金亞婷,李慧敏
(黃河交通學院,河南 焦作 454950)
本工程主樓基礎采用的是筏板基礎,筏板厚度為1 m,混凝土強度等級為C35,其抗?jié)B等級為P6,主樓周邊車庫底板采用下柱墩+筏板形式,部分下柱墩處基礎厚度達到1.2 m,依據(jù)施工標準GB 50496—2018《大體積混凝土施工標準》[1],實體最小尺寸大于1 m 的混凝土結構物屬于大體積混凝土,故本工程歸屬于大體積混凝土的施工。
現(xiàn)場道路及混凝土供應條件:施工現(xiàn)場周邊有市政道路可用,已修建外環(huán)及內環(huán)瀝青混凝土道路,交通便利,混凝土運輸罐車進出較為方便;且本工程混凝土用量較多,單位已經(jīng)與多家商品混凝土供應商簽訂了商用混凝土的供應合同,現(xiàn)場混凝土施工的正常供應有保證。
大體積混凝土溫控:筏板、頂板等屬大體積混凝土,厚度較大,不同高度溫差與溫度變化大,混凝土內部溫度會對養(yǎng)護效果造成直接影響。
筏板裂縫控制:筏板局部厚度最大達到1 400 mm,混凝土凝結硬化過程中釋放水化熱過大,加上外界條件約束,使得混凝土產生溫度與收縮應力;并且混凝土中存在的堿發(fā)生化學反應時產生的膠凝物質會吸收水分,導致筏板混凝土出現(xiàn)膨脹性裂縫。
混凝土的振搗質量:混凝土體積大、厚度大,混凝土內部振搗容易不密實,影響抗?jié)B性能及強度。
測溫點的布置、保護:大體積混凝土測溫測位的布置是觀測混凝土內部溫度的變化以及控制裂縫較為重要的參數(shù)。
在大體積混凝土施工時,采用“抗、放結合,先放后抗”的原理方法,將過長的混凝土塊體劃成小塊區(qū)域間隔進行施工,經(jīng)過短期應力釋放后,再將小塊區(qū)域連接成為整體,下段溫度收縮應力用混凝土抗拉強度來抵抗的施工方法是跳倉法。施工“后澆帶”則是為防止現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構由于溫度、收縮不均可能產生的有害裂縫,在建筑施工中,按照設計或者施工規(guī)范的要求,在基礎底板、梁、墻對應位置留設臨時施工縫,暫時將結構劃分成幾部分,經(jīng)過一定時間構件的內部收縮,再澆搗施工縫位置的混凝土,將部分連成整體。
“跳倉施工法”有如下顯著施工技術優(yōu)勢:①后澆帶需在一定時間后再進行振搗澆筑,對工期有不利影響,跳倉施工法為分塊施工,預留施工縫,簡化施工工序,縮短施工工期;②避免后澆帶施工周期長造成底部支撐排架長時間的留置,可提前為下一道工序提供工作空間;③各劃分區(qū)塊澆筑時間為7 d 左右,先澆筑區(qū)塊應力釋放的時間較充足,兩側混凝土的結合更為緊密,提前形成結構整體性,運輸機械可提前介入,方便材料的周轉倒運,大大提高了施工效率;④混凝土配合比的優(yōu)化,通過控制原材料質量、混凝土入模時的溫度等不利影響因素,在混凝土澆筑過程中進行二次振搗和抹壓,來減少混凝土的收縮裂縫以及混凝土滲漏隱患,提高混凝土密實度與抗拉強度;⑤后澆帶的存在,導致模板及支撐體系租賃費增加,跳倉施工法則采取節(jié)能和環(huán)境保護措施,可有效節(jié)約材料、綠色環(huán)保;⑥后澆帶處施工質量難以保證,跳倉施工法減少了施工縫、有利于對裂縫進行控制,提升工程質量。
本工程筏板大體積混凝土采用預拌商品混凝土,混凝土地泵與汽車泵組合、輔以人工進行澆筑。依據(jù)筏板基礎面積的大小沿長度和寬度方向各分為不大于40 m 的區(qū)格,沿各自方向分別編號。本工程現(xiàn)場施工時注意以下關鍵點。
混凝土配合比優(yōu)化,通過超量取代來提高粉煤灰的摻量[2],使水泥水化熱降低,使得混凝土內外的溫差變小,溫度應力變小,達到抑制應力裂縫的目的。混凝土配合比除滿足圖紙設計和規(guī)范要求外,按標準養(yǎng)護60 d 達到普通混凝土標準養(yǎng)護28 d 等效強度,進行配合比的設計(即按60 d 齡期強度進行配合比設計),降低水泥水化放熱、延緩水化熱釋放。
