摘要:众所周知,混凝土结构在建筑工程施工中十分常见,大体积混凝土结构通常承受两种不同的荷载,一种是结构荷载,另一种是混凝土本身的体积变化。然而,通过统计分析得知,影响混凝土结构产生裂缝的重要原因之一是混凝土温湿度变化,且这种变化导致裂缝的发生率高达80%。高层建筑大体积混凝土施工期间,因为水泥水化热导致混凝土浇筑内部温度、温度应力出现剧烈的变化,进而使混凝土出现裂缝。因此,本文围绕高层建筑筏板基础大体积混凝土施工中抗裂技术的应用,以某工程为例,从混凝土配合比、筏板基础混凝土浇筑施工、浇筑大体积混凝土质量控制建议三个方面展开分析,旨在规避施工裂缝,保证高层建筑工程质量。
关键词:高层建筑;筏板基础;大体积混凝土;抗裂技术
1、工程概况
某项目由1#、2#、3#、9#、10#、11#六栋高层建筑组成。建筑地基基础设计等级为甲级,结构设计使用年限为50年;建筑抗震设防类别为标准设防类建筑,抗震设防烈度为8度,结构形式为现浇钢筋混凝土剪力墙结构,均采用筏板基础。
筏板基础均采用C40P6混凝土,筏板厚度为1100mm,1#、2#、3#为南北条式筏板,9#、10#、11#为丫形筏板。由于筏板基础厚度及面积均较大,为保证其施工质量,需对筏板的混凝土材料、混凝土配合比、混凝土浇捣、混凝土养护等工序作出适当部署,要处理好混凝土浇筑时产生的水化热对混凝土结构自身的影响。
2、大体积砼发生裂缝发生原因分析
根据产生温度裂缝的原因,有两种解决方案:一是控制设计时间,通过采用轻质结构,避免使用较大截面面积的构件;二是对施工过程的控制,即大体积混凝土硬化过程由于内部和外部应力限值温差造成的。在无裂缝的情况下,包括使用粉煤灰混凝土和可降低水化热的缓凝剂,在施工中采用混凝土措施。在施工过程中,要控制混凝土模具的温度,派专人仔细检查混凝土。如果模具的温度不符合要求,我们应该立即退回,直到温度在规定的范围内。防止因振动和夯实不足造成内部或表面缺陷,保证混凝土与钢筋之间的粘结,从而有效提高混凝土的抗拉、抗渗性。养护混凝土时,需要根据所计算的保温材料覆盖混凝土。
3、混凝土配合比
3.1 原材料
混凝土原材料有水泥、骨料、含泥量、外加剂等,此次工程使用水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥;选择优质中砂为细骨料,5~31.5连续级配的石子为粗骨料,为了保证混凝土的抗拉强度,需要控制粗细骨料含泥量;以粉煤灰作为掺合料减少水泥用量,达到降低水化热的目的;选择混凝土高效多功能外加剂,体现抗渗与防水等多重效果。
3.2 混凝土试配
大体积混凝土配合比与普通混凝土不同,不仅要对设计强度、混凝土和易性、可泵性进行保证,还要尽可能的减少水泥、水的使用量,减少水泥水化热。按照工程实际情况与实验配合比设计,以立方为单位,配置352kg水泥,886kg中砂,963kg连续级配碎石,55kg粉煤灰,7kg外加剂,164kg水,控制坍落度在180±20mm,水泥的缓凝时间超过9h。
4、筏板基础混凝土浇筑施工
4.1 浇筑与振捣
筏板浇筑的初始阶段,使用串筒负责运输混凝土,从泵管出口运输到作业面,从而达到减小自由落差的目的,以免出现混凝土离析分层现象。浇筑时,应用“斜向分层,薄层浇筑,循序退浇,一次到底”连续施工法。
4.2 加固泵管
底板使用混凝土固定泵进行浇筑。该工程基坑比较深,泵管务必按照阶梯形进行设置,以免出现堵管的现象,泵管架必须和基坑腰梁相连接,保证稳定性。为了规避泵管振动导致的底板钢筋位移,需要将泵管架设于钢管架,并且在钢筋面上使用垫橡胶轮胎,负责输送泵冲击力的缓冲。
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5、浇筑大体积混凝土质量控制建议
5.1 浇捣时间
按照超厚混凝土施工期间流淌摊铺面等相关因素,保证混凝土的初凝时间超过8h,且两层混凝土的浇筑时间相差不能超过6h。
5.2 泌水处理
大流动性混凝土浇筑与振捣期间,期间一定会出现游离水析现象,沿混凝土坡面下流到坑底。鉴于此,可以在基坑边开挖集水坑,利用垫层找坡的方式使泌水流到集水坑中,再以小型潜水泵排出已经过滤的水。混凝土下料期间,中间混凝土必须始终高于边缘混凝土,完成振捣之后,便可以很好的解决混凝土泌水现象。一旦表面泌水清除,使用木抹子便可以规避混凝土沉陷裂缝。
