基礎(chǔ)大體積混凝土工法

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摘   要：工業(yè)與民用建筑中超長(zhǎng)、超厚（厚度 ）1.0M 的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程，國內(nèi)外一般采用設(shè)置伸縮縫和后澆帶，以及水平分層，或垂直分塊和跳倉澆注等設(shè)計(jì)和施工方法。這些方法都有一個(gè)明顯的不足，就是增加了施工難度，延長(zhǎng)了施工周期，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性、抗震性、抗?jié)B性都是不利的。
    關(guān)鍵詞：基礎(chǔ) 大體積混凝土 現(xiàn)場(chǎng)施工         1979年以來，上海市第三建筑發(fā)展總公司采用一系列溫度計(jì)算、測(cè)試、養(yǎng)護(hù)等“綜合溫控”施工技術(shù)，在寶鋼轉(zhuǎn)爐基礎(chǔ)一次連續(xù)澆注7000M3，在耀華皮爾金頓浮法玻璃有限公司熔窯深基坑底板中一次連續(xù)澆注7500M3混凝土均取得成功。這項(xiàng)新技術(shù)，又在上海浦東煤氣廠、啟華大廈、金陵大廈、上鋼三廠3.3M中厚板冷床基礎(chǔ)、民生裝卸公司八萬噸筒倉等基礎(chǔ)工程中得到應(yīng)用，受到良好效果。其中寶鋼轉(zhuǎn)爐基礎(chǔ)曾獲得1979年上海市重大科研成果二等獎(jiǎng)，耀華皮爾金頓熔窯深坑、民生裝卸公司8萬噸筒倉基礎(chǔ)等大體積混凝土施工技術(shù)曾獲1986年、1993年上海市建工局科技成果一等獎(jiǎng)。     一、特點(diǎn)     （1）大體積混凝土裂縫是指大體量混凝土水泥水化熱所產(chǎn)生的溫度、收縮變形導(dǎo)致的裂縫，而必須予以控制這種裂縫現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。     （2）采用一次整體澆注混凝土的方法和“綜合溫控”施工技術(shù)，有利于提高結(jié)構(gòu)的整體性、抗?jié)B性、同時(shí)提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力。     （3）這種大體積混凝土的施工工藝，減少了施工工序之間的交叉，取消了各種施工縫的處理工作，從而簡(jiǎn)化了施工程序，加快了施工進(jìn)度。     二、適用范圍     工業(yè)與民用建筑中超長(zhǎng)、超厚（目前最大厚度達(dá)6M ）現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如連續(xù)性基礎(chǔ)底板、箱型基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)等需要裂縫控制的鋼筋混凝土工程。     三、施工要點(diǎn)     1、材料要求     （1）水泥：應(yīng)盡可能采用中低水化熱的水泥。如325號(hào)、425號(hào)礦渣硅酸鹽水泥。為減少水泥用量，降低水化熱，征得設(shè)計(jì)單位同意，混凝土可采用后期60天或90天強(qiáng)度替代28天設(shè)計(jì)強(qiáng)度。     （2） 細(xì)骨料：中粗砂，含泥量<2%。     （3）粗骨料：5~25MM或5~40MM石子，優(yōu)先選用5~40MM石子，減少混凝土收縮。含泥量<1%，符合篩分曲線要求。骨料中針狀和片狀<15%（重量比）。     （4）外摻劑：在混凝土中可摻加復(fù)合型外加劑和粉煤灰，以減少絕對(duì)用水量和水泥用量，改善混凝土和易性與可泵性，延長(zhǎng)緩凝時(shí)間。     2、混凝土配合比     采用集料泵送混凝土砂率應(yīng)在40%~45%之間，在滿足可泵性前提性，盡量降低砂率  。坍落度再滿足泵送的條件下盡量選擇小值，以減少收縮變形。     3、控制新鮮混凝土的出機(jī)溫度 混凝土中的各種原材料，尤其是石子與水，對(duì)出機(jī)溫度影響最大。在氣溫較高時(shí)，宜在砂石堆場(chǎng)設(shè)置簡(jiǎn)易遮陽棚，必要時(shí)可采用向骨料噴水等措施。     4、控制澆注入模溫度     夏季施工時(shí)，在輸送泵送時(shí)采取降溫措施，以防入模混凝土溫度升高。如在攪拌筒上搭設(shè)遮陽棚蓋，在水平輸送管道上鋪草包噴水。