大體積泵送混凝土的施工

　　摘要：該文介紹浙江蕭山國際大酒店（30層）大型基礎(chǔ)底板泵送商品混凝土在夏季高溫施工條件下，通過嚴(yán)格控制混凝土溫度、降低內(nèi)外溫差、預(yù)防收縮縫、運(yùn)程35km的情況下減少坍落度損失、延緩凝結(jié)時間，確保順利泵送和澆筑質(zhì)量所采取的一系列技術(shù)措施及其取得的效果。?

　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土泵送商品混凝土

　　1、工程概況和特點(diǎn)?

　　蕭山國際大酒店是1995年竣工的中外合資四星級高級賓館，地處蕭山鬧市區(qū)西北角，建筑面積42500m2，主樓28層，為內(nèi)筒外框鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總高度107m，裙房3～4層，地下層2層，主樓地下室由104根1000鉆孔灌注樁支承，基坑挖深8.7m，混凝土底板厚2.6m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C30，混凝土總量3500m3（其中主樓底板2700m3），全部采用泵送商品混凝土，坍落度12±2cm，要求一次連續(xù)澆筑，不留施工縫。?

　　工程特點(diǎn)是：①混凝土運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，從杭州攪拌站到蕭山施工現(xiàn)場達(dá)35km，且市區(qū)交通擁擠，道路堵塞嚴(yán)重，在通行相對正常的情況下，混凝土運(yùn)達(dá)現(xiàn)場約需1.25～1.5h；②基礎(chǔ)混凝土澆筑按工期和施工進(jìn)度要求，安排在8月上旬，正值盛暑炎熱，且當(dāng)年出現(xiàn)百年一遇長達(dá)兩個月的持續(xù)高溫，日最高溫度達(dá)39℃；③結(jié)構(gòu)體積大，主樓基礎(chǔ)長寬各33m，厚2.6m，且嵌有暗梁，鋼筋密集，施工技術(shù)要求高。根據(jù)這些特點(diǎn)，除必須滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性等要求外，其關(guān)鍵是確?；炷恋目杀眯?，控制混凝土的最高溫升及其內(nèi)外溫差，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫。?

　　2、施工技術(shù)措施?

　　大體積混凝土由外荷載引起的裂縫的可能性很小，而混凝土硬化期間水化過程釋放的水化熱和澆筑溫度所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。因此，主要采用減少水泥用量以控制水化熱，降低混凝土出機(jī)溫度以控制澆筑溫度，并采取保溫養(yǎng)護(hù)等綜合措施來限制混凝土內(nèi)部的最高溫升及其內(nèi)外溫差，控制裂縫并確保高溫情況下順利泵送和澆筑。?

　　2.1限制水泥用量降低混凝土內(nèi)部水化熱?

　?。?）選擇水泥。選用杭州水泥廠水化熱較低的＃425礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化熱與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比，3d的水化熱約可低30%.?

　?。?）摻加磨細(xì)粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75kg，改善了混凝土的粘聚性和可泵性，還可節(jié)約水泥50kg.根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增減10kg，其水化熱引起混凝土的溫度相應(yīng)升降1～1.2℃，因此可使混凝土內(nèi)部溫度降低5～6℃。?

　?。?）選用優(yōu)質(zhì)外加劑。為達(dá)到既能減水緩凝，又使坍落度損失小的要求，經(jīng)比較，最后選用了上海產(chǎn)效果明顯優(yōu)于木鈣的E.A—2型緩凝減水劑，可減少拌和用水10%左右，相應(yīng)也減少了水泥用量，降低了混凝土水化熱。?

　?。?）充分利用混凝土后期強(qiáng)度。實(shí)踐證明，摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰混凝土后期強(qiáng)度較高，在一定摻量范圍內(nèi)60d強(qiáng)度比29d約可增長20%左右。同時按《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（GBJ 146—90）》，地下室內(nèi)工程宜用60d齡期強(qiáng)度的規(guī)定。為了進(jìn)一步控制溫升，減少溫度應(yīng)力，根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載情況，征得設(shè)計(jì)單位同意，將原設(shè)計(jì)混凝土28d齡期C30改為60d齡期C30（即用28d齡期C25代替設(shè)計(jì)強(qiáng)度），這樣可使每立方米混凝土的水泥用量減少50kg，混凝土溫度相應(yīng)隨之降低5～6℃。?

　?。?）綜合上述因素，考慮高溫和遠(yuǎn)距離運(yùn)送造成的坍落度損失較大，取出機(jī)坍落度18±2cm，水泥用量控制在370kg/m.3以下。由于降低水泥用量可降低混凝土溫度16～18℃。?

　　2.2用原材料降溫控制混凝土出機(jī)溫度?

　　根據(jù)由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理，可求得混凝土的出機(jī)溫度T，說明混凝土的出機(jī)溫度與原材料的溫度成正比，為此對原材料采取降溫措施：①將堆場石子連續(xù)澆水，使其溫度自澆水前的56℃降至澆水后的29℃，且可預(yù)先吸足水分，減少混凝土坍落度損失；②黃砂在錢塘江碼頭起水時，利用江水淋水冷卻，使之降溫。③雖混凝土中水的用量較少，但它的比熱最大，故在攪拌混凝土用的3只貯水池內(nèi)加入冰塊，使水溫由31℃降到24℃，總共用去冰塊75t.這樣一來，經(jīng)計(jì)算出機(jī)溫度T為32.8℃，37次實(shí)測的平均實(shí)測值33.2℃，送達(dá)現(xiàn)場的實(shí)測溫度為34.60℃，從而使入模溫度大為降低。?

