鐘魁本

摘要：本文通過對工程實例,主要從溫度應(yīng)力控制、水平施工縫和豎向后澆帶的處理、混凝土輸送過程中離析和坍落度的控制等,采用冷卻水管的方法解決了復(fù)雜的大體積混凝土的溫控問題,有效地降低了成本,提高了效率。

關(guān)鍵詞：實例分析；大體積混凝土；施工技術(shù)

中圖分類號：TV544+.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 工程簡介

該建筑物地下2層,裙房3層,主樓30層組成。總建筑面積為51195.2m2,其中:地下室2層暫時為人防工程,平時地下2層為車庫、設(shè)備用房,地下室1層為停車庫。1、3層為商業(yè)用房,4、5層為寫字樓,6層11層為賓館,12層30層為住宅樓,31層為電梯機房,32層為水箱間,11與12層之間有一個轉(zhuǎn)換層,建筑總高度為108.9m。

1.1 建筑物結(jié)構(gòu)特點

本工程結(jié)構(gòu)形式框剪結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)。工程設(shè)防:(1)人防地下室:人民防空設(shè)防級:六級。(2)抗震:抗震設(shè)防烈度為八度。(3)防火:耐火等級為三類一級。(4)防水:地下室防水為二級,屋面防水二級。

1.2 材料要求

混凝土強度等級:基礎(chǔ)墊層C15,基礎(chǔ)筏板C45P12,地下室側(cè)壁C50P12,蓄水池C35P12,地下室1-2層,地上1-8層柱子、剪力墻C50,9-16層柱子、剪力墻C45,17-25層柱子、剪力墻C50,26-31層剪力墻C35,塔樓C30,樓梯、構(gòu)造柱C30;各樓層梁、板均比同樓層柱子強度降低兩級。

2 基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)

2.1 基礎(chǔ)工程概況

工程基礎(chǔ)為天然地基滿堂筏板,四周基礎(chǔ)埋深-11.03m,中心筒體部位基礎(chǔ)設(shè)計埋深-11.65m。基礎(chǔ)底板為菱形,東西長70.50m,南北寬47.40m,厚度為1.80m和2.40m二種,混凝土體積約5500m3。混凝土為C45P12防水混凝土。

2.2 基礎(chǔ)大體積混凝土溫度應(yīng)力控制難點

本工程是具有一系列大體積混凝土的施工難題:如溫度應(yīng)力控制、水平施工縫和豎向后澆帶的處理、混凝土輸送過程中離析和坍落度的控制等。

2.2.1 基礎(chǔ)混凝土配筋率低,抗拉強度低,裂縫對拉應(yīng)力敏感,相對溫度控制、應(yīng)力控制尤為重要,須將溫度應(yīng)力控制在較小的范圍。在產(chǎn)生拉應(yīng)力的部位須采取措施,加強養(yǎng)護(hù),嚴(yán)格控制拉應(yīng)力低于混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強度。

2.2.2 由于施工要求盡量不采用冷卻水管,為此應(yīng)相應(yīng)減小澆筑層的厚度,降低混凝土內(nèi)部溫度峰值。澆筑層厚度的減小會相應(yīng)增加水平施工縫層數(shù),因此應(yīng)優(yōu)化大體積混凝土分層和分塊施工方案。

2.2.3 本工程基坑深,混凝土塊體厚度大,澆筑底層混凝土離析和坍落度較難控制,因此應(yīng)采取合理的混凝土配合比和輸送方案減小單方混凝土水泥漿量,降低坍落度,防止混凝土離析。

2.3 基礎(chǔ)大體積混凝土配合比的選用

混凝土配合比。對于大體積混凝土,水泥水化產(chǎn)生的水化熱會引起溫度上升,若不同部位混凝土溫差過大,溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度,會導(dǎo)致混凝土的開裂。大體積混凝土的溫控措施應(yīng)全面考慮,合理的配合比設(shè)計是非常重要的環(huán)節(jié)。基礎(chǔ)大體積混凝土配合比設(shè)計中主要考慮降低水化熱,減小混凝土的絕熱溫升。本工程采用的配合比主要從五個方面考慮。

2.3.1 在保證強度和耐久性的同時盡量降低單位水泥用量,水泥用量與大體積混凝土的最高升溫有直接關(guān)系,降低水泥用量是最有效的溫控措施。

2.3.2 選用對大體積混凝土溫度控制最有利的外加劑NF型緩凝高效減水劑。緩凝型外加劑能有效延緩水化熱的釋放時間,降低水化熱放熱峰值,使混凝土水化熱釋放比較平緩,避免中心部位混凝土溫度急劇上升而導(dǎo)致溫差增大。用NF型配制的C45P12混凝土的絕熱溫升延緩,對大體積混凝土溫度的均勻性有利。

