1 工程簡介
對某工程建筑面積9500m2,中地下室1層,基坑開挖深度7.5 m,地上12層。該工程基礎底板屬于大體積混凝土,同時混凝土強度等級與抗?jié)B等級高。基礎環(huán)梁混凝土C40,其他部位混凝土C35,抗?jié)B等級為S8。設計采用防水混凝土,其中摻加一定比例的防水添加劑。此外,防水添加劑應具有補償混凝土收縮的功效,以減少混凝土的收縮裂縫,防水添加劑可與膨脹劑結合使用。
在該工程基礎底板澆搗前,我們分析了大體積混凝土的施工控制要素,并分別對基礎深坑和大底板進行混凝土水化熱計算,以論證確定施工方案可行性。

圖1 大體積混凝土施工控制要素
在策劃底板混凝土澆筑方案時,充分重視信息化施工的要求,重視現(xiàn)場監(jiān)測,在混凝土內(nèi)部設置溫度測點,嚴格控制內(nèi)外溫差,保證溫差不超過25°C。參見圖1。
2 混凝土配合比設計
加強與混凝土供應單位的溝通,要求拌站在配合比設計中,適量減少水泥用量,提高粉煤灰、礦粉含量,摻入適量的減水劑、外加劑,減小水化熱。該工程基礎底板混凝土設計的配合比如表1。
表1 基礎底板混凝土配合比設計
水泥/kg |
砂八S |
碎石/kg |
水八S |
礦渣/kg |
粉煤灰/kg |
外加劑八s |
420 |
766 |
936 |
140 |
120 |
60 |
12,18 |
施工采用42.5R礦渣硅酸鹽水泥、粗骨料選用粒徑為5~25 mm連續(xù)級配。細骨料選用細度模數(shù)2.50左右的中砂。嚴格控制粗細骨料的含泥量,石子含泥量控制在1%以下,黃砂含泥量控制在2%以下。摻加粉煤灰和礦渣粉活性混合材料,替代部分水泥,在保證混凝土強度的前提下,有效地減小水化熱,延遲峰溫出現(xiàn)的時間。凝結時間控制在初凝為9~10h,終凝為12~13h。
在材料選配上,為降低混凝土的溫升和減少混凝土的收縮,細骨料選用含泥量小于2%得中粗砂,細度模數(shù)為2.79,平均粒徑為0.381,但為不影響混凝土的可泵性,砂率不宜過大;粗骨料選用5~40mm石子,減少混凝土收縮,含泥量<1%,符合篩分曲線要求可減少用水量,使混凝土收縮和泌水隨之減少,骨料中的針狀和片狀顆料<15%(重量比)。采用集料泵送混凝土砂率在42%~45%之間,在滿足可泵性的前提下,盡量降低砂率,坍落度在滿足泵送條件下盡量選用小值,減少收縮變形。
3 測溫控制方法
大體積混凝土施工時,混凝土內(nèi)部熱量較難散發(fā),外部表面熱量散發(fā)較快(在夜間及下雨天氣時更甚),內(nèi)部和外部熱脹冷縮過程相應會在混凝土表面產(chǎn)生拉應力。溫差大到一定程度,混凝土表面拉應力超過當時的混凝土極限抗拉強度時,混凝土表面就會產(chǎn)生有害裂縫,有時甚至形成貫穿裂縫。另外,混凝土硬化后隨溫度降低也會產(chǎn)生收縮,由于受到地基約束,會產(chǎn)生很大外約束力,當超過當時的混凝土極限抗拉強度時,也會產(chǎn)生裂縫。為了解基礎大體積混凝土內(nèi)部由于水化熱引起的溫度升降規(guī)律,掌握基礎混凝土中心與表面、表面與大氣溫度間的溫度變化情況,需要采取必要的措施。
對于該工程大體積混凝土的測溫,我們制定嚴格的溫控方案加以控制,即控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi),根據(jù)混凝土的澆搗方向和底板厚度來考慮測溫點的布置。自混凝土入模至澆搗完畢的前3 h期間內(nèi)每1 h測溫1次;第4~6 h,每2 h測溫1次;以后每4 h測溫1次。一般10~14 h后可停止測溫,或溫度梯度<20℃時,可停止測溫。每測溫一次,應記錄、計算每個測溫點的升降值及溫差值。當混凝土中心溫度差超過22℃時,必須向現(xiàn)場施工管理人員報警。當超過25℃時,現(xiàn)場施工方必須采取有效技術措施。當溫度梯度小于20℃通知施工現(xiàn)場可消除混凝土表面保溫材料。
采用國內(nèi)先進的智能溫度巡檢系統(tǒng)XX—16型多點測溫儀,WZC—010銅熱電阻作為測溫探頭進行測溫,配以導線。銅熱電阻與導線必須焊接可靠,然后用環(huán)氧樹脂封閉,并進行防老化處理,確保不滲水。
