论文部分内容阅读
[摘 要] 随着我国经济不断发展,对基础设施的投入力度的不断加大,大型、特大型工程日益增多,地下大体积混凝土工程也越来越多。本文从大体积混凝土的质量通病、保证措施、材料措施、浇筑措施、养护措施阐述了大体积混凝土的施工技术。
[关键词] 地下大体积混凝土 质量通病 保证措施 技术措施
建筑工程中地下大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1 m以上,施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。
一、地下大体积混凝土的质量通病
地下大体积混凝土具有结构体积大、承受荷载大、水泥水化热大、内部受力相对复杂等结构特点。在工程实践中，大体积混凝土出现其特有的质量通病，常有以下几种类型：
1、施工冷缝。因地下大体积混凝土的混凝土浇筑量大，在分层浇筑中，前后分层没有控制在混凝土的初凝之前；混凝土供应不足或遇到停水、停电及其它恶劣气候等因素的影响，致使混凝土不能连续浇筑出现冷缝。
2、泌水现象。上、下浇筑层施工间隔时间较长，各分层之间产生泌水层，它将导致混凝土强度降低、脱皮、起砂等不良后果。
3、混凝土表面水泥浆过厚。因大体积混凝土的量大，且多数是用泵送，因此在混凝土表面的水泥浆会产生过厚现象。
4、温度裂缝。在混凝土浇筑后由于早期内外温度差过大(25℃以上)的影响，大体积混凝土会产生两种温度裂缝：（1）表面裂缝：温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此表面裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。（2）贯穿性裂缝：当大体积砼浇筑在约束地基(例如桩基)上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束时易导致拉应力超过混凝土的极限抗拉强度而在约束接触处产生裂缝，甚至会贯穿整个表面产生贯穿性裂缝。
二、地下大体积混凝土的工程施工质量的保证措施
1、事前主动控制是施工企业未进场开工前要做好的工作。根据工程规模、性质、等级和特点，确定合理的施工工期并明确灾害性外界环境因素（指不可预见的）对工期影响后的处理方法，不应盲目追求完工期限。了解有关现行法律法规，关于管理专业配套、人员数量、资格与其承担的工程质量管理要求相适应的管理人员和责任人员。中途尽量不要更换，使其相对稳定，增强责任和周全考虑质量方面的问题。完善质量检验、测试、计量和措施。确定违规的整改期限和造成不同档次施工质量事故的处罚措施。
2、事中检查是在施工过程中对照施工的规范检查。严格检查在投标文件中承诺的各种机具设备、 人员组合、项目经理、各项施工技术保证措施是否按时到位、技术工种作业人员持证上岗以及所有机械设备、原材料、构件的品级质量。对主要且用量较大的要采用定点供货方法，以求质量的稳定性。对照建筑行业的施工技术规范、标准，强化工序控制检查，做到认真复查上道工序质量，保证本道工序质量。上道工序质量不合格的不得进行后续工序的施工。在本道工序实施过程中应随时观察图形的平面几何尺寸、轴线、纵向的高程、拱度、垂度、钢筋的规程、数量、布置、模板支撑的变形和位移，要善于发现质量波动、变异或事故征兆，及时调整处理。
3、事后严肃把关。对于质量控制要点、要害部位或质量有疑问的部位进行事后复检。严格按照质量评判标准组织验收认证。实行质量保证金制度，让“制造”者跟踪一段时间的质量保证，完善其缺陷服务责任。
三、地下大体积混凝土工程施工材料技术措施
需要从材料选择上等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
1.施工材料的选择
(1)水泥:当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥,标号为42.5级,通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。
(2)粗骨料:采用碎石,粒径5～25mm,含泥量不大于1,选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
(3)细骨料:采用中砂,山砂(45%)+人工砂(55%),平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于5,选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。
(4)掺合料:混凝土中掺入粉煤灰后,不仅能代替大部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球形起润滑作用,可大大改善混凝土的工作性和可泵性,可明显地降低混凝土水化热。为了减少水泥用量,可掺入水泥用量15%～20%的II级粉煤灰取代10%～15%的水泥。
(5)外加剂:为了满足混凝土的和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土掺人适量的缓凝型减水剂。
2.混凝土配合比
(1)混凝土配合比设计时尽量利用混凝土60d或90d的后期强度,以满足减少水泥用量和水化热的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。
(2)混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
(3)粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。
四、地下大体积混凝土工程浇筑技术措施
浇筑时除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外,还应考虑结构大小、钢筋疏密、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响,常采用的方法有以下几种:
1.全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后,再回头浇筑第二层,此时应保证第一层混凝土还未初凝,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。采用这种方案,适用于结构的平面尺寸一般不宜太大,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段,从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
2.分段分层。混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,不象第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
3.斜面分层。要求斜面的坡度不大于1,3,适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。
五、地下大体积混凝土工程养护技术措施
降低地下大体积混凝土块体内外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力,对混凝土的养护是非常重要的。 混凝土浇筑后,应及时进行养护。混凝土表面压平后,先在混凝土表面洒水,再覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护,保温材料夜间要覆盖严密,防止混凝土暴露,中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。底层塑料布下预设补水软管,补水软管沿管长度方向每100mm开5mm水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,养护过程设专人负责。
混凝土泌水结束、初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,要求进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对底板面不能连续覆盖的部位,如墙、柱插筋部位、钢柱等采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象。混凝土浇筑完成12小时内,严禁上人踩踏,浇筑完成24小时内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得踩踏。保温层在混凝土达到要求强度且表面温度与环境温度差要小于20℃时方可拆除,并在中午气温比较高时才可安排保温拆除。
参考文献:
[1] 鞠丽艳.外墙渗漏裂缝抑制措施的研究进展.混凝土，2002.5.
