地下混凝土施工的简述

董文龙

摘要:结合工程实例探讨地下混凝土施工中的主要问题。

Abstract: The thesis discusses the major problem in the underground concrete construction according to the project cases.

关键词:地下混凝土;施工;问题

Key words: underground concrete; construction; problem

中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0217-01

结合齐齐哈尔市中心人防工程混凝土施工实例,简要概述一下在施工中通过控制配合比、浇筑、养护等一系列措施,有效地防止基础大体积混凝土和地下室外墙混凝土出现变形裂缝的体会。齐齐哈尔市中心人防工程位于齐齐哈尔市中心龙华路与卜奎大街之间,周边建筑密集,场地狭小。地下一层,建筑面积20000平方米,层高7米,框架结构。工程采用无梁式阀板基础,上返柱基,底版厚600mm,混凝土强度等级C40,抗渗等级S8,基础底板混凝土约14000m3。

地下室外墙墙厚500mm,总延长米为700m,混凝土C40,抗渗等级S8。与基础施工不同的是,外墙混凝土以相应门洞为施工段,分成多段施工。采用钢板止水带止水。为确保外墙混凝土浇筑的整体性、连贯性,防止出现施工冷缝,在外墙混凝土浇筑前,先将独立柱和内墙板混凝土预先浇完,以便集中力量进行外墙混凝土的连续浇捣。

外墙混凝土浇筑采用2台混凝土泵车,其中1台固定泵停放在基坑北侧,用硬管接入,另一台置于基坑南侧,为汽车移动泵,软管摆布。混凝土浇筑从分段处开始,按斜面分层法振捣,根据当时的气温和混凝土的初凝时间,每浇筑一段长度,及时调整泵送管,循序循环推进,以避免出现施工冷缝。

1基础大体积混凝土裂缝产生的原因分析

基础大体积混凝土施工,由于混凝土内部与表面散热速率不一样,在其表面形成较大的温度梯度,从而引起较大的表面拉应力。此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。

混凝土降温阶段,由于逐渐降温而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束,也会产生很大的拉应力,直至出现收缩裂缝。

2地下室外墙混凝土裂缝产生的原因分析

地下室外墙混凝土裂缝主要是收缩裂缝。混凝土降温产生的收缩和硬化时的收缩,受到结构本身和基坑边壁等的约束,产生较大的拉应力,直至出现收缩裂缝。

3混凝土配合比的选定

3.1 混凝土配合比:根据上述对大体积混凝土和地下室外墙混凝土产生裂缝的原因分析,混凝土配合比的选定是至关重要的。经与商品混凝土厂家一起反复试配,选定的配合比中水泥∶黄砂∶石子∶水为1∶3.52∶4.86∶0.44,另DXH-B外加剂1.8%,UEA-H微膨胀剂0.23%,CF矿粉0.54%。

3.2 原材料的选用

(1)水泥:选用525#普通硅酸盐水泥,出厂后贮存7d以上,使用前经复试,合格后方能使用。(2)砂、石料:采用细度模数大于2.4的中砂,5～25mm碎石,级配良好。砂、石含泥量均要小于1%。(3)掺合料:选用矿渣磨细的高性能磨细矿粉,比表面积400m2以上。(4)外加剂:减水剂选用DXH-B型高效缓凝减水剂;微膨胀剂选用哈尔滨铁路外加剂厂生产的UEA高效混凝土膨胀剂。

3.3 本配合比的特点和作用

本工程中选定的配合比一个最大的特点,就是水泥用量仅为220kg/m3(一般C40、S8的混凝土,水泥用量为350～400kg/m3)。混凝土最高绝热温升Tmax与每立方米混凝土内的水泥用量成线性正比关系。本工程通过降低水泥用量以防止大体积混凝土裂缝的产生,在保证混凝土强度的前提下,通过掺加高性能磨细矿粉,取代部分水泥以减少水泥用量。磨细矿粉的掺量为胶凝材料用量的34%。

选择减少水泥用量而不是选用初凝时间长、水化热低的矿渣水泥,是因为矿渣水泥的析水性比普通硅酸盐水泥强,在浇筑层表面有大量水析出。析出的水聚集在上下两浇筑层的表面,造成混凝土的水灰比改变,形成了一层含水量多的夹层,妨碍两层混凝土粘合,破坏混凝土的整体性,这种混凝土的泌水性与用水量成正比。

4基础混凝土的测温和养护

为防止大体积混凝土内外温差超过限值而产生温度裂缝,在混凝土内布置测温点,掌握基础内部实际温度变化情况,监视温差波动,以指导养护工作。

基础浇捣时气温较高,在混凝土表面用木夯紧压整平后,覆盖一层塑料薄膜,两层麻袋布(草袋),并浇水湿润,此后根据温控数据确定覆盖材料的增减。

基础承台测温点共布置27点,另有薄膜下温度测点2个,大气温度和室内温度各1个测点,由于测温点数量不多,因此采用了CU50热电阻和余姚温度仪表厂的电子测温仪进行监测。

测温前确定混凝土内中心温度与表面薄膜下温差,达到27℃时必须采取保温应急措施,实测温度显示大多数测试点温差值在25℃以下,仅有2点一度温差值超过29℃,现场采取停止浇水养护和覆盖双层干麻袋后,在1h内即以提高表面温度来降低内外温差。

5几点体会

齐齐哈尔市中心人防工程完成后,基础大体积混凝土表面和外墙混凝土表面均无明显裂缝出现,达到了预期目的。

(1)泵送商品混凝土施工的地下室外墙易出现收缩裂缝,但只要措施得当,还是可以避免或得以控制的。关键在于:①在保证混凝土强度的前提下,尽可能降低每立方米混凝土的水泥用量。②尽可能将墙板的水平钢筋置于混凝土外侧,控制混凝土保护层厚度不得超厚,水平钢筋的间距尽可能小于150mm。③严格控制混凝土坍落度,绝不允许现场加水。④建议尽可能延长拆模时间,浇水养护时间应大于30d。(2)基础大体积混凝土施工控制表面温度裂缝的产生,首先应从选定混凝土配合比入手。只要对掺合料、缓凝减水剂等选择合适,通过试配完全可以大大降低每立方米混凝土的水泥用量,降低混凝土的最高绝热温升,从根本上解决升温阶段的裂缝产生。(3)掺加高性能磨细矿粉能有效地降低每立方米混凝土的水泥用量,其性能优于粉煤灰。(4)对基础大体积混凝土而言,养护措施极为重要,应根据施工时的气温、测温情况,采取相应的养护方法。布置合理的测温手段是必不可少的,可以为养护提供调整依据。

掺加UEA高效微膨胀剂对混凝土能起到补偿收缩作用,可有效地提高混凝土的抗裂缝抗渗能力。