王龍
摘 要:高層建筑地下室大體積混凝土通常厚度和體量都較大,水泥水化熱引起的溫度應力和收縮應力,容易導致混凝土產(chǎn)生裂縫。本文從施工策劃與組織、澆筑施工、溫度控制、養(yǎng)護和后澆帶處理等方面,探討了控制裂縫并保證混凝土質(zhì)量的方法與措施。
關鍵詞:高層建筑;大體積混凝土;施工技術
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A
大體積混凝土是指結構尺寸不小于1m的體量很大的混凝土,例如高層建筑箱形基礎、筏式基礎、深梁、樁基承臺等,它們往往體量很大,從數(shù)千立方米至上萬立方米不等。一般來說,大體積混凝土結構很少由于外荷載而引起開裂,主要因為水泥水化過程中產(chǎn)生的溫度應力和收縮應力引起開裂。混凝土結構開裂會降低結構強度,引起鋼筋銹蝕,從而縮短混凝土結構壽命,因此必須控制大體積混凝土結構的裂縫。
1 施工策劃與組織
(1)施工策劃。大體積混凝土在施工前必須做好各方面的準備,確定施工方案,選擇原材料及配合比,布置設備與泵管,計劃場內(nèi)外交通組織,控制裂縫的各種措施等。(2)原材料及配合比選擇。大體積混凝土在滿足強度、和易性及耐久性條件下,應盡量減少水泥水化熱,所以應選擇中低熱硅酸鹽水泥,應用“雙摻技術”——摻加低鈣粉煤灰、磨細礦渣粉、高效減水劑或泵送劑,優(yōu)化砂石級配等。(3)設備與泵管布置。根據(jù)澆筑總量、運距、混凝土供應點生產(chǎn)能力等情況,確定設備配置及泵管布置等。要考慮備用情況,預防施工時設備故障等情況發(fā)生。(4)交通組織。對于場外交通組織,應主動與交管部門疏通,爭取其協(xié)助,或者選擇施工時間避開交通高峰時段等。場內(nèi)交通組織應順暢,設置單向施工道路、顯眼的標識牌、預留空地作罐車等待區(qū)域等。(5)控制裂縫的措施。如前所述,裂縫主要是由溫度應力和收縮應力引起的,所以要控制初始溫度,驗算澆筑溫度應力,選擇合理的澆筑方法和養(yǎng)護措施等。初始溫度控制主要是把握好原材料溫度、入模溫度等。驗算溫度應力,以決定所采取的溫控措施是否滿足不開裂要求,必要時設置循環(huán)冷卻水管。對于超長超大混凝土工程,可以采取設置伸縮后澆帶、沉降后澆帶的措施,也可采用不設置后澆帶的跳倉法技術,可以簡化施工工藝和提高工效。在大體積混凝土結構適當部位設置測溫點是必要的,可監(jiān)控溫度變化,以決定是否采取應急措施。
2 澆筑施工
(1)澆筑方案。大體積混凝土可采用全面分層(整體分層)、分段(塊)分層和斜面分層3種方法。澆筑層厚度,采用全面分層時厚度宜為300mm~500mm,一般不宜超過1.0m。分塊最大尺寸宜為30m,跳倉法施工的最大分塊尺寸不宜超過40m。全面分層的間歇時間,后一層應在前一層初凝之前澆筑完畢,否則要按施工縫處理。跳倉法相鄰塊的間隔時間夏季7d~10d,冬季10d~15d,可保證充分收縮,防止開裂?;炷磷杂尚堵涓叨瘸^2m應設置串筒和溜槽。為了及時排除混凝土表面泌水,應設置集水坑和抽水泵排水。(2)澆筑方法。一般先澆深的位置,再澆淺的位置,例如先澆集水坑、電梯井等處,后澆主樓混凝土。以斜面分層法為例,試配混凝土初凝時間如果為8h,分層間隔應控制在6h以內(nèi)。每層厚度控制在500mm,流淌坡度為1∶6~1∶8。