大洲·国际龙郡基础底板大体积混凝土施工技术.pdf

2 0 1 2年第 5期( 总 1 8 6期 ) 安徽建筑 _一 鲁 大洲 国际龙郡基础底板大体积混凝土施工技 C o n s t r u c t i o n T e c h n o lo g y o f Ma s s C o n c r e t e o f F o o t i n g P i e c e f o r D a z h o u ， I n t e r n a t i o n a l L o n g j u n 杨建 员 力 ( 大 洲 控 股 集 团 有限 公司， 福 建 厦 门 3 6 1 0 0 0 ) 摘要 ：文章结合厦门大洲 国际龙郡基础底板大体积混凝土施工实 例 。从 以下方 面分析 了该 工程 大体 积混凝土裂缝控制的施工技 术， 包 括 大体积 混凝 土原材料 及施 工配合 比配 置研 究 ，混凝 土施 工绝 热温 升、 温度应力、 保温层厚度的计算， 混凝土保温保湿养护， 混凝土全过 程温度监测， 混凝土施工技术措施， 混凝土浇筑组织等。通过以上技术 措施 。 大体 积混凝土裂缝得到 了有效控制 ， 确保 了工程质 量， 取得 了良 好的 经济效 益和社会效益。 关键词 ： 大体积混凝土； 施工技术； 温度监测； 裂缝控制 中图分 类号 ： T U7 5 5 6 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 2 ) 0 5 - 0 0 7 6 0 3 1 工程概 况 大洲 国际龙郡项 目位于厦门市前埔会展中心西北侧， 总 用地面 积 2 3 2 4 2 m 2 ，总建筑 面积 7 5 9 3 7 m ，地下建 筑面积 1 8 0 6 5 m： ， 地上建筑面积 7 3 4 7 1 m ， 地下一层 。地上部分由 A 、 B 、 c 、 D 、 E 5栋住宅楼构成， 其中 一 楼均为 1 9层， 建筑 总高度 9 9 6 m ， 楼 l 6层，建筑总高度 8 4 O m，标准层高均为 工 5 2 m， 地下室底板最长处 2 4 4 m、 宽 7 9 m； 基础采用桩基筏板基 技 础， 群楼筏板厚度 3 0 0 m m， 主楼筏板厚度 2 0 0 0 ra m ； 混凝土总方 量 9 9 3 8 m ； 底板设置纵向后浇带 4条， 横向后浇带 1条， 后浇 带为温度后浇带， 后浇带将底板划分为 1 0个小块， 每块底板的 混凝土量为 7 0 0 m， 1 3 0 0 m ， ，筏板混凝土强度等级为 C 3 0 ， 抗 应 渗等级 s 8 ， 不允许出现贯穿性温差裂缝， 尽量减少混凝土干缩 用 裂缝， 底板混凝土一次性连续浇筑完成。 安 徽 建 筑 墨 2 大体积混凝土浇筑组织 2 1施工部署 混凝土浇筑采用混凝 土固定 泵一 站 ( 东侧 ) 、固定泵二站 ( 西侧 ) 、 汽车泵 三个 站点同时供应 ， 其 中汽车泵专 门用来 浇筑 主楼简体大体积混凝土。各泵做到浇捣速度基本相同， 自南向 北沿同向退出， 最终在基坑西北角收头。各台搅拌运输车间隔 布置在基坑四周的施工便道上，汽车泵随浇捣流向的推进， 在 现场做局部平移。 2 2 运输及浇筑温度控制 运输过程中混凝土罐车利用车载水箱里的冷水对罐体顶 部长方向配置的降温清洁棉布条进行不问断供水， 保证混凝土 在运输过程中的降温、 保温。现场设置二套泵管沿全长覆盖麻 袋 ， 每隔 3 0 m i n浇地下水进行全渗透湿润降温， 以减少混凝土 泵送过程中吸收太阳热辐射而导致的温度升高。 2 3连续均衡供应 为了紧密配合施工进度 ， 确保混凝土的连续供应， 经过周 密的计算和准备，一台汽车泵 ，配备了6 m ， 混凝土搅拌车 2 0 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 0 6 - 1 8 作者简介： 杨建勋( 1 9 7 6 - ) ， 男， 湖南益阳人， 毕业于厦门大学， 工程师 国家注册一级建造师 ， 国家注册监理工程师。 