1、实例分析建筑基础大体积混凝土施工技术摘要：本文通过对工程实例,主要从温度应力控制、水平施工缝和竖向后浇带的处理、混凝土输送过程中离析和坍落度的控制等,采用冷却水管的方法解决了复杂的大体积混凝土的温控问题,有效地降低了成本,提高了效率。 关键词：实例分析；大体积混凝土；施工技术 中图分类号：TV544+.91 文献标识码： A 1 工程简介 该建筑物地下 2 层,裙房 3 层,主楼 30 层组成。总建筑面积为51195.2m2,其中:地下室 2 层暂时为人防工程,平时地下 2 层为车库、设备用房,地下室 1 层为停车库。1、3 层为商业用房,4、5 层为写字楼,6层 11 层为宾馆,12 层 3
2、0 层为住宅楼,31 层为电梯机房,32 层为水箱间,11与 12 层之间有一个转换层,建筑总高度为 108.9m。 1.1 建筑物结构特点 本工程结构形式框剪结构,基础为筏板基础。工程设防:(1)人防地下室:人民防空设防级:六级。(2)抗震:抗震设防烈度为八度。(3)防火:耐火等级为三类一级。(4)防水:地下室防水为二级,屋面防水二级。 1.2 材料要求 混凝土强度等级:基础垫层 C15,基础筏板 C45P12,地下室侧壁 C50P12,蓄水池 C35P12,地下室 1-2 层,地上 1-8 层柱子、剪力墙 C50,9-16 层柱子、剪力墙 C45,17-25 层柱子、剪力墙 C50,26-
3、31 层剪力墙 C35,塔楼 C30,楼梯、构造柱 C30;各楼层梁、板均比同楼层柱子强度降低两级。 2 基础大体积混凝土施工技术 2.1 基础工程概况 工程基础为天然地基满堂筏板,四周基础埋深-11.03m,中心筒体部位基础设计埋深-11.65m。基础底板为菱形,东西长 70.50m,南北宽 47.40m,厚度为 1.80m 和 2.40m 二种,混凝土体积约 5500m3。混凝土为 C45P12 防水混凝土。 2.2 基础大体积混凝土温度应力控制难点 本工程是具有一系列大体积混凝土的施工难题:如温度应力控制、水平施工缝和竖向后浇带的处理、混凝土输送过程中离析和坍落度的控制等。 2.2.1
4、基础混凝土配筋率低,抗拉强度低,裂缝对拉应力敏感,相对温度控制、应力控制尤为重要,须将温度应力控制在较小的范围。在产生拉应力的部位须采取措施,加强养护,严格控制拉应力低于混凝土相应龄期的抗拉强度。 2.2.2 由于施工要求尽量不采用冷却水管,为此应相应减小浇筑层的厚度,降低混凝土内部温度峰值。浇筑层厚度的减小会相应增加水平施工缝层数,因此应优化大体积混凝土分层和分块施工方案。 2.2.3 本工程基坑深,混凝土块体厚度大,浇筑底层混凝土离析和坍落度较难控制,因此应采取合理的混凝土配合比和输送方案减小单方混凝土水泥浆量,降低坍落度,防止混凝土离析。 2.3 基础大体积混凝土配合比的选用 混凝土配合
5、比。对于大体积混凝土,水泥水化产生的水化热会引起温度上升,若不同部位混凝土温差过大,温度应力超过混凝土的抗拉强度,会导致混凝土的开裂。大体积混凝土的温控措施应全面考虑,合理的配合比设计是非常重要的环节。基础大体积混凝土配合比设计中主要考虑降低水化热,减小混凝土的绝热温升。本工程采用的配合比主要从五个方面考虑。 2.3.1 在保证强度和耐久性的同时尽量降低单位水泥用量,水泥用量与大体积混凝土的最高升温有直接关系,降低水泥用量是最有效的温控措施。 2.3.2 选用对大体积混凝土温度控制最有利的外加剂 NF 型缓凝高效减水剂。缓凝型外加剂能有效延缓水化热的释放时间,降低水化热放热峰值,使混凝土水化热