2.3.3 摻粉煤灰。粉煤灰可以使混凝土水化熱在一定程度上延緩釋放,對于大體積混凝土的溫控極為有利;還可以增加混凝土的后期強度,使混凝土的強度保證率提高;另外摻加粉煤灰可以改善混凝土的施工性能。

2.3.4 改善混凝土的體積穩(wěn)定性,提高混凝土的抗裂性能。保證一定的粗骨料含量可以有效地改善混凝土的抗裂能力,在滿足強度和施工性的前提下,采用盡量低的砂率。

2.3.5 選用對溫控有利的原材料?？紤]以上各種因素,對基礎(chǔ)混凝土配合比進(jìn)行了初步設(shè)計。確定的原材料類型如下:42.5級普通水泥;Ⅱ級粉煤灰;中砂,MX=2.5,級配合格;碎石粒徑為5-31.5,級配合格,針片狀含量、含泥量合格;緩凝高效減水劑NF,膨脹劑采用HPE低堿型混凝土膨脹劑?；炷僚浜媳冉?jīng)試配后作了適當(dāng)調(diào)整。

2.4 基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)

2.4.1 基礎(chǔ)大體積混凝土分塊施工,并埋設(shè)冷卻水管是否采用冷卻水管,對厚度影響很大,采用冷卻水管,可降低混凝土內(nèi)部溫度峰值,延緩升溫速度。根據(jù)本工程特點,基礎(chǔ)底板C45P12混凝土厚度1.8m,局部厚度2.4m,整塊混凝土體積5500m3,經(jīng)過熱工計算若要將其溫度降低10℃,則需要用水300t,要在50小時內(nèi)完成降溫,設(shè)計移流量應(yīng)該為15L/S。應(yīng)將整個降溫系統(tǒng)分為2個區(qū)域進(jìn)行。地下水直接排入下水道。為了保證有良好的降溫效果,保證降溫在混凝土內(nèi)部平穩(wěn)進(jìn)行,不出現(xiàn)大的溫度不均勻現(xiàn)象,我們采用De20管徑的PEX交聯(lián)管做為降溫支管,PEX交聯(lián)管可以滿足熱工計算要求。管路系統(tǒng)我們分為2個系統(tǒng),每個系統(tǒng)由一臺泵和分水器以及降溫支管組成。2個系統(tǒng)共用一個備用泵,和一個水箱(矩形鋼板水箱),泵的揚程為H=40m、流量=30t/h、N=7.5kw。對于周邊死角部位,降溫階段加強保溫養(yǎng)護(hù),延緩降溫速度,同樣能達(dá)到冷卻水管作用,且可免去冷卻水管的施工費用和冷卻水調(diào)溫的繁瑣施工程序。埋設(shè)冷卻水管的方法是在基礎(chǔ)底板上、下約中間部位,具體為距底板面800mm,距頂面1000mm中間布置冷卻水管,綜合考慮,在混凝土澆注24h后,立即開始循環(huán)水降溫,使混凝土中心最高溫度控制在40℃左右,確?；炷猎诿恳粋€斷面上溫差小于20℃～25℃。

2.4.2 混凝土輸送。由于基坑深達(dá)11.65m,縱向凈長70.5m,根據(jù)本工程自身特點,考慮多種因素,基礎(chǔ)大體積、采用泵送混凝土,首先優(yōu)化配合比,摻入減水劑、保證混凝土出機和入倉時的質(zhì)量要求。試驗人員根據(jù)砂石的含水情況及時對施工配合比作相應(yīng)調(diào)整,混凝土的拌制時間控制為60秒,試驗人員對混凝土坍落度和和拌合溫度必須嚴(yán)格控制。泵送現(xiàn)場實測混凝土坍落并保持在160mm～180mm之間;澆筑溫度在16.7℃～18.6℃之間,混凝土工作性能良好。

2.4.3 混凝土澆筑?；炷敛捎眯泵娣謱臃仓?每層的厚度不超過600,斜面坡度為混凝土振搗時自然流淌形成的坡度?；炷恋臐仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行、間歇時間盡量縮短,并不超過混凝土的初凝時間,次層混凝土應(yīng)在前層混凝土初凝前澆筑完成。

2.4.4 混凝土振搗。采用插入式振動棒振搗混凝土。根據(jù)混凝土泵送時自然流淌和振搗時形成的坡度分前、中、后三段布置振動棒,前面為泵管出料口布置1臺,中間布置1臺,后面為坡腳處布置2臺。振動棒作業(yè)時,要使振動棒自然沉入混凝土,且插入到下層尚未初凝的混凝土中5.0cm,以使上下層相互結(jié)合。注意將振動棒上下抽動5.0cm,以保證混凝土均勻密實。

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