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[摘 要] 大体积砼指的是最小断面尺寸大于1m以上的砼结构,它的特点是:结构厚实,混凝土量大,工程条件复杂(一般都是地下现浇钢筋混凝土结构),施工技术要求高,易使结构物产生温度变形。本文基于此,以增城市某大厦为例,对大体积钢筋混凝土的底板施工管理进行了初步研究。
[关键词] 大体积混凝土 裂缝控制 施工管理 基础底板
1.工程概况
增城市位于珠江三角洲东北部、广州市区东部,南部属珠江三角洲平原。增城市东经113°29‘4″～113°59′44″,北纬23°4′42″～23°37′20″,气候温和、风调雨顺,全年平均气温为22.2℃,年均降雨量1869MM,属于热带、亚热带地区。增城市某大厦工程建筑面积50000㎡,高度99.8m,地下2层,地上26层,结构形式为钢筋混凝土框筒结构。基础长宽为112.2m×60.3m,底板厚0.7m;核心筒区域长宽为30.8m×14.0m,厚度2.2m,局部厚度4.3m、3.9m、3.8m,混凝土设计强度等级位C40,混凝土总量约6000m3。基坑围护设计方案采用中心岛施工方案,中心岛底板与围护周边底板处设施工缝。本工程四周均紧邻主要交通要道,施工交通条件较好,但由于围墙与围护桩间施工便道较窄,施工区域无材料堆场,并为确保基坑安全,施工便道上又不宜堆载。因此为确保底板施工阶段,有组织的落实大量材料进场工作,布置一台88HC高吊,由塔吊直接吊入基坑内,解决施工场地小的问题。
2.底板大体积混凝土的裂缝控制
大体积混凝土的裂缝,特别是表面裂缝,主要是由于内外温差过大产生的。浇筑后,水泥水化使混凝土温度升高,表面易散热温度较低,内部不易散热温度较高,相对地表面收缩内部膨胀,表面收缩受内部约束产生拉应力。通常这种拉应力较小,不至于超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。但由于混凝土外部受太阳暴晒、雨水、冷空气等的袭击,也会使表面升降温差较大。因此,养护是防止混凝土开裂的关键。混凝土浇注完毕后必须用草袋覆盖,加强保湿保温养护,延缓降温速率,养护期间不得中断冷却水及养护用水的供应,要加强施工中的温度监测和管理,及时调整保温及养护措施。
3.大体积混凝土浇筑的一般要求
(1)混凝土浇筑原则
混凝土必须连续浇筑,混凝土内部密实,不出现施工冷缝(混凝土缓凝时间控制在20小时左右)。
(2)混凝土浇筑顺序
控制混凝土的入模温度和环境温度选用利于保温的木模板作为大体积混凝土的外模板,浇筑前充分湿润。考虑工程基础采用桩筏基础,为保证桩基及筏板共同受力,底板不设任何施工缝,整体连续浇筑,为此确定如下浇筑顺序:
水平沿底板方向平行推进,竖向采用斜向分层、薄层浇筑、自然流淌、循序推进、一次到位的连续浇筑方式,每台泵负责一定宽度范围的浇筑带,各泵浇筑带前后略有错位,形成阶段式分层退打局面,以确保提高泵送工效,简化混凝土泌水处理,使混凝土上下层结合良好。
(3)混凝土供应要求
根据混凝土自由流淌时形成的斜坡度,约未1:8,浇筑斜面分层厚度控制在40cm,为了保证混凝土分层之间不出现施工冷缝,将混凝土初凝时间控制在20小时左右,确保在每层混凝土初凝之前覆盖下一层,每台泵车对每层混凝土覆盖量达到浇筑所需量。
(4)混凝土振捣
混凝土振捣采用振动棒及平板振动器相结合的办法,混凝土表面在钢筋下时采用振动棒振捣,混凝土面在钢筋以上时采用平板振动器振捣。振捣要密实,振捣时间以5~15秒、次为宜。适当延迟混凝土的凝固时间,加强分层浇筑、分层振捣,在混凝土浇筑1~2小时后,初凝前,对混凝土进行二次振捣,表面拍打振实。混凝土须在浇筑20~30min后进行第二次复振。振点布点要均匀,以防止过振和漏振,振捣要密实,以混凝土不再下沉,不冒气泡为准,振动棒要快插慢拔,以300mm间距为宜。振捣器插入下一层的深度不得小于50mm,使上下层混凝土结合紧密。混凝土浇筑后在初凝前要进行一次振捣,排除混凝土因泌水在细骨料和水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高对钢筋的握裹力,以增强混凝土密实度、强度及抗裂性。混凝土振捣时在外墙止水钢板两侧,后浇带钢板网外等特殊部位均要细致捣实,但不得过振。
