浅析高层建筑大体积混凝土底板冬季施工技术.pdf

2 0 1 2年第 2期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUC I Is 2 01 2 No 2 F e b r u a r y 浅析高层建筑大体积混凝土底板冬季施工技术 徐 向华 ， 瞿丹 英 ( 浙江广厦建设职业技术学院管理分院 ， 东阳 3 2 2 1 0 0 ) 摘要 ： 针对 高层建筑底板 大体积混凝 土冬 季施 工对工程技 术人 员、 机械设备 、 施工人 员以及 施工技术的要 求 ， 从施工过程、 冬季施工的技 术措 施及养护措施等方 面进行 了分析 和探 讨。 关键词 ： 高层建 筑； 大体积混凝土 ； 冬 季施 工 ； 技 术 Ab s t r a c t ：Ac c o r d i n g t o t h e r e q u i r e me n t s o f ma s s c o n c r e t e f o r h i g h- ris e b u i l d i n g fl o o r i n wi n t e r c o n s t r u c t i o n t o t e c h n i c a l e n g i n e e r s ，me c h a n i c a l e q u i p me n t ，c o n s t ruc t o r s a n d c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ， t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ， t e C h n i c a l me a s u r e s o f wi n t e r c o n s t r u c t i o n c u ri n g me a s u r e s a r e a n aly z e d a n d d i s c u s s e d Ke y wo r d s ：Hi g h ri s e b u i l d i n g ； Ma s s c o n c r e t e ； W i n t e r c o n s t ru c t i o n ； T e c h n o l o g y 中图分类号 ： T U 5 2 8 文 献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 0 2 - 6 6 - 0 3 0前言 大体积混凝土广泛应用于 现代 高层建筑 的主 体结构 、 水库大坝 以及大 型设备的基础施工 中。大 体积混凝 土底板承载着上层建筑 ， 其质量直接影 响 着建筑物的使用寿命 和安全性。无论是在商业大厦 还是居 民高层楼房的底板建设 中， 大体积混凝土一 直是施工的难点。施工过程中， 水泥的水化热高 ， 易 引起混凝 土的变形 ， 进而 导致混凝 土的开裂 ， 如 不 及 时发 现和处 理 ， 情况严 重时 ， 会导致后期施工 返 工 ， 这不仅使 承建 企业 蒙受巨大的经济损失 ， 还会 大大延误工期 。所以 ， 分析和探讨冬 季建筑底板大 体积混凝土施工技术有重要意义。 1 大体 积 混凝 土简 介 从定义上说 ，大体积混凝土有两个界定标准 ： 一 是混凝土结构实体尺寸不小于 l m； 二是混凝土一 次性浇筑量不小于 l O 0 0 m 。 “ 大体积” 不仅是指混凝 土的结构厚重 ， 而且还强调整体性要求较高。另外 ， 在混凝土 的耐久度 和强度方 面较一般 的混凝土结 构也要有所提升。由于大体积混凝土的浇筑温度较 高 ， 所以 ， 在冬季建筑底板 的施工 中由外界温度和 内部蓄热温差引起 的应力会 明显增大 ， 形成裂缝 的 可能性也随之提高。 