论建设工程大体积混凝土的施工方法

吴 炳 林

(广东 广州 510000)

论建设工程大体积混凝土的施工方法

吴 炳 林

(广东 广州 510000)

结合工程案例，从施工部署、混凝土浇筑施工、大体积混凝土温度裂缝控制三方面探讨了建设工程大体积混凝土的施工方法，着重对混凝土绝热温升和温差的计算、浇筑后裂缝的控制措施及测温技术作了研究，以确保大体积混凝土的施工质量。

大体积混凝土，裂缝，温度，施工

0 引言

大体积混凝土的浇灌要有相应的技术措施及方案，若没有，会发生安全及质量上的事故，如模板支撑的倒塌，混凝土的开裂等。采取一定技术措施，能确保工程产品的质量达到合格、施工上的安全。

1 案例概况

1)某项目工程是一座集商业、酒店及公寓为一体的现代化建筑，地下室3层、裙楼6层、西塔(写字楼)53层、东塔(酒店)28层。地下室及裙楼平面呈L形布置。2)地下室-3层底板厚700 mm，在西塔(写字楼53层)核心筒下基础承台一厚度2.5 m，长35.6 m，宽26.4 m(最大处)，承台底标高-19.550 m。在东塔(酒店28层)核心筒下基础为承台二。现以核心筒承台一为例。

2 施工部署

2.1 确定大体积混凝土施工方案

1)根据核心筒承台一的平面尺寸和厚度尺寸特点，确定将核心筒承台一分两级施工，每级均采用全面分层一次性连续浇捣方案。分级方法为-19.550 m～-16.100 m为第一级(厚度为3.45 m)，-16.100～-13.600为第二级(厚度为2.5 m)。第一级分四层浇筑，分层厚度分别为850 mm，850 mm，850 mm，900 mm，第二级分三层浇筑，分层厚度分别为900 mm，900 mm，700 mm。一、二级之间间隔时间为5 d，在此期间完成第二级钢筋绑扎和坑井内模板支撑的改造。每个分层的混凝土量见表1。

表1 每个分层的混凝土量

2)核心筒承台一平面图、剖面图和节点图见图1～图3。

2.2 混凝土施工机械的配置

1)配备3台混凝土泵，混凝土输送量为额定每小时50 m3。混凝土泵的实际平均输送量：

Q1=Qmax·α1·η=3× 50× 0.85× 0.7=89.25 m3。

混凝土泵配置数量的验算(以14 h完成布料计算)：

N2>Q/(Q1·T)=1 208/(89.25×14)=0.97，现场配置的3台地泵可满足施工要求。

2)混凝土搅拌输送车混凝土供应量要保证按每小时不小于100 m3，由搅拌站根据路程交通情况而定。

3)配置7支ZN-70 型高频振动插入式振捣棒，功率1.5 kW，振幅1.2 mm(使用4支，备用3支)，平板振动器3台。

4)备用3台潜水泵，施工前应试用合格。

5)配备一台60 kW的发电机以待停电所用。

6)红外线测温仪。

3 混凝土浇筑施工

3.1 工艺流程

混凝土泵、管布置→清理杂物积水→混凝土验收→开机、泵送砂浆润管→浇筑第一级第一层混凝土→振捣→作业面推进→浇筑第二层混凝土→振捣→返回第三层混凝土→振捣→循环作业→混凝土赶平、压实、抹光→混凝土及时覆盖养护→混凝土测温监控。

3.2 浇筑施工方法

1)核心筒承台一采用分两级施工，每级再采用全面分层一次性连续浇捣方案，第一级(厚度为3.45 m)分四层浇筑，分层厚度分别为850 mm，850 mm，850 mm，900 mm，第二级(厚度为2.5 m)分三层浇筑，分层厚度分别为900 mm，900 mm，700 mm。2)使用插入式振动器时，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍；每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒；对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦、泛浆。3)混凝土泌水处理。在承台混凝土的施工过程中由于会产生上涌的泌水和浮浆，因此在做混凝土垫层施工时在侧边预留一个低窥窝，使泌水随着混凝土浇筑向前推进流入窥窝，边浇筑边将泌水用水泵排至坑外。4)混凝土的表面处理。由于大体积泵送混凝土表面水泥浮浆较厚，施工时要认真处理。当混凝土浇筑至设计标高时，对其表面出现的浮浆应及时用刮尺刮平，以闭合收水裂缝，同时加强养护。5)混凝土的养护。浇筑混凝土完成后，在混凝土有一定的强度(12 h内)时，在承台的四周砌120砖墙200 mm高，注水降温。当混凝土浇筑5 d后，混凝土处于降温状态时可不再换水，由专人浇水养护保持注水高度，养护时间不得小于14 d。6)评定混凝土强度的试块必须按GB J-107-87混凝土强度检验评定标准的规定和设计要求试块留置。

4 大体积混凝土温度裂缝控制方法

4.1 计算混凝土绝热温升和温差

实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化(内外温差控制在25 ℃以内)，一般以浇筑后3 d～4 d的混凝土中心温度最高来计算混凝土绝热温升和温差(核心筒承台一第一级：-19.550 m～-16.100 m、厚度2.5 m局部3.45 m)。

