江门市邮电通信枢纽楼超厚大体积混凝土施工防裂措施.pdf

第8 期 2 0 o 6 年8 月 广东土 木与建 筑 GUANGD0NG ARCHI I ECT UR E C I VI L E NGI NEE RI NG N0 8 A U G 2 o o 6 江门市邮电通信枢纽楼超厚大体积混凝土施工防裂措施 梁伟超 ( 广东省第七建筑集 团有限公司 广东江 门5 2 9 0 0 0 ) 摘要 ： 介 绍某工程 大体积混凝土施工 中， 通过合理的配合 比设计 、 控制混凝 土的 出机和 浇筑温度 ， 并采 用 自然 流淌形成斜坡混凝 土的 浇筑方法及相应技术措施控制其 内外温差 ， 养护后底板混凝 土质量 良好 。 关键词 ： 大体积 混凝 土；配合 比；混凝 土浇筑；测温 ；养护 江门市邮电通信枢纽楼位于江门市环市路与建 设路交汇处西侧 ， 为一幢地上 3 8层 ， 地下 2层 ， 总高 1 5 8 m的超高层大型综合楼 ，总建筑面积 5 6 4 8 8 m 采用 内筒外框密肋梁楼板结构 由笔者公司承建。 本工程片筏基础采用 H型钢桩 ， 底板为超厚大 体积混凝土， 塔楼和裙楼部分底板厚度分别 为 2 9 m 和 1 5 m， 采用后浇带分隔 ， 总体积为 6 6 1 l m3 。 采用一 次性浇筑 ， 要确保大体积混凝土的质量 除了满足强 度等级 、 抗渗要求及 内实外光等混凝 土的常规要求 外 ， 关键在于严格控制混凝 土硬化过程中因水化热 而引起的内外温差 ， 以防止出现混凝土裂缝 。本文 介绍本工程施工中采取的一些主要技术措施 。 l 混凝土配合 比的确定 本工程底板设计采用 C 3 5 、 S 6混凝土， 要 同时满 足强度和抗渗要求 ，关键是大体积混凝土各层间温 度差产生的应力( 最大温度收缩应力 ) 应小于 同一时 间混凝土的抗拉强度 。根据这些要求 针对降低水 化热的问题 我们进行 了大量的试验工作 ， 选用了不 同的水泥、 掺合剂 、 外加剂进行了试验。 一 般情况下 大体积混凝土施工最常选用的是 3 2 5 R或 4 2 5 R矿渣硅酸盐水泥 ， 因它们标号低 ， 故 水化热相对较少 但本地供应 的这些 水泥均为立窑 生产的， 质量不稳定 ， 收缩率大。而粤珠牌 5 2 5 R硅 酸盐水泥采用转窑生产 ， 质量稳定 ， 早期强度高 ， 收 缩率小 只是水化热比 4 2 5 R水泥稍高， 经大量 的计 算和试验，我们决定采用该水泥，并通过掺加 U E A 膨胀剂 、 二级磨细粉煤灰和缓凝 高效泵送剂 ， 尽量减 少水泥用量 从而达到降低水泥水化热峰值并推迟 其到来时间的 目的。通过多方考虑研究 比较 ， 最后 决定采用表 1的混凝土配合 比。 表 1 底 板大 体积混凝土 ( C 3 5 、 S 6 ) 设计 配合比 注 )采用 5 2 ，5 R硅 酸盐水泥 、 中记 和 1 O 2 0碎石 ， 坍 落度 1 3 c m。 表 1中的 U E A掺料为硫铝酸钙型微膨胀剂 。 它 具有以下特点 ： 改善混凝土的孔结构 ， 使总孔隙率 减少 ， 毛细孔径减小 ， 从而提高混凝土的抗 渗强度 ； 改善混凝土的应力状态， 膨胀能转变为 自 应力， 使 混凝土处于受压状态 ， 从而提高混凝土的抗裂性能： 取代部分水泥后能提高混凝土的强度 ， 在保持混 凝土强度不变的情况下 ， 可节省水泥用量 ， 从而大幅 降低混凝土的绝对温度 ， 减少温度裂缝的危 害： 改 善混凝土拌合物的和易性 和可靠性 避免离析和提 高保水性能 。 对其它材料我们均 按规范要求 进行严格 的控 制， 对所确定的配合比还进行了抗渗试验 4个试样未 出渗 时的最大水压为 1 MP a 达到了设计抗 渗强度 。 2 混凝土搅拌及温度控制 2 1 混凝土搅拌及输送 本工程混凝 土采用现场搅拌和泵送施工 根据 Q = I 1 h l b t = 1 1 x 0 5 1 2 4 2 + 6 - 4 6 2 m 为防止各方 向的浇筑层 之间搭 接时间差超 出混 凝土 的初凝 时 间 形成施： 冷缝 混凝土供应量必须达到4 6 m 3 h 。 