趙榮明 徐寶華

（北京住總商品混凝土中心）

前言

大體積混凝土，指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，或可能預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。由于混凝土內(nèi)部熱量積聚，導(dǎo)致內(nèi)外溫差，容易產(chǎn)生裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。降低凝結(jié)硬化初期階段的水化熱及延緩溫峰來臨時(shí)間，對(duì)有效控制開裂，保障混凝土質(zhì)量，是有必要的。

1 工程概況

北京地鐵7號(hào)線14標(biāo)焦化廠站位于朝陽區(qū)焦化廠村，北京原焦化廠廠區(qū)內(nèi)，該標(biāo)段工程量大，施工難度大，工期緊張。底板混凝土近4萬m3，流水段劃分見圖1，底板澆筑分四段，屬于大體積混凝土，第16段是混凝土澆筑量最大的一段，尺寸91m×37m×2.7m，普遍深2.7m，局部達(dá)到3.7m，強(qiáng)度等級(jí)C40P10，預(yù)計(jì)方量9500m3。澆筑期間預(yù)計(jì)氣溫25℃~35℃，采用汽車泵送，要求施工坍落度180mm，初凝時(shí)間10h~14h?；炷恋倪x材、配制、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)，均需按大體積混凝土的要求，控制水化熱，降低內(nèi)部溫度，同時(shí)，做好混凝土結(jié)構(gòu)外部的保溫，控制內(nèi)外溫差不大于25℃。

2 材料選擇

選用地鐵專用P.O 42.5低堿水泥，Ⅰ級(jí)粉煤灰，S95級(jí)礦渣粉，減水率不低于25%的高性能聚羧酸緩凝減水劑。選用細(xì)度模數(shù)2.8左右的中砂，5mm~25mm碎石。

高性能緩凝減水劑，減少配合比用水量的同時(shí)可降低水泥用量，延緩混凝土初凝時(shí)間，從而延遲混凝土內(nèi)部溫峰來臨時(shí)間；級(jí)配良好的砂石也可以減少用水量從而減少水泥用量。

3 配合比試配及確定

此底板供應(yīng)方量大，供應(yīng)集中，且澆筑期間的天氣溫度較高。在配合比設(shè)計(jì)方面，提高摻合料比例，從而達(dá)到降低水化熱的目的?？紤]到大體積混凝土的實(shí)體強(qiáng)度受水化熱溫升影響比較容易達(dá)到，且6月份，混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展比較快，經(jīng)溝通后采用60天齡期評(píng)定。在抗?jié)B要求方面，經(jīng)過大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，粉煤灰礦粉雙摻配合比可以滿足地下結(jié)構(gòu)防水的要求，且如果加入CSA防腐抗裂劑（原設(shè)計(jì)要求），若養(yǎng)護(hù)不到位，反而會(huì)增加混凝土裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

按表1試配，實(shí)測(cè)混凝土坍落度210mm，和易性、坍落度損失、初凝時(shí)間及28d、60d抗壓強(qiáng)度滿足施工要求，確定該配合比為基準(zhǔn)配合比。

圖1 底板流水段劃分

表1 混凝土配合比

圖2 5臺(tái)汽車泵同時(shí)澆筑

4 澆筑和生產(chǎn)控制

澆筑現(xiàn)場(chǎng)共采用5臺(tái)汽車泵，配合自卸，如圖2所示。底板先分層澆筑標(biāo)高低的勁性鋼柱砼基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁、承臺(tái)梁，待澆筑到防水板板底標(biāo)高時(shí)與底板同時(shí)澆筑，底板澆筑分層厚度≤450mm?；炷翝仓r(shí)采用“分區(qū)定點(diǎn)，一個(gè)坡度，循序進(jìn)行，一次到頂”的澆筑工藝。澆筑過程中需防止冷縫的產(chǎn)生，確保每層混凝土之間的澆筑間歇時(shí)間不超過混凝土的初凝時(shí)間，即在下一層混凝土初凝前完成上一層混凝土的澆筑。底板混凝土澆筑過程中，混凝土初凝前澆筑導(dǎo)墻混凝土。

澆筑混凝土采用插入式振搗器振搗密實(shí)，振搗器均勻分布，防止漏振，振搗混凝土?xí)r，振動(dòng)器快插慢拔，插入下層混凝土10cm左右，每點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間10s~15s，以混凝土泛漿不再溢出氣泡為準(zhǔn)，不可過振。

底板混凝土澆筑應(yīng)采用二次振搗，二次振搗是在混凝土初凝前進(jìn)行，主要是防止混凝土因沉降產(chǎn)生裂縫，二次振搗的時(shí)間掌握能使運(yùn)轉(zhuǎn)著的振搗棒沉入混凝土中并在拔出振搗棒時(shí)，混凝土能依靠自身的流動(dòng)性慢慢閉合為準(zhǔn)。

