大體積混凝土施工要點(diǎn)探析

郭學(xué)良

（東莞市興發(fā)建業(yè)建筑工程有限公司，廣東 東莞 523000）

1 工程概況

本工程總建筑面積為53 533.50 m2，為1棟高層公共建筑，建筑高度96.6 m2，地下3層，地上22層。主樓采用平板式筏基礎(chǔ)、裙樓采用獨(dú)立基礎(chǔ)，局部裙樓采用機(jī)械旋挖樁基，整體使用了框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。本工程大體積混凝土為主樓整體平板式筏基礎(chǔ)，筏板厚度為1 500 mm，肋梁與底板下平，混凝土強(qiáng)度為C35，抗?jié)B等級(jí)為P8，屬于大體積混凝土范疇。本工程按后澆帶分3個(gè)施工段分別澆筑，第1個(gè)板塊面積916 m2，體積約1 500 m2，第2個(gè)板塊面積385 m2，體積約580 m3，第3個(gè)板塊面積710 m2，體積約1 300 m3。項(xiàng)目地點(diǎn)為廣東省東莞市，時(shí)間為冬季11月份，平均氣溫22℃。

2 難點(diǎn)分析

1）大體積混凝土結(jié)構(gòu)體積大，一次澆筑混凝土量大，澆筑厚度大為大體積混凝澆筑施工難點(diǎn)。

2）本項(xiàng)目采用C35P8混凝土，強(qiáng)度等級(jí)較高，單位水泥用量大，容易因水化熱和收縮造成結(jié)構(gòu)裂縫。

3）大體積混凝土水泥水化熱不容易散發(fā)，內(nèi)部溫度升溫較快，內(nèi)外溫差過(guò)大容易產(chǎn)生溫縮裂縫，因此，對(duì)大體積混凝土保濕保溫，并對(duì)內(nèi)外差溫度檢測(cè)為本項(xiàng)目難點(diǎn)之一。

3 大體積混凝土澆筑要點(diǎn)

1）針對(duì)底板混凝土采取分層斜向推進(jìn)的澆筑方式，每1層要保證澆筑厚度在500 mm左右，自遠(yuǎn)端朝泵方向斜向推進(jìn)施工，讓其斜向流動(dòng)，層層推進(jìn)，并要在第1層混凝土完成初凝之前澆筑第2層混凝土，具體分層如圖1所示。

圖1 混凝土分層示意圖（mm）

2）通過(guò)機(jī)械振動(dòng)棒來(lái)對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，在這一過(guò)程之中應(yīng)當(dāng)遵循“快插慢撥”原則，均勻排列振搗棒的插點(diǎn)，可以選擇并列排列或交錯(cuò)排列的方式。將插點(diǎn)之間的間距控制在300 mm～400 mm范圍內(nèi)，在下層混凝土中的插入深度范圍為50 mm～100 mm。切記要依次振搗，不能夠采取跳躍式振搗，以此來(lái)有效避免漏振現(xiàn)象的發(fā)生。平均每一振點(diǎn)持續(xù)25 s的振搗操作，直至混凝土表面氣泡、水分下沉等現(xiàn)象不再出現(xiàn)，并在表面泛出白漿。為了最大化地保障混凝土密實(shí)程度，可以選擇在混凝土泵出料口分別布置1臺(tái)振搗棒，共計(jì)布置3道，在出料口布置第1臺(tái)振搗棒，這樣混凝土就能夠維持一個(gè)自然流淌坡度；在坡腳處布置第2臺(tái)振搗棒，保證混凝土下部的密實(shí)程度；在斜面中部布置第3臺(tái)振搗棒，并對(duì)振搗時(shí)間、插入深度及移動(dòng)距離進(jìn)行合理的控制。

3）應(yīng)當(dāng)盡可能多地對(duì)鋼筋密集處進(jìn)行振搗，以此來(lái)確保該部位的混凝土符合標(biāo)準(zhǔn)的密實(shí)度，同時(shí)也要嚴(yán)格控制單次的振搗時(shí)間，避免混凝土出現(xiàn)局部離析現(xiàn)象。針對(duì)柱墻插筋這一部位，在遵循上述原則的基礎(chǔ)之上確保其有正確的位置，完成澆筑之后要對(duì)軸線進(jìn)行復(fù)核，如若存在問題那么要在混凝土初凝之前進(jìn)行校正。

