大體積混凝土基礎(chǔ)工程施工溫差裂縫控制探討

　　關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)工程；大體積；混凝土；混凝土強(qiáng)度：施工；溫差；裂縫；控制

　　1前言

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模也越來越大型化、復(fù)雜化。這使得工民用建筑中的大體積混凝土溫度裂縫問題日益突出并成為具有相當(dāng)普遍性的問題。大體積混凝土溫度裂縫問題十分復(fù)雜，它涉及到和工程結(jié)構(gòu)相關(guān)的方方面面。對大體積混凝土基礎(chǔ)的溫度裂縫控制更是涉及到巖土、結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工、環(huán)境等多專業(yè)、多學(xué)科。建設(shè)部門在此領(lǐng)域的研究還不夠全面深入。相關(guān)規(guī)范條文的覆蓋面還不夠完善，很多工程實踐中的問題只能依靠經(jīng)驗，還缺乏理論依據(jù)。這使得在工程實踐中造成大量的人力、物力、財力的浪費(fèi)，因概念含糊或顧此失彼而導(dǎo)致工程事故的也屢見不鮮。下面結(jié)合某綜合樓大體積混凝土基礎(chǔ)的施工方法，對預(yù)防大體積混凝土基礎(chǔ)工程施工溫差裂縫的措施進(jìn)行了探討分析；可供同類工程技術(shù)參考。

　　2工程概況

　　某綜合樓工程，建筑物長42.5m，寬27m，高58.8m，地上共15層，另地下室1層，地下室層高3.6m，建筑物首層層高4.5m，2～14層層高3.4m,15層為3.8m。天面以上為梯屋，電梯機(jī)房和水池。地下室建筑面積約1199m2，地下室底板面標(biāo)高為–3.6m，基礎(chǔ)承臺底標(biāo)高為–7.2～5.6m。基礎(chǔ)承臺底標(biāo)高最深的為電梯井基礎(chǔ)J8，底標(biāo)高為–7.2m，J8基礎(chǔ)承臺平面尺寸為9.6m×9.6m，厚2.0m。該工程基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，采用預(yù)應(yīng)力管樁，地下室結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級為C40，抗?jié)B等級為0.8MPa。

　　3施工特點和難點分析

　　該工程J8基礎(chǔ)的主要特點是面積大、斷面高、鋼筋多而密，總混凝土量超過200m2，施工難度比較大，主要表現(xiàn)在：

　�。�1）基礎(chǔ)面積大、厚度為2m，必須通過減少水泥用量來降低水化熱，防止溫度差裂縫的出現(xiàn)。

　�。�2）由于混凝土用量大，一次澆筑混凝土難度較大，合理劃分澆筑區(qū)域。

　　4主要技術(shù)措施

　　4.1原材料

　　4.1.1水泥

　　考慮到結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計強(qiáng)度較高（C40），為保證施工質(zhì)量，選用42.5t普通硅酸水泥。

　　4.12骨料

　　（1）粗骨料

　　因采用泵送混凝土，為提高混凝土的可泵性，根據(jù)混凝土泵的輸送管徑，選用1一Zcm粒徑的碎石，碎石中不含有機(jī)雜質(zhì)，其含泥量成1％。

　　(2）細(xì)骨料

　　選用細(xì)度模數(shù)2.6～2.8的中砂，控制細(xì)砂以0.3mm篩孔的通過率為15～30%，含泥量≤3%。施工前，送材料到試驗室作篩分試驗。在施工過程中，選用了高明砂。

　　4.2外加劑及摻合科

　　4.2.1粉煤灰

　　為了減少水泥用量，提高混凝土的抗裂性，減少于縮性，該工程混凝土將摻入水泥用量20%的粉煤灰取代冰泥。所摻入的粉煤灰采用某電廠出產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰。