口地泵 汽车泵口 一 l 口 、 ；混 凝 j 】l 二 D： nqd = a口a d na 舡c ou= n aIt tC I nnn a “nc 面 ： ； ： c f m 1 l_ l - J_ J 一 口 l 口 、 l【J 一 口地泵 图 1 大体 积混凝 土浇筑 平面布置 图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 l 1 2 1 3 1 4 l 5 1 6 l 7 l 8 1 9 2 ( 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 7 2 8( d ) 图 2 测温 曲线 图 L J _u 圈 3 整体分层连续浇筑 施工示意图 辆， 在 2 4 h里始终保持了稳定的供应强度 ， 基本上做到了泵车 不等搅拌车 ， 搅拌车不等泵车， 未发生过一次由于相互等待而 造成堵泵现象。 搅拌运输车辆计算： _ Q l V ( L S + T , ) 式中： 一混凝土搅拌运输车台数( 台) p 一每台混凝土泵的实际平均输出量( m3 h ) 每台混凝土搅拌运输车的容量 m ) s 一混凝土搅拌运输车平均行车速度( k m h ) L 一混凝土搅拌运输车往返距离( k m) z 卜 每台混凝土搅拌运输车总计停歇时间( h ) 安徽建筑 2 0 1 2年第 5期( 总 1 8 6期 J C3 0 P 8施工配合比( k g m。) 表 1 - ( 3 0 + 3 0 + 6 0 ) 6 X( 2 0 2 0 ) = 2 0 ( 车辆 ) 2 4施工组织管理 在制定施工技术措施和质量措施的同时 ， 还落实了组织指 挥系统 ， 逐级进行技术交底 ， 做到层层落实 ， 关键环节落实到 人。 施工人员 、 管理人员、 后勤人员、 测温人员等应昼夜排班 、 倒 班 ， 坚守岗位， 加强过程监控， 各负其责 ， 以保证混凝土连续工 作。 2 5合理组织劳动力及机械设备 浇筑作业按 2台固定泵、 1台汽车泵分 3个小组，施工时 每个小组配备两班人员， 每 1 2 h 换一次班， 减少交接频繁带来 的质量隐患。 每班交接班注意事项， 并且主管工长必须到场， 混 凝土振捣工具必须有备份 ， 检查人员跟班作业 ， 以保证设备完 好； 技术人员、 试验人员必须跟班作业， 以保证及时进行检测与 取样； 配备通讯联系的无线对讲机， 保证互不干扰。 3 大体积低水化热混凝土配置研究 本工程基础底板混凝土一次性连续浇捣完成 ， 混凝土方量 达 9 9 3 8 m 3 ，最大的技术难题就是要解决大体积混凝土温度裂 缝。 为了控制混凝土温度、 避免出现温度裂缝 ， 笔者认为从原材 料选择 、 优化低水化热混凝土配合比， 是解决大体积混凝土裂 缝 问题的最有效途径 之一 。 3 1原材料选择 根据大体积混凝土对原材料的质量要求 ， 以及当地原材料 的具体情况，在保证混凝土体积稳定性和抗裂性能前提下， 选 用以下各种原材料进行性能对比试验检测。 水泥： 在选用配置大体积混凝土所用水泥时， 选用水化 热较低 的 4 2 5级普通硅酸盐水泥 ， 同时兼顾 水泥的需水性 、 与 外加剂 的适应性 ，其质量指标 符合 通 用硅酸盐水泥 ( G B 1 7 5 2 0 0 7 ) 的规定 。 砂 ： 采用中砂 ， 类 ， 细度模数 2 3 3 0 ， 含泥量小于 3 ， 砂的质量指标符合 普通混凝土用砂 、 石质量及检验方法 标准 ( j c j 5 2 - 2 0 0 6 ) 的规定。 