因此我们在现场设置了 2台 S H C 一 5 7型混凝土输送 泵， 最大泵送量为5 0 m 3 h ， 由东向西一次性浇筑， 日 浇筑量达 l O 0 0 m， ， 混凝土浇筑总用 时仅 1 5 8 h ， 有效 地防止了冷缝的产生。 2 2出机温度控制 为了降低混凝 土的总温升值 ， 减小结构 的内外 2 3 维普资讯 http:/ 2 伽 6 年8 月 第8 期 梁 伟超： 江门 市邮电 通 信枢纽楼 超厚大 体积混凝 土施工防 裂措施 A U G 2 0 0 6 N o ,8 温差 ， 控制拌和温度和浇筑温度同样重要。在混凝 土原材料中， 石子的比热较小， 但单方混凝土中所 占 的重量较大， 水的比热最大， 但其重量在单方混凝 土 中占很小部分 ， 因此对混凝土拌和温度影响最大 的 是石子和水的温度， 砂次之 ， 水泥温度影 响最小。 本工程底板施工在 3月中下旬 ， 白天环境温度 最高为 3 0 ， 为了进一步降低混凝土的拌和温度 ， 我 们在搅拌站设置了一台冷水机 ，制备 的冷水温度约 为 l 5 ， 并用 自来水冲洗碎石降温 ， 通过实测各原 材料 的温度和混凝土的出机温度与预先计算控制 的 拌和温度 2 0 非常接近 ， 由于人模温度较低 ， 因此 有效地降低了混凝土的总温升 。 2 3 浇筑温度控制 为了控制浇筑温度 ， 我们尽量缩短混凝土的运 输时间 ， 将搅拌机 出料 口直接搁置到混凝 土输送泵 的搅拌槽顶 ， 及时供料 ， 泵管用麻袋和多层湿润水泥 袋包裹以防 日晒而升温 ， 输送泵和搅拌台全部搭棚 以防阳光照射 ， 通过采取上述措施 ， 现场测定混凝土 浇筑温度为 2 2 。 3 大体 积混 凝土 的浇筑 3 1 浇 筑方法 本工程地 下室底板设 后浇缝将塔楼和裙楼分 开 ， 其 中塔楼部分面积最大 ， 为 4 2 m 3 8 m= 1 5 9 6 m 2 厚 2 9 m， 底板的纵横长度均超过厚度的 3倍 故混 凝土采用斜面分层法进行浇筑 。采用 2台输送泵 采取“ 由东向西 ， 一次浇筑 ， 一个坡度 ， 薄层覆盖， 循序 推进， 一次到顶” 的方法， 该 自然流向形成斜坡混凝土 的浇筑方法 ， 能较好地适应泵送工艺 ， 输送管道不需 经常拆洗和接长 ， 可提高泵送效率 ， 简化混凝土的泌 水处 理 ， 保证上 、 下层 浇筑 间隔不超过 初凝时间 。 3 2 振捣 根据混凝土泵送时 自然形成坡度 的实际情况 在每个浇筑带的前、 后布置 2道振动器 ( 如图 1 ) ， 分 别布置在混凝土的卸料点和坡角处 ， 其 目的是解决 混凝土上部和下部的密实。 为防止混凝土集中堆积 图 l 混凝土浇筑 及振捣示意图 先振捣出料 口处的混凝土， 形成 自然流淌坡度 ， 再全 面振捣 ， 严格控制振捣时间、 移动间距和插入深度。 3 3 泌 水 的处理 由于底板结构厚度较大及泵送混凝土流动性较 高 ， 在浇筑和振捣的过程中， 上涌的泌水和浮浆将顺 着混凝土坡面下流至坑底。为此 ， 施工前我们先在基 坑 四周基础 垫层下 留设 4个集水坑并配置潜水泵 ， 以便泌水顺着混凝土垫层流 向集水坑 ， 再通过集水 坑 内的潜水泵向坑外排出。 当混凝土大坡面脚接近顶端模板时 ， 改变混凝 土 的浇筑和抽水方法 ， 从侧模端头开始下料和浇筑 ， 形成与原浇筑方 向相反的斜坡 ， 并逐渐推进， 与原斜 坡相交成一个集水坑 ， 将泵拾高 ， 抽出逐步缩小水潭 中的泌水 ， 如图 2所示 3 4表 面处 理 由于泵送混凝土表面水泥浆较厚 ， 故在浇筑后 2 8 h初步按标高用长刮尺刮平 ， 再用木槎板反复搓 压数遍 ， 使其表 面密实 ， 初凝前再用铁滚筒碾 压数 遍 ，并用铁槎板压光 ，以较好地控制混凝土表面龟 裂 ， 减少混凝土表面水分散发 ， 促进 了养护。 3 5 养护 为防止 内外温差过大 ， 使温度应力大于同期混 凝土抗拉强度而产生裂缝 ， 养护工作尤其重要 ， 我们 采取 的是保温 、 保湿养护法。先在混凝土表面覆盖 单层 S P 一 7 0系列模板 ，以混凝土达到初凝为宜 ， 其 目的是利用模板框与混凝土表面架空层 内的空气保 温， 然后在模板面上加盖一屋塑料编织布， 既可防止 水分蒸发 ， 又隔离了较低温度 的雨水对模板的直接 影响， 同时又使表面已升高的温度不易散发， 有效地 缩小了内外温差 。 