劉達(dá)

（中國電建集團(tuán)河北工程有限公司 河北省石家莊市 050021）

電廠施工中大體積混凝土的應(yīng)用部位主要是大型設(shè)備基礎(chǔ)（風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)）、構(gòu)筑物基礎(chǔ)（間冷塔基礎(chǔ)、煙囪基礎(chǔ)），上部結(jié)構(gòu)（汽輪機(jī)基座、空冷島、核電的核島的安全殼）。上述部位的結(jié)構(gòu)部位多為振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備提供基礎(chǔ)或者防止核輻射污染，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的整體性要求嚴(yán)格，因此大體積混凝土的施工質(zhì)量直接決定了該設(shè)備和構(gòu)筑物的使用性能和耐久性。在此情況下為了保障結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，減少裂縫問題，大體積混凝土施工就必須采取可靠的施工技術(shù)保障，為電廠設(shè)備的穩(wěn)定的運(yùn)行和安全提供基礎(chǔ)條件。

1 大體積混凝土的主要特點(diǎn)

大體積混凝土為結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小的幾何尺寸不小于1m的，往往會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而產(chǎn)生有害裂縫的混凝土。前文所述電廠中施工部位的混凝土方量從幾十立方到上千立方，而且尺寸、厚度都比較大。同時(shí)這些部位為了保證結(jié)構(gòu)的整體性都要求混凝土一次連續(xù)澆筑完成，不允許留設(shè)施工縫，以及后續(xù)養(yǎng)護(hù)中不允許產(chǎn)生裂縫。對(duì)結(jié)構(gòu)施工中的混凝土攪拌、運(yùn)輸、泵送能力等較普通部位的混凝土有更加嚴(yán)格的要求。

大體積混凝土施工中的主要施工質(zhì)量缺陷就是裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下方面：

（1）是因?yàn)槭┕ぴ蛞鸬氖┕だ淇p。因電廠的大部分設(shè)備基礎(chǔ)混凝土方量一次需求都比較大，施工過程中必須要求可靠的混凝土供應(yīng)量保證來防止?jié)仓^程中因?yàn)榛炷凉?yīng)間斷時(shí)間過長形成施工冷縫。同時(shí)結(jié)構(gòu)尺寸往往也比普通構(gòu)件大，如果恰逢天氣炎熱的情況下施工，施工澆筑組織和順序不當(dāng)很容易造成上層混凝土還未澆筑，下層澆筑的已經(jīng)初凝了而形成施工縫缺陷。

（2）混凝土硬化過程中因水化熱原因造成的溫度裂縫。大體積混凝土施工時(shí)，對(duì)于水泥種類的選擇錯(cuò)誤或者配合比中水泥的用量偏大會(huì)加劇初期上強(qiáng)度的過程中水泥水化熱增加，熱量的積累令混凝土的內(nèi)部溫度快速增加，因體積尺寸大內(nèi)部熱量不易散發(fā)，內(nèi)部混凝土體積膨脹，而外部混凝土溫度散發(fā)較快溫度降低體積收縮，因此產(chǎn)生內(nèi)外的溫度應(yīng)力，當(dāng)外表面的溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束力時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂縫缺陷。

所以結(jié)合大體積混凝土自身的特點(diǎn)和施工裂縫產(chǎn)生的原因，要從設(shè)計(jì)到施工等一系列工作中，以“預(yù)防為主，抗放兼施”為原則，做好大體積混凝土的施工技術(shù)工作，保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。從以下幾個(gè)方面總結(jié)一下這些年的施工經(jīng)驗(yàn)：

2 大體積混凝土施工技術(shù)控制要點(diǎn)

2.1 圖紙審查

圖紙審查是大體積混凝土施工的必備技術(shù)工作，利用圖紙審查，查明圖紙中涉及大體積混凝土施工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及對(duì)混凝土技術(shù)參數(shù)的要求，如：①結(jié)構(gòu)平面、立面設(shè)計(jì)是否合理，避免棱角、減少約束應(yīng)力；②大體積混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)宜在C25-C40的范圍內(nèi)比較適宜；③設(shè)計(jì)對(duì)采用的水泥種類做了規(guī)定是否正確，如應(yīng)優(yōu)先選用中、低水化熱礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰類硅酸鹽水泥等；④混凝土內(nèi)是否設(shè)計(jì)了抵抗溫度應(yīng)力的溫度鋼筋；⑤是否設(shè)置了施工縫、后澆帶等。在此階段與設(shè)計(jì)原做好溝通工作，在結(jié)構(gòu)防裂設(shè)計(jì)、材料選用等方面從設(shè)計(jì)角度考慮做好裂縫的預(yù)防工作。

