摘要:工業(yè)與民用建筑中超長、超厚(厚度 )1.0M 的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程,國內(nèi)外一般采用設(shè)置伸縮縫和后澆帶,以及水平分層,或垂直分塊和跳倉澆注等設(shè)計(jì)和施工方法。這些方法都有一個(gè)明顯的不足,就是增加了施工難度,延長了施工周期,同時(shí)對結(jié)構(gòu)的整體性、抗震性、抗?jié)B性都是不利的。

 
 
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ) 大體積混凝土 現(xiàn)場施工
 
 
 
  1979年以來,上海市第三建筑發(fā)展總公司采用一系列溫度計(jì)算、測試、養(yǎng)護(hù)等綜合溫控施工技術(shù),在寶鋼轉(zhuǎn)爐基礎(chǔ)一次連續(xù)澆注7000M3,在耀華皮爾金頓浮法玻璃有限公司熔窯深基坑底板中一次連續(xù)澆注7500M3混凝土均取得成功。這項(xiàng)新技術(shù),又在上海浦東煤氣廠、啟華大廈、金陵大廈、上鋼三廠3.3M中厚板冷床基礎(chǔ)、民生裝卸公司八萬噸筒倉等基礎(chǔ)工程中得到應(yīng)用,受到良好效果。其中寶鋼轉(zhuǎn)爐基礎(chǔ)曾獲得1979年上海市重大科研成果二等獎(jiǎng),耀華皮爾金頓熔窯深坑、民生裝卸公司8萬噸筒倉基礎(chǔ)等大體積混凝土施工技術(shù)曾獲1986年、1993年上海市建工局科技成果一等獎(jiǎng)。
 
 
 
一、特點(diǎn)
 
(1)大體積混凝土裂縫是指大體量混凝土水泥水化熱所產(chǎn)生的溫度、收縮變形導(dǎo)致的裂縫,而必須予以控制這種裂縫現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。
 
(2)采用一次整體澆注混凝土的方法和綜合溫控施工技術(shù),有利于提高結(jié)構(gòu)的整體性、抗?jié)B性、同時(shí)提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力。
 
(3)這種大體積混凝土的施工工藝,減少了施工工序之間的交叉,取消了各種施工縫的處理工作,從而簡化了施工程序,加快了施工進(jìn)度。
 
 
 
  二、適用范圍
 
工業(yè)與民用建筑中超長、超厚(目前最大厚度達(dá)6M )現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),如連續(xù)性基礎(chǔ)底板、箱型基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)等需要裂縫控制的鋼筋混凝土工程。
 
  三、施工要點(diǎn)
 
1.         材料要求
 
(1)水泥:應(yīng)盡可能采用中低水化熱的水泥。如325號、425號礦渣硅酸鹽水泥。為減少水泥用量,降低水化熱,征得設(shè)計(jì)單位同意,混凝土可采用后期60天或90天強(qiáng)度替代28天設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
 
(2) 細(xì)骨料:中粗砂,含泥量<2%。
 
(3)粗骨料:5~25MM或5~40MM石子,優(yōu)先選用5~40MM石子,減少混凝土收縮。含泥量<1%,符合篩分曲線要求。骨料中針狀和片狀<15%(重量比)。
 
(4)外摻劑:在混凝土中可摻加復(fù)合型外加劑和粉煤灰,以減少絕對用水量和水泥用量,改善混凝土和易性與可泵性,延長緩凝時(shí)間。
 
2.         混凝土配合比
 
采用集料泵送混凝土砂率應(yīng)在40%~45%之間,在滿足可泵性前提性,盡量降低砂率 。坍落度再滿足泵送的條件下盡量選擇小值,以減少收縮變形。
 
3.         控制新鮮混凝土的出機(jī)溫度
 
混凝土中的各種原材料,尤其是石子與水,對出機(jī)溫度影響最大。在氣溫較高時(shí),宜在砂石堆場設(shè)置簡易遮陽棚,必要時(shí)可采用向骨料噴水等措施。
 
