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整板基础全面分层浇筑和内保温养护施工工法

1 前言
大体积混凝土的浇筑、养护方法有多种，全面分层浇筑法由于在供料保证、施工组织等方面的难度，一般很少选用，特别是在一次浇筑10000m3以上的超大体积的混凝土施工中更是如此。然而，考虑到全面分层浇筑法能在降低浇筑温度、控制温温差梯度等方面对混凝土裂缝形成有效控制，因此，我们改变了传统的浇筑和养护工艺，总结了超大体积混凝土全面分层浇筑和模板内保温相结合的施工办法，有效的避免了混凝土的有害裂缝，保证大体积混凝土的质量。此工艺得到各方专家的一致认可，并在大唐南京发电厂一期工程大体积混凝土施工过程中全面推广和运用，为更多的大体积混凝土施工提供参考。
2 特点
2.1 有效减小模板侧压力
锅炉基础长度和宽度分别为58.4m×44.25m，厚度为4.25m，基础上口局部设置悬挑结构。采用全面分层浇筑法，一层30cm，4小时一层，对模板的侧压力很小，充分保证模板体系的稳定。
2.2 保证钢筋骨架体系的稳定
锅炉基础钢筋量2000吨，断面尺寸4.25米，采用全面分层浇筑能有效保证整个骨架体系的稳定。
2.3 有效控制混凝土裂缝
为了降低浇筑温度，控制温升幅度，全面分层可以使混凝土进行长时间充分的散热，以控制后期的降温梯度，防止有害裂缝的产生。加上内保温方法对混凝土的侧面进行保温保湿养护，即在模板安装时，在模板内侧铺贴一层聚乙烯泡沫保温板，混凝土振捣后浇水充实保温板与模板之间的间隙，以实现保温保湿的养护效果，充分保证了混凝土的质量。
2.4 内保温措施大大加快了模板的周转
采用模板内铺贴保温板的内保温工艺，可在混凝土终凝后即可进行模板的拆除，而保温板却紧紧贴合在混凝土的表面，形成保温保湿功能，解决了大体积混凝土养护时间长并需外包裹保温养护的施工难点，大大提高模板的周转效率，无形中降低了施工单位投入的成本，加速了下一道工序的施工速度。
3 适用范围
在混凝土搅拌运料能力、劳动力以及场地条件能满足全面分层浇筑需要的情况下，适用于整板大体积混凝土的施工。
内保温施工工艺适用于隐蔽的地下结构工程。
4 工艺原理
4.1 全面分层浇筑可以降低混凝土的浇筑温度，控制温升幅度，使混凝土进行长时间充分的散热，以控制后期的降温梯度，防止有害裂缝的产生；内保温采用的聚乙烯泡沫板导热系数极小，保温效果好，有效降低了混凝土表面、侧面与中心的温差，控制降温速度和梯度，防止裂缝的产生。
5 施工工艺流程和操作要点
5.1 总的施工程序
施工准备→钢筋施工（骨架安装）→模板施工→混凝土浇筑→浇筑后温度实测和分析→总结
5.1.1 施工准备
a．配合比确定：我们选择了5种配比方案，最终配合比如下：
序号
水胶比
水泥
砂
石
粉煤灰
外加剂
水
1
0.49
270
690
1165
95
7.3
180

b．现场布置：采用6台泵车进行（备用2台），混凝土运输车40辆，现场设置环行通道，规定运输车行走路线，保证混凝土的供应速度。

c．人员安排：投入足够的劳动力力和管理人员，组织施工人员进行施工前交底和学习，制定值班计划。
5.1.2 钢筋施工（骨架安装）
底层钢筋→钢筋骨架→中层钢筋→上层钢筋→短柱插筋
5.1.3 模板施工（内保温）
锅炉基础模板采用大模板。以11层夹板为模板，50mm×50mm木方及Φ48×3.5钢管间距为600mm作为背肋进行施工。模板拼缝间贴双面PE胶棉条，以防漏浆。对拉螺栓双螺帽固定。
模板的加固：模板的加固采用对拉螺栓和钢管包箍进行加固。对拉螺栓的安装：根据计算，对拉螺栓采用φ14的钢筋，间距为600×600mm，对拉螺栓采用双螺帽，加强螺栓的加固强度；钢管抱箍是在钢管背肋安装后用φ48钢管做抱箍间距为600mm与对拉螺栓在同一水平位置，抱箍用双扣件连接。
根据工期和模板周转的需要，混凝土浇筑完毕后四天左右考虑拆除基础侧模，为了保证基础养护保温的效果，在模板内侧铺贴一层聚乙烯泡沫保温板，保温板厚18mm，铺贴时在内场铺贴完毕后再进行模板的安装。
模板支设完毕混凝土 浇筑完毕4天后模板拆除

