对大体积承台混凝土施工的案例讨论

２００８年第５期　总第１１９期　福　建　建　筑　Ｎｏ５・２０ｏ８　Ｖｏｌ・１１９　Ｆｕｉｉａｎ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　对大体积承台混凝土施工的案例讨论　王晋　（厦门市翔安区建设局３６１１０２）　摘要：结合大体积混凝土施工案例，从方案、材料、施工、养护、温控和管理等方面采取措施，尽量减少水化热聚集引起的裂缝，同　泵送混凝土养护　时做好温度测控措施，保证混凝土的施工质量。　关键词：基础承台　大体积混凝土中图分类号：ＴＵ７５５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—６１３５（２００８）０５—００７９—０４　一　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｍａｓｓｉｖｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃａｓｅ　Ｗａｎｇｊｉｎ　（Ｘｉａｎｇｈｎ　Ｄｉｓｔｉｒｃｔ　ｏｆ　Ｘｉａｍｅｎ　Ｃｉｔｙ　Ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ　３６１　１０２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｉｉｆｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｓｓｉｖｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｃａｓｅ，ｆｒｏｍ　ａｓｐｅｃｔｓ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ　ｐｌａｎ，ｍａｔｅｒｉａｌ，ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｕｒｉｎｇ，ｔｅｍｐｅｒａ－　ｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅ，ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｒａｃｋ　ｗｈｉｃｈ　ａｓ　ｆａｒ　ａｓ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｈｅａｔ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｕｓｅｓ，ｓｉｍｕｌ—　ｔａｎｅｏｕｓｌｙ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅ，ｔｈｅ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅｓ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｉｌｅ　ｃａｐ　ｍａｓｓｉｖｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｕｍｐ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｕｒｉｎｇ　工程概况　】０５００　３Ｏ００．　３】５００　厦门翔鹭石化ＰＴＡ工程是国家级大型化工厂，　　Ｉ１　１　Ｕ　１』　该工程由五个区组成，每个区的土建部分分别由桩　、一　营　９６００　９００　Ｌ　ｊ３０ＯＯｌ】９００　３０６００　基、大体积承台和无板式大框架梁、柱钢筋混凝土组　成。其中Ｓ一６６０１区钢筋混凝土基础承台平面为　４５ｍ　Ｘ２５ｍ的“Ｌ”形，承台厚度为２．０ｍ，中间地磅部　分厚度达２．９ｍ，砼强度等级为Ｃ３０，总方量为　３４００ｍ　，如图Ｉ、图Ⅱ所示。　图Ⅱ　Ｓ一６６０１区基础承台剖面图（单位：ｍｍ）　１施工方案　、ｒ——　Ｉ　｛１．１施工方案选择：根据Ｓ一６６０１区基础承台现场　　Ｉ１　施工条件和大体积混凝土浇筑特性，决定该工程采用　。　昌Ｉ　斜面分层的坡度式连续薄层推移浇筑，循序渐进一次　　｝Ｌ　到顶不留施工缝的商品混凝土浇筑施工方案。　　Ｉ２　１．２施工顺序：为保证基础承台整体性，采用由北向　、——一　南再转向西一次性浇筑混凝土完毕的施工顺序。　１．３施工布置：由于基础承台平面形式为“Ｌ”形状，　图Ｉ　Ｓ一６６０１区基础承台平面（单位：ｍｍ）　且要求砼要连续浇筑，在平面上布置２台地泵，由西　向东再转向北布管，１台汽车泵移动浇筑混凝土，同　时安装１台塔吊吊运混凝土，１５辆混凝土运输车，如　一　作收者稿简日介期：２王程０晋管８理，—男０专２，业１—９７１，５９助　年理工ｌＯ程月师出。　