高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土冬季施工技術(shù)的研究

陳 康

（綿陽市文辰建筑工程有限責任公司， 四川 綿陽 621600）

0 前言

隨著城市高層和超高層建筑拔地而起，它的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層和地下室基礎(chǔ)混凝土一般均屬于大體積混凝土的范疇。實踐中很多基本在下半年破土動工，大體積混凝土溫控和冬季施工難點交織，相互影響。本文結(jié)合綿陽市“理想城邦”商住樓筏板基礎(chǔ)混凝土施工實際工程案例來探討和研究大體積混凝土冬季施工技術(shù)。

1 冬季大體積混凝土施工概述

大體積混凝土是指實體最小尺寸不小于1 米的大體量混凝土[1]。根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ/T104-2011)中規(guī)定，當室外日平均氣溫連續(xù)5 天穩(wěn)定低于5℃，即進入冬期施工[2]。

大體積混凝土澆筑初期，大量的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高，引起混凝土內(nèi)外較大的溫差及應(yīng)力，導致混凝土開裂。因此，按規(guī)定將混凝土內(nèi)外溫度差控制在25℃以內(nèi)，成為冬季大體積混凝土施工的重點和難點。

2 混凝土開裂原因分析

2.1 水泥水化熱的影響

混凝土澆注后前期，水泥在水化過程中釋放大量的水化熱，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部聚集熱量，結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度不斷升高，內(nèi)外溫差不斷上升，在混凝土外表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。在后期由于水化熱減少而降溫過程中，由于受到地基的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種拉應(yīng)力時，溫度裂縫就開始出現(xiàn)。

2.2 氣候的影響

大體積混凝土的澆注時間較長，外界溫度晝夜變化較大。氣溫越高，混凝土澆注溫度就越高，散熱速度越慢。晝夜溫差或混凝土澆注后氣溫驟降，可能使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大溫差(>25℃)，而溫度應(yīng)力則是由溫差所引起的溫度變形引起的。因此，溫差越大，溫度應(yīng)力越大，出現(xiàn)裂縫的可能性越大。

2.3 混凝土的收縮變形影響

混凝土中的水分蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮。在高溫下很容易引起收縮變形。不當?shù)陌韬戏椒ā沧?、振搗，使混凝土內(nèi)粗、細骨料分配不勻，密實度不均勻，收縮系數(shù)不同，在不同的情況約束下，容易造成易損件開裂。

3 冬季基礎(chǔ)底板大體積混凝土的施工方案

3.1 材料選擇

1.采用低水化熱的普通硅酸鹽42.5 水泥。

2.使用中粗砂、5～40 mm 的碎石，含泥量：石子小于1%，砂小于2%。

3.加入緩凝劑、減水劑、微膨脹劑、早強抗凍劑，改善物理力學性能。

4.骨料堿含量應(yīng)按照管理規(guī)定，總當量應(yīng)當小于 5 kg/m3。

5.加入粉煤灰和礦粉；水灰比小于0.5，坍落度控制不小于160 mm。

3.2 混凝土澆注溫度

冬季施工對控制大體積混凝土內(nèi)外溫差不利，但對控制內(nèi)部溫度峰值有利。當溫度降低到0℃度時，混凝土中的水開始結(jié)冰，水化作用減慢直到基本停止，甚至產(chǎn)生凍害?；炷炼境鰪S溫度不得低于10℃，入模溫度不得低于5℃，為此混凝土在運輸過程中應(yīng)采取保溫措施。負溫下拌制混凝土可適當將水和砂石加熱，但水和砂石混合物的溫度應(yīng)不超過40°C。

3.3 施工方法

本次混凝土全部采用大噸位攪拌車運輸，滾筒保溫，混凝土輸送泵處應(yīng)搭設(shè)保溫棚，泵管用電熱毯加保溫被包裹，確保混凝土入模溫度在5℃以上。

每車混凝土運輸時間控制不得超過1 小時，上下班避高峰1 個小時間歇時段，現(xiàn)場須至少儲備6 輛18-20 m3 攪拌車，確保連續(xù)澆筑施工。

根據(jù)后澆帶劃分施工段，水平方向不留施工縫。采用斜面分層連續(xù)澆筑，斜面由泵送混凝土自然流淌而成，坡度控制在1:3 左右，每層厚度約500 mm，水平方向錯開距離大于8 m，以保證分層混凝土層間的施工質(zhì)量。

大體積混凝土澆筑、振搗過程中，容易產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。一般情況下，上涌的泌水和浮漿會順著混凝土澆筑形成的坡面下流到集水坑或電梯井坑內(nèi)，可以用水泵抽掉，局部少量泌水可用海綿吸除。

3.4 混凝土保溫養(yǎng)護

混凝土養(yǎng)護采用綜合蓄熱法。混凝土二次振搗抹面完成后用噴霧器在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑并覆蓋薄膜后待其初凝，當表面基本可以上人時，加蓋60 ㎜的聚苯板(地下室外墻防水護板提前進場)和約30 mm 保溫棉被。

4 混凝土溫度控制

4.1 溫度測量的方法和要求

采用TM-902C 溫度計和嵌在混凝土中的測溫線。澆筑混凝土10 小時后，將預(yù)留的測溫線插頭插入溫度計3～5 秒，待讀數(shù)穩(wěn)定后進行計數(shù)。要求見表1。

表1

4.2 測溫布點

根據(jù)施工進度在筏板混凝土邊緣、中部、角部、積水坑、電梯井等位置間距10-15m 布置測位，每個測位在筏板斷面上中下布置三個測點。在混凝土澆筑前，將下端封閉的測溫套管固定在測溫點平面位置上，并在套管的不同高度放置測量元件，監(jiān)控大體積混凝土的內(nèi)部溫度變化規(guī)律，能及時地指揮后續(xù)施工和養(yǎng)護工作，確保大體積混凝土施工養(yǎng)護工作的安全性和有效性。

4.3 溫控結(jié)果分析

通過跟蹤溫測，得到了大量的溫度變化數(shù)據(jù)。經(jīng)過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)底板混凝土內(nèi)部溫度總體變化趨勢基本相似。

保溫板以下、薄膜以上混凝土表面溫度呈現(xiàn)“先增后減”的規(guī)律：即混凝土從澆筑完畢后，由于水泥水化熱的影響，混凝土內(nèi)部溫度不斷上升，然后通過天然散熱，溫度又逐漸下降。足見保溫板良好的保溫效果。

5 結(jié)論

(一)“三摻技術(shù)”在混凝土配制中應(yīng)用，可在一定程度上降低水泥用量、水化熱、混凝土收縮、推遲初凝時間、提高工作性、避免加熱階段產(chǎn)生裂縫。

(二)采用傾斜分層間歇注入大體積混凝土的方法,覆蓋塑料薄膜,絕熱板和絕熱被,可以幫助減少混凝土的內(nèi)外溫差,延遲收縮和散熱時間,并使混凝土獲得必要的緩慢散熱的過程,減少變形速度。防止內(nèi)外溫差過大引起的溫度裂縫。

(三)實踐證明，綜合蓄熱法在夏熱冬冷地區(qū)的冬季應(yīng)用，既能有效提高冬季施工效率，又能減少因溫度變化引起的裂縫，從而滿足工程質(zhì)量要求。

最后，只要控制好原材料，優(yōu)化施工工藝，重視混凝土保溫測溫，加強混凝土質(zhì)量控制，冬季大體積混凝土施工中的裂縫是可以避免的。