混凝土的澆筑原則為:斜面分層、薄層澆筑、循序推進、一次到位。本工程采用斜面分層澆筑,如圖1所示,在坡尖、坡中和坡頂分別布置振搗棒,保證混凝土振搗密實,且不漏振。依據(jù)振動器作用深度、混凝土和易性來確定混凝土澆筑分層的厚度,在進行整體連續(xù)澆筑時,分層厚度宜取300~500 mm。大體積混凝土澆筑采用推移式連續(xù)澆筑,間歇時間應縮短,且在前層混凝土初凝之前,后層混凝土應及時澆筑完畢。層間最長的間歇時間不應超過混凝土的初凝時間。層間間隔時間超過混凝土初凝時間的,層面之間按照施工縫來處理。本工程根據(jù)實際情況組織安排為分多步澆筑施工,澆筑過程中確保了相鄰2 個倉格的澆筑時間間隔超過7 d。
圖1 混凝土斜面分層澆筑示意圖
進行混凝土振搗時,在混凝土初凝前約每半小時對已澆筑的混凝土進行一次重復振搗。振搗方法要快插慢拔、上下抽動、均勻振搗,且插點均勻排列,振動器插點可采用“行列式”順序移動,也可采用“交錯式”順序移動,但2 種移動方式不能同時混用,行列式、交錯式排列振搗示意如圖2 所示。插點間距的區(qū)間為300~400 mm,插入下層未初凝的混凝土的深度區(qū)間為50~100 mm,避免層間形成冷縫,使層間結合緊密,成為一體,依次進行振搗,以避免采用跳躍式振搗出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。每個振點振搗時間持續(xù)30 s,避免混凝土表面水分出現(xiàn)顯著下沉與氣泡。每一插點須控制好振搗的時間,一般在15~20 s 區(qū)間內,不能過振,避免出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。
圖2 振搗示意圖
在混凝土自然流淌斜坡面澆注帶的前、中、后分別布置一道振動器。第一道振動器設置在混凝土布料點,振搗手負責對出管混凝土進行振搗,使混凝土通過面筋向底層流入;第二道設置在混凝土中間位置,負責密實斜面混凝土;第三道則設置在坡腳處,確保密實底層鋼筋以下的混凝土。分層振搗示意如圖3所示。
圖3 分層振搗示意圖
大體積混凝土分層澆筑時應進行二次振搗。二次振搗時間過早起不到混凝土的密實效果,過晚則容易發(fā)生混凝土無法回流密實,因此,掌握好二次振搗的時間是一個關鍵點。其原則為每層混凝土澆筑完后,在混凝土初凝前使用振動棒進行插搗。二次振搗間歇時間控制在40~60 min 之間,若混凝土中加有緩凝劑,其間歇時間可適當延長,控制在1.5~2.5 h 范圍內即可。
靈活應用養(yǎng)護技術,降低混凝土內部與外部之間的溫度差,有效防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫[3]。本工程混凝土的養(yǎng)護,第一步是進行保濕養(yǎng)護,即在混凝土表面嚴密覆蓋一層塑料薄膜;第二步進行保濕養(yǎng)護,即在塑料薄膜的表面再嚴密覆蓋毛氈。
當筏板混凝土澆筑至設計標高時,在第一遍抹壓收活完畢之后,立即進行混凝土的保濕養(yǎng)護,優(yōu)先選用厚度較薄的一次性塑料薄膜做保濕養(yǎng)護,相鄰兩幅塑料薄膜接縫處的搭接寬度應大于等于200 mm,以保證保濕養(yǎng)護時不漏氣,塑料薄膜與混凝土表面要緊貼,邊角以及薄膜搭接處用方木壓牢。特別是墻柱插筋內部與根部、突出筏板預埋件的位置、集水坑位置、筏板邊角等部位的要精心覆蓋嚴密,不出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。覆蓋時如若混凝土表面水分散失較多、發(fā)白,需用噴壺噴灑少量水后再覆蓋。
同類工程測溫記錄表明,大體積混凝土降溫過程較為緩慢(中心溫度降至與大氣溫度溫差小于5 ℃的時間需1~1.5 個月)。本工程大體積混凝土保溫養(yǎng)護覆蓋材料拆除時間依據(jù)大體積混凝土施工規(guī)范確定,首先必須滿足抗?jié)B混凝土不得少于14 d 的保濕養(yǎng)護要求,但要控制混凝土的降溫速率不得超過規(guī)范要求,當混凝土表面和大氣之間的最大溫差低于20 ℃時,即可全部拆除保溫材料。
在大體積混凝土澆筑體內布置測位,應能如實反映混凝土澆筑體內的最高溫升、降溫速率、環(huán)境溫度以及里表溫差。本工程依據(jù)混凝土底板厚度以及澆搗方向,選擇具代表性位置布置測點測位。應連續(xù)對大體積混凝土的進行溫測,確保內外溫差不超過25 ℃。