4.         控制澆注入模溫度
 
夏季施工時(shí),在輸送泵送時(shí)采取降溫措施,以防入;炷翜囟壬摺H缭跀嚢柰采洗钤O(shè)遮陽棚蓋,在水平輸送管道上鋪草包噴水。冬季施工時(shí),對結(jié)構(gòu)厚度在1.0米以上的大體積混凝土一般宜在正溫?cái)嚢韬驼郎貪沧,并靠自身水化熱進(jìn)行蓄熱保溫。
 
5.         混凝土的施工
 
(1)混凝土澆注順序的安排,以薄層連續(xù)澆注以利散熱,不出現(xiàn)冷鋒為原則。
 
(2)宜盡可能采用二次振搗工藝,以提高混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,對大面積的板面要進(jìn)行拍打真實(shí),去除浮漿,實(shí)行二次抹面,以減少表面收縮裂縫。
 
(3)混凝土在澆注振搗過程中的泌水應(yīng)予以排除。
 
(4)根據(jù)土建工程大體積混凝土的特點(diǎn)和施工經(jīng)驗(yàn),實(shí)測的混凝土內(nèi)部中心與表面溫度差,宜控制在25度之內(nèi)。
 
(5)利用測溫技術(shù)進(jìn)行信息化施工,可以全面了解混凝土在強(qiáng)度發(fā)展過程中內(nèi)部溫度場分布狀況,并且根據(jù)溫度梯度變化情況,可定性、定量指導(dǎo)施工,控制降溫速率,控制裂縫的出現(xiàn)。
 
6、測溫
 
(1)應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目的平面形狀尺寸、厚度等不同情況,合理、經(jīng)濟(jì)地布設(shè)測溫點(diǎn),并測繪測溫點(diǎn)布置圖。
 
(2)溫度測點(diǎn)以集成溫度傳感器作感溫元件,要進(jìn)行篩選和防老化處理。在埋設(shè)前應(yīng)對感溫元件作環(huán)氧樹脂封閉。在澆注前應(yīng)按測溫布置圖要求,對測點(diǎn)予以固定和保護(hù),以確保測溫工作的順利進(jìn)行。
 
(3)每次測溫后,應(yīng)立即匯總整理混凝土內(nèi)部溫度場與溫差數(shù)值,提供給施工指揮部門,以指導(dǎo)現(xiàn)場的施工。
 
7、養(yǎng)護(hù)
 
養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝土內(nèi)表溫差,促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。對大面積的底板面,一般可采用先一層塑料簿膜后二層草包作保溫保濕養(yǎng)護(hù)。草包應(yīng)迭縫,騎馬鋪放。養(yǎng)護(hù)必須根據(jù)混凝土內(nèi)表溫差和降溫速率,及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。
 
根據(jù)工程的具體情況,應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間 ,拆模后應(yīng)立即回土或在覆蓋保護(hù),同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣候影響,以控制內(nèi)表溫差,防止混凝土早期和中期裂縫。
 
8、設(shè)計(jì)構(gòu)造上的改善
 
在底板外約束較大的部位應(yīng)考慮設(shè)置滑動(dòng)層。在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的部位,應(yīng)加抗裂鋼筋作出加強(qiáng)處理,在必須分段施工的水平施工縫部位,增設(shè)暗梁防止裂縫開展等。
 
 
 
四、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
 
混凝土及裂縫等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),按現(xiàn)行施工規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。
 
 
 
五、機(jī)具設(shè)備
 
(1)測溫設(shè)備可采用的測溫儀有XQC-300大型長圖自動(dòng)平衡記錄儀和QZG-010銅熱電阻溫度傳感器配套改裝為定時(shí)全自動(dòng)擴(kuò)展裝置,以及我公司在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)完善的新測溫儀,大體積混凝土溫度微機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測儀和進(jìn)口的恒溜型集成溫度傳感器配套。
 
(2)結(jié)構(gòu)支模、扎筋、混凝土拌制、運(yùn)輸、澆注等所需的機(jī)具設(shè)備,可根據(jù)不同工程對象按通常施工要求設(shè)置。但必須確保連續(xù)澆注,并不得出現(xiàn)冷縫。
六、勞動(dòng)組織
 
