【摘 要】隨著建筑行業(yè)的發(fā)展,大體積混凝土基礎(chǔ)已越來(lái)越多,但溫度裂縫始終是大體積混凝土應(yīng)用中難以解決的質(zhì)量通病。本文結(jié)合大體積混凝土筏板基礎(chǔ)工程,對(duì)溫度裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析,從施工方案優(yōu)化、配合比設(shè)計(jì)、原材料的控制、溫度控制和養(yǎng)護(hù)方面制定了防范產(chǎn)生溫度裂縫的對(duì)策,取得了較好的效果,為類似工程的施工提供參考。
【關(guān)鍵詞】大體積混凝土;溫度裂縫;原因;防范對(duì)策
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,越來(lái)越多的高層建筑在城市中涌現(xiàn),大體積混凝土在建筑施工當(dāng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。筏板基礎(chǔ)是建筑工程的重要組成部分,主要由大體積混凝土澆筑而成。在筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工當(dāng)中,由于混凝土單次澆筑方量大,加上混凝土自身放熱量大,若不能及時(shí)擴(kuò)散,容易導(dǎo)致混凝土澆筑體產(chǎn)生了較大的內(nèi)外溫差,進(jìn)而溫差引起的不均勻變形會(huì)使混凝土內(nèi)產(chǎn)生了很大的溫度應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土澆筑體內(nèi)外均產(chǎn)生大范圍溫度裂縫,對(duì)大體積混凝土的整體性和耐久性將產(chǎn)生巨大的影響。因此,必須分析溫度裂縫產(chǎn)生的原因,進(jìn)而采取有針對(duì)性的防范對(duì)策,避免裂縫的出現(xiàn),從而保證工程的整體質(zhì)量安全。
1 工程概況
某高層建筑工程,總面積52329.20m2,建筑總高97.2m(97.5m)。本工程為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)類型為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁+筏板基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí),抗震設(shè)防烈度為7度。筏板基礎(chǔ)墊層采用厚10mm的C15素混凝土,防水層采用厚4mmSBS防水卷材,底板混凝土標(biāo)號(hào)C35,厚度為1000mm。底板配置上、下2層鋼筋網(wǎng),均為φ25mm@150mm。
2 施工難點(diǎn)要點(diǎn)分析
通過(guò)對(duì)以往工程和本工程的比較和分析,本工程筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工難點(diǎn)和要點(diǎn)為:底板鋼筋綁扎量大,上層鋼筋網(wǎng)片距地1000mm,需要采用支撐;厚1000mm底板混凝土配合比選擇及防裂措施;底板混凝土澆筑策劃(包括攪拌站選擇、原材料質(zhì)量控制、運(yùn)輸保證措施)及現(xiàn)場(chǎng)組織(現(xiàn)場(chǎng)部署、技術(shù)交底、交通組織、現(xiàn)場(chǎng)施工協(xié)調(diào));混凝土澆筑過(guò)程中的分層控制;混凝土防裂養(yǎng)護(hù)。其中,大體積混凝土的溫度裂縫控制是影響施工質(zhì)量的最重要因素。
根據(jù)國(guó)標(biāo)的要求,筏板基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑成型后溫度裂縫不產(chǎn)生一般缺陷,或一般缺陷符合合格要求(裂縫寬度≤0.05mm),即筏板基礎(chǔ)大體積混凝土實(shí)體無(wú)肉眼可見(jiàn)裂縫。
3 溫度裂縫原因分析
影響大體積混凝土施工質(zhì)量和溫度裂縫的因素較多,結(jié)合本工程施工特點(diǎn)和當(dāng)?shù)毓こ态F(xiàn)狀調(diào)查,主要從人、材、機(jī)、法、環(huán)5個(gè)方面對(duì)影響大體積混凝土施工質(zhì)量的因素進(jìn)行了全面的分析,得出溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因如下:
(a)混凝土材料使用、配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)。本工程筏板基礎(chǔ)厚度為1m,混凝土標(biāo)號(hào)為C35,體積較大,產(chǎn)生的水化熱較大且熱量不易散發(fā)。水泥水化熱使混凝土澆筑體早期塑性收縮和混凝土硬化過(guò)程中的收縮增大。
(b)混凝土出機(jī)入模溫度高。施工期間當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度較高,砂、石和水泥的溫度較高,致使混凝土出料溫度較高,且混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中升溫較快,致使混凝土入模溫度較高。
(c)混凝土泌水引起開(kāi)裂。大體積混凝土因泌水容易產(chǎn)生內(nèi)部微裂,降低了混凝土密實(shí)度、抗壓強(qiáng)度和抗裂性,應(yīng)加以解決。
4 防范對(duì)策
4.1 完善細(xì)化施工方案和技術(shù)交底
