大體積筏板基礎(chǔ)混凝土施工溫度的控制方法研究
——以江安縣南屏片區(qū)第三棚戶區(qū)改造工程建設(shè)項(xiàng)目為例

黎興春 劉東元

安徽水利開發(fā)有限公司 安徽 蚌埠 233000

引言

隨著現(xiàn)階段建筑行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出多元化趨勢(shì)，使得建筑工程混凝土施工條件日趨復(fù)雜。在實(shí)際施工過程，混凝土澆灌會(huì)因機(jī)械安排以及施工組織等問題而導(dǎo)致混凝土施工溫度控制失效，進(jìn)而出現(xiàn)開裂。相關(guān)建設(shè)者以大體積筏板基礎(chǔ)混凝土的施工溫度控制為例，通過分析現(xiàn)場(chǎng)條件，來提高混凝土澆灌施工溫度的控制效果。

1 工程概況

本工程位于宜賓市江安縣學(xué)府大道與環(huán)城交界處。本項(xiàng)目共7幢，建筑面積103701.28㎡，1至6號(hào)樓為高層住宅，兩層地下車庫(kù)，高度為78.2m；7號(hào)樓地上4層，地下1層車庫(kù)，高度為19.15m；結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)。1至6號(hào)樓基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，其他的為獨(dú)立柱和條形基礎(chǔ)，大體積施工方案主要針對(duì)的是1至6號(hào)樓大型筏板基礎(chǔ)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，1#、2#、3#、4#、5#、6#的筏板基礎(chǔ)面積約3602.27㎡，1400、1500厚C35P6抗?jié)B抗裂砼，各棟砼用量為731.6m3、905.9m3、914.5m3、969.4m3、980.8m3、965.4m3，共5467.6m3，屬于大體積混凝土施工范疇。

2 大體積筏板基礎(chǔ)混凝土的施工現(xiàn)場(chǎng)條件

在著手筏板基礎(chǔ)混凝土施工控制時(shí)，應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)工作重點(diǎn)放在以下兩點(diǎn)：其一，澆灌大體積混凝土的施工組織，經(jīng)合理組織來滿足澆灌施工的質(zhì)量控制要求。這是規(guī)避結(jié)構(gòu)出現(xiàn)冷縫問題的關(guān)鍵。其二，做好一次性澆灌大體積筏板混凝土施工的開裂控制。究其原因，一棟筏板基礎(chǔ)面積約682㎡，且具有連續(xù)性面積大特征。組織現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)，需嚴(yán)格控制混凝土澆灌過程內(nèi)外溫差的變化，以避免混凝土開裂現(xiàn)象發(fā)生。

此外，開展混凝土施工作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)械安排方面，因筏板基礎(chǔ)混凝土澆灌工程量較大，每個(gè)輸送點(diǎn)應(yīng)配置7臺(tái)混凝土振動(dòng)棒。其中5臺(tái)用來作業(yè)，兩臺(tái)備用。當(dāng)筏板混凝土澆灌的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)泌水較多時(shí)，未澆灌混凝土墊層的表面就會(huì)積水。為此，應(yīng)準(zhǔn)備好4臺(tái)平底吸污泵來將水及時(shí)抽走。對(duì)于每臺(tái)泵車來說，應(yīng)作用于混凝土坍落度的檢查，即將坍落度控制在16±2cm范圍。如發(fā)生變化，則應(yīng)有廠家派駐的協(xié)調(diào)人員與攪拌站進(jìn)行聯(lián)系解決。留置混凝土試塊的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程，如一次連續(xù)澆筑工程量小于1000m3，相同配合比混凝土檢查取樣要在10組以上。由于筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑工程量為731.6～980.8m3，因此留置10組試塊即可。