　　4.2.2泵送劑

　　為了滿足可泵性和減緩水泥早期水泥化熱發(fā)熱量，該基礎(chǔ)工程混凝土選用FE–C高效泵送劑和DL–3減水劑。

　　4.2.3UEA膨脹劑

　　為使混凝土得到補(bǔ)償收縮，減少混凝土的溫度應(yīng)力，該基礎(chǔ)工程混凝土摻入了UEA膨脹劑。

　　以上摻合料和外加劑的摻入量，通過試驗研究室試配后確定。

　　4.3配合比設(shè)計

　　4.3.1基本要求

　　混凝土配合比，根據(jù)使用的材料通過試配確定。為滿足現(xiàn)場使用泵送施工的要求，混凝土坍落度控制在10±2cm范圍。同時，為滿足澆筑工藝的要求，混凝土的初凝時間控制在6h以上。將配合比與材料的質(zhì)量要求提供給混凝土供應(yīng)商進(jìn)行配料供應(yīng)。

　　3.3.2配合比的設(shè)計

　　按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》執(zhí)行。

　　4.4混凝土成型工藝

　　根據(jù)大體積混凝土的技術(shù)特征，在確�；炷�土具有良好的和易性和溫度要求（拌和溫度和澆筑溫度）的情況下，該基礎(chǔ)混凝土采取連續(xù)作業(yè)，一氣呵成的方法施工，以滿足結(jié)構(gòu)整體澆筑的需要。

　　4.4.1混凝土供料方式

　�。�1）本工程采用商品混凝土，混凝土輸送泵下料的方式施工。

　�。�2）為確�；炷�土施工的工作效率，避免施工冷縫的出現(xiàn)，從而縮短整體澆筑完成時間，設(shè)置1臺SHC–57型混凝土輸送泵下料。其最大泵送量為25m3/h。

　�。�3）為了確�；炷�土連續(xù)作業(yè)，防止發(fā)生意外，除了與有關(guān)供水、供電部門加強(qiáng)聯(lián)系，確保供水、供電外，還在工地現(xiàn)場臨時設(shè)置1臺100kw的柴油發(fā)電機(jī)，以防萬一。

　　4.4.2混凝土澆筑方法

　　本工程J8基礎(chǔ)承臺面積為：9.6m×9.6m=92.16m2時，厚度2m�；炷�土將采用斜面分4層澆筑，每次澆筑以0.5m為一層，每層混凝土并不需要全部完成才澆筑第二層，要在該層混凝土初凝前覆蓋上層混凝土，一般控制在5～h內(nèi)以保證上、下層澆筑間隔不超過初凝時間，詳見圖l。施工時，采用1臺輸送泵，由基礎(chǔ)承臺一端向另一端分點布料，一次打出承臺面。即“由單一方向，一個坡度，薄層覆蓋，循序推進(jìn)”的方法。采用這種方法目的是使混凝土自然流向形成斜坡，以適應(yīng)泵送工藝，避免輸送管道經(jīng)常拆除沖洗和接長，提高泵送效率。

　　4.4.3混凝土的振搗方法

　　混凝土的振搗方法，根據(jù)混凝土泵送時自然形成坡度的實際情況，在每個澆筑帶斜坡的頭、尾部進(jìn)行振搗，使上下兩層有鋼筋網(wǎng)處的混凝土得以密實。另外，在側(cè)模的邊緣，還可輔以竹干插振，防止這部分混凝土出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。

　　4.4.4表面處理及養(yǎng)護(hù)

　�。╨）由于泵送混凝土表面水泥漿較厚，在澆筑后2～8h，初步按標(biāo)高用長刮尺刮平，然后用木搓板反復(fù)搓壓數(shù)遍，使其表面密實，在初凝前再用混凝土表面磨平機(jī)遍磨數(shù)14，并用鐵搓板壓光，以閉合初收縮裂縫，減少混凝土表面水分的散發(fā)，并于12h內(nèi)，在大基礎(chǔ)周邊砌磚高130mm，放水100mm，然后用編織布在水面層覆蓋，保持14d時間。