根據(jù)GB/T 51028—2015《大體積混凝土溫度測控技術規(guī)范》,測位測點的布置應能全面準確反映大體積混凝土溫度變化的情況,測點測位布置原則:按施工進度每晝夜作業(yè)面布置1~2 個測位;混凝土邊緣、中部、角部、電梯井等位置可布置測點測位;澆筑體厚度均勻的混凝土,測位間距取10~15 m,變截面部位可增加測位;在墻體立面上,測位水平間距取5~10 m,垂直間距取3~5 m。依據(jù)混凝土厚度,每個測位布3~5 個測點,于混凝土表層、中上、中心、中下以及底層部位分別設置?;炷帘韺訙y點測位布置,以在混凝土表面50 mm 處為宜;底層測點測位布置,以在混凝土澆筑體底面以上50~100 mm 為宜。當溫度傳感器直接埋至混凝土澆筑體內時,傳感器與傳輸導線要有相應的防護措施,防止在施工時傳感器和導線出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。采用把溫度傳感器放入直徑為20~30 mm 金屬保護管內時,金屬管的底部應預先封堵,宜露出混凝土表面300 mm,并應將金屬管固定。每段混凝土澆筑前將探頭按測溫點平面布置圖埋設于底板內,沿混凝土厚度布設外表、地面以及中心的測點,其余測點間距布設按不超過600 mm 布置,且每監(jiān)測點傳感器布置3 個。
本工程大體積混凝土施工依據(jù)上述測溫點布置原則,測溫點布設示意如圖4 所示,混凝土內部溫升主要集中在澆筑后3 天,一般第3 天即可達到或者接近峰值,本工程設置了專職測溫工及技術管理人員,嚴格按照檢測周期進行測溫。
圖4 測溫點布設示意圖
本工程驗收程序為:鋼筋隱蔽驗收→安裝預留預埋隱蔽驗收→預拌商品混凝土進場驗收→試塊留置及試壓。分為主控項目驗收和一般項目驗收,內容如下。
主控項目驗收:預拌混凝土的原材料質量、制備、質量檢驗等均應符合國家現(xiàn)行標準GB/T 14902—2012《預拌混凝土》規(guī)定。預拌混凝土進場驗收時,應檢查其質量證明文件,同時抽查其稠度。檢查數(shù)量按現(xiàn)行國家標準GB/T 14902—2012《預拌混凝土》規(guī)定,稠度每五罐檢查一次。如有設計要求,混凝土中最大氯離子含量、最大堿含量應同時符合國家現(xiàn)行標準《混凝土結構設計規(guī)范》規(guī)定與設計要求。同種原材料、同一配合比的至少應檢查一次。通過檢查原材料試驗報告以及氯離子、堿總含量計算書,以確定氯離子與堿的含量。結構混凝土強度等級滿足設計要求是硬性條件,在混凝土澆筑地點隨機抽取標準養(yǎng)護試件,用于檢查混凝土結構構件強度。
一般項目驗收:混凝土配合比為首次使用的,應進行開盤鑒定,原材料、強度、凝結時間以及稠度均應滿足設計配合比要求。當工程有要求時,還應檢查混凝土的耐久性能,通過檢查開盤鑒定資料進行檢查。如對混凝土耐久性有要求,應在現(xiàn)場隨機抽取試件,檢查混凝土的耐久性能,檢查結果應同時符合規(guī)范與設計要求。
本工程大體積混凝土采用“跳倉法”,將混凝土塊體分為若干區(qū)域間隔施工,采用測溫儀高頻率地對基礎筏板溫度進行測量,對筏板采用塑料薄膜蓄水養(yǎng)護及棉氈保溫養(yǎng)護,解決了工程中大體積混凝土溫控難題。預拌混凝土也優(yōu)先選用了低水化熱水泥,采用超量取代提高粉煤灰的摻入量;嚴格控制溫度,進行保溫和養(yǎng)護,解決了筏板裂縫控制的難點。控制好混凝土內、外溫差,及時對其表面壓實抹面。分層澆筑,振搗方法正確,振搗時間滿足條件,保證了混凝土的振搗質量。測溫點在布置、保護時,嚴格按照布置圖布置,澆筑混凝土時注意保護,切忌直接將混凝土澆筑在測溫器件表面。本工程應用跳倉施工法,解決了傳統(tǒng)后澆帶遺留的安全及質量問題,縮短了工期,降低了成本。
大體積混凝土施工時,應合理選擇施工用材料,優(yōu)化配合比,嚴格施工的過程管理,采用較為科學的施工方法,加強對大體積混凝土的養(yǎng)護,降低混凝土溫度應力,控制其溫度變形裂縫,從而保證工程質量,提高結構耐久年限,達到提質增效的效果。