混凝土澆筑連續(xù)進(jìn)行，如必須間歇，其間歇時(shí)間應(yīng)盡量縮短，并應(yīng)在前層混凝土初凝之前，將此層混凝土澆筑完畢。

表面處理采用二次抹面的方法，控制混凝土施工質(zhì)量?；炷烈淮文媸窃诨炷炼握駬v完成，主要是將混凝土中的腳窩、凹凸及因二次振搗產(chǎn)生的混凝土下陷補(bǔ)平，使混凝土表面平整；二次抹面是在混凝土終凝前進(jìn)行，主要是將混凝土表面產(chǎn)生的明水及網(wǎng)格鋼筋出現(xiàn)的下陷、裂紋抹平，達(dá)到控制混凝土裂縫的目的。

圖3 測(cè)溫點(diǎn)布局

圖4 測(cè)溫點(diǎn)分層布置（第一~五層分別為A、B、C、D、E點(diǎn)）

圖5 底板混凝土溫度監(jiān)測(cè)曲線

5 大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土必須進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，在澆筑完畢后，派專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)工作，并做好測(cè)溫記錄。保溫養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間不得少于14d，養(yǎng)護(hù)具體做法為成活后先在底板上層鋪單層塑料薄膜，再于其上覆蓋麻袋片或無紡布并加水濕潤(rùn)覆蓋在塑料薄膜上。保溫覆蓋層應(yīng)根據(jù)測(cè)溫結(jié)果分層逐步拆除，當(dāng)混凝土表面溫度與環(huán)境溫度最大溫差小于20℃時(shí)，可全部拆除。

6 大體積混凝土的溫度監(jiān)控

為全面監(jiān)測(cè)混凝土的水化熱控制和溫度增長(zhǎng)情況，澆筑前我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)布置了12個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。分布如圖3、圖4所示。派專人進(jìn)行混凝土內(nèi)部及表面溫度監(jiān)測(cè)，繪制溫度升降曲線，根據(jù)混凝土內(nèi)外溫差情況進(jìn)行保溫措施的及時(shí)調(diào)整，使混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃之內(nèi)。

測(cè)溫采用預(yù)埋測(cè)溫線的方法，前3d每2h測(cè)一次，之后每4h測(cè)溫1次，溫升達(dá)到最高值后，再監(jiān)測(cè)溫度下降情況，7d后停止測(cè)溫。

加強(qiáng)底板混凝土外部保溫的同時(shí)，重點(diǎn)做好72h混凝土內(nèi)外溫差監(jiān)控，指導(dǎo)混凝土養(yǎng)護(hù)措施調(diào)整，確?；炷羶?nèi)外溫差在設(shè)計(jì)允許溫差范圍內(nèi)，使混凝土內(nèi)外溫差盡量減小，避免溫差裂縫的出現(xiàn)。

測(cè)溫繪制20條有效曲線，以4測(cè)溫點(diǎn)為例，如圖5所示，上部、中部和下部觀測(cè)點(diǎn)的溫度曲線均呈現(xiàn)出澆筑后3d內(nèi)溫度急劇升高，3d以后緩慢下降。尤其是上部和中部測(cè)點(diǎn)更為明顯。在澆筑后12d上部溫度同保溫層接近。下部觀測(cè)點(diǎn)由于熱量不易散發(fā)，因此溫度曲線在3d后比較平緩，在12d后接近中部測(cè)點(diǎn)的溫度。

我們根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)情況，不斷調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施，確保了混凝土未出現(xiàn)裂縫等外觀質(zhì)量問題，保證了整體質(zhì)量的穩(wěn)定性。

總結(jié)

本段工程澆筑速度較快，38小時(shí)順利供應(yīng)9561m3混凝土，供應(yīng)高峰時(shí)用車達(dá)80多輛，給混凝土的質(zhì)量控制和供應(yīng)保障提出挑戰(zhàn)，需各部門和環(huán)節(jié)充分準(zhǔn)備，密切配合。

大體積混凝土的澆筑施工需要從原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、澆筑、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制。通過本工程施工及溫控監(jiān)測(cè)，對(duì)大體積混凝土溫度的發(fā)展變化規(guī)律有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，大體積混凝土澆筑后，水化熱溫升一般經(jīng)2~3天達(dá)到峰值，此階段的保溫養(yǎng)護(hù)，控制混凝土內(nèi)外溫差在允許范圍內(nèi)至關(guān)重要。大體積混凝土基礎(chǔ)內(nèi)最高溫升發(fā)生在中央或中央稍下部。大體積混凝土澆筑后采用蓄水養(yǎng)護(hù)，根據(jù)溫差變化調(diào)整水溫，對(duì)減少混凝土的內(nèi)部溫差和表面急劇熱擴(kuò)散，防止混凝土因溫差過大引起的溫度收縮應(yīng)力導(dǎo)致出現(xiàn)有害裂縫具有重要作用。