高標號大體積混凝土異形試驗臺設備基礎質量控制要點

劉江濤

（中國直升機設計研究所，江西 景德鎮333001）

1 引言

高標號大體積混凝土異形設備基礎有著較高的施工要求，有著容易開裂、水化熱高等特點，尤其是在具體施工中，要避免混凝土因水泥水化熱出現溫度應力裂縫。因此，要高度重視設備基礎大體積混凝土澆筑，將之作為施工重難點[1]。需要從技術措施、材料選擇等多方面著手，使準備工作更為全面，進而使設備基礎大體積混凝土的有序施工得以保障。大體積混凝土施工的重難點，就是要最大限度地減少溫度應力所產生的影響，避免產生裂縫。

2 工程概述

擬建918 號試驗廠房室外試驗場地位于景德鎮市602 所內，總建筑面積約300m2，地基沉降的敏感程度為敏感。場地位于半山腰，南、北、東三面為樹林，西面為漿砌片石擋土墻，周邊30m 范圍無建（構）筑物。試驗臺設備基礎位于918 號復合推力全系統試驗廠房西北，基礎為鋼筋混凝土筏板基礎，C60混凝土，抗滲等級P6，筏板厚1500mm，側壁高2000mm，頂板厚1880mm，混凝土約1000m3，屬大體積混凝土。

3 技術準備

高標號混凝土開始澆筑時，要對混凝土的表面溫度和中心溫度、大氣溫度和表面溫度的差值進行控制，內部預埋冷卻管通水降溫，避免混凝土發生溫度裂縫。在冬天施工的時候，平均大氣溫度只有約5~10℃，一般要采用2 方面措施來控制混凝土的中心溫度：（1）提高混凝土入模澆筑溫度；（2）降低混凝土的水化溫度，通過上述措施，從原材料升溫、混凝土配合比展開處理。

3.1 混凝土配合比設計

根據設計要求，本工程地為二a 類環境。基礎混凝土使用普通抗硫酸鹽水泥，混凝土的堿含量應≤3.0kg/m3，水灰比應≤0.40，水泥中的鋁酸三鈣含量應≤8%，結合本設計圖紙的相關要求，將礦物摻合料、鋼筋阻銹劑及抗硫酸鹽外加劑摻入。

3.2 設備基礎混凝土溫差計算

因水泥水化熱導致的絕熱溫升，主要是受到混凝土單位體積中的水泥品種和水泥用量的影響，同時，隨著混凝土齡期增長按指數關系增長，通常澆筑后的3~6d 是混凝土內部的最高溫度，這時候會接近最終絕熱溫升，在進行計算的時候取t=3d、6d、9d、12d、28d，粉煤灰61kg/m3；水泥用量445kg/m3。

3.2.1 最大絕熱溫升

最大絕熱溫升計算采用：

式中，Th為混凝土最大絕熱溫升，℃；mc為水泥在混凝土中的用量，kg/m3；Q為水泥28d 水化熱，375kJ/kg；c為混凝土比熱、取0.97kJ/（kg·K）；ρ 為 混 凝 土 密 度，2400kg/m3；e 為常數，取2.718；t為混凝土的齡期，d；m為系數、隨澆筑溫度改變，取0.295。

3.2.2 計算混凝土內部中心溫度

計算混凝土內部中心溫度根據：

式中，T1（t）為t齡期混凝土中心計算溫度，℃；Tj為混凝土澆筑溫度，℃；ξ（t）為t齡期降溫系數。

4 大體積混凝土的裂縫質量控制

設備基礎的厚度為6m，混凝土的澆筑量達1000m3/次；所以，混凝土內有著較高的水化熱，若混凝土的內外有著過大溫差，就會因為溫度應力的加大，而致使混凝土出現裂縫。因此，需要采取以下措施進行：

1）對混凝土配合比設計進行優化，混凝土內部分水泥用粉煤灰取代，以使混凝土的水化熱得以減少。

2）在具體施工中，為了確保混凝土符合要求，每車均要對混凝土的出罐溫度和坍落度進行檢測。

3）結合具體的大氣溫度，使用電子溫度計對混凝土的內外溫差做實時監測，良好控制溫度[2]。

4）合理養護混凝土，使內外溫差最大程度減少。同時，要派專人負責養護，根據規定對測溫記錄進行記錄，并結合測溫記錄采用有效的預控措施，以使設備基礎混凝土內外溫差不超過25%。

5）設備基礎混凝土澆筑時，為避免施工縫的出現，澆筑方法應選擇連續分層法。上層混凝土的澆筑時間要小于下層混凝土的初凝時間。并且為避免分層，在進行配合比設計時，要添加高效緩凝劑，根據運輸的距離與施工方案，攪拌站要計算出合理的初凝時間[3]。

6）振搗要加強，尤其是鋼筋比較密集的地方，如柱、墻插筋，要安排專人振搗。

5 模板支撐體系方案

經反復驗算論證，結合工程成本，支模支撐體系選用如表1 所示。

表1 支模支撐體系

6 結語

總之，高標號大體積混凝土裂縫控制是工程施工的重要內容，要最大限度降低裂縫的出現概率，應采用有效的措施來降低水化熱，對設計施工配合比進行優化，注意異形模板支撐體系的建立，從而最大限度避免坍塌、墜落等意外事故的發生，提高施工質量。