碎石： 用质地坚硬、 级配良好、 石粉含量低、 针片状颗粒 含量少、 空隙率小的 5 m m 3 1 5 ra m碎石， 碎石的质量指标符合 普通混凝土用砂 、 石质量及检验方法标准) ( J G J 5 2 2 0 0 6 ) 的规 定 。 掺合料： 选用活性指数高、 细度适中、 流动性大、 烧失量 小的级粉煤灰 、 $ 9 5 矿粉 ， 其质量指标符合 用于水泥和混凝 土中的粉煤灰 ( G B 1 5 9 6 2 0 0 5 ) 和 用于水泥和混凝土中的粒 化高炉矿渣粉 ) ( G B T 1 8 0 4 6 2 0 0 8 ) 的规定。 外加剂 ： 选用 P o i n t 一 4 0 0缓凝高效减水剂， 其质量及应 用技术符合现行国家标准 混凝土外加剂 ( G B 8 0 7 6 2 0 0 6 ) 、 混凝土外加剂应用技术规范) ( G B 5 0 1 1 9 ) 和有关环境保护的规 定 。 水 ： 采用自来水作为混凝土拌合用水， 其质量指标符合 混凝土用水标准 ( J G J 6 3 2 0 0 6 ) 的规定。 3 2施工配合比试配 本工程大体积混凝土设计强度等级为 C 3 0 ，坍落度为 1 2 0 3 0 mm。 通过前面对原材料的初步选择和试验结果， 在搅拌站 进行水泥、 砂 、 石、 外掺料、 外加剂、 水的配合比优化试验， 首先 根据以往试配经验和工程实践选用一个合适的配合比， 试验此 配合比在使用本工程当地材料的表现； 然后在上次试验的基础 上 ， 调整 混凝土各成分含量 ， 进行试 配 ； 重 复此步骤 ， 直至 试配 出符合本工程需要的混凝土配合比。施工配合比详见表 1 。 4 大体积混凝土温度控制计算 4 1大体积混凝土施工绝热温升计算 根据表 1中混凝土施工配合比， 混凝土绝热温升可按下式 计算 ： ) = Q C P( 1 一e 1l 式 中： 混凝土龄期为 t 时的绝热温升值( ) 每 I n 混凝土的胶凝材料用量( k g m3 ) 水泥 2 8 d的水化热， P 0 4 2 5为 3 7 5 k J &g 混凝土的比热 ， 取 C = 0 9 3 k J ( k g ) P 一混凝土的重力密度， 取 2 4 0 0 k m， = WQ ( c =2 9 4 3 7 5 ( 0 9 3 X 2 4 0 0 ) =4 9 4 o C 混凝土内部实际最大温度为： T p +T ma x 式中： 卜混凝土内部最大温度 一 混凝土浇筑温度 2 5 卜不同龄期水化热温升与浇筑块厚度的关系值 ， 取 0 5 7 T = 2 5 + 0 5 7 X 4 9 4 = 5 3 2 则该工程基础底板大体积混凝土内部实际最高温度 为 5 3 2 。 4 2大体积混凝土温度应力的计算 4 2 1自约束拉应力可按下式计算 ( f ) = l 2 a X 嬲 E ) 日 ( f ， ) 式中： ( ) 龄期为 t 时， 因混凝土浇筑体里表温差产生 自约束拉应力的累计值( M P a ) O 卜_ 龄期为 t 时， 在第 i 计算区段混凝土浇筑体里表 温差的增量 ( ) E O 卜一 第 i 计算区段 ，龄期为 t 时，混凝土的弹性模量 ( N ram 2 ) 0 一混凝 土的线膨胀系数 H O ) 在龄期为 z时， 第 i 计算区段产生的约束应力延 续至 t 时的松弛系数 4 2 2外约束拉应力 按 下式计算 ： c r x ( t ) = a ( 1 1 ) O ) 。 E ) O -) 。 R O ) 式中： f 卜_ 龄期为t 时， 因综合降温差， 在外约束条件 下产生的拉应力 ( MP a ) 死( 卜龄期为 t 时， 在第 i 计算区段内， 混凝土浇筑体综 合降温差的增量( ) l - 一 混凝土的泊松 比， 取 0 1 5 R O 卜_-龄期为 t 时， 在第 i 计算区段内， 外约束的约束系 数 通过计算 自约束拉应力总值为 0 9 5 N ra m 们= 1 8 5 N m m ， 外约束拉应力总值为 1 2 3 N m m2 = 1 8 5 N m m , 说明在大体积 混凝土降温的过程中温度处于受控状态 ， 大体积混凝土不会出 现超规范允许的有害裂缝。 