筏板基础大体积混凝土温度裂缝的控制.pdf

筏板基础大体积混凝土温度裂缝的控制 Te mpe r a t u r e Cr a c ki n g Co n t r o l o v e r M a s s Co n c r e t e f o r Ra ft F o u n d a t i o n 冯伟 中交三航局兴安基建筑工程有限公司 上海2 0 1 3 1 5 摘 要 ： 混凝土温度裂缝的控制一直是施工中的难题 ，尤其是大体积混凝土不易散热 ，内外温差过大易引起裂缝 ，甚至 会破坏混凝土结构。以沧州嘉禾一方花园工程的筏板基础大体积混凝土施工为例 ，通过调整配合比设计 、控制 出机入 模温度 、对二次振捣和养护等方面的严格要求等措施 ，达到无可见裂缝的施工 目标。 关键词： 筏板基础 大体积混凝土 温度裂缝 控制措施 中图分类号： T U 7 5 5 7 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 2 ) 1 0 1 0 0 2 0 3 1 工程概况 沧卅l 嘉禾一方花园( 二期 ) 工程位于河北省沧州市小屯 村 ，由沧州一方房地产开发有 限公 司投 资建设 ，总面积 1 6 2 3 2 9 2 0 il l ， 建筑总高 9 7 2 m ( 9 7 5 m) 。 本工程为钢筋混凝土剪力墙结构 ，基础类型为预应力 混凝土管桩 +筏板基础 ， 结构安全等级为二级 ， 抗震设防 烈度为 7度。本工程于 2 0 1 1 年 3月 1 0日正式开工 ， 合同工 期为 5 8 0 d o 2 0 1 1 年 3 月 1 7日正式挖土， 4月中下旬各单位 工程分别通过基槽验收 ， 5 月 2 O日前完成垫层浇筑和 防水 卷材施 工，进入 筏板基础的施 工。筏板基础垫层采 用厚 l 0 m m的 C 1 5素混凝土 ， 防水层采用厚 4 m m S B S防水卷材 ， 底板混凝 土标号 C 3 5 ， 厚度为 1 0 0 0 m m 。底板配置上 、 下 2 层钢筋网， 均为 西2 5 m m 1 5 0 m m 。 2 施工难点要点分析 通过对以往工程和本工程 的比较和分析 ，本工程筏板 基础大体积混凝土施工难点和要点为 ： 底板钢筋绑扎量大 ， 上层钢筋网片距地 1 0 0 0 m m ， 需要采用支撑 ： 厚 1 0 0 0 m m 底板混凝土配合比选择及 防裂措施 ；底板混凝土浇筑策划 ( 包括搅拌站选择、 原材料质量控制、 运输保证措施 ) 及现场 组织( 现场部署、 技术交底 、 交通组织 、 现场施工协调 ) 混凝 土浇筑过程中的分层控制 ； 混凝土防裂养护。其 中， 大体积 混凝土的温度裂缝控制是影响施工质量的最重要因素。 根据国标的要求 ， 筏板基础大体积混凝土浇筑成型后 温度裂缝不产生一般缺陷 ， 或一般缺 陷符合合格要求( 裂缝 作者简介 ：冯伟 ( 1 9 8 5 一) ， 本 科 ， 助理工程 师。 通讯地址 ：上海浦东新区康安路 6 2 7号 ( 2 0 1 3 1 5 ) 。 收稿 日期 ：2 0 1 2 0 7 0 2 l 0 0 2 I 2 0 1 2 1 0 B u i ld in g C o m u c t l o n 宽度0 0 5 m m ) ，即筏板基础大体积混凝土实体无肉眼可 见裂缝。 3 温度裂缝产生的主要原因 影响大体积混凝土施 工质量和温度裂缝的因素较多 ， 结合本工程施 工特点和 当地工程现状调查 ， 主要从人 、 材、 机、 法、 环 5个方面对影响大体积混凝土施工质量的因素进 行了全面的分析 ， 得出温度裂缝产生的主要原因如 ： ( a)混凝土材料使用、 配合比设计不当。 