大體積混凝土基礎(chǔ)工程施工溫差裂縫控制探討
關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)工程；大體積；混凝土；混凝土強(qiáng)度：施工；溫差；裂縫；控制
1前言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大型化、復(fù)雜化。這使得工民用建筑中的大體積混凝土溫度裂縫問(wèn)題日益突出并成為具有相當(dāng)普遍性的問(wèn)題。大體積混凝土溫度裂縫問(wèn)題十分復(fù)雜，它涉及到和工程結(jié)構(gòu)相關(guān)的方方面面。對(duì)大體積混凝土基礎(chǔ)的溫度裂縫控制更是涉及到巖土、結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工、環(huán)境等多專業(yè)、多學(xué)科。建設(shè)部門在此領(lǐng)域的研究還不夠全面深入。相關(guān)規(guī)范條文的覆蓋面還不夠完善，很多工程實(shí)踐中的問(wèn)題只能依靠經(jīng)驗(yàn)，還缺乏理論依據(jù)。這使得在工程實(shí)踐中造成大量的人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)，因概念含糊或顧此失彼而導(dǎo)致工程事故的也屢見(jiàn)不鮮。下面結(jié)合某綜合樓大體積混凝土基礎(chǔ)的施工方法，對(duì)預(yù)防大體積混凝土基礎(chǔ)工程施工溫差裂縫的措施進(jìn)行了探討分析；可供同類工程技術(shù)參考。
2工程概況
某綜合樓工程，建筑物長(zhǎng)42.5m，寬27m，高58.8m，地上共15層，另地下室1層，地下室層高3.6m，建筑物首層層高4.5m，2～14層層高3.4m,15層為3.8m。天面以上為梯屋，電梯機(jī)房和水池。地下室建筑面積約1199m2，地下室底板面標(biāo)高為–3.6m，基礎(chǔ)承臺(tái)底標(biāo)高為–7.2～5.6m�；A(chǔ)承臺(tái)底標(biāo)高最深的為電梯井基礎(chǔ)J8，底標(biāo)高為–7.2m，J8基礎(chǔ)承臺(tái)平面尺寸為9.6m×9.6m，厚2.0m。該工程基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，采用預(yù)應(yīng)力管樁，地下室結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，抗?jié)B等級(jí)為0.8MPa。
3施工特點(diǎn)和難點(diǎn)分析
該工程J8基礎(chǔ)的主要特點(diǎn)是面積大、斷面高、鋼筋多而密，總混凝土量超過(guò)200m2，施工難度比較大，主要表現(xiàn)在：
（1）基礎(chǔ)面積大、厚度為2m，必須通過(guò)減少水泥用量來(lái)降低水化熱，防止溫度差裂縫的出現(xiàn)。
�。�2）由于混凝土用量大，一次澆筑混凝土難度較大，合理劃分澆筑區(qū)域。
4主要技術(shù)措施
4.1原材料
4.1.1水泥
考慮到結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度較高（C40），為保證施工質(zhì)量，選用42.5t普通硅酸水泥。
4.12骨料
�。�1）粗骨料
因采用泵送混凝土，為提高混凝土的可泵性，根據(jù)混凝土泵的輸送管徑，選用1一Zcm粒徑的碎石，碎石中不含有機(jī)雜質(zhì)，其含泥量成1％。
(2）細(xì)骨料
選用細(xì)度模數(shù)2.6～2.8的中砂，控制細(xì)砂以0.3mm篩孔的通過(guò)率為15～30%，含泥量≤3%。施工前，送材料到試驗(yàn)室作篩分試驗(yàn)。在施工過(guò)程中，選用了高明砂。
4.2外加劑及摻合科
4.2.1粉煤灰
為了減少水泥用量，提高混凝土的抗裂性，減少于縮性，該工程混凝土將摻入水泥用量20%的粉煤灰取代冰泥。所摻入的粉煤灰采用某電廠出產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰。