1)混凝土入模浇筑温度。

混凝土入模浇筑温度为Ti=30 ℃。

2)混凝土水化热绝热温升值计算：

T(t)=Th(1-e-mt)=mcQ/cρ·(1-e-mt)=310× 260/(0.97×2 400)×(1-2.718-0.406×3)=24.68 ℃。

其中，Th为混凝土最大水化热绝对温升值，即最终绝热温升值，℃；mc为每立方米混凝土水泥用量，根据商品混凝土厂家提供级配取300 kg/m3；Q为石井水泥3 d的累计水化热，P.O42.5R水泥为260 kJ/kg；c为混凝土的比热，取0.97 kJ/(kg·K)；ρ为混凝土的质量密度，取2 400 kg/m3；m为混凝土浇筑温度、水泥品种等而异的系数，查表得m=0.406;t为混凝土龄期，3 d水化热最大。

3)混凝土中心最高温度(3 d时内部温度最高)。

Tmax=T3=T(t)ξ+Ti=24.68×0.71+30=47.52 ℃。

其中，ξ为不同的浇筑厚度、不同龄期时的降温系数，查表ξ=0.71。

4)混凝土表层温度计算：

a.混凝土表面采用一层麻袋(厚度30 mm)覆盖养护，大气平均温度Tq=20 ℃。

b.混凝土内最高温度与外界大气温度之差：

ΔT(t)=Tmax-Tq=47.52-20=27.52 ℃。

c.混凝土表面模板等的传热系数计算：

β=1/[∑(δi/λi)+1/βq]=1/(0.03/0.14+1/23)=3.9 W/(m2·K)。

其中，β为混凝土表面模板及保温层的传热系数，W/(m2·K)；δi为保温材料厚度，取0.03 m；λi为保温材料导热系数，取0.14 W/(m·K)；βq为空气层的传热系数，取23 W/(m2·K)。

d.混凝土虚厚度计算：h′=k·λ/β=0.666×2.33/3.9=0.4 m。

其中，h′为混凝土虚厚度，m；k为计算折减系数，取0.666；λ为混凝土导热系数，取2.33 W/(m·K)。

e.混凝土计算厚度：H=h+2h′=3.45+2×0.4=4.25 m。

其中，H为混凝土计算厚度，m；h为混凝土实际厚度，取3.45 m。

f.混凝土表层温度计算：

Tb(t)=Tq+4h′(H-h′)ΔT(t)/H2=20+4×0.4×(4.25-0.4)×28.03/4.252=29.56 ℃。

5)混凝土内最高温度与混凝土表面温度之差：

ΔT1(t)=Tmax-Tb(t)=47.52-29.56=17.96 ℃<25 ℃。

混凝土表面温度与大气温度之差：

ΔT2(t)=Tb(t)-Tq=29.56-20=9.56 ℃<25 ℃。

由以上计算可知混凝土内最高温度与混凝土表层温度温差为17.96 ℃，未超过25 ℃的规定；同时混凝土表面温度与大气温度之差为9.56 ℃，亦未超过25 ℃的规定。

4.2 混凝土浇筑后裂缝控制措施

1)从材料方面采取技术措施。a.选用水化热较低的合格水泥。b.在混凝土中掺入8%高性能抗裂防水剂(膨胀剂)，这也是设计要求的措施，控制温差裂缝。c.掺加粉煤灰：混凝土中掺入一定数量的粉煤灰，由于粉煤灰呈球状起润滑作用，可改善混凝土的工作性，降低水泥水化热量。2)从养护上采取措施。在浇筑后12 h内养护。根据实测温度值和绘制的温度升降曲线，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，注意保湿，以控制裂缝的出现。可采取两种方法：a.覆盖一层麻袋、一层薄膜。b.采用蓄水养护，蓄水深度为90 mm。

4.3 混凝土的测温

1)测温点布置。在核心筒承台一测温区布置5组测点，15个测温管。测温管布置见图4。在每个测温点沿断面高度设置3个测温点，顶、底两个测温点距底板、顶板面各200 mm，中间测温点在断面高度中点处(见图5)。2)混凝土测温的技术要求：内外温差不能大于25 ℃；降温速度要小于1 ℃/d～1.5 ℃/d；监测周期与频率在混凝土浇筑完后4 d内要每4 h测一次；混凝土浇筑完后5 d～15 d内要每8 h测一次；混凝土浇筑完16 d以后要每24 h测一次；当内外温差小于15 ℃时，停止测温。

5 结语

大体积混凝土的施工，一定要研读图纸，做好施工方案及相应的施工措施，配置好各种材料和设备，只有这样才能保质保量的完成大体积混凝土的结构的施工，确保主体结构的安全。

[1] DBJ/T 01-64-2002，混凝土矿物掺和料应用技术规程[S].

[2] 现行的国家和省、市的有关规范、规程和标准[S].

[3] GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[4] GB 50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[5] JGJ 6-99，高层建筑箱型基础与筏型基础技术规范[S].

[6] 赵志缙.高层建筑施工手册[M].上海：同济大学出版社，2001.

[7] 张桂芳.谈大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施[J].山西建筑，2012，38(9)：111-112.

On construction methods of large concrete in architectural projects

WU Bing-lin

(Guangzhou510000,China)

Combining with the engineering cases, the paper explores the construction of the large concrete in construction projects from the construction assignment, the concrete grouting construction, and temperature cracks of large concrete, and researches the calculation of concrete adiabatic temperature rise and temperature difference, the controlling measures of cracks after the grouting, and the temperature measurement technique, so as to ensure the construction quality of the large concrete.

large concrete, crack, temperature, construction

1009-6825(2014)11-0120-03

2014-02-08

吴炳林(1958- )，男，工程师

TU755

A