。大體積混凝土因為體積龐大，施工周期通常較長，根據結構受力情況來確定適宜混凝土評定驗收齡期，突破正常標準要一個月的評定驗收齡期，變為兩個月或者更久，評定驗收齡期充分考慮混凝土的后測精度高于觀測點水準路線的精度。路線中的設站數、視線長度、測回數要通過計算來確定。基坑降水沉降監測中。面對同一建筑物各沉降點之間的高差精度的重視程度，高于沉降點至基準點的高差精度。所以，在設計觀測點水準路線時，同一建筑物的沉降觀測點最好是組成彼此相關聯的閉合環線。這樣盡管所測得的觀測點高程的精度稍低一些，而相連觀測點之問的高差是直接測定的，所以高差精度并不低。這樣可使得觀測點水準路線選定時稍靈活一些。不至于要求過高而無法滿足但在實際操作中，由于受建筑障礙的影響，有可能出現沉降觀點之間不便彼此相關聯的情況。

在設計觀測點至基準點之間水準路線時，需要考慮兩點：第一，所測得的觀測點的高程最好是等精度的；第二，由觀測點高程計算出的高差的精度必須達到設計要求的精度各觀測點至基準點問的水準觀測路線。

四、結束語

以往單一依靠承包單位的管理是不能保障大體積混凝土施工質量的控制順利實施,應當充分發揮監理、總包單位相應在技術上和管理上積累的經驗,從施工準備階段入手,在事前、事中和事后等環節采取有效的控制措施,特別是對原材料嚴加控制,對施工方案認真審核,對關鍵的控制環節措施到位,從技術上、經濟上幫助承包單位確定合理的施工方案,防止溫度裂縫給工程帶來的隱患,確保大體積混凝土的施工正常有序的進行。

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