本工程筏板基 础厚度为 1 m， 混凝土标号为 C 3 5 ， 体积较 大， 产生的水化热 较大且热量不易散发。水泥水化热使混凝土浇筑体早期塑 性收缩和混凝土硬化过程中的收缩增大 ，使混凝土浇筑体 内部的温度一收缩应力剧烈变化 ，而导致混凝土浇筑体产 生裂缝。 ( b )混凝土出机入模温度高。施工期间当地环境温度 较高， 砂 、 石和水泥的温度较高 ， 致使混凝土出料温度较高 ， 且混凝土在运输的过程中升温较快 ，致使混凝土入模温度 较高。 ( C )混凝土泌水引起开裂。大体积混凝土因泌水容易 产生内部微裂 ， 降低 了混凝土密实度、 抗压强度和抗裂性 ， 应加以解决。 4 实施过程中的质量控制 4 1 完善细化施工方案和技术交底 查阅、 收集相关大体积混凝土施工规范和技术资料 ， 对 筏板基础大体积混凝土专项施工方案 重新编制 ， 细化主 要操作工艺； 同时邀请业主单位、 监理单位对本方案和主要 操作工艺进行论证。 经完善细化后， 进行专题培训和技术交 底 ， 并签订 了施工质量承诺书 ， 使管理人员、 班组长和操作 人员都做到心中有数。在施工 中， 通过操作人员 自检、 班组 长检查、质量员验收复核等程序并根据项目部的质量标准 严格把关( 图 1 ) 。 图 1 工序 质量 控制程序 4 2 调整配合比设计 ， 严格控制原材料质量 预拌混凝土供应公司生产能力制约着现场浇注 的速度 和质量，确认选 用当地优质混凝土企业沧州市沧兴商 品混凝土公司。经现场考察 ， 其拥有 2条 H Z S 1 2 0生产线 ， 日 生产能力可达 3 0 0 0 m 。 ： 2 条 H Z S 1 8 0 生产线 ， 日生产能力高 达 4 5 0 0 m 。 ， 能够满足现场浇注施工。 根据 大体积混凝土施工规范 ( G B 5 0 4 0 9 - 2 0 0 9 ) 4 3 配合 比设计相关要求 ，与商 品混凝土公 司就大体积混凝土 施工配合 比配置遵循以下原则 ： 选 用水化热低 、 凝结时间长 的水泥 ， 以降低混凝土的温度 ： 掺加粉煤灰取代一部分水泥 以降低水化热产生的高温峰值 ； 掺加高效减水剂， 以减少水 和水泥的用量， 延长混凝土达到最高温度的时间； 在保证可 泵性的前提下， 尽量减少单位体积混凝土 的用水量 ， 严格控 制水灰比。具体要求和参数为 ：应符合现行国家现行标准 普通混凝土配合比设计规范 J G J 5 5 相关规定 ； 所配制的 混凝土拌合物 ， 到浇筑面的坍落度不低 于 1 6 0 m m； 拌合物 用水量不宜大于 1 7 5 k g m 。 ； 粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料 的 4 0 ， 矿 渣粉掺量不宜超过胶凝材料的 5 0 ， 粉煤灰和矿 渣粉掺 合料 的总 量不 宜大 于混凝 土 中胶 凝材 料 用量 的 5 0 ： 水胶 比不宜大于 0 5 5 砂 率宜为 3 8 一 4 2 ， 拌合物泌水 量宜小于 1 O L m 0 。 实际 配合 比设计 情况 ：满足相 关规 定 ；实测稠 度 1 8 0 m m ； 设计拌合物用水量 1 7 6 k g m 。 ； 粉煤灰掺量 l 3 3 名 ； 矿渣粉掺量 l 1 3 ： 粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量为混凝土 中胶凝材料用量的 2 4 6 ； 水胶 比为 O 4 2 ； 砂率为 3 9 ； 泌水 量 8 5 L m 。 。 对配制大体积混凝土各原材料进行审查 ，检查其出厂 合格证书和进场检验报告是否符合要求。混凝 土原材料散 装水泥以 5 0 0 t 为一验收批 ；石子、砂 以 4 0 0 m 为一验收 批 ， 外 加剂以 5 0 t为一验 收批 ： 石子的检测 项 目为颗粒级 配 、 含泥量、 泥块含量及针、 片状含量检验 、 压碎指标检验 ； 砂 的检测项目为颗粒级配、 含泥量、 泥块含量。