2.2 原材料和混凝土配合比設(shè)計(jì)控制

原材料的選擇應(yīng)選擇低水化熱水泥，以減少硬化過程中的熱量，降低混凝土的溫升，所選用的水泥的水化熱指標(biāo)3d不宜大于240kJ/kg，7d不宜大于270kJ/kg。細(xì)骨料宜采用中砂、含泥量不大于3%，粗骨料宜選用粒徑5～-31.5mm連續(xù)級(jí)配的碎石，含泥量不大于1%，嚴(yán)格控制含泥量，含泥量超標(biāo)，會(huì)降低混凝土抗拉強(qiáng)度，同時(shí)增加混凝土的收縮，降低混凝土抗裂性能。為改善混凝土的性能摻加緩凝、減水等外加劑以時(shí)，要充分驗(yàn)證外加劑對(duì)混凝土硬化收縮性能的影響，同時(shí)摻量根據(jù)工程所用膠凝材料必須經(jīng)試驗(yàn)確定。自有攪拌站的情況下，要嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范做好上述原材料的進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢工作，嚴(yán)禁使用不合格原材料。采用商品混凝土?xí)r則做好攪拌站的實(shí)地考察及隨車資料的檢查，控制好原材質(zhì)量。

混凝土配合設(shè)計(jì)中拌和水用量不宜大于175kg/m3，水膠比宜小于0.55，砂率控制在38～42%，拌和物的坍落度不宜低于160mm，泌水量低于10L/m3。以前剛參加工作的時(shí)候，施工單位大多都配備自己的攪拌站和試驗(yàn)室，可以很好的控制好上述原材料和配合比工作?，F(xiàn)在好多項(xiàng)目都采用商品混凝土供應(yīng)的方式，雖然控制工作不如以前方便，所以更應(yīng)引起重視。澆筑大體積混凝土前與攪拌站做好溝通，防止攪拌站按以往普通配合比進(jìn)行攪拌供應(yīng)。例如2015年張家口萬全風(fēng)電場(chǎng)施工風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)時(shí)就采用商品混凝土，為了保證施工質(zhì)量，簽訂供應(yīng)合同前派人實(shí)地考察攪拌站，并每次澆筑前親自派人去攪拌站查看原材料的質(zhì)量，在攪拌樓主控室監(jiān)督配合比上料工作，不定時(shí)在對(duì)坍落度進(jìn)行取樣檢測(cè)，保證混凝土配合比準(zhǔn)確及和易性滿足要求。

2.3 編制澆筑專項(xiàng)方案

大體積混凝土施工過程中最重要的步驟之一就是編制專項(xiàng)施工方案，施工技術(shù)人員要結(jié)合工程特點(diǎn)和自身管理水平，施工能力，制定技術(shù)措施和綜合抗裂措施。方案中要對(duì)施工階段的澆筑部位絕熱溫升、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行試算，確定澆筑部位的混凝土溫升峰值、里標(biāo)溫差及降溫速率的控制指標(biāo)，通過計(jì)算數(shù)據(jù)分析并結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)確定相應(yīng)的溫控技術(shù)措施。

在澆筑專項(xiàng)施工方案中應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖計(jì)算本次施工需要的澆筑量，根據(jù)攪拌站的攪拌能力、罐車運(yùn)輸能力、泵車澆筑能力綜合制定澆筑方案確保澆筑施工能連續(xù)進(jìn)行。例如前述風(fēng)電施工時(shí)，通過計(jì)算確定每臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)方量650m3，攪拌站攪拌每小時(shí)攪拌80m3，泵車每小時(shí)澆筑60m3，罐車12m3/輛，同時(shí)因?yàn)轱L(fēng)機(jī)基礎(chǔ)多在山上距離攪拌35km，每輛車來回需要1h左右，經(jīng)綜合考慮必須保證在12輛罐車的前提方能保證連續(xù)澆筑施工。

2.4 生產(chǎn)混凝土過程控制

大體積混凝土施工都需要連續(xù)進(jìn)行澆筑，所需混凝土方量都很大。在對(duì)這些部位施工時(shí)，施工人員要提前與攪拌站做好溝通工作，提前通知攪拌站準(zhǔn)備好足夠的原材料，包括水泥、砂、石以及外加劑等用到的各種材料。同時(shí)應(yīng)提前通知攪拌站做好相關(guān)機(jī)械的檢修保養(yǎng)工作，尤其是攪拌機(jī)械，裝載機(jī)、砂石上料輸送帶檢查工作，保證良好的機(jī)械性能。同時(shí)應(yīng)做好水泥、砂石、外加劑上料是計(jì)量稱的校稱工作，保證連續(xù)攪拌供應(yīng)混凝土?xí)r準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性，以保證混凝土配合比的準(zhǔn)確。同時(shí)要考慮大體積混凝土施工要考慮攪拌站出現(xiàn)故障時(shí)的應(yīng)急方案，在06年剛參加國電龍山電廠澆筑主廠房汽機(jī)基礎(chǔ)時(shí)采取聯(lián)系2號(hào)機(jī)組施工單位的攪拌站作為備用站應(yīng)對(duì)本單位攪拌站出現(xiàn)問題的緊急情況。

