大體積砼無(wú)縫技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用

［關(guān)鍵詞］大體積混凝土，無(wú)縫施工

［摘要］本文首先對(duì)大體積混凝土進(jìn)行了解釋，然后分析了整個(gè)無(wú)縫施工方案中的設(shè)計(jì)原理，并對(duì)建筑施工中的技術(shù)進(jìn)行了改良。

現(xiàn)代建筑中時(shí)常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。它主要的特點(diǎn)就是體積大：混凝土澆注量大于100平方米；長(zhǎng)、寬、高任意一邊不小于1米。大體積混凝土水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。其他因素也會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來(lái)保證施工的質(zhì)量。

一、大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因

混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過(guò)程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫更普遍。在全國(guó)調(diào)查的高層建筑地下結(jié)構(gòu)中，底板出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象占調(diào)查總數(shù)的20％左右，房屋的外墻混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象占調(diào)查總數(shù)的80％左右。所以，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是建筑工程長(zhǎng)期困擾的一個(gè)技術(shù)難題，一直未能很好地解決。

在大體積混凝土工程施上中，由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化，從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。因此，控制混凝土澆筑塊體因水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度，防止混凝土出現(xiàn)有害的溫度裂縫(包括混凝土收縮)是其施工技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產(chǎn)生的主要影響因素有幾種：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，由外荷載引起的。二是材料型裂縫，主要由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過(guò)快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對(duì)濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05~0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見(jiàn)，較薄的梁板中多沿其短向分布?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

二、無(wú)縫施工方案設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)機(jī)理

根據(jù)“混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范”的規(guī)定，產(chǎn)生0.2至0.7MPa以下自應(yīng)力混凝土為補(bǔ)償收縮混凝土。為了實(shí)測(cè)出限制膨脹率，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了摻加ZY試件的限制膨脹率試驗(yàn)，試驗(yàn)證實(shí)摻加ZY確實(shí)可獲得微膨脹性，摻量的大小對(duì)膨脹率的大小是有直接影響的。以摻加ZY膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土為基本材料，以加強(qiáng)帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)縫設(shè)計(jì)的要求，將廣場(chǎng)的底板進(jìn)行了分塊：后澆帶將整個(gè)底板分成4塊，形成4個(gè)澆筑單元，塊中又設(shè)有膨脹加強(qiáng)帶，將其再分成4塊，整個(gè)底板分成了16塊。底板的分塊確定后，墻板與頂板與底板相同的部位留設(shè)后澆帶及加強(qiáng)帶，其留設(shè)的方法與底板相同。膨脹加強(qiáng)帶寬2米，邊緣每側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)用鋼筋加固，防止加強(qiáng)帶外混凝土流入加強(qiáng)帶內(nèi)。混凝土澆筑時(shí)先澆帶外混凝土，澆到加強(qiáng)帶時(shí)改用摻量ZY膨脹劑混凝土施工。考慮到膨脹作用會(huì)使強(qiáng)度降低，膨脹加強(qiáng)帶的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)該提高，并加大膨脹劑用量，用這樣的方法循環(huán)施工達(dá)到超長(zhǎng)無(wú)縫結(jié)構(gòu)的目的。

2、施工技術(shù)措施

建筑施工過(guò)程中，在墻板混凝土配合比設(shè)計(jì)試配，確定設(shè)計(jì)配合比階段，采取了降低水灰比的措施。底板與墻板同為C30P12，而底板的水灰比為0.47。而墻板的水灰比為0.41，混凝土的坍落度指標(biāo)底板為18～20厘米，墻板坍落度指標(biāo)控制在14～16厘米。采取該措施的目的在于減少用水量、降低混凝土的收縮。在混凝土澆筑階段，采用二次振搗的工藝，即在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗。避免混凝土因沉降收縮而引起的裂縫。這些措施的實(shí)施對(duì)控制墻體裂縫的出現(xiàn)是非常有必要的。在澆筑過(guò)程中其他方面的控制均與底板的控制措施方法相同。按照房屋無(wú)縫混凝土的施工方案，房屋頂板的澆筑順序是澆筑完地下一層墻板至房屋頂板梁下口后進(jìn)行房屋頂板的混凝土澆筑。在頂板的澆筑過(guò)程中主要是要控制好早期裂縫的產(chǎn)生，從混凝土收縮裂縫的形成時(shí)間看，裂縫往往發(fā)生在混凝土初凝到終凝這段時(shí)間內(nèi)，在施工方案討論過(guò)程中，將頂板二次或三次搓平、抹壓，特別是初凝抹壓作為控制早期收縮裂縫的一項(xiàng)重要控制措施，這對(duì)于彌合部分早期裂縫是不可缺少的工藝。由于該項(xiàng)工藝在施工中得到了有效的應(yīng)用，因此對(duì)避免頂板發(fā)生早期裂縫起到了很好的作用。

3. 房屋混凝土的養(yǎng)護(hù)

