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1 安徽三星化工有限责任公司(233610) 2 煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司(450007)
特大体积混凝土基础工程质量控制综述
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1 安徽三星化工有限责任公司(233610) 2 煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司(450007)
在大体积混凝土施工中,业主、施工、监理等单位成立了质量控制小组,掺加高效膨胀抗裂剂(CMA),采用先进的温控方法等施工技术,成功控制了特大体积混凝土施工及裂缝控制的难题,获得了宝贵的施工经验,达到了预期的目标,取得了良好的经济效益和社会效益。
特大体积混凝土;基础工程;质量管理
安徽三星化工30 000 m3甲醇罐基础工程位于安徽省涡阳县三星化工厂区北部、邻近涡河岸边,该工程是属于特大单体基础工程(6 560 m3)。基础由两个圆形筏板组成,板厚3.8 m,基础最大直径49 m,钢筋混凝土结构,混凝土强度等级C30。
安徽三星化工30 000 m3甲醇罐区工程受到县委县政府、建设行政主管部门的高度重视。为确保工程质量实现既定目标,在项目部组建的同时,成立了由项目业主、施工项目部、监理部组成的质量管理小组。
3.1 保证工程施工质量的需要
大体积混凝土施工质量控制是一项多专业、技术含量较高的施工项目,更是保证工程建设顺利进行,确保工程质量的重要条件。
3.2 保证工程施工安全的需要
由于工程所处的位置原为垃圾堆场,局部开挖尺寸较大(自然地面与基础底高差为5.3 m),基础土方工程量较大,工程施工周期较短,基础周边土质松散,基础开挖放坡小,必然会造成基础周边土方的坍塌,从而影响到在建工程施工的安全。
1)业主、设计、监理和施工单位,对本次质量管理小组目标给予肯定并高度重视,提供了良好的实施环境。
2)质量管理小组主要成员具有较丰富的类似工程的工作经历。
3)与外加剂(CMA)供应单位、商品混凝土供应单位、基础开挖边坡支护、施工等分包单位密切配合,获得相关的技术支持。
4)本小组在活动中,与有关专家建立联系,以便遇到疑难问题及时解决。
5)充分了解和调查现场情况,查阅相关资料。
面对如此大的一个圆形混凝土基础,且基础内钢筋含量较少,如何进行施工成为保证混凝土质量的一个关键问题。在项目组全体技术人员共同参与的方案讨论中,质量管理小组系统地提出了影响大体积混凝土施工质量的重要问题:1)采用何种方式进行混凝土的浇筑;2)如何控制混凝土裂缝的结构应力;3)混凝土浇筑完成后,如何有效地控制混凝土温度应力。
针对以上问题,项目组与外加剂(CMA)供应商技术人员、商品混凝土供应站技术人员进行技术上的讨论和交流,并对相关材料进行考察,多次与大体积混凝土施工方面的专家进行交流,查阅相关资料与规范,最终使影响混凝土施工质量的问题逐一得到解决。
根据工程结构特点(基础底部圆直径49 m,上部圆直径44.5 m),基础浇筑采用全面对称分段分层斜面循环浇筑,每层浇筑厚度0.4 m,使用3台泵车从四周向中心方向浇筑,在第一层混凝土初凝之前进行第二层混凝土的浇筑,如此逐层阶梯式循环进行。项目部对此进行了周密部署,加强现场和搅拌站的管理,与商品混凝土搅拌站结合,保证混凝土的连续供应,第一段连续浇筑4 000 m3混凝土,第二段连续浇筑2 560 m3混凝土。
结合规范与设计要求,项目组要求商品混凝土搅拌站对原材料进行把关,严格控制砂、石细度及含泥量,控制粉煤灰的细度和掺入量。用新型材料,在混凝土中掺入胶凝材料用量6%~8%的高效膨胀抗裂剂(CMA),以补偿混凝土在凝固中产生的收缩应力,从而避免了因混凝土内部应力产生的裂缝。
为控制混凝土的温度应力,项目组采用混凝土内部降温外部保温的双重控制。大体积混凝土内部水化热较高,是混凝土内部应力较高的主要原因。针对此项问题,项目部采用抛毛石的方法,减少混凝土的用量。由于本工程混凝土截面尺寸较大,在常规毛石用量(混凝土体积5%~8%)的基础上,增加不低于混凝土强度的毛石用量(混凝土体积12%),既保证了混凝土强度又节省了混凝土用量,有效降低了混凝土内部的水化热。在混凝土内部预埋循环镀锌钢管(直径48 mm,间距1 500 mm)和测温管,在混凝土表面覆盖养生布及保温棉被。循环水管分4层,每层4个回路,每层间距不大于700 mm,并用直径25 mm的钢筋马镫保证钢管位置。在混凝土浇筑完成12 h后,根据规范要求进行测温并做好记录。通水进行冷却,混凝土表面进行覆盖养护,从而保证表面与中心的温差不超过25℃。
根据以上情况,项目组及时运用质量管理手段适时提出了大体积混凝土专项施工方案。
1)项目组针对管理中出现的漏洞制定相应的规程,对施工队下达工程任务书。要求相关责任人签字确认,确保工作落实到位。完善各种管理制度,加大工程的奖罚力度,使各种制度落实到人,实行荣誉、经济直接与工程质量挂钩,确保工程的每一个细节落实到位。
2)由项目组土建负责人、专业监理负责人针对技术人员业务不熟悉和施工人员技术水平差的状况,制定相应的学习活动计划。定期召开由技术人员参加的业务学习会,根据实际情况不定期举行由现场施工人员组成的技术培训班,及时把超大体积混凝土施工每个工序的施工方案、技术交底传达下去,要求每个参与施工的技术人员掌握大体积混凝土质量控制的意义和施工方法,进入一线的劳务人员必须熟记技术要点及操作规程。不定期地检查学习情况,确保每一个工艺的准确与规范。
3)保证每道工序的一次性合格率是降低工程成本、保证工期、确保工程质量的前提条件。项目组实行每周质量例会制度。实行样板先行制度,即在分项(工序)施工前,由责任工程师依据施工方案、技术交底以及现行的国家规范、标准,组织进行分项(工序)样板施工,并挂牌注明。实行自检、互检、交接检三检制及检查验收制度。实行挂牌制度,在工序施工开始前对技术交底、施工部位、操作管理制度、半成品、成品等设置公示牌。对施工中出现的质量问题实行追根制度,按问题会诊、查原因、追查责任人、限期整改、验收整改结果、写总结、立规矩等程序执行。
在大体积混凝土专项方案实施过程中没有出现任何安全及质量事故。经过本次大体积混凝土方案实施,克服了大体积混凝土施工中可能出现的质量缺陷问题,获得了宝贵的施工经验,达到了预期的目标,为精品工程的创建奠定了坚实的基础。
通过本次大体积混凝土专项方案的实施,得出以下结论:
1)大体积混凝土施工是一项涉及技术专业性较强的分项工程。正式施工前必须弄清楚施工方案是否可行,施工措施是否认真落实,广泛调查周边环境状况,拟定有较强针对性的施工方案,强化现场组织与管理,才能有效达到大体积混凝土施工质量控制的目的。
2)工程的建设离不开业主、设计、监理、施工等单位的密切配合,特别是一些新工艺、新技术的采用更是如此,只有这样才能实现既定目标。
[1]建筑施工手册(第四版)[M].中国建筑工业出版社.