4 3大体积混凝土养护保温材料厚度6的计算 8 = 0 5 H A ( 一T b ) KJ A ( _ I _l _ 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 囫 2 0 1 2年第 5期( 总 1 8 6期 ) 安徽建筑 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 曩 式中 ： 6 一混凝 土表 面的保温层厚度( m) A ，保温材料 的导热系数 ， 取 A = O 1 4 W ( m A 混凝土的导热系数 ， 取 A = 2 3 3 WI ( m K) 。 一 混凝土浇筑体内的最高温度， 取 = 5 3 2 C 卜混凝土与保温材料接触面处 的温度 ， T o = 一 2 5 = 5 3 22 5 = 2 8 2 混凝土达到最高温度时大气平均温度，取 rr h =2 0 传热系数的修正值， 取 K = I 3 混凝土的实际厚度 ， 取 H = 2 0 m 0 5 H _指 中心最高温度 向边 界散热 的距离 ，其距 离为混凝 土实际厚度 的 1 2 6 = 0 5 HA l ( T a 一 ) K 6 A ( 7 T眦一 =O 5 X 2 0 X 0 1 4( 2 8 2 2 0 ) X 1 3 2 3 3 X( 5 3 2 2 8 2 ) 】 =1 4 9 2 5 8 - 2 5 =0 0 2 5 6 m 即取混凝土养护保温材料厚度 3 c m。 5 大体 积混凝土温度监测 本工程大体积混凝土选用北京建科院研制的建筑电子测 温仪( J D C 一 2型) 进行全过程监控测温。 每栋主楼简体深基坑布 置 3组测温点 ， 共 1 5组测 温点 。测 温点从垂直断面考虑包括 3 个深度处 温度 ： 混凝 土表层 ( 距 混凝 土表 面 1 0 c m高度处 温度 ) ， 混凝 土 中心温度 ( 即 1 2高度处 的温度 ) 和混凝 土底部 的温度 ( 距混凝土底面 2 0 c m高度处的温度) ，从水平方向考虑包括中 部 和边角 区。 混 凝 土浇 捣时 间从 2 0 1 0年 O 2月 1 3日 0 8 ： 0 0起 至 2 0 1 0 年 0 2月 1 6日 2 0 ： 0 0止 ，历时 8 4 h 。测温系统从 2 0 1 0年 0 2月 1 3日开始监测到 2 0 1 2年 o 3 月 1 3日监测结束， 历时2 8 d 。 在混 凝土 浇筑 后 2 0 h开始 测 温 ， 1 3 d每 2 h测一 次 ， 第 4 d6 d每 6 h测一次， 第 7 d一1 4 d每 1 2 h测一次 ， 第 1 5 d 2 8 d 每 2 4 h 测一次 ， 总的观测时间为 2 8 d。 从测温得知， 混凝土在前期升温速度很快， 在浇筑后 3 d左 右混凝土中心温度达 到峰值 ，混凝土 中心最高温度达到 5 3 5 ， 而后温度缓慢下降， 1 5 d后温度降低至 4 0 C以下， 测温 曲线详见图 2 。各项测试数据正常， 混凝土内部温度与表面温 度之差均小 于 2 5 ，混凝 土表面温度与环境 温度 之差均小于 2 0 6 大体积混凝土施工技术措施 6 1严格控制混凝土入模温度 泵送商品混凝土采用严格控制入模温度的方法， 要求混凝 土供应商提供适用的混凝土 ，保证混凝土入模温度控制在 2 5 左右 ， 减少混凝 土施工时 的内外温差 ， 为下一 步实施控温 保温措施创造有利条件。 6 2 混凝土的浇捣 主楼核心筒体大体积混凝土浇筑采用“ 分段定点、 一个坡 度、 分层浇筑、 循序推进、 一次到顶” 向前浇捣施工方法。 