基礎大體積混凝土工法

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摘   要：工業(yè)與民用建筑中超長、超厚（厚度 ）1.0M 的現澆鋼筋混凝土結構工程，國內外一般采用設置伸縮縫和后澆帶，以及水平分層，或垂直分塊和跳倉澆注等設計和施工方法。這些方法都有一個明顯的不足，就是增加了施工難度，延長了施工周期，同時對結構的整體性、抗震性、抗?jié)B性都是不利的。
    關鍵詞：基礎 大體積混凝土 現場施工         1979年以來，上海市第三建筑發(fā)展總公司采用一系列溫度計算、測試、養(yǎng)護等“綜合溫控”施工技術，在寶鋼轉爐基礎一次連續(xù)澆注7000M3，在耀華皮爾金頓浮法玻璃有限公司熔窯深基坑底板中一次連續(xù)澆注7500M3混凝土均取得成功。這項新技術，又在上海浦東煤氣廠、啟華大廈、金陵大廈、上鋼三廠3.3M中厚板冷床基礎、民生裝卸公司八萬噸筒倉等基礎工程中得到應用，受到良好效果。其中寶鋼轉爐基礎曾獲得1979年上海市重大科研成果二等獎，耀華皮爾金頓熔窯深坑、民生裝卸公司8萬噸筒倉基礎等大體積混凝土施工技術曾獲1986年、1993年上海市建工局科技成果一等獎。     一、特點     （1）大體積混凝土裂縫是指大體量混凝土水泥水化熱所產生的溫度、收縮變形導致的裂縫，而必須予以控制這種裂縫現澆混凝土結構。     （2）采用一次整體澆注混凝土的方法和“綜合溫控”施工技術，有利于提高結構的整體性、抗?jié)B性、同時提高了結構的抗震能力。     （3）這種大體積混凝土的施工工藝，減少了施工工序之間的交叉，取消了各種施工縫的處理工作，從而簡化了施工程序，加快了施工進度。     二、適用范圍     工業(yè)與民用建筑中超長、超厚（目前最大厚度達6M ）現澆鋼筋混凝土結構，如連續(xù)性基礎底板、箱型基礎、設備基礎等需要裂縫控制的鋼筋混凝土工程。     三、施工要點     1、材料要求     （1）水泥：應盡可能采用中低水化熱的水泥。如325號、425號礦渣硅酸鹽水泥。為減少水泥用量，降低水化熱，征得設計單位同意，混凝土可采用后期60天或90天強度替代28天設計強度。     （2） 細骨料：中粗砂，含泥量<2%。     （3）粗骨料：5~25MM或5~40MM石子，優(yōu)先選用5~40MM石子，減少混凝土收縮。含泥量<1%，符合篩分曲線要求。骨料中針狀和片狀<15%（重量比）。     （4）外摻劑：在混凝土中可摻加復合型外加劑和粉煤灰，以減少絕對用水量和水泥用量，改善混凝土和易性與可泵性，延長緩凝時間。     2、混凝土配合比     采用集料泵送混凝土砂率應在40%~45%之間，在滿足可泵性前提性，盡量降低砂率  。坍落度再滿足泵送的條件下盡量選擇小值，以減少收縮變形。     3、控制新鮮混凝土的出機溫度 混凝土中的各種原材料，尤其是石子與水，對出機溫度影響最大。在氣溫較高時，宜在砂石堆場設置簡易遮陽棚，必要時可采用向骨料噴水等措施。     4、控制澆注入模溫度     夏季施工時，在輸送泵送時采取降溫措施，以防入?；炷翜囟壬?。如在攪拌筒上搭設遮陽棚蓋，在水平輸送管道上鋪草包噴水。冬季施工時，對結構厚度在1.0米以上的大體積混凝土一般宜在正溫攪拌和正溫澆注，并靠自身水化熱進行蓄熱保溫。     5、混凝土的施工     （1）混凝土澆注順序的安排，以薄層連續(xù)澆注以利散熱，不出現冷鋒為原則。     （2）宜盡可能采用二次振搗工藝，以提高混凝土密實度和抗拉強度，對大面積的板面要進行拍打真實，去除浮漿，實行二次抹面，以減少表面收縮裂縫。     （3）混凝土在澆注振搗過程中的泌水應予以排除。     （4）根據土建工程大體積混凝土的特點和施工經驗，實測的混凝土內部中心與表面溫度差，宜控制在25度之內。     （5）利用測溫技術進行信息化施工，可以全面了解混凝土在強度發(fā)展過程中內部溫度場分布狀況，并且根據溫度梯度變化情況，可定性、定量指導施工，控制降溫速率，控制裂縫的出現。     6、測溫     （1）應根據工程項目的平面形狀尺寸、厚度等不同情況，合理、經濟地布設測溫點，并測繪測溫點布置圖。     （2）溫度測點以集成溫度傳感器作感溫元件，要進行篩選和防老化處理。在埋設前應對感溫元件作環(huán)氧樹脂封閉。在澆注前應按測溫布置圖要求，對測點予以固定和保護，以確保測溫工作的順利進行。 （3）每次測溫后，應立即匯總整理混凝土內部溫度場與溫差數值,提供給施工指揮部門，以指導現場的施工。     