冬季施工時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)厚度在1.0米以上的大體積混凝土一般宜在正溫?cái)嚢韬驼郎貪沧?，并靠自身水化熱進(jìn)行蓄熱保溫。     5、混凝土的施工     （1）混凝土澆注順序的安排，以薄層連續(xù)澆注以利散熱，不出現(xiàn)冷鋒為原則。     （2）宜盡可能采用二次振搗工藝，以提高混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，對(duì)大面積的板面要進(jìn)行拍打真實(shí)，去除浮漿，實(shí)行二次抹面，以減少表面收縮裂縫。     （3）混凝土在澆注振搗過程中的泌水應(yīng)予以排除。     （4）根據(jù)土建工程大體積混凝土的特點(diǎn)和施工經(jīng)驗(yàn)，實(shí)測(cè)的混凝土內(nèi)部中心與表面溫度差，宜控制在25度之內(nèi)。     （5）利用測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行信息化施工，可以全面了解混凝土在強(qiáng)度發(fā)展過程中內(nèi)部溫度場(chǎng)分布狀況，并且根據(jù)溫度梯度變化情況，可定性、定量指導(dǎo)施工，控制降溫速率，控制裂縫的出現(xiàn)。     6、測(cè)溫     （1）應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目的平面形狀尺寸、厚度等不同情況，合理、經(jīng)濟(jì)地布設(shè)測(cè)溫點(diǎn)，并測(cè)繪測(cè)溫點(diǎn)布置圖。     （2）溫度測(cè)點(diǎn)以集成溫度傳感器作感溫元件，要進(jìn)行篩選和防老化處理。在埋設(shè)前應(yīng)對(duì)感溫元件作環(huán)氧樹脂封閉。在澆注前應(yīng)按測(cè)溫布置圖要求，對(duì)測(cè)點(diǎn)予以固定和保護(hù)，以確保測(cè)溫工作的順利進(jìn)行。 （3）每次測(cè)溫后，應(yīng)立即匯總整理混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)與溫差數(shù)值,提供給施工指揮部門，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工。     7、養(yǎng)護(hù)     養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內(nèi)表溫差，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。對(duì)大面積的底板面，一般可采用先一層塑料簿膜后二層草包作保溫保濕養(yǎng)護(hù)。草包應(yīng)迭縫，騎馬鋪放。養(yǎng)護(hù)必須根據(jù)混凝土內(nèi)表溫差和降溫速率，及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。     根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間 ，拆模后應(yīng)立即回土或在覆蓋保護(hù)，同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣候影響，以控制內(nèi)表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。     8、設(shè)計(jì)構(gòu)造上的改善     在底板外約束較大的部位應(yīng)考慮設(shè)置滑動(dòng)層。在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的部位，應(yīng)加抗裂鋼筋作出加強(qiáng)處理，在必須分段施工的水平施工縫部位，增設(shè)暗梁防止裂縫開展等。     四、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)     混凝土及裂縫等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，按現(xiàn)行施工規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。     