(5)泌水处理
由于底板采用商品混凝土泵送,经振捣后必将产生大量水分,流动性的混凝土在浇筑过程中,上涌的泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌到坑底,应采取的措施是在混凝土垫层施工时,使其施工成一定的坡度,让大量的泌水顺垫层流入到周围的排水沟、积水坑,通过积水坑排放到基坑外,当混凝土的坡脚接近后浇带、顶端模板或底板面标高时,要求振捣手改变混凝土的浇筑方向即由顶端向回浇筑,与斜坡面形成一个积水潭,用软管及时排除最后的泌水。
(6)混凝土表面处理
混凝土浇筑后,由于表面浮浆较厚,故应在初凝前均撒一层1-3CM石子并用振动器振实,初步按标高用木刮尺刮平,初凝前用铁滚筒纵横展压几遍,再用木蟹打磨压实,经混凝土初凝后,再两次搓压,以闭合混凝土表面收缩裂缝,至少抹压2-3遍,然后覆盖保温材料养护。
4.大体积混凝土养护的一般要求
为减少大体积混凝土内部与表面的温差,防止出现由于温度应力产生的混凝土裂缝,一般除在确定混凝土配合比时应采取技术措施降低混凝土内部水化热以外,还要对浇筑后的混凝土表面进行保温,以控制混凝土内外温差在规范规定的25℃以内。采用蓄热法进行养护,限制表层混凝土热量的散失。
将根据混凝土的配合比及施工期间的气温,确定混凝土的保温层,确保混凝土的内外温差小于25℃,采用塑料布间隔麻袋或草袋的保温层,形成多层空气腔进行保温、保湿养护。随混凝土的浇筑顺序,及时封上塑料膜作为密封层,防止混凝土热量散失,使之表面湿润,然后铺上麻袋或草袋。在混凝土降温过程中,有控制地加强保温层,控制混凝土的降温速率、内外温差、防止裂缝出现。
塑料布间要搭接严密,用5CM宽胶带封口且不得有裸露部位,封住水分,保证塑料布内有凝结水,麻袋或草袋要迭缝,骑马铺放。混凝土保温养护不少于14D,在混凝土养护期间,采用测温技术,进行施工管理,全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度分布情况,及时掌握温差变化,采取有效措施。
养护过程中浇水湿润必不可少,但不应蓄水过多,宜通过保温的麻袋缓慢渗入混凝土表面,只要保持表面湿润即可,现场有条件者最好用热水养护。
保湿养护,采用多层草袋或麻袋作为保温层;在冬期施工中设置蓄热保温棚,棚内用热水补给热量;如有条件,冬期施工中,如果覆盖层保温隔热的效果很好,可以利用混凝土的水化热进行“自养护”。回填覆盖,土壤是最好的养护介质,对于地下部分的大体积混凝土,在施工完毕后,应尽快将可回填区域回填。
另外,注意与气象站密切联系,尤其是降温和降雨预报,不得在雨中浇筑混凝土。
5.混凝土温差超过规定温差时降温措施
在局部厚度为4.3m、3.9m、3.8m的区域埋设冷却循环水管。在混凝土块内预埋循环冷却水管或贯通块体的大口径垂直换热水管的方法进行降温是十分有效的。混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点,通过冷却水循环降低混凝土内部温度,减小内表温差,控制混凝土内外温差小于250C,通过测温点测量,掌握内部各测点温度变化,以便及时调整冷却水的流量来控制温差。冷却水管安装时,要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢固,以防止混凝土浇筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水,安装完毕后做通水试验,满足要求后方可浇筑混凝土。
参 考 文 献
1陈炎表;关于大体积砼施工的实践与分析[N];建筑时报;2002年
2阎杰;基础底板大体积混凝土施工技术[N];山西科技报;2002年
3武明元;周长富;高层建筑地基基础施工技术浅析[N]莱芜日报;2005年
4王永军;如何确保大体积混凝土基础的施工质量[N];经理日报;2005年
5俞国荣;混凝土收缩裂缝成因及预防措施[N];中国建材报;2004年
6马俊华;大体积混凝土裂缝成因与预防[N];建筑时报;2005年
