大體積混凝土澆筑質量通病控制探究

摘 要:在冶金工業行業中，大型設備基礎的設計方案多采用大體積混凝土，大體積混凝土施工在寶鋼集團冶金建筑范圍中比較普及，施工質量控制的掌握和應用越來越引起人們的關注，施工技術也越來越成熟。應該看到大體積混凝土的施工工藝過程和普通混凝土沒有區別，可其工藝過程中的各種條件、各種因素、各種操作程序是影響大體積混凝土施工質量的關鍵，也是大體積混凝土施工全過程管理(事前預測、事中控制和事后反饋信息措施實施)的重點，因此能否將普通混凝土的觀感要求加載到大型設備基礎上就要在技術措施與防范預控上做文章了。

關鍵詞:大體積;施工縫;配合比;測溫;養護

中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:16723198(2010)01028403

1 工程概況

我公司承接組織施工的寶鋼股份四連鑄大包回轉臺基礎布置在連鑄廠房D-X1列，03-04線之間，最大埋深-6.400m，頂標高+13.600m，混凝土量為2140m3。分布廣，體積大，造型復雜，基礎內部溝道縱橫交叉，上下重疊，地腳螺栓預留孔、預埋件數量多，混凝土設計采用C30標號。施工伊始就以“精品工程”為目標組織施工。

2 大體積混凝土澆筑質量通病的控制

大體積混凝土的澆筑常會出現一些質量通病，如混凝土裂縫、施工冷縫、混凝土實體幾何尺寸超差、地腳螺栓埋設偏差、墻體混凝土強度不均勻、墻體根部蜂窩、麻面、模板接縫多、漏漿多等，這些都是大體積混凝土的施工難點，但通過合理科學的施工、技術措施是可以控制甚至消除的。為了保證混凝土質量，項目部組織了有關工程技術人員分析了大體積混凝土各種質量通病的原因，重點討論了從施工縫的設置、模板與支撐系統的選材、外加劑的使用、配合比的設計、混凝土的攪拌、運輸、澆筑、溫控、養護方法等，有針對性的采取了技術保證、防范預控等措施，保證了基礎混凝土產品質量既符合了規范和設計要求，也提高了混凝土的觀感質量。為有效控制大體積混凝土質量通病，我們采用了以下技術措施:

2.1 施工縫的合理劃分及處理

2.1.1 設備基礎水平施工縫劃分(具體劃分見下面大包回轉臺支模示意圖)

(1)備基礎水平施工縫劃分在頂板的標高處，由于生產工藝的要求設備基礎中有縱橫交錯的電纜隧道，基礎之間底板的底標高和頂標高往往不一致，因此劃分出的水平施工縫不在一個平面上呈階梯形。

(2)水平施工縫必須低于地腳螺栓或預留孔底端，其與地腳螺栓底端的距離應大于150mm。針對設備基礎地腳螺栓、套筒、螺旋管埋設直徑、長度、標高不相同，水平施工縫應服從主要的或標高低的地腳螺栓、預留孔可留成臺階形。

(3)在土0.000以下的水平施工縫當墻厚度小于800mm時預埋鋼板止水帶，鋼板止水帶寬300mm，厚3mm;當墻厚不小于800mm時，施工時留設企口，企口寬度為墻厚的1/3，高度為100mm，企口頂面及側面要進行鑿毛處理。

2.1.2 設備基礎垂直施工縫的劃分及處理

根據施工現場實際情況，經研究設備基礎前區采用跳槽法施工。跳槽法施工時垂直施工縫的留設，底板和外壁在混凝土中部預埋鋼板止水帶進行防水，對于頂板和內墻采用雙層鋼絲網或單層鋼板網隔斷。待混凝土達到一定強度后，將鋼絲網或鋼板網拆除，將混凝土表面松動的石子清除掉，并用水將表面沖洗干凈。