4）全面分層，進(jìn)行二次振搗。在混凝土剛接近初凝時(shí)，應(yīng)當(dāng)再次進(jìn)行振搗，這也稱之為二次振搗。通過(guò)二次振搗，能夠讓混凝土受一次振搗的水分、氣泡影響所產(chǎn)生的微孔得以克服，使混凝土下沉乃至脫離鋼筋的現(xiàn)象得以有效避免，最大化地增強(qiáng)混凝土和鋼筋之間的握裹力，讓混凝土有著更高的密實(shí)性、強(qiáng)度及抗?jié)B性[1]。

4 大體積混凝土溫度控制要點(diǎn)

4.1 溫度控制手段

1）混凝土配備方面：第一，選擇合理的水泥材料。本項(xiàng)目結(jié)合市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)原則，選用了PO42.5R的普通硅酸鹽水泥；第二，使用外加劑，添加使用建中寶牌高性能減水劑（緩凝型），能大幅度提高混凝土的流動(dòng)性及各齡期強(qiáng)度，不但能夠讓大體積混凝土有著更高的早期強(qiáng)度，還能夠充分滿足泵送混凝土的相關(guān)要求，有效避免大體積混凝土初步澆筑過(guò)程中溫度過(guò)高而引發(fā)裂縫；第三，添加粉煤灰，可以減少混凝土用水量，使混凝土拌合物在和易性方面得以改善，進(jìn)而有效提升混凝土的泵送性能，并且減少混凝土水化熱、熱能膨脹性能，增強(qiáng)混凝土抗?jié)B水平。

混凝土詳細(xì)配合比（kg/m3）如下：水泥305 kg，水165 kg，沙715 kg，石子1 070 kg，粉煤灰120 kg，高性能減水劑（緩凝型）7.8 kg。

2）保溫保濕措施。項(xiàng)目部決定采用塑料薄膜+無(wú)紡布毛氈（黑心棉）對(duì)大體積混凝土進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，通過(guò)保溫層厚度計(jì)算公式δ=計(jì)算，無(wú)紡布毛氈（黑心棉）厚度為18 mm。通過(guò)塑料薄膜的應(yīng)用，能夠讓混凝土表面始終保持一個(gè)潮濕的狀態(tài)，不但讓表層混凝土有一個(gè)穩(wěn)定強(qiáng)度提升，還能夠避免降溫過(guò)程中產(chǎn)生干燥收縮的現(xiàn)象。使用無(wú)紡布毛氈能夠達(dá)到保溫效果，讓混凝土表面的溫度相對(duì)較高，最大化地降低表熱擴(kuò)散速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土內(nèi)部及外部溫度差異的有效控制。

4.2 大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)大體積混凝土的實(shí)際溫度，不但能夠明確不同混凝土部位的溫度變化，還能夠結(jié)合變化情況來(lái)對(duì)大體積混凝土的施工工藝及養(yǎng)護(hù)手段進(jìn)行改良與優(yōu)化，最大化地避免大體積混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而引發(fā)一系列的溫度附加應(yīng)力，降低混凝土體積穩(wěn)定性。在進(jìn)行大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確原材料初始溫度、入模溫度、澆筑時(shí)環(huán)境溫度、拌合時(shí)環(huán)境溫度這類節(jié)點(diǎn)，并測(cè)算澆筑完畢混凝土的實(shí)際水化熱，準(zhǔn)確掌握混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)變化情況，對(duì)于保障大體積混凝土工程的實(shí)用性和耐久性至關(guān)重要。當(dāng)前已經(jīng)步入信息化時(shí)代，可以借助混凝土測(cè)溫儀來(lái)保證溫度監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，可自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并發(fā)送至云平臺(tái)，確保數(shù)據(jù)永不丟失，且擁有簡(jiǎn)而易懂的上位機(jī)軟件，可顯示實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并生成溫度變化曲線[2]。

測(cè)溫點(diǎn)布置，因筏板分3個(gè)板塊進(jìn)行澆筑，故每個(gè)板塊在4個(gè)角距離邊緣5 m設(shè)置1個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，每個(gè)板塊設(shè)置4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。