同時(shí)要考慮在混凝土生產(chǎn)過程，季節(jié)對(duì)施工的影響。例如在雨季施工每次雨后都要根據(jù)砂石料的實(shí)際含水率進(jìn)行測(cè)量，并據(jù)此進(jìn)行配合比中的用水量調(diào)整；而在冬季施工時(shí)因?yàn)樯爸泻枯^大容易出現(xiàn)凍塊，施工前要進(jìn)行晾曬，否則有可能在在砂料倉上料的濾篩影響砂料下料，有些凍塊進(jìn)入混凝土中還會(huì)嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度。有條件的情況下，盡可能采取建設(shè)棚庫，將砂石料放入庫內(nèi)，或者及時(shí)采取覆蓋的措施。在14年內(nèi)蒙古京能集寧熱電冬季施工時(shí)攪拌站就出現(xiàn)了砂料受凍，人工配合挑揀否則就會(huì)不漏砂影響上料的情況。

2.5 澆筑混凝土過程控制

選擇合適的澆筑方法可以有效的促進(jìn)大體積混凝土澆筑施工的順利進(jìn)行，在施工前對(duì)參加澆筑的人員進(jìn)行交底，明確崗位職責(zé)、負(fù)責(zé)區(qū)域及輪班情況。施工布料人員嚴(yán)格按施工方案和交底進(jìn)行布料，采用整體分層或推移式連續(xù)澆筑施工的方式進(jìn)行布料，嚴(yán)禁私自多點(diǎn)開花隨意布料。振搗人員應(yīng)按技術(shù)交底的分工負(fù)責(zé)好各自區(qū)域的內(nèi)的振搗工作，對(duì)交叉區(qū)域的振搗安排專人負(fù)責(zé)振搗，避免出現(xiàn)因‘互相依靠他人’的思想產(chǎn)生的漏振現(xiàn)象。混凝土的振搗宜采用二次振搗工藝，澆筑面應(yīng)及時(shí)進(jìn)行二次抹壓處理。

2.6 養(yǎng)護(hù)與測(cè)溫

混凝土澆筑成形后要加強(qiáng)測(cè)溫工作，現(xiàn)在常采用的方法是利用在混凝土內(nèi)埋設(shè)測(cè)溫線，測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要根據(jù)結(jié)構(gòu)物特點(diǎn)結(jié)合規(guī)范要求進(jìn)行埋設(shè)，宜選擇具有代表性的通過中部區(qū)域的2個(gè)交叉豎向剖面進(jìn)行測(cè)溫。每個(gè)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)測(cè)溫線一般為3根，不少于2根，常利用JDC-2建筑電子測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)溫，測(cè)溫工作安排專人、輪班進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，并形成記錄，繪制大體積混凝土測(cè)溫曲線。澆筑完成初期觀測(cè)頻度較頻繁，隨著內(nèi)外溫差的降低適當(dāng)減少觀測(cè)次數(shù)。

根據(jù)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)結(jié)果分析結(jié)合大體積混凝土專項(xiàng)方案要求來采取混凝土養(yǎng)護(hù)措施。主要從兩方面進(jìn)行：①外部做好保溫工作，主要是通過澆水覆蓋棉被、草簾等措施，既要保證表面的濕潤的同時(shí)防止溫度散熱過快。②加快內(nèi)部混凝土水化熱的散發(fā)，主要是通過在大體積混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管通過通水循環(huán)的方式帶走內(nèi)部過多的熱量，達(dá)到減小內(nèi)外溫差的效果（后期預(yù)埋的冷卻水管應(yīng)進(jìn)行壓漿處理，防止水管后期銹蝕影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)的整體性）。當(dāng)混凝土表面溫度與中心溫度之間、表面溫度與外界氣溫之間的溫差不超過20℃時(shí)，可以取消保溫措施，進(jìn)行拆模。

3 總結(jié)

綜上所述，比起常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)，大面積混凝土施工的施工條件更為復(fù)雜，對(duì)相關(guān)施工技術(shù)的要求更高。大體積混凝土施工技術(shù)的關(guān)鍵是控制裂縫的產(chǎn)生，這是一個(gè)綜合性問題，需要從設(shè)計(jì)、施工、攪拌站、材料供應(yīng)、施工工藝、穩(wěn)定控制等方面，同時(shí)結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)采取綜合技術(shù)措施，保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。