(鄭州工業(yè)應用技術學院 河南 鄭州 451100)
大體積混凝土一般指結(jié)構(gòu)斷面尺寸超過80cm的混凝土結(jié)構(gòu)或者是由于水化熱導致的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度峰值同外部環(huán)境溫度之差超過25℃的混凝土結(jié)構(gòu)。因此大體積混凝土的顯著的兩個特征就是結(jié)構(gòu)的尺寸相對較大和由水化熱所引起的內(nèi)外溫差較大,結(jié)構(gòu)尺寸的增加會使得大體積混凝土施工的難度有所增加,而內(nèi)外溫差的增大十分容易導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
對于建筑工程基礎大體積混凝土結(jié)構(gòu)而言,其最為主要的病害就是裂縫,而裂縫又是在多方面因素共同影響下產(chǎn)生的,下面就對大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進行簡要的分析。
基礎大體積混凝土澆筑初期,水泥產(chǎn)生的大量水化熱會導致混凝土溫度迅速上升,但澆筑初期混凝土的表面具有較好的散熱條件,因此混凝土表面的溫度上升并不十分明顯[1]。但在混凝土內(nèi)部,其傳熱和散熱的條件都較差,散失的熱量較少,溫度上升也非常大,所以使得混凝土從內(nèi)到外形成了一個由高到低的溫度梯度,溫度梯度的存在會使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生向外膨脹的壓應力,而在混凝土的表面由于對其膨脹進行約束,進而產(chǎn)生拉應力,所以在混凝土表面的拉應力超過了其抗拉強度的時候,在混凝土的表面就會出現(xiàn)裂縫。
在基礎大體積混凝土澆筑的后期,混凝土的溫度會逐漸降低,而溫度的降低又會引起混凝土的收縮,同時再加之受到混凝土中多余水分蒸發(fā)的影響,使得其體積出現(xiàn)變形收縮的情況,但是由于基礎大體積混凝土結(jié)構(gòu)存在邊界條件約束,所以不能夠自由地變形,從而導致溫度應力的產(chǎn)生[2]。在溫度應力超過了混凝土的抗拉強度時,混凝土就會出現(xiàn)裂縫,這種裂縫既可能是邊界約束裂縫,也可能是貫穿裂縫。
在進行基礎大體積混凝土施工的過程中,外界環(huán)境溫度的變化也是導致溫度裂縫產(chǎn)生的一個重要因素,如果外界環(huán)境的溫度越高,混凝土澆筑的溫度也會升高,而如果外界環(huán)境溫度降低,混凝土內(nèi)部降溫的幅度也會增加,尤其是在氣溫突然降低的情況下,大體積混凝土內(nèi)部的溫度梯度會大大增加,從而導致裂縫的產(chǎn)生[3]。
本工程為粵澳合作中醫(yī)藥科技產(chǎn)業(yè)園孵化器IN1-3及加速器RD10-12工程,項目位于廣東省珠海市橫琴區(qū)環(huán)島北路2522號高新技術產(chǎn)業(yè)區(qū),建筑面積為77386.87m2。共分為兩個組團,分別是IN1-3和RD10-12組團,兩個組團建筑均采用框架結(jié)構(gòu),地下一層,地上五層,基礎采用樁筏基礎,大體積混凝土所在位置為基礎底板,底板的形狀不規(guī)則,IN1-3組團基礎底板周長約為326m,厚度為1m,RD10-12組團底板的周長約為400m,厚度也為1m。
2.2.1 選擇合理的施工方法