3 關(guān)于大體積筏板基礎(chǔ)混凝土施工溫度的控制方法

3.1 混凝土測(cè)溫

3.1.1 安裝循環(huán)水降溫管。第一步，在保證循環(huán)水管在筏板底層鋼筋綁扎與馬凳鋼筋固定處理完畢后進(jìn)行安裝[1]。第二步，因?yàn)椋h(huán)水管的水平間距為1400mm，所以，施工布置需按照“Z”字形原則來處理筏板一側(cè)向另一側(cè)連通作業(yè)。具體過程，需用自來水來完成筏板基礎(chǔ)一側(cè)壓入。第三步，選用專門的支架來焊接筏板底板鋼筋。這里的鋼筋選用16mm直徑的三級(jí)鋼來加工[2]。具體連接情況，如圖1所示。

圖1 循環(huán)水管安裝固定作業(yè)示意圖

第四步，為保證鋼筋支架的穩(wěn)定性控制，要采用1m長(zhǎng)度，型號(hào)為HRB400的鋼筋來進(jìn)行斜撐加固處理。具體作業(yè)過程，應(yīng)沿支架縱向使用1m長(zhǎng)的鋼筋進(jìn)行斜撐加固[3]。

3.1.2 設(shè)置測(cè)溫管。澆筑混凝土施工前，要根據(jù)測(cè)溫點(diǎn)布置圖來預(yù)埋測(cè)溫管。這里測(cè)溫管選用：長(zhǎng)度1200mm，管徑50mm的PPR管。埋設(shè)操作過程，要使用膠帶紙對(duì)測(cè)溫管兩頭的管口進(jìn)行封閉處理，來保證澆筑作業(yè)過程，混凝土與水等雜質(zhì)不會(huì)進(jìn)入。豎直測(cè)溫部位：每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)要設(shè)置兩個(gè)測(cè)溫部位，筏板基礎(chǔ)上部距離筏板表面200mm處，為第一個(gè)測(cè)部位；筏板基礎(chǔ)中部距離筏板表面700mm處，為第二個(gè)測(cè)溫部位；距離筏板底300mm處，為第三個(gè)測(cè)溫部位。

3.1.3 測(cè)溫方法。測(cè)溫前先要運(yùn)用水冷法對(duì)溫度計(jì)讀數(shù)進(jìn)行歸零；并采用300mm及1200mm長(zhǎng)DN20PPR管作為溫度計(jì)固定用具。同時(shí)，還要在PPR管上設(shè)置突出測(cè)溫部位長(zhǎng)度的標(biāo)記，來確保測(cè)溫時(shí)溫度計(jì)可伸至測(cè)溫管內(nèi)固定的深度處；將兩支溫度計(jì)分別固定在300mm及1200mm長(zhǎng)的PPR管上；將測(cè)溫管管口膠帶紙撕開；先使用300mm長(zhǎng)PPR管上溫度計(jì)測(cè)量筏板基礎(chǔ)頂部混凝土溫度，測(cè)量時(shí)必須保證溫度計(jì)玻璃泡緊貼測(cè)溫管管壁，且測(cè)溫時(shí)間持續(xù)5min。測(cè)量完畢后再分析記錄溫度數(shù)據(jù)；然后，使用1200mm長(zhǎng)PPR管上溫度計(jì)，測(cè)量筏板基礎(chǔ)內(nèi)部的混凝土溫度。測(cè)量時(shí)，必須保證溫度計(jì)玻璃泡緊貼測(cè)溫管管壁，測(cè)溫時(shí)長(zhǎng)30s。測(cè)量完畢后記錄溫度數(shù)據(jù)；測(cè)溫完成，要使用膠帶紙對(duì)測(cè)溫管管口進(jìn)行密封處理，以避免養(yǎng)護(hù)用水，或是其他雜質(zhì)進(jìn)入測(cè)溫管內(nèi)部。值得注意的是，在筏板外部4#樓塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上，還要設(shè)置一個(gè)溫度計(jì)對(duì)大氣溫度進(jìn)行測(cè)量。

