地下室大體積混凝土施工探析

胡南軍

(深圳中鐵二局工程有限公司,廣東深圳 518000)

地下室大體積混凝土施工探析

胡南軍

(深圳中鐵二局工程有限公司,廣東深圳 518000)

結(jié)合公司在貴陽花果園的工程實例,羅列了地下室大體積混凝土常見的施工工序及一些質(zhì)量問題,并針對出現(xiàn)的質(zhì)量問題,采取了一系列施工措施和施工工藝,很好的防止了常見質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

地下室 大體積 混凝土 施工工藝

1 工程概況

本工程的R2-1#樓位于貴陽花果園小車河濕地公園附近，主樓39層，2層商業(yè)層，2層地下室。基礎(chǔ)形式為樁筏基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)高度為3m，平面尺寸約為59.1m×40.2m，澆筑混凝土量為6432.18m3，地下室的底板是C40P6的防水混凝土，因此地下室基礎(chǔ)施工為大體積混凝土施工技術(shù)。為此，對大體積混凝土工程進行了現(xiàn)場監(jiān)測，實施信息化施工。該工程中還應(yīng)用了粗鋼筋電渣壓力焊、直螺紋連接、止水模板定位對拉螺桿和膠合模板等多項施工技術(shù)。該樓棟地下室大體積混凝土施工還進行了施工設(shè)計“技術(shù)先行，低溫入模，跟蹤監(jiān)測，適時養(yǎng)護，動態(tài)管理”等措施為施工過程創(chuàng)造有利條件。

2 地下室大體積混凝土常見的質(zhì)量問題

地下室的大體積混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題受到諸多方面的影響。比如：施工操作的不規(guī)范；不均勻的沉降；水泥型號選擇不當(dāng)；溫度應(yīng)力等均會導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題。其中溫度應(yīng)力是導(dǎo)致地下室大體積混凝土產(chǎn)生質(zhì)量問題的主要因素。

地下室大體積混凝土常見的質(zhì)量問題有很多，比如：(1)在基礎(chǔ)底板澆筑混凝土?xí)r，分層澆筑不合理，導(dǎo)致前期澆筑的混凝土與后期澆筑的混凝土之間出現(xiàn)冷縫。(2)混凝土在振搗的過程中，出現(xiàn)漏振，或者由于鋼筋過密導(dǎo)致混凝土振搗深度不夠等，均會導(dǎo)致后期出現(xiàn)蜂窩麻面、漏筋、混凝土沉降塌陷等，甚至出現(xiàn)混凝土裂縫等質(zhì)量問題。(3)水泥品種的選擇不當(dāng)，導(dǎo)致澆筑時產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，水化熱過高等質(zhì)量問題。(4)混凝土澆筑后期養(yǎng)護不當(dāng)和溫度控制不合理，導(dǎo)致混凝土成品出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題。

3 地下室大體積混凝土常見質(zhì)量問題的預(yù)防和控制措施

根據(jù)本工程實例，我部采用以下措施來防止地下室大體積混凝土常見質(zhì)量問題的產(chǎn)生。

3.1 混凝土的選擇

為了減小混凝土的收縮可以選用收縮值比較小的水泥，例如礦澄水泥＞ 普通桂酸鹽水泥＞粉煤灰水泥；為了減小混凝土水化熱可以通過減少水泥用量，釆用低水化熱水泥和標號比較低的水泥；采用水泥細度相對較大的水泥，防止泌水現(xiàn)象的發(fā)生；釆用較低的水灰比；降低砂率，選用質(zhì)量比較高的骨料及良好的粗骨料的級配；利用混凝土的后期強度，盡可能的選用強度等級比較低的混凝土，降低早期產(chǎn)生的水化熱量；適當(dāng)?shù)倪x用外加劑和摻合料，并且適當(dāng)、正確的使用，以便防止混凝土裂縫的產(chǎn)生等。結(jié)合本工程的實際情況，選擇了表一的混凝土配合比來施工，從后期的成品檢查來看，滿足了設(shè)計和規(guī)范要求。

3.2 設(shè)置冷凝管

(1)地下室大體積混凝土在施工中，混凝土在水化熱反應(yīng)時是放熱過程，故而造成混凝土內(nèi)部的溫度升高。根據(jù)規(guī)范和設(shè)計要求，混凝土內(nèi)部最高溫度和混凝土表面最高溫度的差值不得大于25℃，否則將造成混凝土的開裂等質(zhì)量問題。故本工程在3m板厚區(qū)域采用冷卻管進行大體積混凝土的降溫，有效的控制了混凝土內(nèi)外的溫差，保證了施工質(zhì)量。具體布置見圖三和圖四。

(2)冷凝管參數(shù)的計算。

流量的確定：

為滿足混凝土內(nèi)部降溫要求，取水在管中的流速為2.0m/s，由此可確定流量為：

水泵功率的確定：

由V=Q/A=6×4/(3.14×0.0322×3600)=2.07m/s。據(jù)此可得水泵的功率為：

P=1.2QHg/3600/W(其中，P-水泵功率；Q-流量；H-揚程，本設(shè)計取20m；

g-重力加速度；W-水泵效率，一般為55%；

P=1.2QHg/3600/=1.2×6×20×9.8/(3600×0.55)=0.713KW，取P=750(W)