[2]丰云满.大体积混凝土施工技术应用[J].黑龙江科技信息,2009,(31).
[关键词] 地下大体积混凝土 质量通病 保证措施 技术措施
建筑工程中地下大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1 m以上,施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。
一、地下大体积混凝土的质量通病
地下大体积混凝土具有结构体积大、承受荷载大、水泥水化热大、内部受力相对复杂等结构特点。在工程实践中，大体积混凝土出现其特有的质量通病，常有以下几种类型：
1、施工冷缝。因地下大体积混凝土的混凝土浇筑量大，在分层浇筑中，前后分层没有控制在混凝土的初凝之前；混凝土供应不足或遇到停水、停电及其它恶劣气候等因素的影响，致使混凝土不能连续浇筑出现冷缝。
2、泌水现象。上、下浇筑层施工间隔时间较长，各分层之间产生泌水层，它将导致混凝土强度降低、脱皮、起砂等不良后果。
3、混凝土表面水泥浆过厚。因大体积混凝土的量大，且多数是用泵送，因此在混凝土表面的水泥浆会产生过厚现象。
4、温度裂缝。在混凝土浇筑后由于早期内外温度差过大(25℃以上)的影响，大体积混凝土会产生两种温度裂缝：（1）表面裂缝：温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此表面裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。（2）贯穿性裂缝：当大体积砼浇筑在约束地基(例如桩基)上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束时易导致拉应力超过混凝土的极限抗拉强度而在约束接触处产生裂缝，甚至会贯穿整个表面产生贯穿性裂缝。
二、地下大体积混凝土的工程施工质量的保证措施
1、事前主动控制是施工企业未进场开工前要做好的工作。根据工程规模、性质、等级和特点，确定合理的施工工期并明确灾害性外界环境因素（指不可预见的）对工期影响后的处理方法，不应盲目追求完工期限。了解有关现行法律法规，关于管理专业配套、人员数量、资格与其承担的工程质量管理要求相适应的管理人员和责任人员。中途尽量不要更换，使其相对稳定，增强责任和周全考虑质量方面的问题。完善质量检验、测试、计量和措施。确定违规的整改期限和造成不同档次施工质量事故的处罚措施。
2、事中检查是在施工过程中对照施工的规范检查。严格检查在投标文件中承诺的各种机具设备、 人员组合、项目经理、各项施工技术保证措施是否按时到位、技术工种作业人员持证上岗以及所有机械设备、原材料、构件的品级质量。对主要且用量较大的要采用定点供货方法，以求质量的稳定性。对照建筑行业的施工技术规范、标准，强化工序控制检查，做到认真复查上道工序质量，保证本道工序质量。上道工序质量不合格的不得进行后续工序的施工。在本道工序实施过程中应随时观察图形的平面几何尺寸、轴线、纵向的高程、拱度、垂度、钢筋的规程、数量、布置、模板支撑的变形和位移，要善于发现质量波动、变异或事故征兆，及时调整处理。
3、事后严肃把关。对于质量控制要点、要害部位或质量有疑问的部位进行事后复检。严格按照质量评判标准组织验收认证。实行质量保证金制度，让“制造”者跟踪一段时间的质量保证，完善其缺陷服务责任。
三、地下大体积混凝土工程施工材料技术措施
需要从材料选择上等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
1.施工材料的选择
(1)水泥:当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥,标号为42.5级,通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。
(2)粗骨料:采用碎石,粒径5～25mm,含泥量不大于1,选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
(3)细骨料:采用中砂,山砂(45%)+人工砂(55%),平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于5,选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。
(4)掺合料:混凝土中掺入粉煤灰后,不仅能代替大部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球形起润滑作用,可大大改善混凝土的工作性和可泵性,可明显地降低混凝土水化热。为了减少水泥用量,可掺入水泥用量15%～20%的II级粉煤灰取代10%～15%的水泥。
(5)外加剂:为了满足混凝土的和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土掺人适量的缓凝型减水剂。
2.混凝土配合比
(1)混凝土配合比设计时尽量利用混凝土60d或90d的后期强度,以满足减少水泥用量和水化热的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。
(2)混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
(3)粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。
四、地下大体积混凝土工程浇筑技术措施
浇筑时除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外,还应考虑结构大小、钢筋疏密、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响,常采用的方法有以下几种:
1.全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后,再回头浇筑第二层,此时应保证第一层混凝土还未初凝,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。采用这种方案,适用于结构的平面尺寸一般不宜太大,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段,从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
2.分段分层。混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,不象第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
3.斜面分层。要求斜面的坡度不大于1,3,适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。
五、地下大体积混凝土工程养护技术措施
降低地下大体积混凝土块体内外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力,对混凝土的养护是非常重要的。 混凝土浇筑后,应及时进行养护。混凝土表面压平后,先在混凝土表面洒水,再覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护,保温材料夜间要覆盖严密,防止混凝土暴露,中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。底层塑料布下预设补水软管,补水软管沿管长度方向每100mm开5mm水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,养护过程设专人负责。
混凝土泌水结束、初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,要求进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对底板面不能连续覆盖的部位,如墙、柱插筋部位、钢柱等采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象。混凝土浇筑完成12小时内,严禁上人踩踏,浇筑完成24小时内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得踩踏。保温层在混凝土达到要求强度且表面温度与环境温度差要小于20℃时方可拆除,并在中午气温比较高时才可安排保温拆除。
参考文献:
[1] 鞠丽艳.外墙渗漏裂缝抑制措施的研究进展.混凝土，2002.5.
[2]丰云满.大体积混凝土施工技术应用[J].黑龙江科技信息,2009,(31).