下次澆筑混凝土前，先在施工縫處鋪凈漿，再鋪30-50mm厚的1:1水泥砂漿或涂刷混凝土界面處理劑，并及時澆灌混凝土。

2.1.3 施工縫的處理

(1)砼表面鑿毛處理。鑿毛處理的不好，直接影響砼接縫的質量。鑿毛的方法:水平施工縫，可用電動鋼絲刷除掉水泥薄膜和浮漿，同時剔除松動的石子(此時砼抗壓強度不宜低于0.6Mpa)。

垂直施工縫要求鑿除深度為35mm，清除浮灰，松散碎片，露出石子，接縫時，縫表面涂刷一層水泥漿。

(2)砼接茬前施工縫表面應清除浮灰并用水沖洗干凈，可采用滿鋪一層30-50mm厚與砼成份相同的水泥砂漿。

2.2 模板與支撐系統的選材

為了使工程觀感更上一個臺階，減少模板接縫，我們經過市場調查，覆面膠木大模板平整度好、脫模效果好砼光潔如鏡、有大理石的效果、加工便捷，根據現場實際情況我們選用了18mm厚、1220×2440mm雙面覆膜膠木大模板，采用覆面膠木大模板施工工藝施工，可以克服這些問題，使砼基礎接縫減少，表面色澤均勻、光滑平整。

2.2.1 模板與支撐系統的設計

對大包臺所有部位支模進行重新排版，包括支撐部分，為保證砼的觀感美觀，從畫排版圖開始，工程每個部位都有詳細的排版圖，而且對拉螺栓詳細位置也都標在圖紙上，由于大包臺造型復雜，模板排版工作就要有足夠的細心和耐心，要求支模前按排版圖要求提前在模板上放線鉆對拉螺栓孔，要求施工隊嚴格按排版圖要求安裝對拉螺絲。每塊板都須按排版圖編號，以利有序施工。

模板選用18mm厚、1220×2440mm雙面覆膜膠木大模板，豎向選用[8間距300mm，水平方向用2φ48×3.5間距600mm，模板體系選定后首先進行對拉螺栓截面計算，經計算保證一般部位模板的剛度、強度和穩定性后，還對易出現漏漿、錯臺等質量通病的部位進行細部節點設計。砼外觀質量往往取決于這些細部節點設計、施工質量，決定質量通病是否能得到有效防治。

2.2.2 模板定位

準確投測模板線，是保證結構外觀質量的第一步。模板線不準確，或不到位、數量不夠，會導致模板移位，與鋼筋位置發生矛盾，表現為鋼筋保護層厚度不足或過大，模板組裝無法到位，結構幾何尺寸無法保證等。

模板支設前，要在基礎上放水平標高控制線，導出墻頂、梁底、基礎頂、預留洞口等標高，以控制砼澆筑的高度。模板定位后，應在上口標出控制標高。

2.2.3 模板施工

施工工藝:基礎模板測量放線→水泥砂漿找平→鋼筋安裝→預埋件安裝→模板安裝→砼澆筑→拆模→養生。

(1)施工前對基礎進行測量放線，彈出基礎邊線。

(2)在基礎面上用1:2水泥砂漿找平20mm厚，以利于模板的找平。

(3)陰陽角支模時，用8槽鋼 抱角以滿足垂直度、陰陽角方正，并保證其不扭曲變形。

(4)對拉螺栓孔采用專用塑料帽(與對拉螺栓配套φ12、φ16兩種規格)，固定采用φ10鋼筋加檔。見下圖

(5)模板支撐系統嚴格按方案組織施工，不得擅自改動。

(6)為保證砼澆筑后實體的垂直度，模板的垂直度按規范規定允許偏差為8mm，我們制定了內控標準，定為4mm，只要達不到這個要求，就堅決調整，確保澆筑完的設備基礎砼垂直度滿足規范要求。

2.3 大體積混凝土材質、外加劑的選用及配合比要求

(1)砂選擇Ⅱ區中砂，石子選5-30mm(泵送混凝土)連續級配(石子粒徑在符合規范條件下，體積相同時，粒徑越大，表面積越小，水和水泥用量越小)。砂石的合理級配有利于增強混凝土和易性，降低水和水泥用量，使混凝土的水化熱和混凝土凝結收縮時泌水及干縮減小。

