隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,建筑水平的不斷提高,建筑規(guī)模也在不斷的擴大,超高層建筑也日益增多,因此底板大體積混凝土結(jié)構(gòu)逐漸成為大型現(xiàn)代化建筑設(shè)施主體的關(guān)鍵組成部分,而作為混凝土工程控制的核心和重點在于底板大體積混凝土的施工,由于其澆筑量大、持續(xù)時間長、參與的人員和單位多、施工組織管理難度大等特點。

本文以某廣場項目T3N塔樓底板超大體積混凝土澆筑為例,共分為三個部分,一、工程概況;二、施工重難點控制;三、取得的監(jiān)理經(jīng)驗分享。從監(jiān)理的角度出發(fā)進行論述,作為監(jiān)理人員如何控制大體積混凝土澆筑。

作為施工監(jiān)理來講,如何在做好本職工作的同時從監(jiān)理角度來確保大體積混凝土澆筑能否取得成功,是我們面臨的一項重要任務(wù)。 

本文通過實踐,總結(jié)了大體積混凝土施工監(jiān)理的相關(guān)要點和工作重點,為監(jiān)理工程師提供一些切實可行的監(jiān)理實踐經(jīng)驗,供大家分享和參考,由于本人水平有限,如有不盡之處敬請諒解,歡迎提出修改意見。  

工程概況T3N塔樓用途為高端住宅,層高3.8米,底板至主屋面結(jié)構(gòu)總高度約356米,塔樓建筑高度321.592m,建筑層數(shù)74層,塔樓東西向平面尺寸為38米,南北向向北面呈帆型,平面尺寸沿結(jié)構(gòu)高度32~45米不等。

建筑物耐火等級一級,抗震設(shè)防烈度6度,建筑物防雷類別二類防雷,基本風(fēng)壓0.4  Kpa,地面粗糙度類別C 類,主體結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架+核心筒結(jié)構(gòu)。塔樓結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系由帶腰桁架和巨柱的鋼框架+鋼筋混凝土核心筒+混合伸臂(連接核心筒角部和巨柱)組成。柱墻混凝土等級六十三層以下為C60,六十三層以上為C50,樓板及樓梯砼等級為C35。T3N塔樓大體積混凝土主要分布在底板基礎(chǔ)部位,單次最大澆筑量約9000m³,具體概況見下表。

 

本工程基礎(chǔ)底板厚度最厚達9m,混凝土方量達到9000m3屬于超大體積混凝土,一次性澆筑成型。如何做好混凝土的溫控措施,防止混凝土開裂是控制的關(guān)鍵,決定著混凝土澆筑的成敗,施工組織和裂縫均面臨較大挑戰(zhàn),本文從混凝土澆筑的施工組織管理、防開裂措施、溫控措施等進行敘述。

施工重難點控制

1. 施工組織及管理

(1)原材料管理控制由于底板混凝土澆筑量大,對混凝土的強度等級和抗?jié)B要求較高,既要減少混凝土的收縮,保證混凝土的強度,又要降低混凝土內(nèi)部水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的巨大熱量是個重點。

根據(jù)工程特點和設(shè)計要求,由攪拌站對混凝土配合比按60d強度進行試配。選用42.5低水化熱的水泥和Ⅰ級粉煤灰,降低混凝土中水泥和水的用量,降低水泥反應(yīng)水化熱,同時摻加粉煤灰以降低單方水泥用量,進一步降低混凝土的水化熱和收縮,消耗混凝土中部分堿性物資,預(yù)防堿-集料反應(yīng)。石子采用5~20mm連續(xù)級配的石子。

(2)現(xiàn)場施工組織及管理1) 按“兩供一備”選擇3家混凝土攪拌站,距工地18至25公里,生產(chǎn)和運輸能力均能滿足混凝土連續(xù)澆筑需求。2) 進行配合比優(yōu)化,減少水泥用量,控制混凝土水化熱,提高混凝土自身抗裂性能;施工監(jiān)理3)現(xiàn)場采用3臺地泵+兩臺天泵的方式澆筑、48輛攪拌運輸車,采用“斜面分層,薄層澆筑;循序退澆,一次到頂”的方法,72小時內(nèi)完成澆筑。

2. 混凝土溫控措施

(1)測溫點布置T3N 塔樓底板從-52.25m 澆筑至-46.85m 標(biāo)高處,總方量約為 9000m3,共布置 12 個測溫點(1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#).

