大体积混凝土施工技术应用
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【摘要】以板带车间2300mm冷轧机设备基础工程施工为实例,介绍应用大体积混凝土温度裂缝理论指导施工,以及施工质量控制措施。
【关键词】大体积混凝土；水化热；温度裂缝；抗渗混凝土
【中图分类号】TU965【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0136-01
工业建筑中的设备基础、高层建筑中的厚大基础底板等多为大体积钢筋混凝土结构，这类结构由于承受巨大的荷载，整体性要求高，往往不允许留施工缝，要求一次浇筑完毕。因此，施工中必须掌握好浇筑速度，合理分层分段，保证各层各段之间结合良好，必须采取措施，防止混凝土出现温度和收缩裂缝。
一、工程概况
年产10万吨高精度铝板带项目是上海大屯能源股份有限公司为实现跨越式发展，占领世界铝加工业至高点，扩大产品品种，生产市场短缺的高精铝板材，提高经济效益和社会效益而决策建设的关键项目。其中一台2300mm冷轧机设备基础分为基础本体、地下室两部分，基础本体东西向长约59.35m，南北向长约60m，基础顶面标高繁多，最低标高-6.5m，最高处为+3.615m；底板亦有多种不同标高，最低处-9.50m。基础内部设有3条主地沟，主地沟与配套地下室相连通。基础内埋有大小螺栓套管、螺栓预留孔和大量的埋设件。混凝土0.000以下采用C35抗渗等级S6, 土0.000以上采用C30混凝土，抗渗等级S6。配套地下室分为工艺润滑地下室及稀油站、液压站地下室两个，其中工艺润滑地下室为一箱形钢筋混凝土结构，工艺润滑地下室设有楼梯间两个，通风道入口三个与冷轧机主地沟接口两个。工艺润滑地下室底板底标高为-9.5m。混凝土总量约6100立方米。
二、裂缝产生原因
大型设备基础为大体积混凝土结构，一次性连续浇注完成，由于体积大，水泥水化热高，聚积在内部的热量不易散发，常使混凝土内部温度很高，而混凝土表面散热较快，易使内外形成较大的温差，会使混凝土产生温度变形，必将产生温度应力。由于受到外部基岩或厚大混凝土垫层的约束，从而在块体内又产生较大的降温收缩拉应力，如超过该龄期的混凝土极限抗拉强度时，将从底部产生裂缝，随着收缩的增加和温度应力的增大，裂缝将向上延伸，有时会贯穿整个基础，形成贯穿裂缝而破坏了基础的整体性；同时，由于内外温度不一，使混凝土收缩受到里层混凝土的约束属于内约束，使基础产生表面裂缝，当裂缝呈深进的或贯穿插性时，影响基础的持久强度和使用功能。
三、主要防裂技术措施
1、降低水泥水化热温升值
（1）采用中、低热水泥的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土，降低混凝土的水化热；
（2）掺加粉煤灰，按配合比掺用Ⅱ级粉煤灰从而降低水泥用量；
（3）掺加减水剂或缓凝型减水剂，把混凝土的初凝时间控制在4.5～6小时，控制水灰比，减少用水量，改善和易性，同时水泥初凝时间的延长，有利于降低浇注强度，避免出现冷缝。
2、降低混凝土浇注入模温度
（1）用低温水拌制混凝土，使混凝土入模温度控制在15℃左右；
（2）石子粗骨料受高温及日照时间长时，洒水降温；
（3）缩短混凝土运输和停留时间；
（4）定时检测混凝土的出罐温度，入模温度及浇注完毕时的温度。
3、提高基础的极限拉伸强度
（1）尽可能使基础造型简单，构造合理，在薄弱易产生应力集中的部位，按设计配制构造钢筋，大块体构造钢筋按设计要求设置温度配筋，提高抗裂性；