　�。�2）混凝土溫度計算

　　C40抗?jié)B混凝土水泥用量≈380kg/m3，425R水泥水化熱Q≈461kJ/kg。混凝土比熱C=0.97kJ/kg℃，混凝土密度R=2400kg/m3,則混凝土溫升值為：Tb＝WQ/CR=380×461/0.97×2400=75.25℃。

　　混凝土的表面溫度通常取32℃，所以要作保溫措施以減少混凝土內(nèi)和表面的溫差，采取蓄水養(yǎng)護(hù)措施。

　　4.5混凝土的測溫

　　因本J8基礎(chǔ)承臺為大體積混凝土施工，溫度控制是施工中的一個重要環(huán)節(jié)，是防止溫度裂縫的核心。所以，在施工中要進(jìn)行溫度監(jiān)測工作。這些工作包括澆筑前材料的原始溫度、混凝土攪拌后的拌和溫度、入模溫度和澆筑溫度、混凝土澆筑后不同齡期的內(nèi)部中心溫度和表面溫度等數(shù)據(jù)的測試和記錄，為混凝土的溫度控制提供依據(jù)。

　　4.5.1溫度計的選擇

　　根據(jù)現(xiàn)場的施工實際和本單位的設(shè)備條件，決定采用接觸式的玻璃溫度計進(jìn)行測溫。

　　4.5.2測溫點的布置

　�。╨）在J8基礎(chǔ)的四角和周邊的中段位置，各布置1個測點，以及在底板中部布置1個測點。共5個測點。另每1個測點內(nèi)，又按深層、中層、淺層3個部位設(shè)置測溫管和溫度計。具體詳見圖2：

　�。�2）在混凝土澆筑前，按照測溫點布置的位置，預(yù)埋好用50mm鐵管加工而成的測溫管。預(yù)埋時，可用拉結(jié)條與鋼筋骨架焊接在一起固定。鐵管底部需焊上鐵板，上口高出澆筑面1200mm（因底板底標(biāo)高為–4.0m），并用木塞塞緊，防止水分浸泡。測溫管的底部按深層、中層、淺層三個位置設(shè)置。其中深層的埋入深度為1.5m，中層埋入深度為1m，淺層埋入深度為0.5m。

　　4.5.3測溫

　�。╨）測溫前，應(yīng)先將水銀玻璃溫度計插入預(yù)埋的鐵管內(nèi)，溫度計的頂端用木塞塞緊。同時，溫度計在管內(nèi)停留的時間應(yīng)不少于5min。

　�。�2）由于玻璃溫度計內(nèi)的水銀或酒精液體極為敏感，容易受外界氣溫的影響，所以，當(dāng)溫度計從埋管中抽出時，應(yīng)迅速在顯示溫度的刻度處用手指卡住，立即讀出溫度值。

　�。�3）混凝土的測溫時間，在混凝土施工過程中，每隔4h測量一次原材料溫度、拌和溫度、冷卻水溫度及環(huán)境氣溫；澆筑溫度每天測溫控制在1～2h一次�；炷�土澆筑后的溫度控制，5d內(nèi)安排每2h測1次，以后每日早、午、晚各測1次，連續(xù)測溫時間為30d。并按要求如實填寫專門的測溫記錄表。

　�。�4）測溫效果

　　將實際測溫的數(shù)值用圖表示，詳見圖3“混凝土測溫圖”，可明顯表示出混凝土內(nèi)外溫差在任何時候都小于25t�！�

　　5結(jié)語

　　經(jīng)檢查評定，混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計要求，混凝土表面無裂縫，無蜂窩麻面，也降低了混凝土的水熱化；多次觀測，基礎(chǔ)承臺未發(fā)現(xiàn)任何裂縫，效果良好。經(jīng)過有效的技術(shù)措施和充分的準(zhǔn)備工作，使J8大體積混凝土基礎(chǔ)承臺的施工順利完成，保證了進(jìn)度和質(zhì)量，值得推廣。