摘要:对某工程的大体积混凝土筏板基础施工难点进行了分析,针对施工难点提出了在混凝土施工、养护方面改进措施,并根据本工程的特点提出了混凝土施工方案。
关键词:大体积混凝土;施工技术;防裂缝
1工程概况:某工程建筑面积698000平方米,基础为筏板基础,最大厚度板厚2m,属于大体积混凝土。筏板整体混凝土工程量约为6400m3,混凝土强度等级C35。
2施工难点和重点:基础筏板大体积混凝土控制裂缝、混凝土浇筑历来是工程界的一个难题。
这种大体积混凝土底板施工具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点,故底板大体积混凝土浇筑应作为一个施工重点和难点认真对待。大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最少,防止和降低裂缝的产生和发展大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
3混凝土施工方案
本工程筏板尺寸较大,为防止冷缝出现,我们采用商品混凝土,两台汽车泵输送浇筑,施工时采取斜面分层、依次推进、整体浇筑的方法,使每次叠合层面的浇注间隔时间不大于2h,小于混凝土的终凝时间,施工过程中,不得因人员、机械等原因停止施工或在砼终凝前再次留施工缝。要求施工班组准备两组人员,结合现场具体浇筑实际情况调动,要求一定确保下料口混凝土能很好地覆盖下层已浇筑的混凝土,避免形成冷缝。
(1)混凝土的浇筑
A浇筑方法:由于泵送混凝土塌落度大,混凝土斜坡较长。故采取斜面分层浇筑,每层厚度为400mm,由西向东依次浇筑,一直达到厚度,每层浇筑间隔时间不小于2h。
B浇筑分段:在东西方向上分为一段,由东向西依次浇筑。
(2)混凝土的振捣
A在下料口,三个振捣手均匀分布在整个斜面,沿图示中小箭头方向推进,确保不漏振,使新泵出的混凝土与上一斜面混凝土充分密实地结合。振捣应及时、到位,避免混凝土中石子流入坡底,发生离析现象。
B混凝土采用机械振捣棒振捣。振捣棒的操作,要做到“快插慢拨”,上下抽动,均匀振捣。
C浇筑后的混凝土,必须在界限以前给予二次振捣,以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋处形成的水分与空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落形成的裂缝,减少内部微裂,提高混凝土的抗压强度,从而提高抗裂性。
(3)泌水处理
A大体积混凝土的表现水泥浆较厚,且泌水现象严重,在控制水灰比前提下,应仔细处理。混凝土的体量及坍落度大,因此在施工中安排专人及时将出现的游离水排除到基槽里去,对较集中地带如电梯井、集水坑、浇筑终点设臵抽水机排除。
B混凝土表面处理在混凝土浇筑后4~8h内,将部分浮浆清掉,初步用长刮尺刮平,然后用木抹子搓平压实。在初凝以后,混凝土表现会出现龟裂,终凝要前进行二次抹压,以便将龟裂纹消除,注意宜晚不宜早。
(4)混凝土的养护
混凝土成型后,为保证水泥水化热作用正常进行,为砼硬化创造必要的湿度,温度条件,防止水份过早蒸发,及砼强度降低和出现收缩裂缝等现象,必须及时对砼进行养护。浇筑在12h后覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖一层阻燃草帘(根据需要增减)进行养护,草帘要覆盖严密,以保证砼内外温差不超过25℃,防止内自温差过大,形成温度裂缝。养护过程设专人负责。拆除时混凝土温度与环境温差要小于20℃,并在中午气温比较高时才可进行拆除。
4混凝土降温措施
A测温点布置:根据对称的特点,底板测温区的测点布置成方格网形。在每条测试轴线上,监测点位不宜少于4处。共布置10组测点,50个测温管(测温点位置详见平面布置图)。测温管竖向间距为500mm、550mm,顶、底两个测温点距筏板顶、底面各50mm。混凝土中测温孔采用导热良好的φ48×3.5 钢管制作。此外大气中布设2个测温点,以比较混凝土表面温度与大气温度之差。钢管焊接固定在钢筋上,下端封口,上端用木楔塞住,以防混凝土进入管内。每组测温管长度分别为2250mm、1700mm、1200mm、700mm、150mm,管上口露出底板表面100mm 左右,测温用红外测温仪测读,为能精确体现混凝土内部温度,测温管上口必须用棉包塞严,测完温度继续塞好棉包。中止测温记录后,采用高强度等级无收缩防水砂浆注浆封闭测温管。
B热工计算:
筏板混凝土施工在六月份,当时大气平均气温(T0)取25℃。入模温度(Tq)25℃,下列式中t为混凝土内部达到最高温度的时间。混凝土内部最高温度按经验计算:
Tmax=Wc/10+Tq+F/50=400/10+20+65/50=71.3℃
混凝土表面温度:混凝土表面温度受外界气温、养护方法、结构厚度等的影响:
混凝土的虚厚度:h’=K.λ/β=0.666×2.33/3.5=0.44
C铺草帘
混凝土终凝后,立即进行保温养护,保温养护时间根据测温控制,当混凝土表面温度与大气温度基本相同时(约4~5d),撤掉保温养护,改为浇水养护。浇水养护不得少于14d;保温养护措施:先铺一层塑料布,上面铺一层草帘子或毛毡,根据温差来决定帘子或毛毡的增加量,草帘子或毛毡上部再增加一层塑料布。
以其导热系数λ取0.14;内铺外盖塑料薄膜,其导热系数λ取0.09,代入得β=3.5
(a)混凝土的计算厚度:
H=h+2h’=1.5+2×0.44=2.38m
(b)混凝土的表面温度:
T1=TMAX-T0=66.3-20=46.3℃
T1—混凝土达到最高温度时,混凝土中心温度与外界气温之差
T= T0+4×h’×(H- h’)×T1/H2=25+4×0.44×(2.38-0.44)×41.3/2.38*2.38=47.91℃
结论:混凝土中心最高温度与表面温度之差
TMAX-T=66.3-47.91=18.39<25℃
5裂缝控制技术措施
从采取控制混凝土出机温度、温升、减少温差等方面,以及改善施工操作工艺;
(1)采用低热水泥,如优先选择矿渣硅酸盐水泥;利用混凝土后期强度,用R60或R90替代R28作为设计强度;掺入一定比例的粉煤灰、高效减水剂或缓凝剂等;
(2)掺入膨胀剂,在最初14d潮湿养护中,使混凝土体积微膨胀,补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝;
(3)改善骨料级配,如大体积基础混凝土可掺加15%块石;
(4)采用拌和水掺冰降低水温度,对砂石骨料喷遮阳防晒或凉水冷却,散装水泥提前储备,避免新出厂水泥温度过高等措施,来降低混凝土的出机温度;
(5)合理安排施工工序进行薄层浇捣,均匀上升,以便于散热;
(6)大体积基础混凝土施工,可在基础内埋设冷却水管,使混凝土内外温差小于25°C;
(7)合理分缝分块施工,对比较长的结构应设置后浇带;对基岩或老混凝土垫层,在表面铺设50~100mm砂垫层,以消除基岩约束和嵌固作用;
(8)适当配置温度钢筋,减少混凝土温度应力;
(9)加强混凝土的养护,适当延长养护时间和拆模时间,使混凝土表面缓慢冷却。
结论 基础筏板施工完毕后,实践证明,采用上述施工方法,可以保证工程施工质量。
参考文献
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论文作者:蒋云
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/26
标签:混凝土论文; 测温论文; 体积论文; 温度论文; 基础论文; 裂缝论文; 温差论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;