生，本科，学士，建筑工　图Ⅲ所示。　１．４选择混凝土浇筑机械：选择混凝土泵车输送能　力为５０ｍ　／ｈ，每辆混凝土运输车装容量为８ｍ　，从商　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第５期总第ｌ１９期　王晋・对大体积承台混凝土施工的案例讨论　８０　塔吊　汽车　图ＩＩＩ　Ｓ一６６０１区基础承台泵管布置示意图　品混凝土搅拌站到施工现场来回需要１ｈ，塔吊吊运　混凝土１２ｍ　／ｈ，混凝土插入式振动棒２Ｏ台，平板振　动器２台，预计浇筑时间为２１ｈ。　１．５散热降温措施：采用内散外蓄综合养护措施降　低大体积混凝土的内外温差值，即在混凝土内部埋设　水管，通低温循环水进行冷却降温，在混凝土外部通　过覆膜和蓄水进行保温，减小混凝土的内外温差。　１．５．１内散措施：埋设冷却水管，在混凝土施工期间　通入冷却循环水，吸收并带走混凝土内部水化热，加　快热量的散发＿ｌｊ。本工程冷却水管采用高强聚乙烯　管，外径３２ｒａｍ，壁厚２ｒａｍ，每卷２００ｍ，在混凝土浇筑　之前将水管铺设在距承台底面１．Ｏｍ的水平层面上，　水管水平间距２．Ｏｍ，用钢筋绑扎固定，直接弯成蛇形　管圈。水管进出端接人冷却水池，冷却水通过水泵泵　人高强聚乙烯管，管内流量控制在１５—２０Ｌ／ｒａｉｎ，吸　收热量后的热水通过聚乙烯软管重新流回冷却水池　冷却，如此循环往复进行冷却降温，平面布置示意如　图Ⅳ所示。　１．５．２外蓄措施：在混凝土浇筑完毕蓄水养护期间，　为保证冷却水温度控制可靠、流量调节方便并节约用　水，对冷却水的循环方式进行调整，将循环水管的进　水端接至冷却水池内并与水泵相连，另一端直接接至　养护蓄水池内，冷却水池与养护蓄水池通过３００ｒａｍ×　５００ｍｍ的排水沟相通。冷却水通过水泵泵人高强聚　乙烯管，吸收热量后的热水直接流人养护蓄水池，起　到为混凝土保温的作用，有效地控制内外温差，养护　水池的水通过排水沟逐渐流回冷却水池，使冷却水与　养护水循环往复，平面布置示意如图Ｖ所示。　２材料准备　２．１水泥：普通水泥水化热较高，特别是应用到大体　积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内　ｌ　三　高强聚乙烯管　。’　——‘。。——。。’。。。。。。　——　喜　厂■一■■一　Ｌ　Ｌ一一——＿一…一—■一＇『—■＿——一＿　—一一■¨一—　０］—　兽　２　１５００　Ｌ　１１×２００　管距　１５０Ｏ　．　㈠　管　．ｆ　、亘塑鐾　苇管　正　一　！　三　—　＝　养护蓄水　高强聚乙烯管排水沟　冷却水池　旦　厂ｌ＿　：三三　三　三三三：　。三三三　廿一。　二二二二　—　｝ｒ１　．　．　．。　．　．．．．——一—Ｊ　］５　Ｉ．．　Ｉｌ×己００ｕ　（管距、　…．　５００　图Ｖ蓄水养护期间冷却循环布置示意图（单位：ｍｍ　Ｊ　部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，使混　凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当表面拉应　力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因　此本工程基础承台确定采用水化热较低、初凝时问长　的４２．５矿渣硅酸盐水泥，同时减少水泥和水的用量，　降低混凝土的温升值，水泥用量２５８ｋｇ／ｍ　。　２．２骨料级配　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第５期总第ｌ１９期　王晋・对大体积承台混凝土旌工的案例讨论　．８１．　２．２．１粗骨料：选用５—４０ｍｍ连续级配碎石（其中５　—４０ｍｍ级配含量６５％左右），含泥量不大于１％。选　用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性　较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用　量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。　２．２．２细骨料：选用细度模数２．８０—３．００的粗砂　（通过０．３１５ｍｍ筛孔的砂不少于１５％，砂率控制在　３５％一４５％），含泥量不大于１％。