7吴长富;杭州地区土性概率特征及单桩承载力可靠度研究[D];浙江大学;2005年
8董平;砼芯水泥土搅拌桩荷载传递机理研究[D];中国科学院研究生院;2004年■
[关键词] 大体积混凝土 裂缝控制 施工管理 基础底板
1.工程概况
增城市位于珠江三角洲东北部、广州市区东部,南部属珠江三角洲平原。增城市东经113°29‘4″～113°59′44″,北纬23°4′42″～23°37′20″,气候温和、风调雨顺,全年平均气温为22.2℃,年均降雨量1869MM,属于热带、亚热带地区。增城市某大厦工程建筑面积50000㎡,高度99.8m,地下2层,地上26层,结构形式为钢筋混凝土框筒结构。基础长宽为112.2m×60.3m,底板厚0.7m;核心筒区域长宽为30.8m×14.0m,厚度2.2m,局部厚度4.3m、3.9m、3.8m,混凝土设计强度等级位C40,混凝土总量约6000m3。基坑围护设计方案采用中心岛施工方案,中心岛底板与围护周边底板处设施工缝。本工程四周均紧邻主要交通要道,施工交通条件较好,但由于围墙与围护桩间施工便道较窄,施工区域无材料堆场,并为确保基坑安全,施工便道上又不宜堆载。因此为确保底板施工阶段,有组织的落实大量材料进场工作,布置一台88HC高吊,由塔吊直接吊入基坑内,解决施工场地小的问题。
2.底板大体积混凝土的裂缝控制
大体积混凝土的裂缝,特别是表面裂缝,主要是由于内外温差过大产生的。浇筑后,水泥水化使混凝土温度升高,表面易散热温度较低,内部不易散热温度较高,相对地表面收缩内部膨胀,表面收缩受内部约束产生拉应力。通常这种拉应力较小,不至于超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。但由于混凝土外部受太阳暴晒、雨水、冷空气等的袭击,也会使表面升降温差较大。因此,养护是防止混凝土开裂的关键。混凝土浇注完毕后必须用草袋覆盖,加强保湿保温养护,延缓降温速率,养护期间不得中断冷却水及养护用水的供应,要加强施工中的温度监测和管理,及时调整保温及养护措施。
3.大体积混凝土浇筑的一般要求
(1)混凝土浇筑原则
混凝土必须连续浇筑,混凝土内部密实,不出现施工冷缝(混凝土缓凝时间控制在20小时左右)。
(2)混凝土浇筑顺序
控制混凝土的入模温度和环境温度选用利于保温的木模板作为大体积混凝土的外模板,浇筑前充分湿润。考虑工程基础采用桩筏基础,为保证桩基及筏板共同受力,底板不设任何施工缝,整体连续浇筑,为此确定如下浇筑顺序:
水平沿底板方向平行推进,竖向采用斜向分层、薄层浇筑、自然流淌、循序推进、一次到位的连续浇筑方式,每台泵负责一定宽度范围的浇筑带,各泵浇筑带前后略有错位,形成阶段式分层退打局面,以确保提高泵送工效,简化混凝土泌水处理,使混凝土上下层结合良好。
(3)混凝土供应要求
根据混凝土自由流淌时形成的斜坡度,约未1:8,浇筑斜面分层厚度控制在40cm,为了保证混凝土分层之间不出现施工冷缝,将混凝土初凝时间控制在20小时左右,确保在每层混凝土初凝之前覆盖下一层,每台泵车对每层混凝土覆盖量达到浇筑所需量。
(4)混凝土振捣
混凝土振捣采用振动棒及平板振动器相结合的办法,混凝土表面在钢筋下时采用振动棒振捣,混凝土面在钢筋以上时采用平板振动器振捣。振捣要密实,振捣时间以5~15秒、次为宜。适当延迟混凝土的凝固时间,加强分层浇筑、分层振捣,在混凝土浇筑1~2小时后,初凝前,对混凝土进行二次振捣,表面拍打振实。混凝土须在浇筑20~30min后进行第二次复振。振点布点要均匀,以防止过振和漏振,振捣要密实,以混凝土不再下沉,不冒气泡为准,振动棒要快插慢拔,以300mm间距为宜。振捣器插入下一层的深度不得小于50mm,使上下层混凝土结合紧密。混凝土浇筑后在初凝前要进行一次振捣,排除混凝土因泌水在细骨料和水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高对钢筋的握裹力,以增强混凝土密实度、强度及抗裂性。混凝土振捣时在外墙止水钢板两侧,后浇带钢板网外等特殊部位均要细致捣实,但不得过振。
(5)泌水处理
