興義“桔園華府”筏板基礎(chǔ)項目大體積機制砂混凝土的施工實踐

伍祥，劉恒波，譚正福，莊保福，徐椿景，劉波

（1. 貴州榮盛（集團）建材有限公司混凝土分公司技術(shù)中心，貴州 興義 562400；2. 貴州省建筑材料科學(xué)研究設(shè)計院有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550007）

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土。混凝上結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是普遍現(xiàn)象,是個長期困擾著建筑工程技術(shù)人員的技術(shù)難題。由于荷載裂縫的分布規(guī)律性強，試驗工作容易開展，國內(nèi)外己經(jīng)進行了較為深入的研究。然而對于大體積混凝土等危害較大的間接作用裂縫，由于影響因素和分布規(guī)律的復(fù)雜性，對它們的研究工作卻開展得較少，控制方法也不夠明確具體，大體積混凝土必須滿足普通混凝土的強度、剛度、整體性和耐久性等要求之外，其主要問題就是如何控制溫度裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。由于大體積混凝土工程條件比較復(fù)雜，施工情況復(fù)雜，混凝土原材料的品質(zhì)差異較大，因此控制溫度裂縫就不是單純的結(jié)構(gòu)理論問題，它涉及到結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)造設(shè)計、材料組成、施工工藝、質(zhì)量監(jiān)控等多方面問題。

本文主要以貴州興義“桔園華府”筏板基礎(chǔ)項目為例，使用大體積機制砂混凝土澆筑過程中的溫度監(jiān)控和綜合施工保障措施，使得 28 天強度合格，達到了裂縫的有效控制的目的。

1 工程概況

貴州省興義市桔園華府 B 區(qū)占地面積 20000 平方米，建筑面積 18000 平方米，由 B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6 六個單元及兩層地下室組成，主樓部分全部為 1500mm 厚 C50P8 筏板，局部區(qū)域厚度達到1800mm，副樓部分為 400mm 厚 C30P8，筏板部分澆筑混凝土總分為 8 次，總體澆筑混凝土約 25000 立方米，該小區(qū)由黔西南州萬惠源房地產(chǎn)開發(fā)有限責(zé)任公司投資建設(shè)，貴州長辰建筑工程有限公司承建，貴州天邦建設(shè)項目管理有限公司監(jiān)理，貴州榮盛（集團）建材有限公司混凝土分公司供應(yīng)混凝土。

2 配合比思路

（1）行業(yè)內(nèi)常規(guī)設(shè)計高強大體積混凝土配合比時，一般都考慮采用低熱水泥，摻加硅灰、礦粉、磷渣粉、粉煤灰等活性材料，來達到降低水泥用量，降低水化熱的效果。

（2）興義市混凝土行業(yè)，因為區(qū)域原因，缺乏硅灰、礦粉、磷渣粉、等活性材料，一直以來使用單一摻合料粉煤灰。如果從貴陽或者云南采購硅灰、礦粉、磷渣粉、等活性材料，運距太遠大幅度提高成本，而且時間上也來不及準備，施工方及業(yè)主方也無法延長工期。經(jīng)與施工方、業(yè)主方技術(shù)交底后決定使用常規(guī)配合比，單獨使用粉煤灰作為摻合料。

（3）該工地距離我公司攪拌站 5 公里，使用常規(guī)外加劑，混凝土初凝時間 3～4 小時，終凝時間 8～10小時基本滿足要求。但考慮到施工時間較長，道路交通、設(shè)備故障、天氣變化等不可控因素較多，為避免出現(xiàn)施工冷縫以及收縮裂縫，特別要求外加劑廠家技術(shù)人員調(diào)整外加劑凝結(jié)時間，調(diào)整到初凝 14～16 小時，終凝 18～20 小時，以達到減少施工冷縫產(chǎn)生的目的。

3 原材料優(yōu)選

3.1 水泥

選用貴州榮盛（集團）建材有限公司生產(chǎn)的赤金牌P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，符合現(xiàn)行國家標準 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》，技術(shù)指標見表1。

表1 水泥技術(shù)指標

3.2 粉煤灰

選用興義電廠生產(chǎn)的 Ⅱ 級粉煤灰，符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，技術(shù)性能指標見表2。

表2 粉煤灰技術(shù)性能指標

3.3 細骨料

選用高興付砂石廠生產(chǎn)的機制砂，符合 GB/T 14684—2011《建設(shè)用砂》的要求，技術(shù)性能指標見表3。

表3 細骨料技術(shù)性能指標

3.4 粗骨料

選用張元軍砂石廠生產(chǎn)的 5～31.5mm 碎石，符合GB/T 14685—2011《建設(shè)用卵石、碎石》的要求，技術(shù)性能指標見表4。

表4 粗骨料技術(shù)性能指標

3.5 外加劑

選用貴州科之杰新材料有限公司生產(chǎn)的聚羧酸高效減水劑，符合 GB 8076—2008《混凝土外加劑》的要求，技術(shù)性能指標見表5。

表5 外加劑技術(shù)性能指標

3.6 攪拌用水

采用自來水，符合JGJ 63《混凝土用水標準》的要求。

3.7 常規(guī)配合比

C50P8 等級混凝土常規(guī)配合比見表6。

表6 常規(guī)配合比參數(shù).g/m3

3.8 配合比選定結(jié)果

表7 常規(guī)配合比實測結(jié)果

4 施工過程及保障措施

（1）經(jīng)與施工方溝通后，每次澆筑采用三點同時推進，整體分層結(jié)合連續(xù)推移式澆筑施工的方法來澆筑。三臺天泵從三個不同方向同時澆筑，每個點分 4 層澆筑，層厚度 30～50cm，嚴格控制層間間歇時間，保證在前一層混凝土初凝之前將次一層混凝土澆筑完畢。