冷凝水在管中的停留時間：

每個核心筒冷凝管總長度為258m，由S=Vt(S-冷凝管總長度；V-水在管中的流速；t-水在管中的停留時間)，得：t=S/V=234/2.07=124.6(s)=2.077min。

蓄水池及集水坑尺寸的確定：

圖1 冷凝管平面布置圖

圖2 冷凝管1-1剖面圖

表一 R2-1#樓地下室混凝土配合比(Kg/m3)

由以上計算可知兩個核心筒的蓄水池的蓄水量為12m3，蓄水池的尺寸確定為2.5×2.5×2，考慮到從混凝土中出來的水需循環(huán)利用，但需要冷卻時間故加大集水坑的尺寸，取其尺寸為蓄水池的1.5倍。考慮市政給水不穩(wěn)定性，為保證冷卻水供水安全采用1.5的保證系數(shù)。

圖三 混凝土溫度測量點平面布置圖

圖四 1-1剖面溫度計布置圖

圖五 基礎(chǔ)底板分層澆注示意圖

則蓄水池尺寸為3×3×2m=18m3。采用厚度為4mm鋼板統(tǒng)一焊制。

(3)冷凝管示意圖，圖一、圖二

3.3 溫度控制

本工程的人工控溫方法包括保溫法和降溫法。保溫法即在混凝土表面覆蓋保溫層或者灑溫水養(yǎng)護，提高混凝土表面的溫度，使得混凝土內(nèi)外的溫差不會過大。降溫法其中一種方法就是在混凝土外部灑水降溫，這種使混凝土表面溫度接近(甚至低于)環(huán)境溫度，因此能有效地防止常見質(zhì)量問題的產(chǎn)生。而本工程采用另外一種降溫的方法即使用埋入混凝土中的循環(huán)水水管降溫。水管冷卻進行內(nèi)部降溫的方法不僅降低混凝土內(nèi)的最高升溫和平均溫度，還能有效地減小溫差，因此直接減少了溫度應(yīng)力。地下室樁筏基礎(chǔ)一共九個溫度測量點，在每個測量點上分上、中、下設(shè)置三個溫度計。通過在混凝土內(nèi)外設(shè)置溫度測量點，實時監(jiān)測混凝土的溫度變化，針對異常的溫度變化采取相應(yīng)的處理措施，防止混凝土常見質(zhì)量問題的產(chǎn)生。本工程采用的溫度計型號為：JDC-2建筑電子測溫儀。測溫范圍：-30~130℃，測溫誤差：≤±0.5℃，使用環(huán)境：-20~50℃。

3.4 混凝土的澆筑與振搗

本工程混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸較大，整體一次饒筑會產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力，必定產(chǎn)生溫度效應(yīng)。根據(jù)“由低到高，斜面分層，循序推進，一次到頂”和“三層梯級，快插慢拔，直上直下”的原則，因此采用了合理的分層饒筑方法，即澆灌混凝土采用“分層饒筑、分層振搗、一個斜面、連續(xù)澆灌、一次到頂”的施工方法(見圖五)，每層厚度控制在400mm以內(nèi)，每層錯開5m左右，斜面坡度為1：6，各澆筑層前后錯位，分層退著澆灌，下層初凝前上層接上，確保混凝土上下層的結(jié)合及質(zhì)量。最上層混凝土初凝前，表面用鐵滾筒滾壓，增強表面密實性，待混凝土收水后用木抹子搓平不少于三次，以消除混凝土表面層的早期塑性收縮裂縫。這種澆筑方法即防止了裂縫的產(chǎn)生，又增加了混凝土在澆筑初期的散熱面，保證了澆筑的質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過以上的一系列大體積混凝土防裂措施在本工程中的應(yīng)用，在后期的檢測中基本沒有發(fā)現(xiàn)常見的質(zhì)量問題。在此筆者得到幾點體會：a選用前期水化熱低的水泥品種，添加合適的外加劑，并且正確合理的使用。b設(shè)置冷凝管，通過物理降溫，使大體積混凝土內(nèi)外溫差≤25℃，防止裂縫等質(zhì)量問題的產(chǎn)生。c通過實時的混凝土溫度監(jiān)控，及時的采取措施應(yīng)對因溫度異常而引發(fā)的混凝土質(zhì)量問題。d通過科學(xué)的混凝土澆筑和振搗方式，防止在混凝土澆筑早期常見質(zhì)量問題的產(chǎn)生，并且在混凝土澆筑完成后加強混凝土的后期養(yǎng)護。e項目部各個部門相互配合，加強現(xiàn)場管理，做好防止混凝土常見質(zhì)量問題產(chǎn)生的監(jiān)督與治理工作。

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