5.3 混凝土表面处理
泵送混凝土表面有非常厚的水泥浆,要在初凝之前使用木抹子将水泥浆赶走、压实,确保上部骨料可以均匀沉降,全面提升混凝土表面的密实度,避免塑性收缩变形现象,同时也可以规避混凝土表面龟裂现象。
5.4 混凝土测温
混凝土底板浇筑涉及的工程量比较大,必须一次性连续浇筑,完成浇筑之后混凝土硬化期间会释放出大量水化热。混凝土内外温差增大,这时便会产生温度应力、收缩应力,如果没有及时处理,便会出现裂缝。为此,针对塔楼底板大体积混凝土必须及时展开测温控制,这是施工的关键。测温过程中,要对表面温度进行记录,主要测量20cm位置温度、中心温度以及底部温度。在升温阶段一般每隔2h进行一次测量,降温阶段间隔4h测量测量1次。如果混凝土内最大温度与大气温度差小于25℃,这时便可以停止测温。首先使用温度计对环境温度、混凝土表面温度进行测量,依据测温点编号的顺序使用测温仪进行测试,当测温仪上数字稳定之后,便可获取最终测量数据,将其与之前测试数据展开对比,如果温度升降变化符合正常范围要求可以记录。
5.5 底板后浇带
后浇带混凝土施工期间建议掺膨胀剂,提升强度等级,接槎处放置膨胀止水条。后浇带混凝土所应用的混凝土,相比原混凝土强度等级需要高一级,即使用微膨胀混凝土。后浇带施工之前需要对钢筋进行清理与调直处理,将松动以及不规则混凝土凿除,并且两侧弹墨线,按照墨线凿除混凝土,保证后浇带两侧的整齐性,放置止水条以水泥钉固定。混凝土澆筑之前在上方浇水湿润,保证旧混凝土能够充分吸收水分。
5.6 控制大体积混凝土裂缝建议
5.6.1 调整混凝土级配
应用掺粉煤灰这一方式,对混凝土配合比进行调整,降低水泥用量。通过混凝土后期强度和建设、监理两方进行交流,以90d评定混凝土强度。调整级配时,选取1~3组3、7、10、14、28、60d强度试块,对其强度变化进行观察,记录数据为项目施工提供参考。其中90d试块需要根据相关要求留设,为混凝土强度评定提供数据支持。
5.6.2 调整混凝土入模时温度
尽可能的降低混凝土入模温度,最高不能超过35℃。建议使用斜向分层浇筑混凝土,期间加强振捣。
5.6.3 做好混凝土养护
控制混凝土表面标高,随后在上方覆盖塑料薄膜,留住混凝土表面水分。当混凝土初凝结束之后,便可以在上方覆盖麻袋和顶层塑料薄膜。墙、柱中部也需要通过塑料薄膜的方式留住水分。
5.6.4 加强防渗处理
实时监督混凝土配合比,对于混凝土配合比的设计,建议按照商品混凝土供应商规定的防渗等级进行,保证混凝土配合比能够达到最优,期间必须对混凝土生产、运输进行严格控制。施工现场混凝土收料以及泵送管理非常重要,施工人员不能在混凝土内放入生水,如果超出初凝时间不能继续向泵车倒入混凝土。保证混凝土浇捣的密实度,振捣棒振动确保连续性。
5.7筏板基础砼的浇筑。
混凝土浇注,第一件事是确保材料的质量,此外,在混凝土浇注过程中,做好质量监督和控制,具體为以下几个方面:首先,确保浇带和建筑关键的位置和大小是否合适的;二是对钢筋尺寸和损坏位置进行确定;三是严格控制混凝土的温度,检查混凝土内嵌的冷却循环水管是否符合要求;第四,混凝土运输总时间、浇筑时间和断续时间不得超过混凝土最终凝固时间;最后,确定测温孔或其他温度监测点的位置和数量是否满足具体要求。要求,在选择位置时能够代表混凝土中的温度场和应力变化,以便及时发现问题,采取救援措施。
6、结束语
综上所述,高层建筑筏板基础大体积混凝土抗裂技术应用很好的抑制了施工期间混凝土裂缝的产生,并且有利于提高筏板基础大体积混凝土工程质量,这对于推动我国建筑业发展有重要意义。
参考文献:
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[4]夏 星.高层建筑工程中筏板基础大体积混凝土的施工技术[J].石油化工建设,2017(2):88~91.
论文作者:黄方和
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
标签:混凝土论文; 体积论文; 温度论文; 裂缝论文; 测温论文; 基础论文; 泵管论文; 《防护工程》2018年第35期论文;