(2)溫控指標(biāo)技術(shù)要求A、混凝土入模溫度不宜超過32℃,且在入模后最大升溫不宜超過50℃。B、水泥在攪拌站入機溫度不宜超過60℃。C、混凝土澆筑體里表溫差不宜大于25℃,且表面與大氣溫差不宜大于20℃。D、混凝土的降溫速率不宜大于2℃/天

(3)測溫記錄要求混凝土初期生溫較快,混凝土內(nèi)部的溫升主要集中在澆筑后的3~5d,一般在3d之內(nèi)溫升可達到或接近最高峰值。根據(jù)工程實際情況和結(jié)構(gòu)特點,測溫項目和測溫頻度見下表。

3. 混凝土裂縫控制措施

(1) 超長大體積混凝土采取跳倉法施工,控制結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)有害裂縫;

(2) 配置控制溫度和收縮的構(gòu)造鋼筋; 

(3) 底板混凝土澆筑采用“斜面分層,薄層澆筑;循序推進,一次到位”的方法,每層厚度不超過500mm,上下層之間澆筑間隔時間控制在2h以內(nèi);每臺輸送泵配備6套ф50插入式振搗棒(局部鋼筋密集處換用ф30振搗棒),兩套一組,分別布置在斜面的坡頂、坡中和坡腳,振搗密實,避免漏振。收面壓光注意控制好時間,并采用二次收面的施工方法,避免砼面裂縫的產(chǎn)生

(4) 作好測溫工作,根據(jù)測溫記錄實施保溫保濕措施。保濕可用滿鋪塑料薄膜防止水分蒸發(fā),保溫可在塑料薄膜上加蓋麻袋。保溫保濕養(yǎng)護措施應(yīng)確保砼厚度中點與砼表面的溫度差控制在25℃以內(nèi)。 

取得的監(jiān)理經(jīng)驗分享超大體積混凝土施工中監(jiān)理的控制主要是澆筑混凝土水化熱和內(nèi)外溫差過大可能所帶來的一系列質(zhì)量問題而必須采取的技術(shù)措施。為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強度、改善約束條件和設(shè)計構(gòu)造等方面全面考慮,結(jié)合實際采取措施。

 一是選用低水化熱配制混凝土,如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等。    

 二是在大體積混凝土中一般選用中粗砂或粗砂,細(xì)度模數(shù)一般在 2.3~3.0 左右。石子粒徑一般都要求采用連續(xù)級配的粗骨料來配制混凝土,應(yīng)盡量選用粒徑較大級配良好的石子。

 三是摻一定量粉煤灰外加劑可代替部分水泥,且能改善混凝土粘塑性。改善可泵性,降低混凝土水化熱,改善后期強度。

四是大體積混凝土的養(yǎng)護和內(nèi)部溫度進行監(jiān)控,測定澆筑后的混凝土表面溫度和內(nèi)部溫度,通過技術(shù)措施將溫差控制在設(shè)計要求的范圍以內(nèi),當(dāng)設(shè)計無具體要求時溫差不宜超過 25℃。

1. 監(jiān)理事前控制

(1)審核施工組織設(shè)計和專項施工方案,重點檢查大體積混凝土在材料供應(yīng),混凝土澆搗,測溫及養(yǎng)護等方面的專項技術(shù)措施。一是重點審核方案對大體積混凝土澆筑質(zhì)量的技術(shù)保證和施工工藝是否科學(xué),合理安排。二是檢查了解施工單位對大體積混凝土施工安排計組織管理。