(1)澆注前與澆注施工勞動(dòng)力組織按不同工程對象的工作面大小,泵車數(shù)量等通常施工要求安排。
 
(2)養(yǎng)護(hù)階段:按二班三班晝夜值班考慮。人員有:每臺班技術(shù)干部一人,養(yǎng)護(hù)工人根據(jù)工作量安排。
 
 
 
七、效益分析對比(見表14-1)
 
施工方法
 施工難易程度
 施工周期
 勞動(dòng)力
 材料
 質(zhì)量
 
后澆帶及跳倉澆筑
 施工縫處理清除垃圾、扎筋、支模有一定的難度
 技術(shù)停歇時(shí)間長、工序環(huán)節(jié)交叉多,工期長
 增加施工縫人工處理等大量人工
 后澆部分需提高混凝土強(qiáng)度等級
 因施工縫處理質(zhì)量難以保證結(jié)構(gòu)整體性、抗?jié)B性、抗震性較差
 
伸縮縫方法
 施工縫設(shè)置有一定難度
 需結(jié)構(gòu)分段施工和技術(shù)停歇時(shí)間
 增加伸縮縫結(jié)構(gòu)處理大量人工
 增加伸縮縫處理部分的鋼筋混凝土
 結(jié)構(gòu)構(gòu)造較復(fù)雜,防滲無保證
 
 
 
分層分塊方法
 施工縫處理清除垃圾、扎筋、支模有一定的難度
 技術(shù)停歇時(shí)間長、工序環(huán)節(jié)交叉多,工期長
 重復(fù)施工及施工縫處理等大量人工
 分層新老混凝土需增加構(gòu)造鋼筋
 因施工縫處理質(zhì)量難以保證結(jié)構(gòu)整體性、抗?jié)B性、抗震性較差
 
采用一次連續(xù)澆注不留任何施工縫
 可以連續(xù)澆筑,施工較為方便
 
 
 工序環(huán)節(jié)交叉少,連續(xù)均衡施工,工期短
 節(jié)省人工
 部分僅需增加少量構(gòu)造鋼筋
 確保質(zhì)量無裂縫,結(jié)構(gòu)整體性好,提高結(jié)構(gòu)抗?jié)B能力與抗震能力
 
 
 
 
八、工程實(shí)例
 
(1)耀華皮爾金頓浮法玻璃有限公司熔窯深坑底標(biāo)高為-13.13m,其底板尺寸為92.3m*48.1m*1.8m,高低跨處厚達(dá)6m,采用c30混凝土,總計(jì)7500m3。澆筑使用5輛泵車,45輛攪拌車,連續(xù)72h一次澆筑完成。入模溫度為11度,養(yǎng)護(hù)中混凝土最高溫度47度。熔窯深坑墻板厚0.6m,高11.63m,分三段澆筑(4.4m,5.13m,2.1m),混凝土量分別為613m3、1060m3、513m3,各短墻板間隔21天施工。整個(gè)底板和墻板無裂縫。
 
(2)上海港民生裝卸公司八萬噸及散量筒倉基礎(chǔ)底板標(biāo)高為-1.7m,底板為124.45m*98.36m,混凝土8700m3,混凝土中心最高溫度42.9度,表面溫度17.6度,該基礎(chǔ)在-6.9度氣溫下施工,基礎(chǔ)無有害裂縫。
 
(3)新上海國際大廈基礎(chǔ)底板標(biāo)高-14.5m,基礎(chǔ)厚3.0~3.5m,混凝土17000m3,混凝土中心最高溫度69度,基礎(chǔ)無裂縫。
 
(4)世界廣場基礎(chǔ)底標(biāo)高-16.5m,基礎(chǔ)底板厚2.5~3.2m,混凝土20000m3,中心最高溫度75.2度,基礎(chǔ)無裂縫。
 
(5)楊浦大橋基礎(chǔ)厚度5.0m,混凝土7600m3;徐浦大橋基礎(chǔ)厚6.0m,混凝土13000m3,基礎(chǔ)無裂縫。