论文部分内容阅读
【摘要】大体积混凝土浇筑过程中往往伴随着混凝土裂缝问题的产生，有效控制混凝土的有害裂缝则是混凝土施工的一大难题。因此，如何有效控制混凝土的有害裂缝，完善大体积混凝土浇筑的施工技术，一直是施工单位研究的一个课题。本文以宝钢集团浦钢搬迁工程轧钢项目大体积混凝土浇筑技术实践为例，详细介绍了大体积混凝土的施工方法、施工保证措施、关键工序施工、混凝土养护及测温控制温差等，由于上述措施的有效实施，不但成功完成了大体积混凝土的浇筑，同时还大大缩短了施工工期。
【关键词】 大体积施工准备浇筑控制温差
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
浦钢轧钢Ⅱ标主轧线和加热炉基坑埋深约-9.6m、最深达-12.4m，主轧线箱形基础为从粗轧机入口辊道至精轧机出口辊道的设备基础、主电室、地下液压站、润滑站等和厂房柱基联合在一起，长约200m，最宽处约84m，基础底板厚度约1.5m，加热炉区箱型基础范围为92m×95m，开挖深度为-7.0m、-9.6m，最深达-12.4m。属大体积混凝土，采用不设伸缩缝的整体式自防水箱型基础。
超长大体积混凝土基础往往出现由于混凝土收缩和温差等因素引起的有害裂缝，有的甚至是贯穿性裂缝。加上基础底标高较深，地下水压力大，整个大型BOX基础的防水及裂缝控制的技术难度较大。
结构施工原则上是先深后浅的原则，按照土方的开挖顺序，合理分区分块组织结构施工。为防止由水化热和混凝土收缩产生的裂缝，根据大体积混凝土早期收缩及降温速度的特点，结合我公司的成功经验，采取“抗放兼施，先放后抗，以抗为主”的“分块跳仓浇筑综合技术措施”的施工工艺。
2 施工方法
3 施工保证措施
（1）编制详细可行的施工方案
在开工前组织有关人员编制详细的作业设计、调查国内外同类型工程的裂缝情況，进行计算分析，并制定出各种预控措施，确保工程质量。
（2）材料的选用和质量控制
混凝土的升温主要取决于水泥水化热的高低，但同时还应考虑水泥的泌水、干缩性等施工因素。因此大体积混凝土施工过程中应选取水化热低，泌水、干缩性小的水泥。
（3）严格控制骨料含泥量，砂和石的含泥量应＜1%。混凝土搅拌站砂石堆场底部材料使用时必需重新检验，质量不符合规范要求，坚决不采用。
（4）混凝土搅拌和浇筑的管理及控制
拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。并且要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。同时在混凝土搅拌站设专人控制外加剂掺量的准确度。
建立坍落度自检和监理抽检的监督制度，施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符。对坍落度不合格的混凝土坚决退回。同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。混凝土浇筑时应连续进行，间歇时间不得超过3～5h，同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于相关规定。
（5）合理配置构造筋
在施工缝处设置了钢止水板和快易收口钢板网的施工措施，确保了跳仓块处施工缝的质量。
BOX基础底板施工缝和BOX基础侧墙水平施工缝示意图
4关键工序施工
4.1将超长基础底板和侧墙分为许多长度为40m左右的小块，经过短时期的应力释放，再将分块连成整体，依靠抗拉强度抵抗以下一段的温度收缩应力。分块的原则是同一设备的基础不分开、避开暗梁、工程桩和地脚螺栓（孔）。如在板加区的结构施工中，对该部分结构区域进行分块（如右图）：
先安排两个施工队伍同时施工-12.4m的鼓风机房的底板⑦、⑧块，待③、④块土方开挖完后，再安排一个土建队伍立即组织施工③、④块，同时鼓风机房部分侧墙已施工完毕，进行C15混凝土填充至-9.5m，再施工⑤、⑥块，施工③、④块底板的同时①、②土方开挖完毕，再施工①、②块。
BOX箱基经分块施工后，底板混凝土量仍较大，最大一块混凝土量约4000m3，因基坑平面尺寸较大，浇筑方式将以水平输送管为主，局部配以布料泵车及溜槽作辅助浇筑。
4.2混凝土采用分层连续浇筑，每层厚度控制在500mm以内，浇筑时从一端浇起，采取拆管退后浇筑方式，即边拆卸水平输送管，边向后推进浇筑。当端部混凝土浇筑到标高后，开始拆管向后推进，同时边浇筑边振捣，保证混凝土的和易性。混凝土浇筑过程中，每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工裂缝出现。