（2）混凝土掺加UEA膨胀剂，并严格控制粗、细骨料的规格和质量。粗骨料选用2～4cm坚硬碎石，颗粒级配符合筛分曲线，针状、片状少于15%，含泥量控制小于1%；细骨料选用中粗砂，要求细度模数2～8，平均粒径大于或等于0.38mm，含泥量小于1%，提高混凝土的抗拉强度。混凝土配合比、材料、外加剂等均须由试验室进行检验合格后试配并使用；
（3）采取合理的施工工艺，严格控制混凝土的配料和水灰比；混凝土采取薄层浇注，振捣密实，及时排除混凝土表面的泌水及浮浆，保证混凝土密实，强度均匀；
（4）严格按设计要求施工沉缩缝，确保沉缩缝正确有效。
4、加强温度控制与养护
（1）在基础较厚的部位设置测温点，水平方向点与点间距不大于4m，在高度方向，点与点间距为0.5～1m。设专人测温，1～20d内每4h测温一次，20～30d内，每8h测温一次，掌握基础内部温度场情况，控制基础混凝土内温差在25℃以内，降温速度在1.5℃/h以内，发现温差过大，降温速度过快，及时保温处理；
（2）混凝土浇注后，根据实测的温度值和温度升降曲线，计算出降温时混凝土的累计拉应力实际值和该龄期混凝土拉应力理论值，两者比较，若实际值超过理论值时，应采取保温措施，使缓慢降温，提高龄期强度；
（3）拆模后应在混凝土表面覆盖两层草袋、塑料薄膜蓄热保温，并适当洒水养护，以促进水化，有利于混凝土缓慢降温、缩小温差、提高早期抗拉强度。洒水养护时间不少于14d，较大平面或深坑也可在表面蓄水养护；
（4）基础拆模后,刷完冷涂防水层后，抓紧周围土方回填，避免基础长期暴露。
四、混凝土施工
1、基础施工
基础采取将本体三次浇注完成，混凝土运输及浇注方法为用2台混凝土输送泵进行输送，浇筑混凝土快凝固的地点，会形成冷缝时，用输送泵灵活机动地浇筑，以保证不出现实际上的施工冷缝，浇注部位配布料管直接将混凝土送入基础模板内。混凝土浇注由深到浅，全面分层均衡摊铺，每层浇注厚度为300mm，保持各处沿基础全高大体均匀上升，施工从短边开始向长边推进，浇完一层再浇第二层，顺序连续浇筑到顶。不允许出现严重的高低不平现象，特别是沟道两侧要对称均匀下灰，以防止把模板挤偏。每层厚度最大不超过500mm，分层应保证上下层结合良好，不出现实际上的施工冷缝。
混凝土的浇筑振捣用插入式振动器振捣，插点间距控制在50cm之间,快插慢拔,振捣均匀密实。尽量避免过分振捣，以表面泛浆，不出现气泡，无明显下沉现象为宜。
2、配套地下室施工
配套地下室为箱形结构，一次浇注困难较大，地下室顶板支撑加固较难，为保证施工质量，地下室均分两次浇筑，第一次浇筑地下室底板及500mm高墙壁，第二次浇筑剩余墙壁及地下室顶板。沿施工缝周圈安设3mm钢板止水带，以保证地下水不会渗入地下室。
五、结束语
大体积混凝土施工前一定编制好切实可行的施工方案和合理周密的施工措施。充分做好施工准备,施工中要严格按照施工方案要求组织施工和进行质量控制。应从尽量减少水化热、控制砼浇注温度、加强养护、早日回填等技术措施以控制温度差；设置滑动层、分段分块施工以减少边界约束作用。防止砼出现温度和收缩裂缝，保证砼浇注质量。
参考文献
[1]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202―2002中国建筑工业出版社
[2]《 混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204―2002中国建筑工业出版社
[3]《混凝土泵送技术规程》JGJ/T10―95中国建筑工业出版社
[4]《混凝土质量控制标准》GB50164―92中国建筑工业出版社
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