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)計和施工方法。這些方法都有一個明顯的不足,就是增加了施工難度,延長了施工周期,同時對結(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算、測試、養(yǎng)護等“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,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。
    一、特點
    (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
    1、材料要求
    (1)水泥:應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)計單位同意,混凝土可采用后期60天或90天強度替代28天設(shè)計強度。
    (2) 細骨料: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,延長緩凝時間。
    2、混凝土配合比
    采用集料泵送混凝土砂率應在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溫度
混凝土中的各種原材料,尤其是石子與水,對出機溫度影響最大。在氣溫較高時,宜在砂石堆場設(shè)置簡易遮陽棚,必要時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,在輸送泵送時采取降溫措施,以防入;炷翜囟壬。如在攪拌筒上搭設(shè)遮陽棚蓋,在水平輸送管道上鋪草包噴水。冬季施工時,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攪拌和正溫澆注,并靠自身水化熱進行蓄熱保溫。
    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,以提高混凝土密實度和抗拉強度,對大面積的板面要進行拍打真實,去除浮漿,實行二次抹面,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予以排除。
    (4)根據(jù)土建工程大體積混凝土的特點和施工經(jīng)驗,實測的混凝土內(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)進行信息化施工,可以全面了解混凝土在強度發(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、定量指導施工,控制降溫速率,控制裂縫的出現(xiàn)。
    6、測溫
    (1)應根據(jù)工程項目的平面形狀尺寸、厚度等不同情況,合理、經(jīng)濟地布設(shè)測溫點,并測繪測溫點布置圖。
    (2)溫度測點以集成溫度傳感器作感溫元件,要進行篩選和防老化處理。在埋設(shè)前應對感溫元件作環(huán)氧樹脂封閉。在澆注前應按測溫布置圖要求,對測點予以固定和保護,以確保測溫工作的順利進行。
(3)每次測溫后,應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,以指導現(xiàn)場的施工。
    7、養(yǎng)護
    養(yǎng)護是大體積混凝土施工中一項十分關(guān)鍵的工作。養(yǎng)護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,促進混凝土強度的正常發(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。草包應迭縫,騎馬鋪放。養(yǎng)護必須根據(jù)混凝土內(nèi)表溫差和降溫速率,及時調(diào)整養(yǎng)護措施。
    根據(jù)工程的具體情況,應盡可能多養(yǎng)護一段時間 ,拆模后應立即回土或在覆蓋保護,同時預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)計構(gòu)造上的改善
    在底板外約束較大的部位應考慮設(shè)置滑動層。在結(jié)構(gòu)應力集中的部位,應加抗裂鋼筋作出加強處理,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)量標準
    混凝土及裂縫等質(zhì)量標準,按現(xiàn)行施工規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。
    五、機具設(shè)備
    (1)測溫設(shè)備可采用的測溫儀有XQC-300大型長圖自動平衡記錄儀和QZG-010銅熱電阻溫度傳感器配套改裝為定時全自動擴展裝置,以及我公司在此基礎(chǔ)上進一步改進完善的新測溫儀,大體積混凝土溫度微機實時監(jiān)測儀和進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、運輸、澆注等所需的機具設(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、勞動組織
    (1)澆注前與澆注施工勞動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)停歇時間長、工序環(huán)節(jié)交叉多,工期長
重復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、工程實例
    (1)耀華皮爾金頓浮法玻璃有限公司熔窯深坑底標高為-13.13m,其底板尺寸為92.3m*48.1m*1.8m,高低跨處厚達6m,采用c30混凝土,總計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。