大溫差下筏板基礎混凝土施工技術

高立軍

（山西六建集團有限公司 山西太原 030024）

1 工程概況

某工程位于我國北方地區，其筏板基礎厚800mm。5月份開工建設，9月份綁扎筏板鋼筋，10月中旬澆筑混凝土，正值該地區秋冬季節交替，晝夜溫差較大，對混凝土澆筑和養護極為不利。該工程與其他筏板基礎混凝土施工相比，具備凍深線下施工、地下水豐富、氣溫溫差大、工程條件復雜和施工技術要求高等特征。混凝土澆筑及養護過程中極易產生溫度收縮裂縫，因此在大溫差條件下如何控制好混凝土內外溫差及控制好夜間低溫混凝土的養護是高海拔大溫差條件下混凝土施工的關鍵。如何減少因氣候溫度差產生的混凝土內部約束應力，減少混凝土因收縮而產生的裂縫為本工程施工過程中的重點。且該地區同時建設工程較多，當地混凝土產能嚴重不足，如何科學組織、確保混凝土供給、避免出現冷縫是本工程筏板澆筑的重點。

本工程筏板基礎混凝土強度等級要求為C30，抗滲等級P6，采用60 d強度進行評定。水膠比控制在0.3～0.5；水泥含量≥300kg/m3，粉煤灰摻量不應大于15%的水泥用量，礦粉摻量不得超過水泥用量的20%。水泥應采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥，不應采用硫鋁酸鹽水泥、高鋁水泥、早強水泥、快硬水泥。本工程筏板混凝土粗骨料需采用碎石。

2 配合比優化

經過與設計院、設計單位、監理單位和混凝土供應商等相關參建單位的協商，經專家論證后對混凝土配合比進行優化，最終確定本次大溫差下混凝土的配合比見表1。對原材料的要求為：水泥為P.O.42.5；天然砂的細度模數為3.0，含泥量1.5%，孔隙率39%，表觀密度2620kg/m3；碎石的級配為5～31.5mm；拌合用水水為自來水；減水劑為聚羧酸系緩凝高效減水劑；外摻料為膨脹纖維。

表1 優化后的混凝土配合比

3 大體積混凝土保溫措施的探究與應用

3.1 設計保溫控制措施及標準

大體積筏板基礎混凝土溫度控制措施及標準以設計溫控技術要求為主，同時參照相關規范的要求進行。混凝土的內外溫差應≤16℃，混凝土澆筑過程中采用保溫材料進行保護，每天高溫時段對澆筑胚層采用保溫被覆蓋，減少混凝土溫度倒灌。該時間段內晝夜溫差較大，鋼模板外側嵌貼3cm厚聚苯乙烯保溫板，防止內外溫差和太陽輻射；拆模后在筏板基礎上表面粘貼5cm厚聚苯乙烯保溫板，側面采用5cm厚保溫卷材封閉保溫，卷材應緊貼混凝土側面；保溫板和保溫卷材的導熱系數≤0.158kJ/m·h·℃、表觀密度≥32kg/m3、吸水率≤1%。

3.2 現場實施階段保溫控制措施

3.2.1 混凝土運輸

該地區10月晝夜氣溫低于混凝土拌和物溫度，為了確保混凝土入模溫度且在運輸過程中減少熱量消耗，結合當地相關單位混凝土澆筑經驗和公司內部討論，決定選擇距離適中的攪拌站，采用攪拌運輸車運送的混凝土，宜在1.5h內卸料，當最高氣溫低于25℃時，運輸時間可延長0.5h，泵送混凝土運送延續時間最長不宜超過試驗室出具的混凝土初凝時間的1/2[1]。

3.2.2 混凝土澆筑

在晝夜溫差達10℃以上的天氣情況下澆筑混凝土，混凝土的裂縫控制難度極大，根據當地相關單位混凝土澆筑經驗和公司內部討論，決定在上午即溫度適中時（10℃～15℃）開始進行混凝土澆筑，并且需要保證混凝土的入模溫度，混凝土澆筑時間全部安排在溫度最適中（10℃～15℃）的條件下澆筑，能確保混凝土入模前后的溫差較小。每個區域混凝土澆筑最適宜溫度持續的時間僅有8h，在此期間只有合理的混凝土供應才能保證在黃金時期完成混凝土澆筑。為此，項目采用攪拌站駐場，現場控制發車間隙以保證混凝土不間斷、不等待、及時入模[2]。

3.2.3 混凝土養護

在混凝土收面時氣溫降至12℃左右，混凝土逐步開始凝固并產生水化熱，此時對收面完成的混凝土進行灑水并覆蓋塑料布進行養護，過程中檢查混凝土表面是否有微裂縫，若有則馬上用混凝土抹子壓實收光，封閉裂縫。塑料布的搭接不少于100mm，在鋼筋頭周圍再覆蓋一層塑料布，將混凝土表面蓋嚴，以減少水分的流失，保溫保濕。筏板混凝土澆筑后內外溫差應控制在25℃內，夜間7點后氣溫逐漸降低至10℃以下，為了防止過大的內部及表面與大氣的溫差，導致混凝土產生裂縫，夜間將采用塑料薄膜（保濕層）+擠塑板（密度18kg/m3保溫層）+防雨塑料薄膜的方式進行養護，在夜間12點以后該地氣溫出現多次降至零下的情況，為了保證混凝土養護溫度，在擠塑板與防雨塑料薄膜間增加棉被進行保溫，防止混凝土出現裂縫。

3.3 保溫措施改進對大體積混凝土作用

為了解混凝土澆筑及養護過程中筏板基礎混凝土內的溫度情況，在其內部布置了多個溫度監測點，監測混凝土內、外部溫度情況，監測結果見圖1。

圖1 溫度監測結果

通過監測結果分析得到：在混凝土表面保溫，形成混凝土內部與表面溫度熱量的動態循環，混凝土內部溫度與表面溫度差值在6℃左右，對于極端天氣（寒潮）也能滿足設計混凝土內外溫差值≤16℃的標準，通過以上分析，在大溫差地區混凝土內外溫差過大問題可以通過人為干預來解決，且能達到良好的效果。

4 結論

筏板基礎混凝土養護至指定齡期后檢測單位對混凝土進行鉆芯取樣，測試結果均滿足設計要求；對混凝土表面存在的收縮裂縫進行檢測，檢測結果顯示抽檢的裂縫均為表面收縮裂縫，裂縫深度最大處約為10mm，未超過鋼筋保護層。通過本工程的施工得到以下結論：①合理安排工期，大體積混凝土澆筑時間盡量安排至氣溫適合及穩定季節；②混凝土澆筑前，充分了解及調研當地混凝土供應情況，合理安排澆筑順序及方量；③根據澆筑時的氣溫情況，合理調整混凝土配合比。④不同溫度情況下，及時調整養護方式并隨時進行實體觀察；⑤在經過冬季停工期后及時對澆筑完成的混凝土進行實體檢測，若存在問題應及時對隱蔽工程進行處理。