【摘 要】隨著我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展,工程施工技術(shù)也隨之有了顯著提高,工程混凝土施工也出現(xiàn)新的施工技術(shù)工藝,新工藝的使用大大提高了建筑混凝土施工效率和施工安全性能。由于混凝土拌制物具有可塑性,它能夠和鋼筋牢固地結(jié)合,最終形成具有較高的強(qiáng)度、堅(jiān)固、抗震、經(jīng)濟(jì)且耐久的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),日益成為土建工程中的重要組成部分。另外,伴隨著混凝土材料質(zhì)量的逐步提高,及其使用范圍的不斷擴(kuò)大,其在土建工程建設(shè)中的地位也顯得特別重要。本文就此工程實(shí)例,對(duì)大體積混凝土在冬季施工的控制方面做了簡要論述。
【關(guān)鍵詞】施工技術(shù);大體積混凝土;冬季施工控制
1、工程概況
1.1 設(shè)計(jì)概況
某工程是一棟26層框剪結(jié)構(gòu)綜合性高層建筑,建筑面積66852.8m2,地下兩層,地上26層,建筑總高度123.5m?;A(chǔ)為柱、墻下樁承臺(tái).電梯井筒部位下基礎(chǔ)承臺(tái)厚2.0m,其他框架柱及剪力墻下承臺(tái)厚1.7m-2.0m,基礎(chǔ)防水板厚500,承臺(tái)與防水板底面平齊,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40,抗?jié)B等級(jí)P8,基礎(chǔ)不設(shè)后澆帶,混凝土方量共計(jì)約3500m3。
1.2 施工難點(diǎn)
1)主樓基礎(chǔ)筏板鋼筋模板施工于11月4日開始,12月7日基本結(jié)束,溫度已降至零下4℃-7℃,根據(jù)氣象預(yù)報(bào)往后一周內(nèi)可能還有較大幅度大風(fēng)降溫過程,預(yù)計(jì)最低溫度達(dá)到-9℃左右,無降雪情況。
2)主樓基礎(chǔ)為樁承臺(tái),剪力墻集中部位及框架柱設(shè)置獨(dú)立承臺(tái),承臺(tái)之間通過連梁連接,其余部分為500厚防水底板,防水底板與承臺(tái)底平齊,完成后回填,承臺(tái)高度為1.7m,1.8m,1.9m,2.0m,且形狀多樣、三角形、矩形等,承臺(tái)之間高低錯(cuò)臺(tái),單柱承臺(tái)僅設(shè)底部鋼筋而不設(shè)置頂面鋼筋,僅電梯井筒部位及剪力墻部位承臺(tái)設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)?;炷练乐拱l(fā)生有害裂縫難度較大,支模及混凝土澆筑難度較大。
3)混凝土強(qiáng)度較高,為C40P8,水膠比較大約為0.55,單方水泥用量較大,對(duì)于大體積混凝土裂縫控制非常不利,且為冬季施工,環(huán)境溫度與預(yù)估混凝土核心溫度差別過大,按照大氣最低氣溫最低溫度為-10℃考慮,將近達(dá)到90℃,數(shù)倍于規(guī)范允許的25℃。
4)承臺(tái)、防水板、連梁幾何尺寸差別過大,承臺(tái)梁高900,承臺(tái)高1.7m~2.0m,防水板高500,存在大量的應(yīng)力集中部位,且這些部位保溫效果相對(duì)較差。