安装时必须保证保温板紧密贴合在模板上，保温板之间的接缝用一层三夹板作压条，压条用小铁钉固定，压条和保温板之间每1.0米间距穿两根绑扎丝，保证混凝土浇筑时锚入混凝土，形成有效拉力，模板拆除时，保温板紧密贴合在混凝土表面上。

模板安装过程，保证保温板和模板的贴合、平整
5.1.4 混凝土浇筑
1）混凝土生产控制
混凝土生产时安排专人进行监督，对塌落度、混凝土出机温度、混凝土强度按班次取样测试。
2）混凝土温度控制
a 根据热工计算结果，对混凝土出机温度、浇筑温度进行控制，以控制出机温度不超出计算控制值。
b加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温度差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差控制在20℃内，根据现场测温情况，及时调整保温和养护措施，使混凝土的降温梯度和湿度不至于过大，以有效控制有害裂缝的出现。
3）浇筑、振捣控制
混凝土浇筑时运用4台摇臂泵车同时浇筑（另备用两台），浇筑采用全面分层法进行，浇筑时严格控制浇筑速度和每层厚度，确保每层厚度不大于30cm,四小时一层。浇筑时在基坑的东、西侧分别设置2台泵车，同时浇筑。振捣采用插入式振捣方式，振捣点位间距位400×400，振捣时间为20s，并且在25min后对其进行二次振捣。布料时，混凝土的出口离模板内侧面不得少于50mm,并且不得向模板内侧直冲布料，也不得直冲钢筋骨架。浇筑时，4台泵车从中间集合处在各自浇筑的范围内向四边分散，同时进行，具体布料时，布料点曾S行，间距为4米，将5米长的软管直接插入到基础内，距离基础底30cm，开始放料，每点放料6分钟，放料约8m。

浇筑现场全景
为了防止混凝土浇筑过程中混凝土对钢筋的污染，上层钢筋绑扎施工时预先将布料口留好，此处的钢筋暂时不进行绑扎，待混凝土浇筑到最后一层的时候再进行绑扎。布料口的周围用彩条布覆盖，防止表面污染。混凝土浇筑时设置安全通道。
4）表面处理
底板表面混凝土浇筑完毕后，表面混凝土初凝前进行二次振捣并用铁滚碾压，对浮浆积余处铺洒碎石碾压，终凝前用木蟹打毛，并及时洒水盖草包养护，防止产生表面沉降收缩裂缝。如果混凝土表面有积水，则采用模板开孔和海绵吸水的方法进行处理。
5）保温养护
表面处理完毕后，立即进行保湿保温养护，具体做法是先覆盖一层化纤地毯，对表面进行洒水，然后覆盖一层塑料薄膜，再覆盖一层草包和一层塑料薄膜。养护期间经常检查覆盖情况，确保保温效果。采用内保温方法对混凝土的侧面进行保温保湿养护，即在模板安装时，在模板内侧铺贴一层聚乙烯泡沫保温板，混凝土振捣后浇水充实保温板与模板之间的间隙，以实现保温保湿的养护效果。

混凝土最外侧的塑料薄膜覆盖
5.1.5 大体积测温
混凝土浇筑后进行温度的监测并描绘温度曲线图，绘图和测温同时进行，将及时测出的温度输入表格，自动绘制温度曲线，可以明显的看出温度的变化情况，及时发现突变，测量数据和变化图为计算温差和由此产生的应力提供重要的依据，以掌握混凝土的内部应力特性，采取有效的措施防止混凝土裂缝的产生。测温使用JD-2型电子测温仪，在基础浇筑前，预埋测温线，具体做法是将三根测温线牢固绑扎在一根钢筋上，按照测点的深度，温度传感器分高、中、低布置，高、中、低的高度分别为基础面向下0.15m、2.125m、4.1m.基础边的测温线距基础边0.15m,在基础上面的传感器，做好各测点的标志，用塑料薄膜包裹好，在测温时，在基础同一点布置的三根测温线，分别观测混凝土的上部、中部和下部标高。根据计算的表面温度、内部温度值与实测的温度值进行比较，如果在计算的温差范围内，则表示保温效果良好，如果有超出温差范围的趋向，应检查是否覆盖良好，检查结果如果覆盖良好，则增加覆盖草包、再覆盖塑料薄膜，在侧模四周覆盖草包和塑料薄膜，保证基础保温的效果，以控制温差。
测温要求：
基础混凝土开始浇筑时立即进行测温，并做好详细记录，开始前一周，测温频率为两小时一次，第二周以后为四小时一次。测温的同时应及时绘制出温度变化曲线，直观地显示出温度的变化情况。如果发现异常情况，有内外温差将接近25℃趋势时，应立即汇报，并分析原因，并采取相应的控制措施。
5.1.6 总结
根据实测的结果，混凝土中心最高温度59.1℃，混凝土浇筑前裂缝控制计算值为59.6℃，说明全面分层浇筑法使混凝土得到了充分的散热，降低了最高温升值，中心最高温度与表面温度最大温差为15.3℃，符合规范要求。混凝土表面层采用先覆盖一层化纤地毯，然后覆盖一层塑料薄膜，再覆盖一层草包，最后再覆盖一层塑料薄膜的热保温法，以及侧面采用覆盖聚乙烯泡沫保温板的蓄热保湿养护法，全部拆除模板后，经仔细检查没有发现贯通性裂缝，和宽度超过0.1mm的裂缝。通过实践，锅炉基础混凝土的施工质量能够得到充分的保证，达到了预期的目的。
6 材料与设备
设备名称
单 位
数 量
型号 备注
混凝土泵车
辆
6
42米 备用二台
混凝土搅拌运输车
辆
37
8 m
插入式振捣棒
根
80

