基础大体积混凝土工法

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摘   要：工业与民用建筑中超长、超厚（厚度 ）1.0M 的现浇钢筋混凝土结构工程，国内外一般采用设置伸缩缝和后浇带，以及水平分层，或垂直分块和跳仓浇注等设计和施工方法。这些方法都有一个明显的不足，就是增加了施工难度，延长了施工周期，同时对结构的整体性、抗震性、抗渗性都是不利的。
    关键词：基础 大体积混凝土 现场施工         1979年以来，上海市第三建筑发展总公司采用一系列温度计算、测试、养护等“综合温控”施工技术，在宝钢转炉基础一次连续浇注7000M3，在耀华皮尔金顿浮法玻璃有限公司熔窑深基坑底板中一次连续浇注7500M3混凝土均取得成功。这项新技术，又在上海浦东煤气厂、启华大厦、金陵大厦、上钢三厂3.3M中厚板冷床基础、民生装卸公司八万吨筒仓等基础工程中得到应用，受到良好效果。其中宝钢转炉基础曾获得1979年上海市重大科研成果二等奖，耀华皮尔金顿熔窑深坑、民生装卸公司8万吨筒仓基础等大体积混凝土施工技术曾获1986年、1993年上海市建工局科技成果一等奖。     一、特点     （1）大体积混凝土裂缝是指大体量混凝土水泥水化热所产生的温度、收缩变形导致的裂缝，而必须予以控制这种裂缝现浇混凝土结构。     （2）采用一次整体浇注混凝土的方法和“综合温控”施工技术，有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的抗震能力。     （3）这种大体积混凝土的施工工艺，减少了施工工序之间的交叉，取消了各种施工缝的处理工作，从而简化了施工程序，加快了施工进度。     二、适用范围     工业与民用建筑中超长、超厚（目前最大厚度达6M ）现浇钢筋混凝土结构，如连续性基础底板、箱型基础、设备基础等需要裂缝控制的钢筋混凝土工程。     三、施工要点     1、材料要求     （1）水泥：应尽可能采用中低水化热的水泥。如325号、425号矿渣硅酸盐水泥。为减少水泥用量，降低水化热，征得设计单位同意，混凝土可采用后期60天或90天强度替代28天设计强度。     （2） 细骨料：中粗砂，含泥量<2%。     （3）粗骨料：5~25MM或5~40MM石子，优先选用5~40MM石子，减少混凝土收缩。含泥量<1%，符合筛分曲线要求。骨料中针状和片状<15%（重量比）。     （4）外掺剂：在混凝土中可掺加复合型外加剂和粉煤灰，以减少绝对用水量和水泥用量，改善混凝土和易性与可泵性，延长缓凝时间。     2、混凝土配合比     采用集料泵送混凝土砂率应在40%~45%之间，在满足可泵性前提性，尽量降低砂率  。坍落度再满足泵送的条件下尽量选择小值，以减少收缩变形。     3、控制新鲜混凝土的出机温度 混凝土中的各种原材料，尤其是石子与水，对出机温度影响最大。在气温较高时，宜在砂石堆场设置简易遮阳棚，必要时可采用向骨料喷水等措施。     4、控制浇注入模温度     夏季施工时，在输送泵送时采取降温措施，以防入模混凝土温度升高。如在搅拌筒上搭设遮阳棚盖，在水平输送管道上铺草包喷水。冬季施工时，对结构厚度在1.0米以上的大体积混凝土一般宜在正温搅拌和正温浇注，并靠自身水化热进行蓄热保温。     5、混凝土的施工     （1）混凝土浇注顺序的安排，以薄层连续浇注以利散热，不出现冷锋为原则。     （2）宜尽可能采用二次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打真实，去除浮浆，实行二次抹面，以减少表面收缩裂缝。     （3）混凝土在浇注振捣过程中的泌水应予以排除。     （4）根据土建工程大体积混凝土的特点和施工经验，实测的混凝土内部中心与表面温度差，宜控制在25度之内。     （5）利用测温技术进行信息化施工，可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度场分布状况，并且根据温度梯度变化情况，可定性、定量指导施工，控制降温速率，控制裂缝的出现。     6、测温     （1）应根据工程项目的平面形状尺寸、厚度等不同情况，合理、经济地布设测温点，并测绘测温点布置图。     （2）温度测点以集成温度传感器作感温元件，要进行筛选和防老化处理。