7、養(yǎng)護     養(yǎng)護是大體積混凝土施工中一項十分關鍵的工作。養(yǎng)護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內表溫差，促進混凝土強度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產生和發(fā)展。對大面積的底板面，一般可采用先一層塑料簿膜后二層草包作保溫保濕養(yǎng)護。草包應迭縫，騎馬鋪放。養(yǎng)護必須根據混凝土內表溫差和降溫速率，及時調整養(yǎng)護措施。     根據工程的具體情況，應盡可能多養(yǎng)護一段時間 ，拆模后應立即回土或在覆蓋保護，同時預防近期驟冷氣候影響，以控制內表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。     8、設計構造上的改善     在底板外約束較大的部位應考慮設置滑動層。在結構應力集中的部位，應加抗裂鋼筋作出加強處理，在必須分段施工的水平施工縫部位，增設暗梁防止裂縫開展等。     四、質量標準     混凝土及裂縫等質量標準，按現行施工規(guī)范中的有關規(guī)定。     五、機具設備     （1）測溫設備可采用的測溫儀有XQC-300大型長圖自動平衡記錄儀和QZG-010銅熱電阻溫度傳感器配套改裝為定時全自動擴展裝置，以及我公司在此基礎上進一步改進完善的新測溫儀，大體積混凝土溫度微機實時監(jiān)測儀和進口的恒溜型集成溫度傳感器配套。     （2）結構支模、扎筋、混凝土拌制、運輸、澆注等所需的機具設備，可根據不同工程對象按通常施工要求設置。但必須確保連續(xù)澆注，并不得出現冷縫。     六、勞動組織     （1）澆注前與澆注施工勞動力組織按不同工程對象的工作面大小，泵車數量等通常施工要求安排。     （2）養(yǎng)護階段：按二班三班晝夜值班考慮。人員有：每臺班技術干部一人，養(yǎng)護工人根據工作量安排。       七、效益分析對比（見表14-1）   施工方法 施工難易程度 施工周期 勞動力 材料 質量 后澆帶及跳倉澆筑 施工縫處理清除垃圾、扎筋、支模有一定的難度 技術停歇時間長、工序環(huán)節(jié)交叉多，工期長 增加施工縫人工處理等大量人工 后澆部分需提高混凝土強度等級 因施工縫處理質量難以保證結構整體性、抗?jié)B性、抗震性較差 伸縮縫方法 施工縫設置有一定難度 需結構分段施工和技術停歇時間 增加伸縮縫結構處理大量人工 增加伸縮縫處理部分的鋼筋混凝土 結構構造較復雜，防滲無保證   分層分塊方法 施工縫處理清除垃圾、扎筋、支模有一定的難度 技術停歇時間長、工序環(huán)節(jié)交叉多，工期長 重復施工及施工縫處理等大量人工 分層新老混凝土需增加構造鋼筋 因施工縫處理質量難以保證結構整體性、抗?jié)B性、抗震性較差 采用一次連續(xù)澆注不留任何施工縫 可以連續(xù)澆筑，施工較為方便   工序環(huán)節(jié)交叉少，連續(xù)均衡施工，工期短 節(jié)省人工 部分僅需增加少量構造鋼筋 確保質量無裂縫，結構整體性好，提高結構抗?jié)B能力與抗震能力       八、工程實例     （1）耀華皮爾金頓浮法玻璃有限公司熔窯深坑底標高為-13.13m，其底板尺寸為92.3m*48.1m*1.8m，高低跨處厚達6m,采用c30混凝土，總計7500m3。澆筑使用5輛泵車，45輛攪拌車，連續(xù)72h一次澆筑完成。入模溫度為11度，養(yǎng)護中混凝土最高溫度47度。熔窯深坑墻板厚0.6m,高11.63m,分三段澆筑（4.4m,5.13m,2.1m），混凝土量分別為613m3、1060m3、513m3,各短墻板間隔21天施工。整個底板和墻板無裂縫。     （2）上海港民生裝卸公司八萬噸及散量筒倉基礎底板標高為-1.7m,底板為124.45m*98.36m，混凝土8700m3,混凝土中心最高溫度42.9度，表面溫度17.6度，該基礎在-6.9度氣溫下施工，基礎無有害裂縫。     （3）新上海國際大廈基礎底板標高-14.5m，基礎厚3.0~3.5m，混凝土17000m3,混凝土中心最高溫度69度，基礎無裂縫。     （4）世界廣場基礎底標高-16.5m,基礎底板厚2.5~3.2m,混凝土20000m3，中心最高溫度75.2度，基礎無裂縫。     （5）楊浦大橋基礎厚度5.0m,混凝土7600m3；徐浦大橋基礎厚6.0m,混凝土13000m3,基礎無裂縫。