五、機(jī)具設(shè)備     （1）測(cè)溫設(shè)備可采用的測(cè)溫儀有XQC-300大型長(zhǎng)圖自動(dòng)平衡記錄儀和QZG-010銅熱電阻溫度傳感器配套改裝為定時(shí)全自動(dòng)擴(kuò)展裝置，以及我公司在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)完善的新測(cè)溫儀，大體積混凝土溫度微機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀和進(jìn)口的恒溜型集成溫度傳感器配套。     （2）結(jié)構(gòu)支模、扎筋、混凝土拌制、運(yùn)輸、澆注等所需的機(jī)具設(shè)備，可根據(jù)不同工程對(duì)象按通常施工要求設(shè)置。但必須確保連續(xù)澆注，并不得出現(xiàn)冷縫。     六、勞動(dòng)組織     （1）澆注前與澆注施工勞動(dòng)力組織按不同工程對(duì)象的工作面大小，泵車數(shù)量等通常施工要求安排。     （2）養(yǎng)護(hù)階段：按二班三班晝夜值班考慮。人員有：每臺(tái)班技術(shù)干部一人，養(yǎng)護(hù)工人根據(jù)工作量安排。       七、效益分析對(duì)比（見表14-1）   施工方法 施工難易程度 施工周期 勞動(dòng)力 材料 質(zhì)量 后澆帶及跳倉澆筑 施工縫處理清除垃圾、扎筋、支模有一定的難度 技術(shù)停歇時(shí)間長(zhǎng)、工序環(huán)節(jié)交叉多，工期長(zhǎng) 增加施工縫人工處理等大量人工 后澆部分需提高混凝土強(qiáng)度等級(jí) 因施工縫處理質(zhì)量難以保證結(jié)構(gòu)整體性、抗?jié)B性、抗震性較差 伸縮縫方法 施工縫設(shè)置有一定難度 需結(jié)構(gòu)分段施工和技術(shù)停歇時(shí)間 增加伸縮縫結(jié)構(gòu)處理大量人工 增加伸縮縫處理部分的鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)構(gòu)造較復(fù)雜，防滲無保證   分層分塊方法 施工縫處理清除垃圾、扎筋、支模有一定的難度 技術(shù)停歇時(shí)間長(zhǎng)、工序環(huán)節(jié)交叉多，工期長(zhǎng) 重復(fù)施工及施工縫處理等大量人工 分層新老混凝土需增加構(gòu)造鋼筋 因施工縫處理質(zhì)量難以保證結(jié)構(gòu)整體性、抗?jié)B性、抗震性較差 采用一次連續(xù)澆注不留任何施工縫 可以連續(xù)澆筑，施工較為方便   工序環(huán)節(jié)交叉少，連續(xù)均衡施工，工期短 節(jié)省人工 部分僅需增加少量構(gòu)造鋼筋 確保質(zhì)量無裂縫，結(jié)構(gòu)整體性好，提高結(jié)構(gòu)抗?jié)B能力與抗震能力       八、工程實(shí)例     （1）耀華皮爾金頓浮法玻璃有限公司熔窯深坑底標(biāo)高為-13.13m，其底板尺寸為92.3m*48.1m*1.8m，高低跨處厚達(dá)6m,采用c30混凝土，總計(jì)7500m3。澆筑使用5輛泵車，45輛攪拌車，連續(xù)72h一次澆筑完成。入模溫度為11度，養(yǎng)護(hù)中混凝土最高溫度47度。熔窯深坑墻板厚0.6m,高11.63m,分三段澆筑（4.4m,5.13m,2.1m），混凝土量分別為613m3、1060m3、513m3,各短墻板間隔21天施工。整個(gè)底板和墻板無裂縫。     （2）上海港民生裝卸公司八萬噸及散量筒倉基礎(chǔ)底板標(biāo)高為-1.7m,底板為124.45m*98.36m，混凝土8700m3,混凝土中心最高溫度42.9度，表面溫度17.6度，該基礎(chǔ)在-6.9度氣溫下施工，基礎(chǔ)無有害裂縫。     （3）新上海國際大廈基礎(chǔ)底板標(biāo)高-14.5m，基礎(chǔ)厚3.0~3.5m，混凝土17000m3,混凝土中心最高溫度69度，基礎(chǔ)無裂縫。     （4）世界廣場(chǎng)基礎(chǔ)底標(biāo)高-16.5m,基礎(chǔ)底板厚2.5~3.2m,混凝土20000m3，中心最高溫度75.2度，基礎(chǔ)無裂縫。     （5）楊浦大橋基礎(chǔ)厚度5.0m,混凝土7600m3；徐浦大橋基礎(chǔ)厚6.0m,混凝土13000m3,基礎(chǔ)無裂縫。