主要材料
单位
数量
型号 备注
钢筋
吨
2000

模板
平方
900

保温板
平方
900

混凝土
立方
11225

7 质量控制
由于锅炉基础为大板混凝土，混凝土裂缝的控制是质量控制的重中之重，防止裂缝的产生，本方案除了正常的工艺措施之外，主要采用以下工艺：
a、温度筋布置：为了有效防止裂缝的发生，在基础转角处，基础表面周边，增加构造配筋，以抵抗集中应力，防止裂缝的发生。温度筋规格和间距为双向￠8◎150。
b、混凝土垂直面内保温工艺－在大模板内侧铺贴保温板。
c、全面分层浇筑工艺
d、混凝土二次振捣工艺
e、混凝土表面碾压处理工艺
f、自动测温监控工艺
8 安全措施
8.1 施工人员必须遵守安全操作规程。
8.2 施工中，特别是雨后应经常检查土方边坡和混凝土浇筑平台，如发现边坡或平台开裂、疏松或走动等危险征兆时，应立即对边坡和平台进行修整加固（脚手管、竹笆支撑），处理完毕后方可进行施工。
8.3 电器、动力线路的安排，必须有持证电工操作。电源线路必须有可靠的漏电保护装置。
8.4 夜间施工时在原有照明的基础上，在基坑四角增加8只碘钨灯。
8.5 现场道路以及脚手架、跳板和走道上的积水应及时清除并采取防滑措施。
8.6钢筋骨架安装时，用钢管做临时支撑，焊接牢固后继续下道工序的施工。上层钢筋和三向筋施工时，在骨架中间铺设脚手板，人员佩戴安全带，脚手板绑扎牢固。
8.7 及时排除基坑内积水，保持工作场所干爽。
8.8 施工机械应按序进退场，慢速行驶，行至弯道、岔道处应先鸣笛提示。
8.9 重型的施工机械，应由专用道路进场。
9 环保措施
9.1设置澄清池，将废水澄清后重复利用。
9.2 混凝土浇筑过程中，严格控制放料洒落现象，对洒落的混凝土及时清理；
9.3 施工道路安排专人进行清扫，杜绝干燥天气下车辆行走和大风引起杨尘现象的发生；
10 效益分析
10.1 加快模板周转速度，减少施工成本投入。混凝土浇筑完毕后，终凝即可进行模板拆除，进入下一道工序的施工，不影响混凝土的养护效果。
10.2 减少脱模剂的用量。采用内保温养护法就是在模板内侧铺贴一层保温板，因此可以节省脱模剂的使用。而且聚乙烯保温板的价格远低于脱模剂的价格。
10.3 减少基础侧面养护材料。模板拆除后保温板自然贴在混凝土表面上，形成有效的保温养护，保温板的隔热保温效果好，基础侧面无需再进行覆盖保温养护。
10.4 全面分层浇筑法和内保温养护法的综合运用有效的控制裂缝的产生，保证了大体积混凝土的施工质量。为以后大体积混凝土的施工提供经验依据。
11 应用实例
全面分层浇筑和内保温养护的大体积混凝土施工方案已经在大唐南京发电厂一期2×660MW机组工程中的磨煤机大板基础、汽机基座底板基础、锅炉大板基础等工程实体中得到普遍的运用，同时得到了电建企业各方专家的一致认可，取得了良好的效果。