根据每台泵的泵送能力在25-30m3/h之间可确定每根水平输送管控制宽度，按每小时28m3计算，混凝土初凝的时间为2h：
28×2/（0.5×1.5×8）=9.33m
按每根水平输送管控制宽度为8.0m～10m左右布置泵车，悬臂布料杆浇筑离基础边较近的砼。同时准备1台备用泵车做替补，防止其中有的泵车发生故障影响混凝土浇筑。
5大体积混凝土养护及测温控制温差
因BOX基础底板厚度均达1.5m以上，每次混凝土浇注量将在3000m3，除严格按照施工规范和设计要求做好混凝土的浇灌和养护工作外，尚应对混凝土的内部温度进行有效测定，为科学养护提供信息，作到信息化施工。试验部门设专人负责测温及保养的管理工作，确保混凝土内外温差控制在25℃以内（混凝土上下表面各50mm处的温度可视为表面温度），发现问题应及时向项目技术负责人汇报，避免因水化热过大引起混凝土开裂，影响结构的防水性能，具体测温方法如下：
认真测试及记录混凝土浇灌的入模温度，方法为测量入模后的混凝土上表面以下50-100mm深处的温度，每工作班测试不少于2次。
内外温差、降温速度及环境温度测试，前3天每4h一次，以后每昼夜不少于2次，具体方法如下：
①温度测试点的布置原则：以所选混凝土浇灌块体平面中心一角点的半条对角线为测温区，温度测点呈平面布置。
②测温区半条对角线上布置2-4 个测温点，每个测温点的测点数量为5点。
下图为大体积混凝土测温点布置图：
③测温点采用不同长度的薄壁钢管埋入混凝土块体，采用温度计量测不同管度管内的温度，作为一个测点上不同厚度的混凝土的内部温度，具体测温厚度为：混凝土上、下表面各距50mm，其他三点平均放置，其中上、下表面50mm处温度分别表示混凝土上下表面的外部温度，其余为混凝土内部温度。
④根据所测温度结果指导混凝土养护施工，大体积混凝土的浇筑，混凝土内部中心与表面的温差不宜超过25℃。每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度场与温差数值，提供给技术部、工程部，以指导现场的施工并及时调整养护时间和措施。
根据鼓风机房底板的测温效果看，总体效果挺好，达到了预期的目的。
6实施效果
本工程针对大体积混凝土浇筑技术制定科学的施工方案，并从设计、构造、施工、材料等方面创造性地采用了裂缝综合控制新技术，取得了非常好的效果，施工完毕经质监部门验收，无施工缝痕迹、无任何有害裂缝产生、无渗漏现象，从有效地控制了混凝土结构裂缝，施工质量优良。
【关键词】 大体积施工准备浇筑控制温差
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
浦钢轧钢Ⅱ标主轧线和加热炉基坑埋深约-9.6m、最深达-12.4m，主轧线箱形基础为从粗轧机入口辊道至精轧机出口辊道的设备基础、主电室、地下液压站、润滑站等和厂房柱基联合在一起，长约200m，最宽处约84m，基础底板厚度约1.5m，加热炉区箱型基础范围为92m×95m，开挖深度为-7.0m、-9.6m，最深达-12.4m。属大体积混凝土，采用不设伸缩缝的整体式自防水箱型基础。
超长大体积混凝土基础往往出现由于混凝土收缩和温差等因素引起的有害裂缝，有的甚至是贯穿性裂缝。加上基础底标高较深，地下水压力大，整个大型BOX基础的防水及裂缝控制的技术难度较大。
结构施工原则上是先深后浅的原则，按照土方的开挖顺序，合理分区分块组织结构施工。为防止由水化热和混凝土收缩产生的裂缝，根据大体积混凝土早期收缩及降温速度的特点，结合我公司的成功经验，采取“抗放兼施，先放后抗，以抗为主”的“分块跳仓浇筑综合技术措施”的施工工艺。
2 施工方法
3 施工保证措施
（1）编制详细可行的施工方案
在开工前组织有关人员编制详细的作业设计、调查国内外同类型工程的裂缝情況，进行计算分析，并制定出各种预控措施，确保工程质量。
（2）材料的选用和质量控制
混凝土的升温主要取决于水泥水化热的高低，但同时还应考虑水泥的泌水、干缩性等施工因素。因此大体积混凝土施工过程中应选取水化热低，泌水、干缩性小的水泥。
（3）严格控制骨料含泥量，砂和石的含泥量应＜1%。混凝土搅拌站砂石堆场底部材料使用时必需重新检验，质量不符合规范要求，坚决不采用。
（4）混凝土搅拌和浇筑的管理及控制
拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。并且要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。同时在混凝土搅拌站设专人控制外加剂掺量的准确度。