6、释放比较平缓,避免中心部位混凝土温度急剧上升而导致温差增大。用 NF 型配制的 C45P12 混凝土的绝热温升延缓,对大体积混凝土温度的均匀性有利。 2.3.3 掺粉煤灰。粉煤灰可以使混凝土水化热在一定程度上延缓释放,对于大体积混凝土的温控极为有利;还可以增加混凝土的后期强度,使混凝土的强度保证率提高;另外掺加粉煤灰可以改善混凝土的施工性能。 2.3.4 改善混凝土的体积稳定性,提高混凝土的抗裂性能。保证一定的粗骨料含量可以有效地改善混凝土的抗裂能力,在满足强度和施工性的前提下,采用尽量低的砂率。 2.3.5 选用对温控有利的原材料。考虑以上各种因素,对基础混凝土配合比进行了初步设计。确定的原
7、材料类型如下:42.5 级普通水泥;级粉煤灰;中砂,MX=2.5,级配合格;碎石粒径为 5-31.5,级配合格,针片状含量、含泥量合格;缓凝高效减水剂 NF,膨胀剂采用 HPE 低碱型混凝土膨胀剂。混凝土配合比经试配后作了适当调整。 2.4 基础大体积混凝土施工技术 2.4.1 基础大体积混凝土分块施工,并埋设冷却水管是否采用冷却水管,对厚度影响很大,采用冷却水管,可降低混凝土内部温度峰值,延缓升温速度。根据本工程特点,基础底板 C45P12 混凝土厚度 1.8m,局部厚度2.4m,整块混凝土体积 5500m3,经过热工计算若要将其温度降低 10,则需要用水 300t,要在 50 小时内完成降
8、温,设计移流量应该为 15L/S。应将整个降温系统分为 2 个区域进行。地下水直接排入下水道。为了保证有良好的降温效果,保证降温在混凝土内部平稳进行,不出现大的温度不均匀现象,我们采用 De20 管径的 PEX 交联管做为降温支管,PEX 交联管可以满足热工计算要求。管路系统我们分为 2 个系统,每个系统由一台泵和分水器以及降温支管组成。2 个系统共用一个备用泵,和一个水箱(矩形钢板水箱),泵的扬程为 H=40m、流量=30t/h、N=7.5kw。对于周边死角部位,降温阶段加强保温养护,延缓降温速度,同样能达到冷却水管作用,且可免去冷却水管的施工费用和冷却水调温的繁琐施工程序。埋设冷却水管的方
9、法是在基础底板上、下约中间部位,具体为距底板面 800mm,距顶面1000mm 中间布置冷却水管,综合考虑,在混凝土浇注 24h 后,立即开始循环水降温,使混凝土中心最高温度控制在 40左右,确保混凝土在每一个断面上温差小于 2025。 2.4.2 混凝土输送。由于基坑深达 11.65m,纵向净长 70.5m,根据本工程自身特点,考虑多种因素,基础大体积、采用泵送混凝土,首先优化配合比,掺入减水剂、保证混凝土出机和入仓时的质量要求。试验人员根据砂石的含水情况及时对施工配合比作相应调整,混凝土的拌制时间控制为60 秒,试验人员对混凝土坍落度和和拌合温度必须严格控制。泵送现场实测混凝土坍落并保持在
10、 160mm180mm 之间;浇筑温度在 16.718.6之间,混凝土工作性能良好。 2.4.3 混凝土浇筑。混凝土采用斜面分层法浇筑,每层的厚度不超过600,斜面坡度为混凝土振捣时自然流淌形成的坡度。混凝土的浇筑应连续进行、间歇时间尽量缩短,并不超过混凝土的初凝时间,次层混凝土应在前层混凝土初凝前浇筑完成。 2.4.4 混凝土振捣。采用插入式振动棒振捣混凝土。根据混凝土泵送时自然流淌和振捣时形成的坡度分前、中、后三段布置振动棒,前面为泵管出料口布置 1 台,中间布置 1 台,后面为坡脚处布置 2 台。振动棒作业时,要使振动棒自然沉入混凝土,且插入到下层尚未初凝的混凝土中5.0cm,以使上下层相互结合。注意将振动棒上下抽动 5.0cm,以保证混凝土均匀密实。 参考文献： 1 周富荣.养护对混凝土早期收缩和开裂的影响D.浙江大学，2006. 2 杨光.水泥混凝土路面早期断裂的原因及防治方法J.山西建筑，2011， （05）. 3 吴国雄.水泥混凝土路面开裂机理及破坏过程研究D.西南交通大学，2008.