房屋底板、墻板、頂板全部采用了摻加ZY膨脹劑的混凝土。按照養(yǎng)護(hù)制度，在混凝土抹壓后，能上人時(shí)即鋪上麻袋片或草席，用水澆濕保養(yǎng)，混凝土硬化3～4小時(shí)后，底板與頂板均筑堰蓄水3～5厘米進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，墻板采取不間斷淋水保溫，采用這些養(yǎng)護(hù)方法不得少于14天，墻板側(cè)模的拆除也不少于7天。以上養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)施對(duì)房屋應(yīng)用超長(zhǎng)無(wú)縫結(jié)構(gòu)的成功起到了非常重要的作用。

三、裂縫的防治措施

1、嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和合泥量

選用10.40mm連續(xù)級(jí)配碎石(其中10.30mm級(jí)配含量65％左右)，細(xì)度模數(shù)2.80-3.00的中砂(通過(guò)0．315n凹篩孔的砂不少于15％，砂率控制在40％-45％)。砂、石含泥量控制在1％以內(nèi)，并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂。

2、選擇適當(dāng)外加劑

可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，混凝土中摻加一定用量外加劑，如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20％左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長(zhǎng)到5h左右。

3、選擇優(yōu)化配合比

選用良好級(jí)配的骨料，嚴(yán)格控制砂石質(zhì)量，降低水灰比，并在混凝土中摻加粉煤灰和外加劑等，以降低水泥用量，減少水化熱，以降低混凝土溫升，從而可以降低混凝土所受的拉應(yīng)力。

4、采用切實(shí)可行的施工工藝

根據(jù)泵送大體積混凝土的特點(diǎn)，采用“分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長(zhǎng)，從而提高泵送效率，簡(jiǎn)化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過(guò)初凝時(shí)間。根據(jù)混凝土泵送時(shí)自然形成一個(gè)坡度的實(shí)際情況，在每個(gè)澆筑帶的前后布置兩道振動(dòng)器，第一道布置在混凝土出料口，主要解決上部混凝土的振實(shí)；由于底層鋼筋間距較密，第二道布置在混凝土坡腳處，以確保下部混凝土密實(shí)。隨著澆筑的推進(jìn)，振動(dòng)器也相應(yīng)跟上，以確保整個(gè)高度上混凝土的質(zhì)量。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚，故澆筑結(jié)束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，打磨壓實(shí)，以閉合混凝土的收水裂縫。

5、嚴(yán)格控制混凝土入模溫度

大體積混凝土最好選在春秋季施工，以降低入模溫度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模溫度，再者澆筑混凝土?xí)r最好不要讓混凝土在太陽(yáng)下直接爆曬。施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)碎石灑水降溫，保證水泥庫(kù)通風(fēng)良好，自來(lái)水預(yù)可先放入地下蓄水池中降溫。

6、改進(jìn)施工技術(shù)

施工時(shí)加強(qiáng)插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護(hù)。由于鋼筋是熱的良導(dǎo)體，易產(chǎn)生大的溫度梯度，這是裂縫產(chǎn)生的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。同時(shí)加強(qiáng)初凝前的抹壓，以消除初期裂縫，并加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，提高混凝土抗拉強(qiáng)度。

7、加強(qiáng)技術(shù)管理

加強(qiáng)原材料的檢驗(yàn)、試驗(yàn)工作。施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工，明確分工，責(zé)任到人。加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)測(cè)工作，定時(shí)檢查并做好詳細(xì)記錄，認(rèn)真對(duì)待澆筑過(guò)程中可能出現(xiàn)的冷縫，并采取措施加以杜絕。在變截面施工前，一定要加強(qiáng)預(yù)測(cè)，并保證預(yù)測(cè)的科學(xué)性。同時(shí)在實(shí)施過(guò)程中，要切實(shí)落實(shí)施工方案。

8、加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑后，應(yīng)盡快回填土--土是混凝土最好的養(yǎng)護(hù)材料之一。目前這是混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)的最有效方法，對(duì)預(yù)防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養(yǎng)護(hù)，在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水，以便加快承臺(tái)內(nèi)部熱量的散發(fā)。如采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護(hù)措施，可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期，對(duì)于超厚大體積混凝土施工尤其適用。

9、加強(qiáng)混凝土的測(cè)溫工作

為及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫升與表面溫度的變化值，在承臺(tái)內(nèi)埋沒(méi)若干個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，采用L形布置，每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)埋設(shè)溫管2根01根管底埋置于承臺(tái)混凝土的中心位置，測(cè)量混凝土中心的最高溫升，另一根管底距承臺(tái)上表面100 mm，測(cè)量混凝土的表面溫度，測(cè)溫管均露出混凝土表面100 mm。用100的紅色水銀溫度計(jì)測(cè)溫，以方便讀數(shù)。第l-5d每2h測(cè)溫1次，第6d后每4h測(cè)溫1次，測(cè)至溫度穩(wěn)定為止。

四、結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土采用無(wú)縫施工技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)工程施工中進(jìn)行了嘗試，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格按照制定的施工方案進(jìn)行施工，所有已建或在建工程至今都未發(fā)現(xiàn)裂縫，但作為一項(xiàng)新的技術(shù)措施還需要進(jìn)行不斷的探索、豐富。因此，我們需要緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過(guò)程的管理非常重要，只有在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制才能確保工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《大體積混凝土溫度應(yīng)力于溫度控制》朱伯芳中國(guó)電力出版社

[2] 《建筑物的裂縫控制》王鐵夢(mèng)上?？茖W(xué)技術(shù)出版社