監(jiān)理重點審核其方案是否包括了工程概況、地理位置、交通、為施工而增設(shè)的臨時設(shè)施、現(xiàn)場澆筑安排、考察商品混凝土攪拌站資質(zhì)及供應(yīng)情況、輸送泵位置設(shè)置、管路鋪設(shè)合理否、攪拌車的進出方向、每臺泵配置幾臺車,每小時每臺泵供多少量、總的累計多少時間能完成總方量、澆筑流水方向、工藝設(shè)備的配置,如照明、排水泵、振搗器和通訊工具等。

(2)監(jiān)理項目部要考察審核商品混凝土攪拌站施工資質(zhì)及供應(yīng)情況,在一個攪拌站無法滿足工程連續(xù)澆筑供應(yīng)混凝土的情況下還應(yīng)選擇兩家單位聯(lián)合供應(yīng),包括備用應(yīng)急的攪拌站,上述確定的攪拌站,要求其所供應(yīng)的商品混凝土組成的所有材料,如石子、中砂、水泥、減水劑和粉煤灰等,品牌和質(zhì)量要求技術(shù)參數(shù)必須完全一致。

(3)針對大體積混凝土降低水化熱等技術(shù)措施,監(jiān)理應(yīng)組織建設(shè)方、設(shè)計方、施工方等有關(guān)方面召開專題會議進行討論確認(rèn)。

(4)總監(jiān)或?qū)I(yè)總代組織監(jiān)理人員進行大體積混凝土澆筑要點的技術(shù)交底,明確大體積混凝土澆筑的監(jiān)理重點,并明確每個監(jiān)理人員的職責(zé)。

2. 監(jiān)理事中和控制

(1)澆筑質(zhì)量控制根據(jù)混凝土配合比要求,跟蹤檢查進入現(xiàn)場的混凝土質(zhì)量,監(jiān)理人員應(yīng)目測混凝土和易性,離析狀況,混凝土用料規(guī)格,并按施工組織設(shè)計要求定時、定量抽查混凝土坍落度。

一旦發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)立即要求退場處理。檢查現(xiàn)場試塊的制作情況,試塊制作應(yīng)規(guī)范、抽取應(yīng)有代表性,反映不同泵站及時間段混凝土強度。要及時送至標(biāo)養(yǎng)室存放,并與施工現(xiàn)場同條件養(yǎng)護混凝土試塊同步制作。

商品混凝土到現(xiàn)場后嚴(yán)禁加水,若因為混凝土坍落度而影響泵送時,應(yīng)立即將不合格混凝土退出現(xiàn)場,并及時通知混凝土攪拌站進行調(diào)整。混凝土澆筑振搗,應(yīng)從一個方向斜坡式分層澆搗,混凝土振搗由上下、前后同時進行,監(jiān)理人員應(yīng)現(xiàn)場檢查混凝土振搗的均勻性,嚴(yán)禁出現(xiàn)振搗不實或漏振情況,做好旁站工作。觀察澆搗面混凝土狀況,一旦發(fā)現(xiàn)混凝土有初凝前兆(用鋼筋插入有明顯孔洞),應(yīng)及時督促施工方調(diào)整局部混凝土澆搗順序,避免出現(xiàn)施工冷鋒,

 施工現(xiàn)場重點注意以下部位:

A、落深和面積較大的承臺部位。電梯和設(shè)備井坑,外墻板及水池墻板高低止水口部分;由于每個泵臺速度不勻或個別由于停泵導(dǎo)致混凝土不連續(xù)供應(yīng)部位的質(zhì)量,并在混凝土初凝前督促施工方進行二次泌水處理,克服混凝土早期脫水裂縫,檢查混凝土平整度;檢查現(xiàn)場測溫落實情況,及時分析溫度差變化,組織有關(guān)方面及時解決混凝土澆搗過程中出現(xiàn)技術(shù)問題。

