吳波

[摘要] 大體積混凝土施工的重點和難點就是裂縫控制。本文介紹某項目筏基大體積混凝土配合比設計，原料選用，施工工藝，溫控和養(yǎng)護等方面采取一系列措施，成功控制裂縫產(chǎn)生。

[關鍵詞] 筏基；大體積混凝土；水化熱；溫度應力；裂縫控制

0 引言

本案采用世界第三代先進核電技術（EPR），工程被致力打造為國際核電標桿工程。規(guī)范對土建技術要求尤為嚴格，對筏基大體積混凝土裂縫控制甚為嚴格。

1 工程概況

核反應堆（HRA）廠房底部為直徑55.9m的圓柱形筏板基礎，厚3.95m，混凝土工程量為9300m3，屬于典型的筏基大體積混凝土施工。澆筑工期定于2009年9月1號。

2施工重點難點

大體積混凝土澆筑施工重點是控制溫度應力，避免產(chǎn)生裂縫。

3 控制裂縫產(chǎn)生的主要技術措施

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要是由于水化熱引起混凝土內部溫度應力劇烈變化，使混凝土內部溫度收縮應力劇烈變化，混凝土早期硬化收縮增大，從而導致混凝土發(fā)生裂縫。為此，從混凝土強度等級，材料選擇，優(yōu)化配合比，施工技術措施，保溫保濕控制溫升等環(huán)節(jié)，采取一系列技術措施防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

3.1 從混凝土原材料方面采取技術措施

（1）水泥：水化熱是大體積混凝土裂縫產(chǎn)生主要根源，應嚴控水化熱，選用中低熱水泥，使用優(yōu)質硅酸鹽42.5級核電專用水泥，水化熱為273kJ/kg（3天）， 288kJ/kg（7天），水泥用量240kg/m3。要求C3S≤57%， C3A含量小于6%，MgO≤5.0%，f-CaO≤1.0%，Cl-≤0.05%，不溶物≤1.5%，Na2O+0.658K2O≤0.6%。

（2）水：使用地下水，入模水溫控制在25℃以下。

（3）礦物添加劑：在混凝土中摻入50kg/m3礦渣粉與100kg/m3粉煤灰。摻入一定量礦物添加劑能夠代替一定量水泥，降低水化峰值溫度，推遲水化峰值溫度出現(xiàn)時間，并改善混凝土工作性。

（4）化學外加劑：大體積泵送混凝土中采取"三摻"的方法，即同時摻入減水劑，膨脹劑和緩凝劑，從而使拌合物具有三種特性。此次選用第三代聚羧酸系高效緩凝型減水劑，減水率超過30%，有效減少拌合水用量。

（5）粗細骨料的選擇：細骨料：宜采用Ⅱ區(qū)中砂，因為使用中砂較細砂減少水及水泥的用量；粗骨料：在可泵送情況下，選用粒徑5-20mm連續(xù)級配石子。

（6）含泥量：在大體積混凝土中，粗細骨料的含泥量是要害問題，若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形，又嚴重降低了混凝土的抗拉強度，對抗裂的危害性很大，因此骨料必須現(xiàn)場取樣實測。石子的含泥量控制在1%內，砂的含泥量控制在2%內。各項指標應滿足JGJ52-2002相關要求。

3.2 從配合比設計方面采取技術措施

在混凝土配制前，應進行常規(guī)配合比試驗，并進行水化熱，泌水性，可泵性等技術參數(shù)的試驗；配合比的設計除應符合設計規(guī)定的強度等級﹑耐久性﹑抗?jié)B性﹑體積安定性等要求外，尚應符合大體積混凝土施工工藝特性要求。配合比水灰比為0.62，水膠比為0.38。設計塌落度為：（180±30）mm，砂率：43%，實驗室終凝時間：705min，具有較好工作性，其工作時間在2h內均可完成順利泵送。

3.3 施工技術措施

澆筑前控制混凝土的入模溫度，澆筑中控制混凝土澆筑順序及振搗質量，澆筑后通過測溫獲取養(yǎng)護依據(jù)，進而采取措施控制混凝土內外溫差、降溫速率。

3.3.1 溫控措施

混凝土澆筑前應嚴格控制混凝土的入模溫度，混凝土出機溫度應控制在28℃以下，入模溫度控制在30℃以下。為此，采取以下措施：

1） 采用冷水或冰水攪拌混凝土。

2） 混凝土澆注前應用水對鋼筋、模板、預埋件和施工縫進行噴淋。

3） 混凝土泵送管道應在其表面覆蓋麻布并保持濕潤。

4） 罐車在進料及放料時要用水噴淋。

5） 控制入模溫度和塌落度損失，氣溫超過35℃時每臺混凝土攪拌運輸車每次裝載混凝土量小于4.5m3為宜。

3.3.2 澆筑方案

按照整體連續(xù)澆筑要求，采用分層分段，分三層由南向北的方法澆注，保證結構整體性。當進行到一定距離后，已澆筑的下層混凝土初凝前（約2～3小時）即開始澆筑第二層，如法炮制，直至整個基礎澆筑完成。