选用平均粒径较　大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土　可减少用水量１０％左右，同时相应减少水泥用量，使　水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土　收缩。　２．３粉煤灰：粉煤灰采用Ⅱ级粉煤灰。混凝土中掺　人粉煤灰可以代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈　球形，可起到润滑作用，并且可改善混凝土的工作性、　可泵性和抗渗性，同时可以明显降低水化热。本工程　采用大量超掺粉煤灰的措施，每立方米混凝土超掺粉　煤灰１５６ｋｇ，取代水泥２５％。改善了混凝土的和易　性，降低了混凝土的总温升值和早期水化热，提高了　混凝土的后期强度，同时也降低了工程造价。　２．４　外加剂：采用ＡＥＡ膨胀剂，具有０．０２％一　０．０４％的膨胀率，可以产生０．２ＭＰａ一０．７ＭＰａ的膨胀　应力，可抵消因收缩产生的拉应力，起到抗裂防渗的　作用。采用高效缓凝保塑减水剂ＵＮＦ（萘系），可有　效降低用水量，提高和易性和保塑性，它同时含有缓　凝成分，可延缓混凝土的初凝时间。　２．５混凝土配合比及人模温度：为了保证混凝土的　强度和耐久性满足设计要求，并且尽可能减少水泥用　量，降低水化热，降低干缩以防混凝土产生裂缝，由实　验室试配优选，采用超量掺加粉煤灰和高效缓凝保塑　减水剂的超掺粉煤灰混凝土技术。基础承台混凝土　配合比（采用４２ｄ抗压强度值为混凝土抗压强度）见　表Ｉ。在混凝土搅拌之前应对碎石洒水降温，保证水　泥库通风良好，自来水预先降温或搅拌时加人适当冰　块。合理选择浇筑时间，浇水湿润模板，使人模温度　控制在２５℃以下。　表Ｉ　基础承台混凝土配合比　配合比　（　）／【　¨（　）／【ｋ　）／【品¨（　）　ｒ３０ＰＲ　２５８　６０５　１１４８　１５６　１　８４　２　】６０　３大体积混凝土施工　３．１混凝土浇筑方法：基础承台浇筑均由北向南再　转向西不间断地推进，采用泵送，并以塔吊配合，以免　接、拆泵管或堵管时混凝土出现裂缝。根据大体积混　凝土特点，浇筑采用斜面分层法，要求斜面的坡度不　大于１／３，在浇筑时先从北进行，直至达到设计标高，　混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇　筑，循序推进，使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土　形成的坡面上，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初　凝时间，同时避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和　接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理　］。　在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在　混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底　层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确　保下部混凝土密实。由于大体积泵送混凝土坍落度　较大且表面水泥浆较厚，故浇筑结束后，在表面均匀　撒上一层薄薄的小石子，４ｈ一８ｈ内用长刮尺刮平，在　混凝土初凝前和预沉后用铁滚碾压数遍，再用木抹子　搓平压实，闭合混凝土的收水裂缝。　３．２混凝土表面标高控制：在大体积承台表面作出　标高预埋件，严格按标高进行拉线收平压光混凝土表　面，并保证承台钢筋有足够的保护层厚度，其保护层　厚度宜为５０ｍｍ，若其保护层太薄会导致混凝土表面　沿钢筋分布方向产生收缩裂缝。　３．３泌水处理：大流动性混凝土在浇筑、振捣过程　中，游离的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流至坑底，利　用基坑内的排水井进行排水。当混凝土由坡底至顶　端时，要改变抽水方式，用小型潜水泵，将泵底抬高，　逐步抽出水洼中的泌水。　４混凝土养护和温度测控　４．１养护：采用内散外蓄综合养护措施。混凝土浇　筑及二次抹面后立即覆盖保温，先在混凝土表面覆一　层塑料薄膜，然后在上面覆盖两层湿麻袋，１０ｈ后进　行蓄水，蓄水深度１９０ｍｍ以上。基础承台在混凝土．　施工期间通人冷却循环水，以便加快承台内部热量的　散发。为保证冷却水温度控制可靠、流量调节方便并　节约用水，在养护期间将循环水管的一端接至冷却水　池内，另一端接至承台面，使冷却水与养护水循环往　复，有效地控制内外温差。　