（2）每一層混凝土澆筑達到層厚度時及時振搗，4層澆搗完畢時，一次抹面，及時覆蓋塑料薄膜，采用邊澆、邊搗、邊抹面、邊覆蓋、邊推進的方式，待混凝土達到終凝時，工人上去加蓋雙層棉毛毯，最大限度做到保溫保濕養(yǎng)護。

（3）每臺泵每小時澆筑 4 車混凝土，每車混凝 10方，運距 5 公里，混凝土公司準備了 40 臺運輸車，可保障不斷料。并有一臺天泵備用。

（4）為防止突然停電，工地自備有柴油發(fā)動機。

（5）澆筑前用抽水機抽干基坑積水。

（6）施工方準備好充足的工人以及保溫覆蓋材料。

（7）混凝土澆筑過程中，對達到標高部位振搗后及時抹面并覆蓋一層塑料薄膜保濕養(yǎng)護。

（8）混凝土終凝時，在塑料薄膜上面覆蓋雙層棉毛毯保溫養(yǎng)護。

（9）由專人負責(zé)記錄溫度數(shù)據(jù)，在溫度記錄過程中，嚴格控制里表溫差不大于 25℃，降溫速率不大于2℃/d。

（10）極低氣溫（低于 5℃）降溫過快時加蓋塑料薄膜及棉毛毯。

（11）混凝土澆筑體表外溫差降到 20℃ 時，逐步拆除保溫覆蓋。

（12）全面拆除保溫覆蓋后灑水保濕養(yǎng)護至 14天。

5 測溫方法

（1）澆筑前事先布置測溫點，每個單元布置 8 個點，兩個單元一共 16 個測溫點；測溫點距邊 4～5 米，各個測溫點間距 5～6 米；每個測溫點布置 3 個溫度測頭，按照澆筑深度分為上中下 3 個位置；上測頭位置在混凝土澆筑體表面以內(nèi) 5cm；中測頭位置在混凝土澆筑體深度中心位置；下測頭位置在混凝土澆筑體底面以上5cm。

（2）所有測頭絕緣引出線長 5 米，金屬測頭用細鐵絲固定在鋼筋上；測頭與鋼筋之間加混凝土墊塊，保障測頭不與鋼筋連通；引出線外接數(shù)顯式溫度表，用塑料袋包好，防止?jié)仓^程中混凝土噴濺并綁在鋼筋高處，不影響澆筑。

（3）混凝土澆筑過程中，監(jiān)督工人下料和振搗時不得直接沖擊和觸及溫度測頭及其引出線。

（4）混凝土澆筑完畢到達終凝時（可以踩踏時），開始覆蓋棉毛毯保溫，并開始記錄所有溫度表數(shù)據(jù)。

（5）開始記錄時 1～3 天內(nèi)，每兩個小時記錄一次；4～7 天內(nèi)每 4 個小時記錄一次；7 天以后每 6～8小時記錄一次。

6 實測溫度記錄分析

（1）測溫探頭固定方式以及溫度表監(jiān)測情況見圖1、圖2。

圖1 測溫探頭固定方式

圖2 溫度表監(jiān)測情況

（2）以 5 號觀測點數(shù)據(jù)為例進行分析，見表8 和圖3、圖4。

圖3.號觀測點溫度曲線

圖4.號觀測點溫差曲線

7 峰值分析

本次澆筑于 30 小時后結(jié)束，澆筑體內(nèi)混凝土在 50小時終凝，完成保溫覆蓋后于 53 小時開始記錄溫度數(shù)據(jù)。

混凝土齡期達到 3 天時，65 小時表面溫度達到峰值 67.1℃，此時表面溫度高于中心溫度 3.5℃；8 小時以后，受外界溫度下降 5℃ 影響，即 73 小時表外溫差達到峰值 53.3℃；再過 8 小時，即 81 小時中心溫度達到峰值 64.4℃，此時表面溫度低于中心溫度 1℃；130小時底部溫度達到峰值 50.1℃；160 小時里表溫差達到峰值 9.1℃，此時混凝土齡期剛好 7 天。

7 天以后，表面溫度、中心溫度、底部溫度、里表溫差、表外溫差等數(shù)據(jù)全面穩(wěn)步下降；9 天以后，為加快熱量傳遞散發(fā)，開始逐步分層去除保溫棉毛毯；12天以后，去除最后一層塑料薄膜，開始灑水進入保濕養(yǎng)護；15 天以后繼續(xù)施工。

溫度升降規(guī)律基本符合水泥 3 天水化速率最高、7天水化熱值最高的基本規(guī)律；表面溫度與中心溫度未能同時到達峰值，應(yīng)該是受到層間澆筑間歇時間的影響而產(chǎn)生時差順延所致。

表8.號觀測點溫度數(shù)據(jù)分析

8 結(jié)論及建議

（1）在缺乏高活性摻合料來降低水泥用量，減少水化熱的情況下，使用水泥、粉煤灰作為膠凝材料，進行大體積機制砂混凝土的澆筑施工也是可行的。

（2）采取優(yōu)選原材料、科學(xué)施工、合理調(diào)整外加劑凝結(jié)時間、嚴格的保溫養(yǎng)護措施、嚴謹?shù)臏囟缺O(jiān)控措施是必不可少的施工保障，可以有效控制有害裂縫的產(chǎn)生。

（3）在有條件的情況下，應(yīng)提前計算混凝土的絕熱溫升、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、溫差估算、保溫層厚度等數(shù)據(jù)，才能更科學(xué)的完成澆筑施工。