3.1.4 測(cè)溫時(shí)間控制。測(cè)溫安排專人進(jìn)行，在混凝土澆灌后1～3天，每2個(gè)小時(shí)測(cè)一次溫；混凝土澆灌后3～7天，每4小時(shí)測(cè)一次溫；混凝土澆灌后7～14天，每12小時(shí)測(cè)一次溫；同時(shí)對(duì)大氣溫度進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)大體積筏板基礎(chǔ)混凝土的內(nèi)部溫差和表面溫差均低于10℃，即可停止測(cè)溫。

3.1.5 測(cè)溫記錄。測(cè)溫記錄工作，需按照上述要求開展。測(cè)溫完成后匯總在測(cè)溫記錄表，測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)每天必須交技術(shù)人員審查，以方便及時(shí)采取措施。對(duì)澆筑后的砼進(jìn)行溫度監(jiān)控，隨時(shí)掌握砼內(nèi)部溫度變化情況，進(jìn)而對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作提供指導(dǎo)。同時(shí)，還要及時(shí)做好砼覆蓋、養(yǎng)護(hù)工作，保證砼內(nèi)表溫差控制不超過25℃。在計(jì)算混凝土絕熱溫升時(shí)，應(yīng)按照以下公式：

3.1.5.1 計(jì)算參數(shù)：

水泥水化熱； Q水泥=377J/kg

粉煤灰水化熱： QF=0.5Q水泥

膨脹劑水化熱： QP=0.8Q水泥

砼密度：2400kg/m3

砼比熱：0.96 KJ/ Kg·K

m：取0.35

T表示為：3天水泥水化熱達(dá)到最高值，t =3

3.1.5.2 絕熱溫升計(jì)算式。

3.1.5.3 砼內(nèi)部最高溫度預(yù)測(cè)。

3.1.5.4 砼表面溫度計(jì)算。

Tb表示為：砼3天表面溫度；Tq表示為：大氣平均溫度18℃；H表示為：砼計(jì)算厚度 H = 1.0+2×0.456 = 1.91；h表示為：砼實(shí)際厚度 1.4m；λ表示為：砼導(dǎo)熱系數(shù) 2.33W/m·k；h1表示為：砼的虛厚度 h1=0.666×2.33/3.4=0.456；K表示為：計(jì)算折減系數(shù)0.666；β表示為：保溫層的傳熱系數(shù)，β=1/0.001/0.034=3.4；δi表示為：各種保溫層厚度薄膜0.01m；λi表示為：保溫材料隔熱系數(shù)，薄膜0.034； ΔT表示為：砼內(nèi)部最高溫度與大氣溫差36.2℃。

結(jié)論：砼中心最高溫度與表面溫度之差：

14.2℃＜25℃，符合要求。

3.2 溫控應(yīng)急措施

因?yàn)闇y(cè)溫過程混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差較大，所以，最高溫差會(huì)超過25℃。溫度下降也快，每小時(shí)降溫會(huì)超過1.5℃；氣溫過低，超過8℃。如環(huán)境溫度低于5℃或極端天氣，則需采用應(yīng)急處理措施。如在筏板面覆蓋塑料布以避免空氣流通；與此同時(shí)，還要對(duì)蓄水深度進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)室外溫度在8℃以下，施工溫度控制人員就要通過腳手架設(shè)置保溫棚，并安裝加熱設(shè)備作用于溫差較大的混凝土表面，以實(shí)現(xiàn)局部加熱目標(biāo)。

4 結(jié)束語

綜上所述，大體積筏板基礎(chǔ)混凝土施工溫度的控制目標(biāo)達(dá)成，能夠有效保證建筑物建設(shè)使用的耐久性與可靠性。由于所處的施工現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，需運(yùn)用現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)對(duì)混凝土澆筑、絕熱溫升以及循環(huán)水管溫度進(jìn)行測(cè)量控制，以最大程度的規(guī)避裂縫與失穩(wěn)問題發(fā)生。