由于底板采用商品混凝土泵送,经振捣后必将产生大量水分,流动性的混凝土在浇筑过程中,上涌的泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌到坑底,应采取的措施是在混凝土垫层施工时,使其施工成一定的坡度,让大量的泌水顺垫层流入到周围的排水沟、积水坑,通过积水坑排放到基坑外,当混凝土的坡脚接近后浇带、顶端模板或底板面标高时,要求振捣手改变混凝土的浇筑方向即由顶端向回浇筑,与斜坡面形成一个积水潭,用软管及时排除最后的泌水。
(6)混凝土表面处理
混凝土浇筑后,由于表面浮浆较厚,故应在初凝前均撒一层1-3CM石子并用振动器振实,初步按标高用木刮尺刮平,初凝前用铁滚筒纵横展压几遍,再用木蟹打磨压实,经混凝土初凝后,再两次搓压,以闭合混凝土表面收缩裂缝,至少抹压2-3遍,然后覆盖保温材料养护。
4.大体积混凝土养护的一般要求
为减少大体积混凝土内部与表面的温差,防止出现由于温度应力产生的混凝土裂缝,一般除在确定混凝土配合比时应采取技术措施降低混凝土内部水化热以外,还要对浇筑后的混凝土表面进行保温,以控制混凝土内外温差在规范规定的25℃以内。采用蓄热法进行养护,限制表层混凝土热量的散失。
将根据混凝土的配合比及施工期间的气温,确定混凝土的保温层,确保混凝土的内外温差小于25℃,采用塑料布间隔麻袋或草袋的保温层,形成多层空气腔进行保温、保湿养护。随混凝土的浇筑顺序,及时封上塑料膜作为密封层,防止混凝土热量散失,使之表面湿润,然后铺上麻袋或草袋。在混凝土降温过程中,有控制地加强保温层,控制混凝土的降温速率、内外温差、防止裂缝出现。
塑料布间要搭接严密,用5CM宽胶带封口且不得有裸露部位,封住水分,保证塑料布内有凝结水,麻袋或草袋要迭缝,骑马铺放。混凝土保温养护不少于14D,在混凝土养护期间,采用测温技术,进行施工管理,全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度分布情况,及时掌握温差变化,采取有效措施。
养护过程中浇水湿润必不可少,但不应蓄水过多,宜通过保温的麻袋缓慢渗入混凝土表面,只要保持表面湿润即可,现场有条件者最好用热水养护。
保湿养护,采用多层草袋或麻袋作为保温层;在冬期施工中设置蓄热保温棚,棚内用热水补给热量;如有条件,冬期施工中,如果覆盖层保温隔热的效果很好,可以利用混凝土的水化热进行“自养护”。回填覆盖,土壤是最好的养护介质,对于地下部分的大体积混凝土,在施工完毕后,应尽快将可回填区域回填。
另外,注意与气象站密切联系,尤其是降温和降雨预报,不得在雨中浇筑混凝土。
5.混凝土温差超过规定温差时降温措施
在局部厚度为4.3m、3.9m、3.8m的区域埋设冷却循环水管。在混凝土块内预埋循环冷却水管或贯通块体的大口径垂直换热水管的方法进行降温是十分有效的。混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点,通过冷却水循环降低混凝土内部温度,减小内表温差,控制混凝土内外温差小于250C,通过测温点测量,掌握内部各测点温度变化,以便及时调整冷却水的流量来控制温差。冷却水管安装时,要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢固,以防止混凝土浇筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水,安装完毕后做通水试验,满足要求后方可浇筑混凝土。
参 考 文 献
1陈炎表;关于大体积砼施工的实践与分析[N];建筑时报;2002年
2阎杰;基础底板大体积混凝土施工技术[N];山西科技报;2002年
3武明元;周长富;高层建筑地基基础施工技术浅析[N]莱芜日报;2005年
4王永军;如何确保大体积混凝土基础的施工质量[N];经理日报;2005年
5俞国荣;混凝土收缩裂缝成因及预防措施[N];中国建材报;2004年
6马俊华;大体积混凝土裂缝成因与预防[N];建筑时报;2005年
7吴长富;杭州地区土性概率特征及单桩承载力可靠度研究[D];浙江大学;2005年
8董平;砼芯水泥土搅拌桩荷载传递机理研究[D];中国科学院研究生院;2004年■