建立坍落度自检和监理抽检的监督制度，施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符。对坍落度不合格的混凝土坚决退回。同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。混凝土浇筑时应连续进行，间歇时间不得超过3～5h，同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于相关规定。
（5）合理配置构造筋
在施工缝处设置了钢止水板和快易收口钢板网的施工措施，确保了跳仓块处施工缝的质量。
BOX基础底板施工缝和BOX基础侧墙水平施工缝示意图
4关键工序施工
4.1将超长基础底板和侧墙分为许多长度为40m左右的小块，经过短时期的应力释放，再将分块连成整体，依靠抗拉强度抵抗以下一段的温度收缩应力。分块的原则是同一设备的基础不分开、避开暗梁、工程桩和地脚螺栓（孔）。如在板加区的结构施工中，对该部分结构区域进行分块（如右图）：
先安排两个施工队伍同时施工-12.4m的鼓风机房的底板⑦、⑧块，待③、④块土方开挖完后，再安排一个土建队伍立即组织施工③、④块，同时鼓风机房部分侧墙已施工完毕，进行C15混凝土填充至-9.5m，再施工⑤、⑥块，施工③、④块底板的同时①、②土方开挖完毕，再施工①、②块。
BOX箱基经分块施工后，底板混凝土量仍较大，最大一块混凝土量约4000m3，因基坑平面尺寸较大，浇筑方式将以水平输送管为主，局部配以布料泵车及溜槽作辅助浇筑。
4.2混凝土采用分层连续浇筑，每层厚度控制在500mm以内，浇筑时从一端浇起，采取拆管退后浇筑方式，即边拆卸水平输送管，边向后推进浇筑。当端部混凝土浇筑到标高后，开始拆管向后推进，同时边浇筑边振捣，保证混凝土的和易性。混凝土浇筑过程中，每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工裂缝出现。
根据每台泵的泵送能力在25-30m3/h之间可确定每根水平输送管控制宽度，按每小时28m3计算，混凝土初凝的时间为2h：
28×2/（0.5×1.5×8）=9.33m
按每根水平输送管控制宽度为8.0m～10m左右布置泵车，悬臂布料杆浇筑离基础边较近的砼。同时准备1台备用泵车做替补，防止其中有的泵车发生故障影响混凝土浇筑。
5大体积混凝土养护及测温控制温差
因BOX基础底板厚度均达1.5m以上，每次混凝土浇注量将在3000m3，除严格按照施工规范和设计要求做好混凝土的浇灌和养护工作外，尚应对混凝土的内部温度进行有效测定，为科学养护提供信息，作到信息化施工。试验部门设专人负责测温及保养的管理工作，确保混凝土内外温差控制在25℃以内（混凝土上下表面各50mm处的温度可视为表面温度），发现问题应及时向项目技术负责人汇报，避免因水化热过大引起混凝土开裂，影响结构的防水性能，具体测温方法如下：
认真测试及记录混凝土浇灌的入模温度，方法为测量入模后的混凝土上表面以下50-100mm深处的温度，每工作班测试不少于2次。
内外温差、降温速度及环境温度测试，前3天每4h一次，以后每昼夜不少于2次，具体方法如下：
①温度测试点的布置原则：以所选混凝土浇灌块体平面中心一角点的半条对角线为测温区，温度测点呈平面布置。
②测温区半条对角线上布置2-4 个测温点，每个测温点的测点数量为5点。
下图为大体积混凝土测温点布置图：
③测温点采用不同长度的薄壁钢管埋入混凝土块体，采用温度计量测不同管度管内的温度，作为一个测点上不同厚度的混凝土的内部温度，具体测温厚度为：混凝土上、下表面各距50mm，其他三点平均放置，其中上、下表面50mm处温度分别表示混凝土上下表面的外部温度，其余为混凝土内部温度。
④根据所测温度结果指导混凝土养护施工，大体积混凝土的浇筑，混凝土内部中心与表面的温差不宜超过25℃。每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度场与温差数值，提供给技术部、工程部，以指导现场的施工并及时调整养护时间和措施。
根据鼓风机房底板的测温效果看，总体效果挺好，达到了预期的目的。
6实施效果
本工程针对大体积混凝土浇筑技术制定科学的施工方案，并从设计、构造、施工、材料等方面创造性地采用了裂缝综合控制新技术，取得了非常好的效果，施工完毕经质监部门验收，无施工缝痕迹、无任何有害裂缝产生、无渗漏现象，从有效地控制了混凝土结构裂缝，施工质量优良。