1 1 大体积混凝土的结构特点 大体积混凝土 的结构厚 、 体积大 、 内部蓄热量 大 、 应力复杂、 浇筑的整体性较高 、 施工地点的施工 条件复杂。作为建筑基础结构的重要组成部分 ， 大 体积混凝土结构起着承载上层建筑的作用 ， 故施工 中对其结构 的要求 较高 ， 不允许 出现裂缝 、 泌水等 一 6 6一 现象 。 1 2 高层建 筑底板大体积混凝土施工易 出现 的问 题 高层 建筑底板 大体积混凝土施工 中 出现 的最 严重质量 问题当数裂缝 的形成 ，尤其是在冬季 ， 由 于混凝 土表面受冻 ， 加上混凝 土内部水泥水化产生 的热量不易散失 ， 致使 内外温差很大 ， 极易导致裂 缝的产生 。裂缝通常分为表层裂缝 、 深层裂缝和贯 穿裂缝三种 ， 宽度小于 0 2 mm的表层裂缝基本上对 整个底板结构无影 响 ， 但需要 注意的是 ， 贯穿裂缝 通常不是一次性形成的 ， 而是由表层裂缝转变为深 层裂缝而形成的。所 以， 对于任何形式的裂缝 ， 在施 工 中都要尽量避免 。由于混凝土 中含有水 分 ， 并且 大型底板 的混凝土浇筑量很大 ， 所 以， 大体积混凝 土浇筑时易产生的另一个 质量 问题是泌水 ， 泌水量 过大 ， 便会影响混凝土的使用功能。 1 3 高层建筑底板大体积混凝土冬季施工标准 冬季大体积混凝土施 工 的气候界定 为连续一 周的平均气温低于 5 。冬季施工 比非冬季施工在 技术难度上有所增加 ， 在原有规则 的基础上有所提 升。要采取相应 的防冻措施 ， 避免 因混凝土受冻而 导致的结构破坏和强度降低。 ( 1 ) 冬季大体积混凝土浇筑后要对其表面采取 相应 的保温措施 ( 比如增加保温层 ) ， 降低表面混凝 土的降温速率 。 ( 2 ) 拌料时适 当加热升温 ， 消除砂石中的冻块。 ( 3 ) 运输 过程 中也要加热升 温 ， 防止运输 中混 凝土结块 ， 影响浇筑。 徐向华 ， 瞿丹英 浅析高层建筑大体积混凝土底板冬季施工技术 2 高层建筑底板大体积混凝土施工过程 高层建筑底板 大体 积混凝土 的施工 包括施工 方案的确定 、 施 工的组织 、 施工监测 和施 工管理等 方 面。 2 1 浇筑工 艺 在浇筑高层建筑底板混凝土之前 ， 要划定浇筑 区域 和确定分层 。由于混凝土的用量较大 ， 所 以需 要多个泵车 ， 并设置多个布料点。根据实际情况 ， 每 台泵车设置布料杆( 长度一般会不同) 。浇筑过程可 分为三种 形式 ： 斜面分层浇筑 、 全面分层浇筑和分 段分层浇筑 。全面分层是完成对第一层的浇筑后 ， 再重新进行第二层的浇筑 ， 这种方法在高层建筑底 板大体积混凝土施工 中并不适用 ， 因为如果工程量 较大 ， 在浇 筑第二层时 ， 第 一层的混凝 土会 由于 间 隔时间过长而发生局部凝结现象 ， 不利于后期 的振 捣。分段分层浇筑指的是在第一层混凝土浇筑到一 定距离时( 还未浇筑完 ) 停 止 ， 返 回来浇筑第二层 。 和全面分层浇筑相 比， 分段浇筑可 以在前一层混凝 土尚未凝结时进行下一层的浇筑。高层建筑底板长 度一般会 超过厚度 的 3倍 ， 所 以， 更适合用斜面分 层浇筑 的方法 。所谓斜 面分层浇筑 ， 就是使混凝土 从底 部开始浇筑 ， 逐渐形 成一定角度的坡面 ， 混凝 土呈现扇形向前流动 ， 后一层 的混凝土均浇筑在前 一 层 的坡面上 ， 层间浇筑的时间间隔 比前两种方式 更小 ， 如 图 1所示 。 后振捣棒 中振捣棒 _ _ _ _ - 几 前 图 1 斜面分层浇筑法示意 图 2 2 测 温方 法 冬季大体积混凝土施工中 ， 建筑底板? 昆凝土表 面和 内部 的温差 控制是保 证工程 质量 的关键 ， 所 以 ， 施工技术人员需要监测建筑底板混凝土 的温度 情况 。测温过程的时间跨度较长 ， 从浇筑之 日起开 始测温 ，一直要延续到浇筑完成后一个半 月的时 间。 