在埋设前应对感温元件作环氧树脂封闭。在浇注前应按测温布置图要求，对测点予以固定和保护，以确保测温工作的顺利进行。 （3）每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度场与温差数值,提供给施工指挥部门，以指导现场的施工。     7、养护     养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。对大面积的底板面，一般可采用先一层塑料簿膜后二层草包作保温保湿养护。草包应迭缝，骑马铺放。养护必须根据混凝土内表温差和降温速率，及时调整养护措施。     根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间 ，拆模后应立即回土或在覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。     8、设计构造上的改善     在底板外约束较大的部位应考虑设置滑动层。在结构应力集中的部位，应加抗裂钢筋作出加强处理，在必须分段施工的水平施工缝部位，增设暗梁防止裂缝开展等。     四、质量标准     混凝土及裂缝等质量标准，按现行施工规范中的有关规定。     五、机具设备     （1）测温设备可采用的测温仪有XQC-300大型长图自动平衡记录仪和QZG-010铜热电阻温度传感器配套改装为定时全自动扩展装置，以及我公司在此基础上进一步改进完善的新测温仪，大体积混凝土温度微机实时监测仪和进口的恒溜型集成温度传感器配套。     （2）结构支模、扎筋、混凝土拌制、运输、浇注等所需的机具设备，可根据不同工程对象按通常施工要求设置。但必须确保连续浇注，并不得出现冷缝。     六、劳动组织     （1）浇注前与浇注施工劳动力组织按不同工程对象的工作面大小，泵车数量等通常施工要求安排。     （2）养护阶段：按二班三班昼夜值班考虑。人员有：每台班技术干部一人，养护工人根据工作量安排。       七、效益分析对比（见表14-1）   施工方法 施工难易程度 施工周期 劳动力 材料 质量 后浇带及跳仓浇筑 施工缝处理清除垃圾、扎筋、支模有一定的难度 技术停歇时间长、工序环节交叉多，工期长 增加施工缝人工处理等大量人工 后浇部分需提高混凝土强度等级 因施工缝处理质量难以保证结构整体性、抗渗性、抗震性较差 伸缩缝方法 施工缝设置有一定难度 需结构分段施工和技术停歇时间 增加伸缩缝结构处理大量人工 增加伸缩缝处理部分的钢筋混凝土 结构构造较复杂，防渗无保证   分层分块方法 施工缝处理清除垃圾、扎筋、支模有一定的难度 技术停歇时间长、工序环节交叉多，工期长 重复施工及施工缝处理等大量人工 分层新老混凝土需增加构造钢筋 因施工缝处理质量难以保证结构整体性、抗渗性、抗震性较差 采用一次连续浇注不留任何施工缝 可以连续浇筑，施工较为方便   工序环节交叉少，连续均衡施工，工期短 节省人工 部分仅需增加少量构造钢筋 确保质量无裂缝，结构整体性好，提高结构抗渗能力与抗震能力       八、工程实例     （1）耀华皮尔金顿浮法玻璃有限公司熔窑深坑底标高为-13.13m，其底板尺寸为92.3m*48.1m*1.8m，高低跨处厚达6m,采用c30混凝土，总计7500m3。浇筑使用5辆泵车，45辆搅拌车，连续72h一次浇筑完成。入模温度为11度，养护中混凝土最高温度47度。熔窑深坑墙板厚0.6m,高11.63m,分三段浇筑（4.4m,5.13m,2.1m），混凝土量分别为613m3、1060m3、513m3,各短墙板间隔21天施工。整个底板和墙板无裂缝。     （2）上海港民生装卸公司八万吨及散量筒仓基础底板标高为-1.7m,底板为124.45m*98.36m，混凝土8700m3,混凝土中心最高温度42.9度，表面温度17.6度，该基础在-6.9度气温下施工，基础无有害裂缝。     （3）新上海国际大厦基础底板标高-14.5m，基础厚3.0~3.5m，混凝土17000m3,混凝土中心最高温度69度，基础无裂缝。     （4）世界广场基础底标高-16.5m,基础底板厚2.5~3.2m,混凝土20000m3，中心最高温度75.2度，基础无裂缝。     （5）杨浦大桥基础厚度5.0m,混凝土7600m3；徐浦大桥基础厚6.0m,混凝土13000m3,基础无裂缝。