B、根據(jù)溫度變化及時落實已澆搗至設(shè)計標(biāo)高部分混凝土表面保溫工作,保溫塑料薄膜覆蓋前必須完成二次泌水處理,減少混凝土表面裂縫。

C、混凝土澆搗方法從一個方向斜坡式分層連續(xù)澆搗,不留施工縫。

D、混凝土振搗采用上下、前后同時振搗的方法進行,即在混凝土澆筑點上下配備振搗棒操作工進行振搗。由于混凝土坍落度大,混凝土流淌坡度小,距離長,依次在澆筑點后面配備振搗人員對斜坡進行振搗,為了便于下坑內(nèi)施工,操作人員在承臺側(cè)模處開設(shè)若干孔洞供操作人員上下。

 (2)養(yǎng)護控制根據(jù)方案布置圖,混凝土澆筑前檢查測溫點布設(shè)情況及防止?jié)仓䲡r損壞該設(shè)施,并建立測溫點;炷脸跄埃鋵嵍蚊谒幚,克服由于早期脫水引起的裂縫,并適量澆水后覆蓋薄膜,落實保溫措施。根據(jù)方案要求,嚴(yán)格檢查混凝土保溫措施落實情況。大體積混凝土養(yǎng)護一般不少于14d,混凝土澆搗過程中以及養(yǎng)護期內(nèi),應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測混凝土內(nèi)溫度變化情況?刂苹炷恋臏夭睿(dāng)溫差超過 25℃時應(yīng)督促施工方進一步落實加強保溫措施。

(3)降低水泥水化熱和變形(1)在厚大無筋的或少筋的大體積混凝土中,摻加總量不超過 20%的大石塊,減少水泥用量,以達到降低水化熱和節(jié)省水泥的目的。(2)優(yōu)化配筋。為了保證每個澆筑層上下均有溫度筋,可建議設(shè)計人員將分布筋做適當(dāng)優(yōu)化調(diào)整,以增強抵抗溫度應(yīng)力的能力。

 3. 其他方面

 (1)改善約束條件,削減溫度應(yīng)力。采取分層或分塊澆筑大體積混凝土,合理設(shè)置水平或垂直施工縫,或在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置施工后澆帶,以放松約束程度,減少每次澆筑長度的蓄熱量,防止水化熱的積聚,減少溫度應(yīng)力。對大體積混凝土基礎(chǔ)與厚大的混凝土墊層之間設(shè)置滑動層,如采用平面澆瀝青或鋪卷材。在垂直面、鍵槽部位設(shè)置緩沖層,如鋪設(shè) 30~50 mm 后瀝青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料,以消除嵌固作用,釋放約束應(yīng)力。

(2)提高混凝土的極限拉伸強度。選擇良好繼配的粗骨料,嚴(yán)格控制含泥量,加強混凝土的振搗,提高混凝土密實度和抗拉強度,減小收縮變形,保證施工質(zhì)量。采取二次投料法,二次振搗法,澆筑后及時排除表面積水,加強早期養(yǎng)護,提高混凝土早期或相應(yīng)齡期的抗拉強度和彈性模量。在大體積混凝土的基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋,在截面變形和轉(zhuǎn)折處,底、頂板與墻轉(zhuǎn)折處,孔洞轉(zhuǎn)角及周邊,增加斜向構(gòu)造配筋,以改善應(yīng)力集中,防止裂縫出現(xiàn)。

 4. 超大體積混凝土的信息化施工大體積混凝土施工應(yīng)加強測溫和溫度控制,實行信息化管理,隨時掌握混凝土內(nèi)的溫度變化,以便及時調(diào)整保溫及養(yǎng)護措施,使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大,以有效控制裂縫的出現(xiàn)。為掌握基礎(chǔ)內(nèi)部混凝土實際溫度變化情況,要密切監(jiān)視溫差波動,來指導(dǎo)混凝土的養(yǎng)護工作。附件:超大體積混凝土質(zhì)量控制措施