测温器材为测温管 ， 其长度从 2 6 e m到 1 6 0 c m不 等 ，短一些的测温管用铁皮包裹 ，长的则采用 0 1 5 钢管。混凝土表面测温 时 ， 测温管的埋设应在表面 以下 0 5 e m处。工程技术人员要做好测温管的埋设 和标记工作 ，冬季要频繁读数 ，一般 2 4 h读 数一 次 ， 同时将混凝土的内部温度读数和表面温度读数 进行对 比分析。 3高层建筑底板大体积混凝土冬季施工的技术措 施 3 1 砂石和水等原材料 的加热和运输 冬季气候会伴随着霜 、 冻 、 冰、 雪等对施工不利 的因素。混凝土的原材料受冻时会大大减弱其拌合 效率和拌合度 。要使原 料能充分地拌合 ， 就要适当 对原材料进行加热处理 ， 去除冰雪 。通常来说 ， 当温 度高 于水 的凝 结温度 ( O ) 时 ， 只需要对水稍 稍加 热 ， 满足出机温度要求即可。但对于严寒天气 ， 不仅 要加热水 ， 还要加热粗细骨料 。要使用蒸汽加热或 是蛇形管加热 ， 使骨料中的冰块融化。 原料加热拌合完毕后要进行混凝土 的运输。由 于对浇筑时混凝土 的温度要求 ， 我们应保证在混凝 土的运输过程中不再冻结 。现代工程 中常用的混凝 土运输工具是密闭式运输车 ， 它能很好地减缓混凝 土的温度散失。对于只需要用输送带输送混凝土的 情况 ，简易的方法是在上 面设置_个密闭帐篷 ， 即 可减缓热量 的散失。 3 2 建筑底板底部模板和预埋管件的加热 在混凝土浇筑前 ， 要清除建筑底板模板和预埋 管件上的冰雪。由于冬季铁件和岩基的表面温度都 很低 ， 在混凝土浇筑 以后 ， 接触 面的混凝土会立刻 凝结 ， 这无疑会加快混凝土整体凝结 的速度 ， 不利 于下一层混凝土的浇筑和振捣。因此 ， 对岩基和模 板进行加热可提高大体积混凝 土浇筑 的质量 。当 然 ， 应做何种程度的加热需要有经验的工程技术人 员计算后得 出，一般 以底板地基 l O o m范围内不低 于 5 为宜 。 3 3 减少浇筑过程 的散热 减少 浇筑 过 各 散 热 的 目的 是 防 止 混 凝 土 过 快 地凝结。建筑底板大体积混凝土施工中采用的分段 浇筑和斜面分层浇筑 ，使得每层的混凝土均较薄 ， 所以 ， 应采取相应 的措施减缓热量散失 。为延长混 凝土的凝结时间， 可以采用下面几种方法 。 ( 1 ) 气温低于 6 E 时 ， 不进行浇筑 。 ( 2 ) 在气温低于一 6 ， 但 已经开始浇筑 ， 无法停 止 的情况下 ， 应 采用暖棚法 ( 用热风机在棚 内创造 人工气候 ) 来减少散热 。 ( 3 ) 在保证浇筑质量的前提下 ， 尽可能加快浇 筑 速度 。 一 6 7 2 0 1 2年第 2期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 0期 ( 4 ) 覆盖保温材料 ， 如保温被 和保温膜 ， 减少散 热 。 3 4裂缝的预防和控制 大体 积混 凝土之所以 比普通混凝土更 易产生 裂缝 ， 主要有 以下几个 原 因 。 ( 1 ) 施工技术原因 施工人员技术疏漏 、施工技术未达到标 准 、 施 工程序不合规范 、 选用的施工材料不合格等。 ( 2 ) 结构原因 混凝土体积大 、 浇筑的整体性强 、 浇筑量 大、 施 工难 度 大 。 ( 3 ) 气候因素 一 混凝 土内部和外部温差超过规定值 时 ， 会 出现 裂缝 。在冬季或是严寒地 区的施工 中， 混凝土的收 缩和 内部水热化产生 的应力是形成裂缝 的主要 因 素 。 ( 4 ) 地质因素 冬季在冻土地质上施工 ， 等天气 回暖 ， 冻 土体 积就会缩小 ， 大体积混凝土就会下沉 ， 形成裂缝。在 地基不密实或是松软土质上进行施工时 ， 也易发生 地基沉降 ， 出现裂缝。 如何有效地预 防和控 制裂缝 的产生和 发展是 值得探讨的关键问题。以下列举了几项具体处理措 施 。 ( 1 ) 水泥和粗细骨料的选用 合适 的水泥和粗细骨料 的选 取对于裂缝 的预 防意义重大。大体积混凝土 内部热量较多主要是由 于水泥的水化过程释放 的， 如果能减小水泥水化的 热量 ， 就能很好地缩短混凝土 内外的温差 ， 所 以， 在 水泥 的选 用上 ， 尽量选取低 水化 热的水泥( 如火山 灰水泥和矿渣硅酸盐水泥) 。在粗细骨料的选择上 ， 要选择含泥量少 、 颗粒直径相对同级别较大且级配 好 ( 连续级配 ) 的骨料。中、 粗砂拌合 的混凝土的 内 部 空隙较 小 ， 水 泥的用量也会 相应减少 ， 因水 化热 形成的内部升温问题也就得到有效的控制。在混凝 土中适当加入膨胀剂 ( 如 U E A、 A E A等 ) ， 会起 到补 偿混凝土收缩的作用。 ( 2 ) 保温措施的采取 浇筑后的大体积混凝土 ， 保 温 目的是要减缓混 凝土表面温度的降低速率 ， 而保 湿 目的是避免混凝 土因干燥而形成表面裂缝。冬季的保温措施要相应 地加强 ， 要维持 昆凝土内部和表层 的温差始终在规 定的数值范 围内 ， 减弱混凝土水化发热对冬 季混凝 土施工 的影响 ， 提高混凝土的强度 。 目前普遍采用 的保温措施是在 浇筑后 的混凝 土表面铺 设一层草 一 68一 帘 ， 而铺设塑料薄膜可有效减少水分 的蒸 发 ， 起到 保湿的作用。 ( 3 ) 浇筑温度 的控制 浇筑温度是指在下一层混凝 土将要浇筑时混 凝土拌合物的温度 ， 温度控制需要考虑两个方面 的 因素 ： 一是减小混凝土 内部和外部 的温差 ， 减弱水 泥水化热升温的影响 ； 二是防止混凝土在冬季受冻 害 。前者要求混凝土的浇筑温度越低越好 ， 这样就 不利于裂隙的形成 ； 而后者要求混凝土的浇筑温度 越高越好 ， 以使混凝土 的内部结构不致改变。而大 体积混凝土的冬季施工需要两者兼顾。实际的冬季 大体积混凝土浇筑施工经验表明 ， 将浇筑温度控制 在 5 1 0 为宜 。 4高层建筑大体积混凝土底板的冬季养护措施 混凝土养护是施工技术的一种 ， 且在建筑底板 的大体积混凝土施工 中颇为重要。混凝土浇筑工序 的完成并不代表工程质量 的形成 ， 在浇筑后 的 2个 月内 ， 混凝土 由于 自身的温差 、 湿 度或是气候的 因 素仍然有可能出现裂缝、 干缩等质量问题。所 以， 高 层建筑大体积混凝土底板的冬季养护也很关键 。除 前 面提到的保温 、 保湿养护措施外 ， 还可通过在塑 料薄膜下提前设置补水管进行补水。在建筑底板覆 盖草帘保温措施 中，一些不能完全覆盖的部位 ， 如 钢筋的柱筋部位等 ， 可 以通过塞聚苯板的方式进行 进一步的覆盖。 5结 语 在高层建筑大体积混凝 土底板 的冬季施工 中 ， 施 工技术人员要严格遵守技术规范 ， 施工企业要做 好施工人员 的组织管理 ，在技术性施工 上加强监 管 ， 一 旦遇到问题 ， 及 时上报并组 织相关领域 的专 家讨论解决 ， 以保证建筑的工程质量。 参 考 文 献 ： 1 】 周雅 彤 对大体 积混凝 土施工 技术 的探讨 J 山西建 筑， 2 0 0 8 3 4( 6) ： 1 7 3 1 7 5 【 2 于顺 达 大体积混 凝土裂 缝控 制研究 J 黑龙 江交通科 技 。 2 0 1 l ( 7 ) ： 2 O 1 【 3 】 赵 士怀 ， 黄夏东 ， 等 高层建 筑大体 积混凝 土结 构温度 裂 缝 控制技术 J 施 工技 术， 1 9 9 8 ， 2 7 ( 5 ) ： 2 5 2 6 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 1 2 - 2 1 作者简 介： 徐向华 ( I 9 6 8 一 ) ， 男 ， 讲 师 。 通讯地 址 ： 浙江省东 阳市广福路 1号 联 系电话 ： 1 5 1 0 5 8 9 2 1 0 9 E-ma il ： h o n g x i n 8 me 1 6 3 c om