該工程地下水位位于-4.5m-6.0m之間,基礎(chǔ)底面標(biāo)離為-9.6m,降水工作一直進(jìn)行,為保證基礎(chǔ)地下室的防水效果,必須保證基礎(chǔ)底板、承臺(tái)的抗?jié)B效果,即不允許出現(xiàn)有害裂縫。為保證冬季施丁條件下基礎(chǔ)混凝土的質(zhì)量,在施工中采取了暖棚為主的綜合蓄熱法。具體措施為:搭設(shè)整體暖棚.暖棚采用鋼管腳手架搭設(shè),利用基礎(chǔ)的混凝土灌注樁,對(duì)鋼管進(jìn)行防水處理,底部封閉焊,中部焊接兩道止水環(huán),不考慮在防水板上設(shè)置支撐點(diǎn),為保證延長滲水通道,上部及側(cè)面用工程帆布覆蓋,澆筑時(shí)將帆布揭開,完成后立即進(jìn)行覆蓋,在基礎(chǔ)底板及基坑周邊生30個(gè)火爐,確保在暖棚內(nèi)最低溫度達(dá)到+6℃以上?;炷帘砻婕俺信_(tái)側(cè)面模板采用棉被進(jìn)行覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)。根據(jù)測(cè)溫情況及熱工計(jì)算確定加減保溫層的厚度。
2、混凝土配合比確定及施工控制
2.1混凝土配合比確定
配比通過商品混凝土廠家進(jìn)行試驗(yàn)配比,水泥采用P.052.5水泥,粗骨料采用新密碎石.粒徑10-25mm,含泥量為0.2%,細(xì)骨料采用魯山水洗中粗砂,含泥量2.2%,摻加鄭州電廠的一級(jí)粉煤灰、高效減水劑FDN-1和早強(qiáng)防凍劑UNF.1。但經(jīng)過初次試驗(yàn)配比后經(jīng)計(jì)算絕熱升溫達(dá)到78℃~83℃,結(jié)合冬季室外最低溫度考慮,溫差將達(dá)到約100℃,無法滿足內(nèi)外溫籌25℃的要求。后經(jīng)過反復(fù)研究,決定減小水泥用量,增加一級(jí)粉煤灰的用螢??刂扑z比基本不變,利用混凝土的90d后期強(qiáng)度,選用高效減水劑,控制水灰比小于0.5;但為防止后期強(qiáng)度尤法達(dá)到設(shè)計(jì)C40,試驗(yàn)配比水泥摻世及水灰比按照C40略有降低。實(shí)際配比經(jīng)計(jì)算絕熱升溫為72℃。
2.2混凝土運(yùn)輸、澆筑控制措施
基礎(chǔ)筏板總體混凝土方量為3500m3,按照正常施工澆筑基礎(chǔ)筏板速度,一個(gè)工作班一臺(tái)地泵平均澆筑350m3~400m3,預(yù)計(jì)3天(3臺(tái))完成澆筑。澆筑方案因結(jié)構(gòu)特殊性。必須先期澆筑完成50%的500厚防水板,然后返回跳倉澆筑承臺(tái),每次澆筑高度不大于500厚,最先澆筑的即將進(jìn)入初凝時(shí),返回進(jìn)行第2層混凝土澆筑,按照順序依次進(jìn)行承臺(tái)混凝土澆筑,當(dāng)防水板的混凝土最后澆筑部分即將初凝前,停止承臺(tái)上層混凝土澆筑,將防水底板混凝土按比例向前延伸澆筑,以此類推,完成澆筑任務(wù)。為降低已澆筑混凝土的水化熱及加快入?;炷翢崃可⑹???刂剖挂褲仓糠衷诖髿猸h(huán)境下盡量暴露散失熱饋,盡量降低第二層混凝土覆蓋第1層混凝土前第1層混凝士的表面溫度,不低于2℃即可。在完成一段承臺(tái)的澆筑后,立即對(duì)混凝土進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù),并恢復(fù)暖棚頂蓋,生火爐加溫養(yǎng)護(hù)已完成澆筑各個(gè)承臺(tái)。經(jīng)熱T計(jì)算確定控制混凝土出罐溫度在8℃~12℃之間,在澆筑過程中,通過混凝土現(xiàn)場測(cè)溫,確定采取相應(yīng)的措施。
3、混凝土的監(jiān)測(cè)
3.1混凝土養(yǎng)護(hù)、測(cè)溫過程控制情況