4.2.2泵送劑
為了滿足可泵性和減緩水泥早期水泥化熱發(fā)熱量，該基礎(chǔ)工程混凝土選用FE–C高效泵送劑和DL–3減水劑。
4.2.3UEA膨脹劑
為使混凝土得到補(bǔ)償收縮，減少混凝土的溫度應(yīng)力，該基礎(chǔ)工程混凝土摻入了UEA膨脹劑。
以上摻合料和外加劑的摻入量，通過(guò)試驗(yàn)研究室試配后確定。
4.3配合比設(shè)計(jì)
4.3.1基本要求
混凝土配合比，根據(jù)使用的材料通過(guò)試配確定。為滿足現(xiàn)場(chǎng)使用泵送施工的要求，混凝土坍落度控制在10±2cm范圍。同時(shí)，為滿足澆筑工藝的要求，混凝土的初凝時(shí)間控制在6h以上。將配合比與材料的質(zhì)量要求提供給混凝土供應(yīng)商進(jìn)行配料供應(yīng)。
3.3.2配合比的設(shè)計(jì)
按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》執(zhí)行。
4.4混凝土成型工藝
根據(jù)大體積混凝土的技術(shù)特征，在確保混凝土具有良好的和易性和溫度要求（拌和溫度和澆筑溫度）的情況下，該基礎(chǔ)混凝土采取連續(xù)作業(yè)，一氣呵成的方法施工，以滿足結(jié)構(gòu)整體澆筑的需要。
4.4.1混凝土供料方式
�。�1）本工程采用商品混凝土，混凝土輸送泵下料的方式施工。
�。�2）為確保混凝土施工的工作效率，避免施工冷縫的出現(xiàn)，從而縮短整體澆筑完成時(shí)間，設(shè)置1臺(tái)SHC–57型混凝土輸送泵下料。其最大泵送量為25m3/h。
（3）為了確�；炷吝B續(xù)作業(yè)，防止發(fā)生意外，除了與有關(guān)供水、供電部門加強(qiáng)聯(lián)系，確保供水、供電外，還在工地現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)置1臺(tái)100kw的柴油發(fā)電機(jī)，以防萬(wàn)一。
4.4.2混凝土澆筑方法
本工程J8基礎(chǔ)承臺(tái)面積為：9.6m×9.6m=92.16m2時(shí)，厚度2m�；炷翆⒉捎眯泵娣�4層澆筑，每次澆筑以0.5m為一層，每層混凝土并不需要全部完成才澆筑第二層，要在該層混凝土初凝前覆蓋上層混凝土，一般控制在5～h內(nèi)以保證上、下層澆筑間隔不超過(guò)初凝時(shí)間，詳見(jiàn)圖l。施工時(shí)，采用1臺(tái)輸送泵，由基礎(chǔ)承臺(tái)一端向另一端分點(diǎn)布料，一次打出承臺(tái)面。即“由單一方向，一個(gè)坡度，薄層覆蓋，循序推進(jìn)”的方法。采用這種方法目的是使混凝土自然流向形成斜坡，以適應(yīng)泵送工藝，避免輸送管道經(jīng)常拆除沖洗和接長(zhǎng)，提高泵送效率。
4.4.3混凝土的振搗方法
混凝土的振搗方法，根據(jù)混凝土泵送時(shí)自然形成坡度的實(shí)際情況，在每個(gè)澆筑帶斜坡的頭、尾部進(jìn)行振搗，使上下兩層有鋼筋網(wǎng)處的混凝土得以密實(shí)。另外，在側(cè)模的邊緣，還可輔以竹干插振，防止這部分混凝土出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。
4.4.4表面處理及養(yǎng)護(hù)
（l）由于泵送混凝土表面水泥漿較厚，在澆筑后2～8h，初步按標(biāo)高用長(zhǎng)刮尺刮平，然后用木搓板反復(fù)搓壓數(shù)遍，使其表面密實(shí)，在初凝前再用混凝土表面磨平機(jī)遍磨數(shù)14，并用鐵搓板壓光，以閉合初收縮裂縫，減少混凝土表面水分的散發(fā)，并于12h內(nèi)，在大基礎(chǔ)周邊砌磚高130mm，放水100mm，然后用編織布在水面層覆蓋，保持14d時(shí)間。
�。�2）混凝土溫度計(jì)算
C40抗?jié)B混凝土水泥用量≈380kg/m3，425R水泥水化熱Q≈461kJ/kg。混凝土比熱C=0.97kJ/kg℃，混凝土密度R=2400kg/m3,則混凝土溫升值為：Tb＝WQ/CR=380×461/0.97×2400=75.25℃。