４．２温度测控　　’４．２．１　混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。预　埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。本工　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００８年第５期总第１１９期　王晋・对大体积承台混凝土施工的案例讨论　・８２・　程埋设６个测温点，每个测温点埋设测温管３根，用　三种不同颜色区分测温管埋设的深、中、浅位置，以便　测温时的数据统计，一根管底埋置于承台混凝土的中　施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分　工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查混凝土　的塌落度、入模温度和浇筑后的内部温度，并做好详　细记录，及时处理施工中发现的问题，认真对待浇筑　过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝　Ｊ。　５．２合理安排组织劳动力。施工人员分三班制作　业。每班交接班工作提前０．５ｈ完成，人不到岗不准　心位置，测量混凝土中心的最高温升，另一根管底距　承台上表面ｌＯＯｍｍ，测量混凝土的表面温度，第三根　温管底距承台底３００ｍｍ，测量混凝土的底层温度，测　温管均露出混凝土表面ｌＯＯｍｍ（如图Ⅵ、图Ⅶ所示）。　图Ⅵ　Ｓ一６６０１区基础承台测温点布置平面示意图　直径４８ｍｍ钢管底端焊铁板封闭　阐距ｌＯＯｍｍ并排布置　／／　／　一　．　上——～　—　　ＪＪ　Ｊ　中————　＿一　ｊ、、　水位高５０ｍｒ，　／）　　Ｉ：一一　一一一　下————］Ｌ～一一一　／　‘‘。　‘。。。　。…　‘—　。。——————　——　一’　’　—　————一　图ＶＫ　Ｓ一６６０１区基础承台测温点布置剖面示意图　４．２．２测温工作应连续进行，配备专职测温人员，　用红色水银温度计测温，以方便读数。第１—５ｄ每２ｈ　测温１次，第６ｄ后每４ｈ测温１次，持续测温至温度　稳定，并经技术部门同意后方可停止测温。　４．２．３测温时发现混凝土内外温度之差达到２５￣Ｃ或　温度异常，应及时通知技术部门，以便及时采取措施。　从测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在　３．５ｄ内产生，３ｄ内温度上升到或接近最大温升，内外　温差值在２０￣Ｃ左右，控制在规范规定不超过２５￣Ｃ范　围内，未发现异常现象。测量部分结果见表Ⅱ。　表ｌＩ　基础承台测温点温度统计表（单位：ｑＣ）　测点　ｌ＃　２＃　３＃　４＃　５＃　６＃　中心最高温度　６１　６３　６６　７１　５９　６８　表面最高温度　４１　４２　４４　４７　４０　４５　最大温差　２０　２１　２２　２４　１９　２３　５管理措施　５．１加强技术管理：加强原材料的检验、试验工作。　换班，并明确接班注意事项，以免交接班过程带来质　量隐患。　６混凝土质量检测结果：混凝土表面未出现裂缝，基　础承台抗压试块，４２ｄ强度符合设计要求。基础承台　抗渗试件满足Ｐ８级要求。　７总结体会　７．１　采用超量掺加粉煤灰和高效缓凝保塑减水剂的　超掺粉煤灰混凝土技术，可大大减少水泥用量，降低　水化热，降低干缩，防止混凝土产生裂缝，降低了工　程造价。　７．２采用内散外蓄综合养护措施，可有效降低混凝　土的温升值，防止砼裂缝产生，对于超厚大体积混凝　土施工尤其适用。　７．３大体积混凝土承台表面钢筋要有足够的混凝土　保护层，其厚度宜为５０ｍｍ，若其保护层太薄会导致混　凝土表面沿钢筋分布方向产生裂缝。　７．４大体积混凝土施工混凝土坍落度大，会在表面　钢筋下部产生水分或在表层钢筋上部混凝土产生细　小裂缝，采取在表面加撒小石子和在混凝土初凝前预　沉后二次抹面压实的措施，可有效防止这种裂缝的产　生，同时闭合收水裂缝。　７．５通过从方案、材料、施工、养护、温控和管理等方　面采取措施，有效地降低了水化热，控制了混凝土内　部的最高温升，消除冷缝现象，从而保证混凝土的施　工质量。　参考文献　［１］朱伯芳．大体积混凝土温度应力－９温度控制　［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９９．６３３—６７１．　［２］王寿华等．建筑施工手册［Ｍ］．北京：中国　建筑工业出版社，２００３．６０６．　［３］张仕强．高层建筑基础大体积混凝土施工　［Ｊ］．福建建设科技，２００６．５．６２．