在開始澆筑即進(jìn)行全過程的溫度測(cè)昔:施工期間的大氣溫度、混凝土出罐、入模、成型溫度、澆筑完成封閉暖棚頂蓋前及之后混凝土的溫度、進(jìn)入養(yǎng)護(hù)狀態(tài)暖棚內(nèi)的環(huán)境溫度、混凝土表面、中心、三分之一處溫度。實(shí)際測(cè)溫結(jié)果表明.澆筑完成后,在大氣環(huán)境條件下,已完成的混凝土表面的溫度下降較快,很快降低到2℃-0℃左右,F(xiàn)H及時(shí)在混凝土表面覆蓋保溫材料生火爐并將暖棚的頂蓋及側(cè)面封閉后,混凝土表面溫度很快回升至8℃-10℃,沿暖棚頂部封閉至頂部澆筑口敞開方向,溫度變化速度漸次降低。在澆筑完成第3天~第4天,溫度I二升至最高峰值,承臺(tái)混凝土核心部位達(dá)到72℃-76℃,在保溫層下混凝土表面溫度達(dá)到40℃-45℃,有明顯的溫度梯度,混凝土強(qiáng)度增長很快,在隨后的時(shí)間,溫度緩慢下降,7天后,核心溫度降至10℃-13℃,撤除暖棚,僅保留保溫材料覆蓋養(yǎng)護(hù)。
3.2混凝土質(zhì)量及強(qiáng)度情況
在撤除保溫材料后檢查混凝士表面,除個(gè)別位置存在不規(guī)則細(xì)微干縮裂縫外,未發(fā)現(xiàn)有害裂縫。在按照600℃.d測(cè)溫統(tǒng)計(jì)后(實(shí)際按照2月)試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)評(píng)定已經(jīng)達(dá)到合格,在90天齡期的強(qiáng)度試驗(yàn)表明強(qiáng)度仍然在繼續(xù)增長,評(píng)定結(jié)果接近C45。
4、存在問題與分析
在組織基礎(chǔ)大體積混凝土施工時(shí),由于混凝土罐車不能及時(shí)到場,為保證基礎(chǔ)不留施工冷縫,不得不反復(fù)搭拆暖棚頂面帆布及延長火爐加熱時(shí)間,并減少澆筑厚度,大大增加施工難度。在控制混凝土的凝結(jié)時(shí)間上由于摻加緩凝劑,導(dǎo)致底層500厚防水板遲遲不能進(jìn)入終凝,覆蓋保溫后表面觀感質(zhì)量較差,承臺(tái)側(cè)面吊模嵌入混凝土中,拆除困難。在完成澆筑后未立即進(jìn)行恢復(fù)暖棚生火爐覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)的部位,溫度降低較快,而內(nèi)部升溫繼續(xù)進(jìn)行,個(gè)別位置短時(shí)達(dá)到或超過內(nèi)外溫差25℃的規(guī)范要求,經(jīng)過采取措施后迅速恢復(fù),由此發(fā)現(xiàn)在澆筑階段按照每2 h測(cè)溫并不能滿足監(jiān)測(cè)要求。由于絕熱升溫是按照混凝土的實(shí)際溫度考慮,在澆筑過程中,商品混凝土公司恐怕混凝土受凍,并末嚴(yán)格按照項(xiàng)目部要求出罐溫度進(jìn)行控制,而略有偏高,再加之較多承臺(tái)澆筑是在白天氣溫較高時(shí)澆筑,故所測(cè)核心絕熱升溫溫度比計(jì)算略有偏高。
5、結(jié)語
當(dāng)今我國就建筑業(yè)而言,建筑工程混凝土施工技術(shù)借鑒度較高,自主創(chuàng)新與研究程度還相對(duì)不足。特別是大體積混凝土施工在冬季存在較嚴(yán)重的質(zhì)量控制問題:混凝土的澆筑期間防凍,澆筑完成后的蓄熱養(yǎng)護(hù)期問的內(nèi)外溫差控制,以及較高的混凝土強(qiáng)度等級(jí)由于增加水泥用量及較高水灰比給溫度控制進(jìn)一步增加困難。本工程通過采用暖棚結(jié)合綜合蓄熱法,制定可行的方案,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,采取措施,使大體積混凝土的質(zhì)量得到了有效的控制。