混凝土的表面溫度通常取32℃，所以要作保溫措施以減少混凝土內(nèi)和表面的溫差，采取蓄水養(yǎng)護(hù)措施。
4.5混凝土的測(cè)溫
因本J8基礎(chǔ)承臺(tái)為大體積混凝土施工，溫度控制是施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是防止溫度裂縫的核心。所以，在施工中要進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)工作。這些工作包括澆筑前材料的原始溫度、混凝土攪拌后的拌和溫度、入模溫度和澆筑溫度、混凝土澆筑后不同齡期的內(nèi)部中心溫度和表面溫度等數(shù)據(jù)的測(cè)試和記錄，為混凝土的溫度控制提供依據(jù)。
4.5.1溫度計(jì)的選擇
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工實(shí)際和本單位的設(shè)備條件，決定采用接觸式的玻璃溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)溫。
4.5.2測(cè)溫點(diǎn)的布置
�。╨）在J8基礎(chǔ)的四角和周邊的中段位置，各布置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，以及在底板中部布置1個(gè)測(cè)點(diǎn)。共5個(gè)測(cè)點(diǎn)。另每1個(gè)測(cè)點(diǎn)內(nèi)，又按深層、中層、淺層3個(gè)部位設(shè)置測(cè)溫管和溫度計(jì)。具體詳見(jiàn)圖2：
�。�2）在混凝土澆筑前，按照測(cè)溫點(diǎn)布置的位置，預(yù)埋好用50mm鐵管加工而成的測(cè)溫管。預(yù)埋時(shí)，可用拉結(jié)條與鋼筋骨架焊接在一起固定。鐵管底部需焊上鐵板，上口高出澆筑面1200mm（因底板底標(biāo)高為–4.0m），并用木塞塞緊，防止水分浸泡。測(cè)溫管的底部按深層、中層、淺層三個(gè)位置設(shè)置。其中深層的埋入深度為1.5m，中層埋入深度為1m，淺層埋入深度為0.5m。
4.5.3測(cè)溫
�。╨）測(cè)溫前，應(yīng)先將水銀玻璃溫度計(jì)插入預(yù)埋的鐵管內(nèi)，溫度計(jì)的頂端用木塞塞緊。同時(shí)，溫度計(jì)在管內(nèi)停留的時(shí)間應(yīng)不少于5min。
�。�2）由于玻璃溫度計(jì)內(nèi)的水銀或酒精液體極為敏感，容易受外界氣溫的影響，所以，當(dāng)溫度計(jì)從埋管中抽出時(shí)，應(yīng)迅速在顯示溫度的刻度處用手指卡住，立即讀出溫度值。
�。�3）混凝土的測(cè)溫時(shí)間，在混凝土施工過(guò)程中，每隔4h測(cè)量一次原材料溫度、拌和溫度、冷卻水溫度及環(huán)境氣溫；澆筑溫度每天測(cè)溫控制在1～2h一次。混凝土澆筑后的溫度控制，5d內(nèi)安排每2h測(cè)1次，以后每日早、午、晚各測(cè)1次，連續(xù)測(cè)溫時(shí)間為30d。并按要求如實(shí)填寫專門的測(cè)溫記錄表。
�。�4）測(cè)溫效果
將實(shí)際測(cè)溫的數(shù)值用圖表示，詳見(jiàn)圖3“混凝土測(cè)溫圖”，可明顯表示出混凝土內(nèi)外溫差在任何時(shí)候都小于25t�！�
5結(jié)語(yǔ)
經(jīng)檢查評(píng)定，混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，混凝土表面無(wú)裂縫，無(wú)蜂窩麻面，也降低了混凝土的水熱化；多次觀測(cè)，基礎(chǔ)承臺(tái)未發(fā)現(xiàn)任何裂縫，效果良好。經(jīng)過(guò)有效的技術(shù)措施和充分的準(zhǔn)備工作，使J8大體積混凝土基礎(chǔ)承臺(tái)的施工順利完成，保證了進(jìn)度和質(zhì)量，值得推廣。