按1臺泵車、3臺振動棒、6名施工人員配置,分別在坡頂、坡中和坡腳各設置一個振動棒,平行向前推進,沿坡流一次到頂,泌水則沿斜坡流至集水坑。振動棒插入間距控制在400mm~500mm,每次振搗時間控制在15s~30s。振動棒要快插慢拔,并在振搗時上下抽動,使振搗更為均勻。大體積底板混凝土宜采用二次振搗,這樣可以使混凝土表面更加密實。二次振搗應在第一次振搗完成后20min~30min開始,并應在混凝土初凝前結束?;炷帘砻婷谒Ш螅扔瞄L刮尺刮平,再用木抹子搓平和壓實,在混凝土終凝前用鐵抹子抹壓3遍,以閉合表面裂縫。終凝時間可用手壓法確定。
3 溫度控制
混凝土入模溫度應不超過30℃。澆筑體里表溫差不應超過25℃。澆筑體降溫速率不應超過3.0℃/d,控制在2.0℃/d較為適宜。澆筑體表面溫度與大氣溫度之差不宜超過20℃。沿澆筑體高度方向,測溫點應設在混凝土表面、中部和底部,垂直間距500mm~800mm;平面方向,按對稱性原則選取1/4區(qū)塊處布點,間距2.5m~5m。升溫階段(澆筑后72h內(nèi)的)每隔2h測溫1次,降溫階段應每隔4h測溫1次,7~14d每隔6h測溫1次?;炷羶?nèi)部最高溫度與大氣溫度之間溫差在20℃以下時,可終止測溫。
4 養(yǎng)護
(1)養(yǎng)護方法。大體積混凝土的養(yǎng)護一般采用降溫法和保溫法。降溫法是在混凝土澆筑成型后,通過蓄水、噴曬水的方法降溫養(yǎng)護。保溫法是在混凝土澆筑成型后,覆蓋保溫材料進行養(yǎng)護,如覆蓋塑料薄膜、草袋、薄膜養(yǎng)生液等。(2)保溫法養(yǎng)護?;炷翝仓尚?,接近終凝時覆蓋1層塑料薄膜,以減少早期水分散失。達到終凝后再覆蓋數(shù)層草袋,最上面再覆蓋1層塑料薄膜,避免突遇降水使保溫層降溫。養(yǎng)護時間根據(jù)經(jīng)驗公式和混凝土強度發(fā)展情況,抗拉強度超過降溫階段拉應力后可終止養(yǎng)護,例如某工程地下室底板推定30d為臨界期,30d后逐步減少覆蓋層厚度,直至45d全部撤除保溫材料。(3)降溫法養(yǎng)護?;炷翝仓尚秃?,不拆除模板,蓄水50mm~100mm,時間為7d。7d后繼續(xù)澆水養(yǎng)護7d。
5 后澆帶處理
(1)沉降后澆帶。大體積混凝土主體結構施工完畢,待沉降穩(wěn)定以后,先對施工面進行清理,并調(diào)直鋼筋,然后鑿除松動或不規(guī)則的混凝土,固定止水條,潤濕舊混凝土施工面,然后澆筑比原混凝土強度等級高一級的早強補償收縮(微膨脹)細石混凝土。(2)伸縮后澆帶。伸縮后澆帶混凝土應在兩側(cè)混凝土收縮穩(wěn)定后,一般是2個月后,清理施工面以后,調(diào)直鋼筋,鑿除松動或不規(guī)則的混凝土,固定止水條,潤濕舊混凝土,澆筑強度比兩側(cè)混凝土高一級的早強補償收縮細石混凝土。
結語
與普通混凝土相比,大體積混凝土體形大,結構厚,混凝土用量多,工程條件復雜,施工技術要求高,所以從原材料選擇與配合比設計、施工組織及施工中各個環(huán)節(jié)都需要采取合理的技術和措施,以減少混凝土裂縫,提高大體積混凝土施工質(zhì)量。
參考文獻
[1]劉波,趙飛,羅軒忠,等.武漢綠地中心工程超厚底板大體積混凝土施工技術[J].施工技術,2015,44(04).