混凝土溫度要求：第一混凝土體在入模溫度基礎(chǔ)上上升不超過(guò)50℃；第二混凝土降溫速率控制在2℃/d～4℃/d；第三混凝土表里溫差≤25℃。

以第1個(gè)板塊檢測(cè)數(shù)據(jù)為例，得出實(shí)際數(shù)據(jù)符合混凝土養(yǎng)護(hù)溫度要求，綜合檢測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，測(cè)溫結(jié)果曲線如圖2所示。

圖2 綜合監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)測(cè)溫結(jié)果曲線圖

5 大體積混凝土裂縫控制要點(diǎn)

大體積混凝土有著較多的水泥用量及較大的結(jié)構(gòu)截面，導(dǎo)致水泥在水化過(guò)程中釋放出來(lái)的水化熱會(huì)引發(fā)一定的溫度變化，加之相應(yīng)的收縮作用會(huì)出現(xiàn)一定的溫度收縮應(yīng)力，長(zhǎng)此以往就會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫，故而對(duì)大體積混凝土裂縫進(jìn)行控制的要點(diǎn)在于對(duì)其溫度裂縫進(jìn)行控制，具體要點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

1）降低水泥水化熱和變形。第一，采取水化熱較低或中等的水泥品種來(lái)完成混凝土的配制，本項(xiàng)目從經(jīng)濟(jì)方面考慮選用PO42.5R普通硅酸鹽水泥；第二，充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量；第三，通過(guò)有著較大粒徑及合理級(jí)配的粗骨料來(lái)對(duì)砂石含泥量進(jìn)行有效控制；第四，在混凝土中添加粉煤灰這類摻合料及緩凝劑和減水劑，以此來(lái)讓混凝土的和易性得以改善，水灰比得以減少，水泥用量得以降低，進(jìn)而有效降低水化熱。

2）降低混凝土入模溫度。結(jié)合當(dāng)時(shí)氣象條件，將混凝土澆筑時(shí)的入模溫度控制在20℃左右，炎熱季節(jié)可以采用加冰塊等措施。

3）加強(qiáng)施工中的溫度控制[3]。第一，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的保溫、保濕養(yǎng)護(hù)工作，在一定周期內(nèi)緩慢降低溫度，將混凝土所具備的徐變特征發(fā)揮出來(lái)，以此來(lái)降低其中的溫度應(yīng)力；第二，增加養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)，對(duì)拆模時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，讓混凝土降溫速度得以延緩，使其所具備的應(yīng)力松弛效應(yīng)得以發(fā)揮；第三，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)制定合理的施工流程，均勻澆筑混凝土，防止混凝土拌合物堆積過(guò)大產(chǎn)生一定的高差；第四，采用二次振搗的澆筑方式，在澆筑完畢后將表面所存的積水及時(shí)清除，并做好早期養(yǎng)護(hù)工作，以此來(lái)讓混凝土的彈性模量及抗拉強(qiáng)度得以提升。

4）混凝土表面處理及泌水處理。第一，在大體積混凝土澆筑過(guò)程中容易產(chǎn)生泌水、浮漿，采用分層斜向推進(jìn)，讓泌水、浮漿向一個(gè)方向流動(dòng)，并在底凹處用污水泵進(jìn)行抽排；第二，在混凝土終凝前進(jìn)行二次收光挫平，防止混凝土表面收縮龜裂。為了全面提升工作效率，可以采用磨光機(jī)這一設(shè)備，以此來(lái)解決人工效率過(guò)低的問題。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本項(xiàng)目采用以上措施，后期觀察未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫，混凝土表面觀感良好。大體積混凝土施工應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn)，首先，原材料及混凝土配比選用恰當(dāng)，并結(jié)合使用外加劑等；其次，采用正確的施工工藝進(jìn)行澆筑和二次振搗，二次收光挫面；第三，最重要的是要進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，防止內(nèi)外溫差過(guò)大產(chǎn)生收縮裂縫，并在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中對(duì)混凝土內(nèi)外溫差進(jìn)行檢測(cè)記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。本項(xiàng)目筏板基礎(chǔ)相對(duì)不是很大很厚，經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)都在可控范圍，故未在混凝土內(nèi)部布設(shè)導(dǎo)熱水管進(jìn)行導(dǎo)熱，若各位讀者在后期項(xiàng)目中可以嘗試采用導(dǎo)熱水管對(duì)混凝土內(nèi)部進(jìn)行降溫，相信會(huì)更進(jìn)一步控制大體積混凝土裂縫。