3.3.3 澆筑質量控制要點

1）混凝土自由落高（3.8m）大于3m， 澆注時需設置串筒，避免混凝土產(chǎn)生離析。

2）混凝土分層澆注時四周分層標高處側模開設排水孔，以便混凝土施工泌水自然排出。

3）混凝土應采用振搗棒振搗。在澆筑過程中應仔細進行二次振搗，排除混凝土因泌水在粗骨料，水平鋼筋下部生產(chǎn)的水分和空隙，提高混凝土和鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)裂縫，減少內部微裂，增加混凝土密實度，增強混凝土抗壓強度，從而提高混凝土抗裂性能。

4）及時抹面，尤其應掌握好混凝土面層的壓面時間，一般不少于三遍（澆筑時抹面、初凝時抹面、終凝前抹面）。

3.3.4 設置抗裂網(wǎng)片

在結構鋼筋的外側增設抗裂鋼筋網(wǎng)片：底部采用HRB500Φ10@200x200的網(wǎng)片，側面和頂部采用HRB500Φ16@200x200的網(wǎng)片，通過增加抗裂鋼筋網(wǎng)片，提高混凝土表面抗裂性能，防止裂縫產(chǎn)生。

3.4 從測溫養(yǎng)護方面采取技術措施

3.4.1 測溫點的埋設

采用預埋鍍鋅鋼管，通過測溫探頭測量鋼管內的溫度變化來測量混凝土的內部溫度。對每一施工段的測溫點布置三組，每組有上、中、下三個測溫點，其中一組預埋的平面位置應在該段混凝土的中心位置，一組在該段邊緣10cm，另一組設置在兩組中部?；炷料聹y溫點距底部表面10cm，上測溫點距混凝土上表面10cm，中心測溫點在混凝土垂直面1/2處。

3.4.2 溫度測控

在養(yǎng)護過程中，根據(jù)測溫數(shù)據(jù)決定混凝土保溫養(yǎng)護時間和及時調整養(yǎng)護材料的覆蓋層數(shù)，以控制溫度和降溫速率?；炷羶韧鉁夭钚∮?8℃，減少覆蓋物層數(shù)，關閉適量碘鎢燈；內外溫差大于23℃，增加覆蓋物層數(shù)，打開適量碘鎢燈；表面溫度與棚內溫度差小于14℃，減少覆蓋物層數(shù)，關閉適量碘鎢燈；表面溫度與棚內溫度差大于18℃，增加覆蓋物層數(shù)，打開適量碘鎢燈。

3.4.3 養(yǎng)護

筏基澆筑時正值南方高溫季節(jié)，因此采用大棚養(yǎng)護。一方面可以有效地防止烈日，雨天等天氣對混凝土養(yǎng)護的影響；更重要的是此棚搭設后能隔離棚子內外的空氣流通，起著溫室大棚的作用。夜間在棚內架設碘鎢燈給混凝土進行保溫。

筏基帶模養(yǎng)護，側面施工縫先掛一層土工布并灑水濕潤，再掛一層塑料薄膜與兩層土工布；筏基上表面先鋪設兩層土工布，再鋪設好水管（水管上每隔20cm扎孔），水管"S"型布置，相連水管間距2m左右，通水充分濕潤，再縱橫向各覆蓋一層塑料薄膜用于保濕養(yǎng)護，暫不再覆蓋保溫材料，養(yǎng)護過程中始終保持土工布充分濕潤；根據(jù)測溫數(shù)據(jù)，調整土工布層數(shù)，確保內外溫度控制在25℃以內。

4 結束語

通過采取上述措施，筏基澆筑完成至今未產(chǎn)生有害裂縫。在今后大體積筏板施工中，此工程的成功經(jīng)驗值得借鑒。

參考文獻：

[1] GB 50496-2009，大體積施工規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2009

[2] 丁士昭，商麗萍 建筑工程管理與實務（第三版）[R].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011

[3] 余永禎，周世明.建筑施工手冊（第四版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003