浇筑时 每层厚度不大于 5 0 0 m m， ( 每一大层内仍须做到斜面分层) ， 坡 度控制在 1： 6 左右， 振捣工作从浇筑层的底层开始逐渐上移 ， 以保证分层混凝土间的施 工质量 ，振捣 时振动棒垂 直插 入 ， 快 插慢拔 ， 插点交错 ， 均匀布置 ， 在振捣上一层混凝 土时 ， 应深入 下一层 5 0 m m一】 0 0 ra m ， 以便上下层混凝土充分咬合形成整体。 混凝土人模振捣 ， 在振捣时间界限 以前 ， 进行二次振捣 ， 以排除 混凝土 因泌水在粗骨料 、水平钢筋下部产生 的水分和空 隙 ， 提 高混凝土与钢筋的握裹力， 表面刮平抹压 1 h一 2 h后， 即在混凝 土初凝前在混凝土表面进行二次抹压， 消除混凝土干缩、 沉缩 和塑性 收缩产生 的表面裂缝 ， 增加混凝 土内部 的密实度。 6 3 混凝土 的泌水处理 在大体积混凝土浇筑、 振捣过程中， 容易产生泌水现象， 泌 水现象严重 时 ， 可能影 响相 应部 位的混凝 土强度指标 ， 为此 必 须采取措施 ， 消除和排除泌水。 一般情况下， 上涌的泌水和浮浆 会顺着混凝土浇筑坡面下流到坑底，施工中根据施工流水 ， 大 部分泌水排到集水坑和电梯井坑内，然后用潜水泵抽排掉， 局 部少量泌水 采用海绵 吸除处理。 6 _4 混凝土的保 温保湿养护 根据以上大体积混凝土温度计算结果 ， 底板混凝土保温保 湿养护措施采用二层塑料薄膜和二层麻袋覆盖养护， 即在混凝 土终凝前，二次抹压后即可在混凝土表面先覆盖一层塑料薄 膜 ， 以封闭混凝土内水分蒸发的途径 ， 使混凝土在潮湿条件下 进行养护以控制干缩裂缝产生， 在这之上再盖一层麻袋 ， 以减 少混凝土表面热量的散发 ； 其上再覆盖一层塑料薄膜 ， 以达到 防止雨水渗透的目的； 最后再覆盖一层麻袋。覆盖工作必须严 格认真贴实， 薄膜边幅之间搭接宽度不少于 1 0 c m， 麻袋之间边 口拼紧。养护过程保持混凝土表面湿润。 7结语 本工程实践证明：通过添加外加剂和掺合料可配置低 水化热混凝土。 在大体积混凝土中掺加粉煤灰和矿粉等活性掺合料 ， 充分利用活性掺合料的后期强度 ， 可减少水泥用量 ， 并改善混 凝土性能， 取得了良好的经济效益。 大体积混凝土中水泥用量减少，可以显著降低混凝土 水化热， 并延迟水化热峰值出现的时间， 有利于混凝土底板里 表温差的控制， 以防止温度裂缝的出现。 大体积混凝土施工绝热温升、 温度应力的计算 ， 对混凝 土温度裂缝控制起到了很好的指导作用。 采用塑料薄膜和麻袋保温保湿养护措施，有效地控制 了内表温差始终在允许范围内， 有效地延缓了混凝土内部的降 温速度 ， 是保证混凝土施工质量的关键措施 。 大洲 国际龙郡基础底板大体积低水化热混凝土的施 工实践， 以及在施工组织 、 设备配备、 材料供应和预拌混凝土运 输与泵送等方面的技术集成 ， 使约 9 9 3 8 m ，混凝土基础底板一 次连续浇筑成功， 取得了良好的社会效益和经济效益。 经实测， 基础底板内部最高温度只有 5 3 5 ，水泥用量仅为 2 9 4 k g m3 ， 工程成品的高质量体现了现代混凝土施工技术的领先水平， 为 大体积基础底板工程积累了新 的经验 。 参考文献 【 1 】 彭立海 大体积混凝土温控与防裂 M 郑州： 黄河水利出版社， 2 0 0 5 2 】 刘贺全 大体积混凝士温度裂缝产生的原因、 防治办法及质量控制 【 J 】 吉林交通科技 ， 2 0 0 6 ( 3 ) 【 3 】 尤健 大体积混凝土施工技术措施 J 】 陕西建筑， 2 0 0 6 ( 9 ) 4 梅世江 大体积混凝土防裂施工要点浅析 J 】 科技资讯， 2 0 0 6 ( 2 7 ) 【 5 蔡恒茂， 孙昌玲 大体积混凝土温度收缩裂缝控制 】 工程与建设 ， 2 0 0 7 ( 5 ) 6 乔根有 大体积混凝土裂缝成因与预防 J 1 陕西建筑 ， 2 0 0 6 ( 2 1 ) 虽