混凝土需补充水分时， 只需在模板 与底板之间浇水和覆盖 ， 经 1 4 d的养护， 混凝土质量 很好 ， 表面光滑密实 ， 达到验收规范的要求 4混凝 土 的测温 大体积混凝土温度控制是施工 中的一个重要环 节 ， 因此施工中我们注意做好温度监测工作 ， 包括浇 维普资讯 http:/ 2 0 o 6 年8 月 第8 期 广东土 木与建 筑 A U G 2 0 o 6 8 筑前材料的原始温度 、 混凝土搅拌后的拌和温度、 人 模温度和浇筑温度 、 混凝土浇筑后不 同龄期的内部 中心温度和表 面温度等数据 的测试和记 录， 为混凝 土温度控制提供依据 。 4 1 温度计的选择 根据现场实 际情况 和施工单位的设备条件 ， 决 定采用接触式玻璃温度计进行测温 ， 电子温度计抽 检复核。 4 2 测温点的布置 根据塔楼底板与裙 楼底板厚度不同的情况 ， 我 们以后浇缝分界 。 把温控重点放在塔楼底板 ， 相应布 置的测温点较密集 裙楼底板也布置了一定数量的 测温点 ， 整个底板共设测温点 1 5个 ， 如图 3所示。 图 3 基础底板测温管平面布置图 测温管用 5 0铁管加工而成 混凝土浇筑前按 测温点位置。 将测温管用拉结条与钢筋 骨架焊接并 预埋 ， 底部焊上铁板 ， 上 口高出浇筑面 2 0 e m并用木 塞塞紧， 防止水分浸泡 。测温管底部埋人深度按深层 ( 2 5 m) 、 中层( 1 5 m) 、 浅层( 0 5 m) 共 3 个位置设置。 4 3 测 温 施工前根据施工配合比中各种材料的构成和拟 定采取的保温措施 ， 计算得混凝土浇筑温度 2 0 ， 内部温升高峰期( r = 3 d ) 水化热绝热温升 f ) = 4 3 5 ， 相同龄期( 3 d ) 混凝土 内部的中心温度 = 6 4 6 8 ， 表面温度 7 5 4 4 。 温 度( ) 0 3 6 9 12 1 5 1s 2 1 2 4 27 3 0时间( d ) 图 4测温 曲线 图 在混凝土施工过程 中， 我们每隔 4 h测量一次原 材料 、 拌和物 、 冷却水的温度和环境 气温 ， 浇筑温度 则每隔1 h 2 h测一次。混凝土浇筑后 5 d内， 每 2 h测 一 次 ， 以后每 日早 、 午、 晚各测一次 ， 连续 3 0 d ， 并按要 求如实填写测温记录表 ， 整理 出测温曲线如图 4 。 5几点 体会 5 1 大体积底板混凝土工 程量大 ， 技术复杂 ， 施 工 前必须编制详细的技术措施 ， 经业主 、 设计 、 监理 、 行 业专家等严密论证后 ， 按技术要求精密组织施工。 5 2 地下室底板采用 5 2 5 R硅酸盐水泥 ， 按超量代 换的“ 三掺” 工艺配制 使混凝土和易性和可泵性 良 好 ， 流淌斜度约为 1 ： 5 ， 未 出现明显 的泌水现象 ， 施 工条件大为改善 。从现场 留置 的试件看来 ， 用硅酸 盐水泥配制的混凝土早期强度高 ， 在较短龄期 即具 备 了一定的抗裂能力 ， 足 以承受降温而出现 的温差 应力 ， 因此只要配合 比选择合理 ， 高强度硅酸盐水泥 是可以配制大体积混凝土 的。 5 3 合理控制温差可以缩短混凝土的保温期 ， 在混 凝土灌注初期 内部温度尚低而不需急于保温。 当其 内部逐渐升温至内外温差接近 2 5 时才开始保温 ， 然后始终根据测温结果 逐步增减保温层 ， 保持温差 在 2 5 左右 ， 并使混凝土 内部温度尽快散发 ， 直至 内部温度与大气温度之差 2 5 时， 便拆除保温层 。 5 4 控制工程总进度 ， 尽量避免在天气寒冷时施工 大体积混凝土 ， 本工程底板浇捣时间在 3月中旬 ， 天 气变化 曲线与混凝土温度变化 曲线基本一致 ， 对控 制混凝土温差相当有利。 5 5 本底板经过几年的使用及现场观测 ， 未出现有 害裂缝 。 说明采取的上述技术措施是可行的。 参考文献 1 叶琳 昌， 沈义，大体积 混凝 土施工北京 ： 中国建筑工业 出版社 。 1 9 8 7 维普资讯 http:/