　　2.3保持連續(xù)均衡供應(yīng)控制混凝土澆筑溫度?

　?。?）為了緊密配合施工進(jìn)度，確?；炷恋倪B續(xù)均勻供應(yīng)，經(jīng)過周密的計(jì)算和準(zhǔn)備，安排南星橋和六堡兩個攪拌站同時攪拌，配備了18輛6m.3攪拌車和兩只移動泵，在三天四夜里始終保持了穩(wěn)定的供應(yīng)強(qiáng)度，基本上做到了泵車不等攪拌車，攪拌車不等泵車，未發(fā)生過一次由于相互等待而造成堵泵現(xiàn)象。?

　?。?）本工程基坑挖深8.7m，坑內(nèi)實(shí)測最高氣溫達(dá)62℃，為避免太陽直接暴曬，溫度過高，造成澆筑困難，采取在整個坑頂搭蓋涼棚，并安設(shè)了通風(fēng)散熱設(shè)施，使坑內(nèi)澆筑溫度大幅度降低，接近自然氣溫，不僅控制了最高溫升，而且改善了工人勞動條件，得以順利澆筑。?

　　（3）為不使混凝土輸送管道溫度過高，在管道外壁四周用麻袋包裹，并在其上覆蓋草包并反復(fù)淋水、降溫。?

　?。?）考慮混凝土的水平分層澆筑裝拆管道過于頻繁，施工組織工作難于實(shí)施，故采取斜面分層澆筑，錯開層與層之間澆筑推進(jìn)的時間以利下層混凝土散熱，但上下層之間嚴(yán)格控制，不得超過混凝土初凝時間，不得出現(xiàn)施工“冷縫”。由于泵送混凝土的漿體較多，在澆筑平倉后用直尺刮平。約間隔1～2h，用木蟹打壓兩次，以免出現(xiàn)表面收水裂縫。?

　　2.4加強(qiáng)混凝土保濕保溫養(yǎng)護(hù)?

　　混凝土抹壓后，當(dāng)人踩在上面無明顯腳印時，隨即用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，不使透風(fēng)漏氣、水分蒸發(fā)散失并帶走熱量。且在薄膜上蓋兩層草包保濕保溫養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，延長散熱時間，減少混凝土內(nèi)外溫差。經(jīng)實(shí)測混凝土3天內(nèi)表面溫度在48～55℃之間，且很少發(fā)現(xiàn)混凝土表面有裂縫情況。?

　　2.5通過監(jiān)控及時掌握混凝土溫度動態(tài)變化?

　?。?）溫度監(jiān)控的最終目的是為了掌握混凝土內(nèi)部的實(shí)際最高溫升值和混凝土中心至表面的溫度梯度，保證規(guī)范要求的內(nèi)部與表面的溫差小于25℃及降溫速率。?

　　（2）溫度是直接關(guān)系整個混凝土基礎(chǔ)質(zhì)量的關(guān)鍵。為了客觀反映混凝土溫度狀況，進(jìn)行原材料溫度、出機(jī)溫度、入模溫度、自然溫度、覆蓋養(yǎng)護(hù)溫度、混凝土內(nèi)部溫度、棚內(nèi)溫度等7個項(xiàng)目的測試，便于及時調(diào)整溫控措施。

　?。?）主樓基礎(chǔ)的混凝土溫度按不同平面部位和深度共布置了25個測點(diǎn)（圖1），由專人負(fù)責(zé)連續(xù)測溫一周，每間隔2h測一次，比規(guī)范規(guī)定每8h測2次的頻度要大些。

　　3、效果及結(jié)論?

　　（1）混凝土強(qiáng)度按《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)與評定標(biāo)準(zhǔn)（GBJ 107-87）》進(jìn)行了測試，有關(guān)結(jié)果如表1，屬合格。

　　（2）由于采用了“雙摻技術(shù)”（緩凝減水劑和磨細(xì)粉煤灰），延緩了凝結(jié)時間，減少了坍落度損失，改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高溫、遠(yuǎn)距離運(yùn)送條件下仍能順利泵送，也未發(fā)生堵泵。?

　?。?）混凝土出機(jī)溫度和入模溫度共實(shí)測37次，原材料溫度測試20次，混凝土內(nèi)外溫度連續(xù)測一周，混凝土中心最高溫度出現(xiàn)在澆注后的3～4d之間，與文獻(xiàn)介紹的一致。內(nèi)外溫差僅為1 5℃，且低于規(guī)范規(guī)定不得大于25℃的要求。?

　?。?）經(jīng)各有關(guān)單位的嚴(yán)格檢查和近年來的使用，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫（僅表面有個別收水裂縫）。混凝土密實(shí)平整光潔，無蜂窩麻面。