測溫前準備工作:在基坑外距測溫區(qū)較近處搭設3.5 m x 3 m簡易控制室,以防雨、防風、防盜;測溫控制室內(nèi)配置220V電箱1個;測溫探頭按布置要求埋人,將導線引至測溫控制室并與測溫儀連接,校驗正確;澆搗前測出各測溫探頭的初始溫度值,并作好記錄;澆搗前測出大氣溫度及入模混凝土溫度并作好記錄;對澆注人員提出保護測溫探頭與導線的注意事項。
測溫階段的要求:自混凝土入模至澆搗完畢的3 h期間內(nèi)每隔1h測溫1次第4~6 h,每隔2 h測溫1次,以后每隔4h測溫1次。一般10~14 h后可停止測溫,或溫度梯度<20℃時,可停止測溫;每測溫1次,記錄、計算每個測溫點的升降值及溫差值;當混凝土中心溫度差超過22℃時,必須向現(xiàn)場施工管理人員報警。當超過25℃時,現(xiàn)場施工方必須采取有效技術措施。
4 溫控技術措施
該工程特選的保溫覆蓋物為:a)普通塑料簿膜:寬幅,厚度0.4 mm一層;b)草包:草包二層,一層即是一只草包的厚度,如圖2所示。

圖2 混凝土底板養(yǎng)護示意
塑料簿膜覆蓋應及時,在混凝土澆搗過程中逐步覆蓋失澆搗完部分,平整后即先鋪設。鋪完塑料薄膜后鋪設草包,覆蓋一層,另一層備用。覆蓋時塑料簿膜幅與幅之間接縫處應有5 cm重迭,每只草包之間應有10 cm重迭。插筋垂直方向應蓋草包一層。草包一般不宜成片掀去,應在測溫設備監(jiān)測下以夾花方式掀去1/2或1/3。
該工程底板大體積混凝土,在征得設計同意后充分利用混凝土的中后期強度,有效地降低水泥用量,從而控制大體積混凝土的溫升。為了盡量降低混凝土的最高溫升,在泵車水平輸送管的整個長度范圍內(nèi)覆蓋草袋,以減少混凝土泵送過程中吸收太陽的輻射熱。加強測溫和溫度監(jiān)測與管理,實行電腦信息化控制,確保混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。
混凝土養(yǎng)護主要是保溫保濕養(yǎng)護,保溫養(yǎng)護能減少混凝土表面的熱擴散,減少混凝土表面的溫差,防止產(chǎn)生表面裂縫,保溫養(yǎng)護還能控制混凝土內(nèi)外溫差過高,防止產(chǎn)生貫穿裂縫。保濕養(yǎng)護能防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生表面干縮裂縫,再者能使水泥水化順利進行,提高混凝土的極限拉伸強度。
混凝土由大斜面分層下料,分皮振搗,每皮厚度為50 cm左右,采用“分段定點、一個坡度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的方法確保避免出現(xiàn)施工冷縫。每臺泵車進料量要及時反映到調(diào)度室,按澆搗總量及時平衡攪拌車進入各泵位,基本做到澆搗速度相同,齊頭并進。
每臺泵車供應的混凝土澆筑范圍內(nèi)應布置4~6臺振動機進行振搗,每臺泵車澆搗速度平均每小時不少于30 m3,要求不出現(xiàn)夾心層及冷施工縫,并應特別重視每個澆筑帶坡頂和坡腳兩道振動器振動,確保上、下部鋼筋密集部位混凝土振實。
混凝土表面處理做到“三壓三平”。首先按面標高用煤撬拍板壓實,長刮尺刮平;其次初凝前用鐵滾筒數(shù)遍碾壓、滾平;最后,終凝前,用木蟹打磨壓實、整平,以閉合混凝土收水裂縫。混凝土澆搗前及澆搗時,應將基坑表面積水通過設置在墊層內(nèi)的臨時集水井、潛水泵向基坑外抽出。
5 結 語
我們采用本文上述的綜合法進行混凝土裂縫的控制,遵循先放后抗的原則,在底板澆搗時從混凝土配合比設計、水化熱的分析計算、澆搗工藝、施工組織、信息化施工及養(yǎng)護等方面進行全過程控制,因此而取得了成功。
為了保證混凝土澆搗,控制混凝土人模溫度是控制混凝土溫降的重要手段。該工程在混凝土表面用木蟹壓緊平整后,覆蓋二層草袋及一層塑料薄膜,覆蓋工作必須嚴格認真貼實,薄膜幅邊之間搭接寬度不少于10 cm,草包之間邊口拼緊,養(yǎng)護期間澆水視具體情況而定,經(jīng)過實踐證明是有效的,可以防混凝土產(chǎn)生干縮裂縫,并使水泥水化順利進行。