(2)砂石的含泥量:石子含泥量小于1%，泥塊含量小于0.5%，砂含泥量小于3%。砂石含泥量超標會直接影響骨料與水泥的粘結，影響施工所需的和易性，又影響混凝土的水化熱和干縮。

(3)水泥選用水化熱低，初凝時間較長的礦渣硅酸鹽水泥。

(4)混凝土拌和用水采用潔凈的地下水，地下水溫度較低， 有利于降低混凝土的澆筑溫度。

(5)在滿足工程設計要求的前提下，盡量減少單位體積的水泥用量，以降低水化熱，以減少混凝土的應力裂縫。

(6)為改善混凝土的和易性和操作條件，便于搗固，在混凝土中摻減水劑。減水劑是一種表面活化劑，對水泥顆粒起分散作用，能把水泥凝聚體中所包含的水釋放出來，使水泥達到充分的水化，因而可減少混凝土拌合水量，降低水灰比，可有效增大混凝土的坍落度，提高和易性，有利于混凝土強度的增長及物理性能的改善，減少混凝土的收縮。

(7)混凝土中加入UEA-H型膨脹劑，它能通過化學反應使混凝土產生膨脹，可以抵消一部分混凝土在硬化過程中的收縮，且使混凝土內部更加密實，可以防止混凝土的收縮裂縫。

(8)因部分混凝土采用泵送，因此混凝土中須加入泵送劑。

2.4 攪拌、運輸措施

(1)混凝土攪拌必須充分，不能有生料出倉。

(2)因澆筑混凝土時氣溫高達28℃，所以用地下水沖洗砂石(并隨時測定砂石的含水量)降低砂石溫度，且能減小砂石的含泥量。

(3)攪拌采用溫度較低的地下水，有利于降低混凝土的澆筑溫度。

(4)罐車運輸，防止混凝土離析。混凝土罐車在等待下料的過程中用地下水沖澆混凝土罐體， 有利于降低混凝土的澆筑溫度。

(5)混凝土運輸應盡量縮短時間及轉運次數，混凝土一旦出現初凝現象應做廢料處理。

(6)在混凝土泵管上覆蓋濕麻袋，避免泵管受太陽直射， 促成輸送升溫現象。

2.5 澆筑、測溫、養護措施

(1)為了保證大體積混凝土的澆筑質量，項目部管理人員24小時輪流值守，澆筑點至少2人，負責指揮澆筑和振搗混凝土，基礎上部2人負責調度罐車，保證各下灰點混凝土的連續澆筑。操作工人實行三班倒制度，現場人員必需充足，并有專人負責振搗流淌的混凝土。

(2)下灰方式:泵送和溜槽相結合。溜槽下灰速度快(有保證溜槽下灰不產生離析的保證措施)，保證混凝土澆筑的連續性。泵送混凝土主要用于一些溜槽不易到達的地方以及覆蓋面層混凝土(下灰量容易控制)。混凝土用溜槽下灰時為防止產生離析，在出口處設置擋板。

(3)混凝土采用機械振搗。機械振搗能產生振幅較大，頻率較高的振動，使骨料間的摩擦力、粘附力降低，水泥砂漿的流動性增加，由于振動而分散開的粗骨料在沉降過程中，被水泥砂漿充分包裹，形成具有一定數量和質量的砂漿包裹層，同時擠出混凝土拌合物中的氣泡，以增強密實性和抗滲性。

(4)機械振搗應按現行《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的有關規定依次振搗密實，防止漏振、欠振。

(5)混凝土澆筑時，成堆混凝土的攤平方法是:

①振動棒從混凝土堆的下部逐漸插向上部，避免在頂部振動攤平形成砂漿窩，影響質量。

②插入混凝土中的速度要小于混凝土的流動速度，避免變成搗固，否則混凝土因振動時間過長而發生分離。

③為保證混凝土不漏振，底板大體積混凝土澆筑時派兩人專門搗固流淌的混凝土。

④澆筑混凝土時，應隨澆隨平倉，不得堆積，在傾斜面上澆混凝土時，應從低處開始，且澆筑面應保持水平。

⑤混凝土澆筑時，振搗工作非常重要，振動棒的振動順序，依澆筑順序而定，宜垂直于澆筑的前進方向往返進行。

⑥插點要均勻布置，逐漸移動，順序進行，不得遺漏，振動棒的移置距離不得超過其振動半徑的1.5倍，間距50cm左右。

⑦一般將振動棒插入和抽出2-3次即可，垂直插棒，快插慢拔，逐點移動，每次插入抽拔時間為8-15s，以表面泛漿，不出現氣泡，無明顯下沉現象為宜。

⑧振動要盡量避免過分振搗，插入深度不超過振動棒長度的1.25倍，不得過深或太淺。

⑨混凝土在終凝前進行多次抹壓，有利于防止混凝土表面收縮裂縫。

⑩混凝土抹壓完后應及時覆蓋麻袋薄膜保溫保濕養護是止混凝土裂縫的又一有力措施。

B11防雨措施:因大體積混凝土澆筑時間比較長，澆筑過程容易遇到下雨天氣，我們在澆筑現場準備了，在澆筑點上搭設一塊10*50米的塑料布(防雨水沖刷正在澆筑的混凝土)，已澆筑的混凝土表面再滿鋪一層塑料布(防雨水侵入混凝土，降低混凝土表面的溫度)。

B12在混凝土澆筑時由于混凝土坍落度較大，攤鋪面積較寬，為保證處凝時間即可覆蓋第二層，在施工中采用分倉澆筑的辦法。即每2 0 m 在底板中加密目鋼絲網片， 將其分隔澆筑。

(6)測溫。

①應根據工程項目的平面形狀尺寸、厚度等不同情況，合理、經濟地布設測溫點，并測繪測溫點布置圖。

②溫度測點以集成溫度傳感器作感溫元件， 要進行篩選和防老化處理。在埋設前應對感溫元件作環氧樹脂封閉。在澆注前應按測溫布置圖要求，對測點予以固定和保護，以確保測溫工作的順利進行。

③每次測溫后，應立即匯總整理混凝土內部溫度場與溫差數值，提供給施工指揮部門，以指導現場的施工。

④該大體積混凝土采用薄膜和草墊對混凝土進行保溫保濕養護，效果較好，局部因混凝土抹壓后薄膜覆蓋不及時導致混凝土表面失水過快，我們采取了在混凝土表面澆熱水后迅速覆蓋薄膜和草墊的措施。

⑤薄膜和草墊必須前后左右搭接(約100mm)覆蓋嚴密(特別是薄膜)， 該混凝土局部薄膜沒蓋嚴密，導致薄膜接縫處混凝土失水過塊而出現龜裂。

⑥時刻觀測混凝土表面的濕潤程度(薄膜的內表面必須有水珠)，若混凝土表面干燥，必須在澆熱水養護后及時蓋上薄膜和草墊養護時間不得少于14天。

⑦采用民建施工中的圓形橡膠墊，模板拆除后，將橡膠墊取出，氣焊割對拉螺栓，用1:2水泥砂漿封堵形成規則的圓形，表面壓光壓實。

3 結語

通過以上實際操作，證明四連鑄大包回轉臺大體積混凝土的質量控制是成功的，最終連鑄機大包回轉臺基礎表面只有很少短而淺的無規則裂縫，模板縫減少，表面光滑平整，無論垂直度、平整度均滿足規范要求，色澤均勻，做到了里實外光，基礎棱角分明成一直線，既滿足了設計和施工規范要求，又使混凝土表面觀感上了一個臺階，受到冶金質檢總站和業主的好評。同時我們也總結了一套在工業建筑中大體積混凝土施工怎樣在保證設計及施工規范的要求下提高整體感觀的方法。