试验员定时 抽查现场实际使用材料 ， 是否与试验所用材料一样 ， 并要求 搅拌站生产室配合 比操作台 ，实施 2 4 h 轮流值班制度 ， 保 证生产混凝土配合 比无异常情况发生。 4 3 降低混凝土 出机、 入模温度 通过与商品混凝土公司的沟通与交涉 ， 并实地考察、 确 定其原材料的降温措施 ： 降低砂石料和水泥等材料温度 ， 砂 石料仓和水泥罐上搭设凉棚， 避免太阳光直接照射 ， 碎石用 冷水喷淋 ； 拌和用水在距离开盘前 1 h 从水井内抽出来 ； 拌 制混凝土中掺入冰块 ， 并从用水量 中扣除 ； 混凝土输送罐车 外包裹塑料保温膜 ， 防止太阳照射后升温过快。 同时， 组织对到达现场的每车混凝土进行测温 ， 发现温 度过高的退回混凝土搅拌站。 4 4加强振捣和养护 本工程基础底板浇筑采用坡度为 1 ： 6左右 ， 分层浇筑 厚度控制在 5 0 0 m m ， 由一边退向另一边、 斜面分层浇捣。 根 据混凝土浇筑时 自然坡度 ，在每个浇筑带的前后布置 2 道 振动器 ， 第 1 道布置在混凝土的卸料点 ， 解决上部混凝土的 捣实 ； 第 2 道布置在混凝土的坡脚处 ， 确保下部混凝土 的密 实 ， 浇筑方 向由前往后退浇 ， 振动器也相应跟上 ， 以确保整 个混凝土的浇筑质量。 根据混凝土浇筑时的自然流淌距离约 9 m ，浇筑面宽 度为 2 0 m ， 每层浇筑厚度为 5 0 0 m m ， 相邻 2 层 的浇筑时间 间隔约 为 0 5 h 。 在浇筑过程 中， 混凝土振捣是一个重要环节 ， 严格按操 作规程操作 ， 做到快插慢拨。保证在振捣过程中， 振捣棒略 上下抽动 ， 使混凝土振捣密实 ； 插入点间距控制在 3 0 0 m m 以内， 离 开模板 2 0 0 m m ， 并采 用单 一的行列形式 ， 以免漏 振 ： 同时掌握振捣点时间， 控制在 2 0 S 左右 ， 直至混凝土表 面泛浆 ， 不出现气泡 ， 混凝土不再下沉为止。 底板混凝土表层进行二次振捣，以确保混凝土表面密 实度。 待第一次混凝土振捣完成 2 0 m i n 3 0 m i n并已浇筑 出一定面积后 ， 在混凝土初凝前再进行第二次振捣。 混凝土 在浇筑 、 振捣过程中 ， 上涌的泌水和浮浆沿混凝土面排 到后 浇带的排水沟 ， 通过沟内设置的集水坑抽出基坑 ， 以提高混 凝土质量 ， 减少表面裂缝。 由于泵送混凝土表面的水泥浆较厚 ，故在混凝土浇筑 到顶面后 ， 应及时把水泥浆赶至后浇带处的排水沟， 并初步 按标高刮平， 采用木抹子反复搓平压 实， 使得混凝土硬化过 程初期产生的收缩裂缝在塑性阶段就予以封 闭填补 ，再用 压光机进行表面压光 ， 以保证表面的密实度和光洁度 ， 减缓 混凝土表面失水速度。 当表面压光后稍待收水后 ， 及时覆盖 保温材料。 ( 下转第 1 0 0 6页) 建 筑 施 工第3 4 卷第l O t I 1 0 o 3 l 囊 螨州堆蝎 雌 6 j 嚣 一l 地凡f l i 谴数再漫带 地瞬 图 4 8 塔吊安装完成 后现场总平面布置 筋J i n x ： 场地 ，负责红星路沿线结构钢筋加工 ， T 2区钢筋加 工场地设置在已完成春熙路地铁站顶板上 ，沿红星路侧地 铁沿线设置木工加工房 ，作 为 T 1 、 T 2 、 Q I Q 8 模板加工场 地 ，T 4区因业主变更筏板完成后停工 ，局部作 为 Q 9 、 O l 0 J i n x - 场地 ， 周转材料临时堆场全部设置在基坑边上。 红星路一侧地下室封顶后 ， 将 T 1区、 T 2区加工房搬迁 至基坑边及地下室顶板上 ， 继续为 T 1区、 T 2区地上主体结 构施工服务 ， 适时拆除红星路地铁木工加工房。