查閱、收集相關(guān)大體積混凝土施工規(guī)范和技術(shù)資料,對(duì)《筏板基礎(chǔ)大體積混凝土專項(xiàng)施工方案》重新編制,細(xì)化主要操作工藝;同時(shí)邀請(qǐng)業(yè)主單位、監(jiān)理單位對(duì)本方案和主要操作工藝進(jìn)行論證。經(jīng)完善細(xì)化后,進(jìn)行專題培訓(xùn)和技術(shù)交底,并簽訂了施工質(zhì)量承諾書(shū),使管理人員、班組長(zhǎng)和操作人員都做到心中有數(shù)。在施工中,通過(guò)操作人員自檢、班組長(zhǎng)檢查、質(zhì)量員驗(yàn)收復(fù)核等程序并根據(jù)項(xiàng)目部的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格把關(guān)(圖1)。
4.2 調(diào)整配合比設(shè)計(jì),嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量
預(yù)拌混凝土供應(yīng)公司生產(chǎn)能力制約著現(xiàn)場(chǎng)澆注的速度和質(zhì)量,確認(rèn)選用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)混凝土企業(yè)深圳華潤(rùn)混凝土有限公司。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察,其擁有2條HZS120生產(chǎn)線,日生產(chǎn)能力可達(dá)3000m3;2條HZS180生產(chǎn)線,日生產(chǎn)能力高達(dá)4500m3,能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)澆注施工。
根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》(GB50409—2009)4.3配合比設(shè)計(jì)相關(guān)要求,與商品混凝土公司就大體積混凝土施工配合比配置遵循以下原則:選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥,以降低混凝土的溫度;摻加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化熱產(chǎn)生的高溫峰值;摻加高效減水劑,以減少水和水泥的用量,延長(zhǎng)混凝土達(dá)到最高溫度的時(shí)間;在保證可泵性的前提下,盡量減少單位體積混凝土的用水量,嚴(yán)格控制水灰比。具體要求和參數(shù)為:應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ55相關(guān)規(guī)定;所配制的混凝土拌合物,到澆筑面的坍落度不低于160mm;拌合物用水量不宜大于175kg/m3;粉煤灰摻量不宜超過(guò)膠凝材料的40%,礦渣粉摻量不宜超過(guò)膠凝材料的50%,粉煤灰和礦渣粉摻合料的總量不宜大于混凝土中膠凝材料用量的50%;水膠比不宜大于0.55;砂率宜為38%-42%,拌合物泌水量宜小于10L/m3。
實(shí)際配合比設(shè)計(jì)情況:滿足相關(guān)規(guī)定;實(shí)測(cè)稠度180mm;設(shè)計(jì)拌合物用水量176kg/m3;粉煤灰摻量13.3%;礦渣粉摻量11.3%;粉煤灰和礦渣粉摻合料的總量為混凝土中膠凝材料用量的24.6%;水膠比為0.42;砂率為39%;泌水量8.5L/m3。
對(duì)配制大體積混凝土各原材料進(jìn)行審查,檢查其出廠合格證書(shū)和進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)報(bào)告是否符合要求?;炷猎牧仙⒀b水泥以500t為一驗(yàn)收批;石子、砂以400m3為一驗(yàn)收批,外加劑以50t為一驗(yàn)收批;石子的檢測(cè)項(xiàng)目為顆粒級(jí)配、含泥量、泥塊含量及針、片狀含量檢驗(yàn)、壓碎指標(biāo)檢驗(yàn);砂的檢測(cè)項(xiàng)目為顆粒級(jí)配、含泥量、泥塊含量。試驗(yàn)員定時(shí)抽查現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用材料,是否與試驗(yàn)所用材料一樣,并要求攪拌站生產(chǎn)室配合比操作臺(tái),實(shí)施24h輪流值班制度,保證生產(chǎn)混凝土配合比無(wú)異常情況發(fā)生。
4.3 降低混凝土出機(jī)、入模溫度
通過(guò)與商品混凝土公司的溝通與交涉,并實(shí)地考察、確定其原材料的降溫措施:降低砂石料和水泥等材料溫度,砂石料倉(cāng)和水泥罐上搭設(shè)涼棚,避免太陽(yáng)光直接照射,碎石用冷水噴淋;拌和用水在距離開(kāi)盤前1h從水井內(nèi)抽出來(lái);拌制混凝土中摻入冰塊,并從用水量中扣除;混凝土輸送罐車外包裹塑料保溫膜,防止太陽(yáng)照射后升溫過(guò)快。
同時(shí),組織對(duì)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的每車混凝土進(jìn)行測(cè)溫,發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高的退回混凝土攪拌站。
4.4 加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)
本工程基礎(chǔ)底板澆筑采用坡度為1:6左右,分層澆筑厚度控制在500mm,由一邊退向另一邊、斜面分層澆搗。根據(jù)混凝土澆筑時(shí)自然坡度,在每個(gè)澆筑帶的前后布置2道振動(dòng)器,第1道布置在混凝土的卸料點(diǎn),解決上部混凝土的搗實(shí);第2道布置在混凝土的坡腳處,確保下部混凝土的密實(shí),澆筑方向由前往后退澆,振動(dòng)器也相應(yīng)跟上,以確保整個(gè)混凝土的澆筑質(zhì)量。
5 實(shí)施效果檢查
通過(guò)以上一系列措施和質(zhì)量控制,完善細(xì)化大體積混凝土專項(xiàng)施工方案,明確了主要施工工藝和流程,確定了崗位責(zé)任制度;