在進行建筑工程基礎大體積混凝土施工的過程中,施工方法的選擇對于大體積混凝土施工的質(zhì)量有著非常重要的影響,因此必須要依據(jù)工程的實際情況對于施工方法加以選擇,從而有效地保證基礎大體積混凝土施工的質(zhì)量。在本工程中,對于兩個組團的基礎底板混凝土,均采用跳倉法施工,IN1-3組團和RD10-12組團均劃分為六個流水段,IN1-3組團、RD10-12組團流水段的劃分情況及流水施工順序如圖1所示。對于兩個組團中每一個區(qū)段,在澆筑時采用兩臺車載泵和兩臺布料機從不同方位按照由遠及近的順序進行澆筑。為了有效地保證基礎底板大體積混凝土的連續(xù)澆筑,將澆筑時間確定為夜晚,并且保證攪拌站供應混凝土的時間間隔不超過30min。在采用跳倉法施工的過程中,以基礎筏板的面積大小沿縱向和橫向進行分倉,且倉格之間的間距不超過40m,同時對于每一個倉格進行編號。底板和底板施工縫采用鋼板防水措施,在施工縫處采用6@80×80雙向方格骨架,并且用20目/cm2鋼板網(wǎng)封堵混凝土。
圖1 地下結(jié)構(gòu)流水段施工圖
2.2.2 控制混凝土的澆筑
混凝土的澆筑對于大體積混凝土施工質(zhì)量也有著非常重要的影響,因此在本工程中,在對于基礎底板混凝土進行澆筑的時候采用分層連續(xù)澆筑施工的方式。保證澆筑帶的前后略有錯位,從而形成階段式的分層。每一層的控制在300-500mm之間。同時在每個澆筑帶的前、中、后布置三道振動器,第一道布置在混凝土卸料點,振搗手負責出管混凝土的振搗,使之順利通過面筋流入底層;第二道設置在混凝土的中間部位,振搗手負責混凝土的密實度;第三道設置在坡角及底層鋼筋處,因底層鋼筋間距較密,振搗手負責混凝土流入下層鋼筋底部,確保鋼筋下層混凝土振搗密實。
2.2.3 加強施工過程中的溫度監(jiān)控
在建筑工程基礎大體積混凝土施工的過程中,溫度監(jiān)控是一個非常重要的內(nèi)容,通過對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外部的溫度進行監(jiān)控,可以更好地掌握和了解大體積混凝土內(nèi)外部的溫度情況,然后采取有針對性的措施控制大體積混凝土的溫度,從而保證基礎大體積混凝土施工的質(zhì)量。
在進行溫度監(jiān)控時,首先需要在施工過程中對于測溫點進行布置,之所要進行測溫點的布置,一方面是為了控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差,另一方面則是為了控制混凝土的降溫速率。在進行測溫點平面布置時需要盡量將其布置在平面形狀的中心、中心對應的側(cè)邊以及容易散發(fā)熱量的拐角處和主風向部位,通過對于這些絕熱升溫最大和產(chǎn)生收縮拉應力最大的位置的溫度進行監(jiān)控,更加有利于對其加以控制。而在測溫點的豎向布置方面,一般在每個平面位置設置三個測溫點,將其布置在大體積混凝土的上、中、下三個位置,上下測點的位置應該距離大體積混凝土表面5cm左右,同時還需要在空氣及保溫層中各埋設一個測溫點以對保溫層溫度和環(huán)境溫度加以測量。在本工程中,測溫點的布置情況如圖3所示。
圖2 測溫點布置情況
在房屋建筑施工的過程中,大體積混凝土常常被應用在基礎工程之中,本文首先闡明了基礎大體積混凝土施工的主要病害及原因,明確了裂縫是基礎大體積混凝土施工質(zhì)量的主要影響因素,同時說明了導致裂縫產(chǎn)生的主要原因,然后結(jié)合粵澳合作中醫(yī)藥科技產(chǎn)業(yè)園IN1-3組團及RD10-12組團的基礎底板大體積混凝土工程說明了基礎大體積混凝土施工技術要點,主要從施工方法、原材料選擇、混凝土的澆筑及溫度監(jiān)控等幾個方面來進行闡述,明確了其基礎大體積混凝土的施工要點。