加快 Q 1 5 、 Q 1 6 、 Q 1 7区剩余土方转运及 出土，将 Q 1 4场地硬化作为 T 4 区加工场地。 待 Q 1 5 、 Q 6 、 O 1 7土方外运完成后 ， 安装 9 塔 吊， 拆除 Q I 4区加工场地 并搬迁至 Q 9区基坑边上和裙楼 0 1区、 0 5 区裙楼屋面 ， 进行剩余地下室结构施工( 图 5 ) 。 通过总平面布置的动态调整 ， 流畅的施工组织， 合理划 分施工流水段， 组织流水施工 ， 根据工程进度适时调整加工 场地及 周转场地布置 ， 有规划地进行地下室加工场地及 周 图 5 9 塔吊安装完成 后现场 总平面布 置 转场地搬迁及地下室主体结构施工 ，解决 了项目工程体量 大、 基坑周边可利用场地狭小 、 周边环境复杂、 材料组织难 度大， 加工场地及周转场地布置困难等难题。 4 结 语 成都国金 中心工程地下室工程体量大， 工期任务紧， 施 工环境复杂 ， 项 目全体人员以技术为先导， 以创新创效为手 段 ， 大 力开展技术攻关， 总结 出了超深超大基坑地 水综合 疏导处理方式，攻克了超大截面地下室外墙单侧支模施工 的技术难题 ， 通过提前制定地下室施工组织的流程 ， 开展灵 活多变的加工场地规划， 合理利用有限的基坑周边场地 ， 为 地下室的顺利施工提供 了很好的技术支撑，取得 了较好的 效 果 。 ( 上接 第 1 0 0 3页 ) 5实施效 果检 查 通过以上一系列措施和质量控制 ，完善细化大体积混 凝土专项施工方案 ， 明确了主要施工工艺和流程， 确定 了岗 位责任制度 ： 大体积混凝土配合比重新调整， 保证 了混凝土 的可泵性 ， 其和易性、 坍落度均能满足要求 ； 各项原材料检 测资料齐全 ， 复测均合格 ， 从而保证 了混凝土质量 ； 严格控 制了大体积混凝土的出机温度和入模温度 ，均 能控制在 3 O。 C 以内， 未发现超高温度 ， 并具备可泵性 ： 施工中专人负 责各项施工工艺， 振捣密实 ， 无蜂窝麻面等缺 陷， 养护及时 ， 提高混凝土抗压强度， 从而提高了抗裂性。 截 止 到 2 0 1 1年 6月 底 ，共 浇 筑 大 体 积 混 凝 土 7 0 0 0 m 。 ， 混凝土现场取样标准养护试件 4 9 组 ， 同条件试 块 2 1 组 ， 经第三方检测均合格 ； 通过对已完成的基础筏板 大体积混凝土检查， 总检查面积 5 0 0 0 m ， 未出现 肉眼可见 l 0 0 6 l 2 0 l 2 1 。 B u il d in g C o n s tr u c ti o n 裂缝。 6 结语 基础筏板大体积混凝土的顺利施工， 实体强度合格 ， 未 出现裂缝 ， 保证 了工程质量， 也大大缩短了工程工期 ， 从而 赶在 7 、 8月份当地雨季到来前 完成地基 与基础分部 的施 工 ， 为工程的I I lJ 竣工打下 了坚实的基础。同时 ， 也为以后 类似工程积累了经验，培养了一批技术人才和有经验的施 工技术人员 ； 赢得了业主和监理单位的好评 ， 为我公司树立 了良好的企业形象 ， 提高了建筑施工市场的竞争力。 参考文献 【 1 刘红洋 温变条件下混凝土温度应力变化规律研究 I ) I 哈尔滨 ： 哈尔滨 1 业 大学 2 0 0 9 ( 2 】 吴晓娥 建 筑筏板基础混 凝土温度裂缝 控制技术 ， 。 东建材 ， 2 0 1 】 f ( 】7 ) ： 1 0 6 -1 0 7 【 3 石南南 基于温度历程和变约束条件大坝混凝土7 1： 裂防 I 素研 究 南 京 ： 南 京航空 航 天大学 ， 2 0 0 9 髓 地 为 侧 筑 建 阿 没 组 施 泌 浅 军 颜 E 献 一 曷 文 考 参