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摘要：介紹陜西科技信息大廈基礎工程大體積混凝土配合比優(yōu)化設計，以及控制混凝土水化熱、澆筑溫度，科學測溫保溫技術(shù)，有效地控制了有害裂縫的產(chǎn)生，同時，對大體積混凝土施工作了有益探索。...

陜西科技信息大廈承臺筏板大體積混凝土施工技術(shù)

黃光裕  王亞萍

(陜西省第十一建筑工程公司  712000咸陽)

1、工程概況

    本工程主樓承臺筏板為雙軸對稱近似橢圓形。其長軸為62.0m，短軸為44.0m，板厚3.5m，混凝土總量6800m3，強度等級為C50的結(jié)構(gòu)自防水混凝土。承臺陣板內(nèi)配五層雙向網(wǎng)片筋。其中上層筋φ40@140，中層筋φ25@200，下層筋φ40@100，鋼筋總量1500t，五層網(wǎng)片筋間采用梅花型布置，間距1.0m的φ48X3.5mm豎向鋼管與四層通常水平角鋼L63x3來支撐。

2、工程特點

    本工程的特點：一是承臺筏板面積大(1957m2)，筏板厚(3.5m)，埋深深(一17.8m)，鋼筋密，層數(shù)多(網(wǎng)片間凈距87cm)；二是施工期間溫度高(1999年7月28～31日)，環(huán)境溫度為380C，基坑內(nèi)氣溫最高達45℃左右；三是設計要求承臺筏板混凝土必須一次連續(xù)性澆筑完成，澆筑時不允許分層，不得留施工縫；四是 C50混凝土首次在陜西地區(qū)工程中使用，施工難度非常大，施工環(huán)境條件對大體積混凝土施工極為不利。

3、配合比設計

    針對本工程以上特點，同時考慮到混凝土的溫度應力大于其同期混凝土抗拉強度是大體積混凝土的有害裂縫產(chǎn)生主要原因，為了降低混凝土溫度應力。只有從降低水泥的水化熱著手，精選原材料，優(yōu)化混凝土配合比，才能達到目的。

    3.1選擇中低熱水泥，降低放熱量。

    按照常規(guī)，選擇大壩水泥、礦渣水泥、火山灰水泥要比普通水泥放熱量低，但考慮到我國礦渣水泥、火山灰水泥均是小廠生產(chǎn)，供應能力有限以及運輸、存放、價格等各方面因素，故本工程選用了我省耀縣秦嶺牌C40中熱水泥．較好地解決了產(chǎn)量、質(zhì)量、運輸、價格、存放等問題。

    3.2減少水泥用量

    根據(jù)多年來的施工經(jīng)驗，每立方米混鼉土曲木泥用量每增減10k9，其水化熱將使混凝土的溫度相應升降1℃，所以本工程施工中采取以下減少水泥用量的方法，避免大體積混凝土的有害裂縫產(chǎn)生。

    3.2.1充分利用混凝土的后期強度

    本工程得了設計院的同意，采用R60替代R28作為強度標準值，可使混凝土中的水泥減少40kg/m2左右．相應降低混凝土溫度4℃，同時也降低了成本。3．2．2摻二級磨細粉煤灰，不僅能激發(fā)水泥的二次水化反應，達到增強混凝土的后期強度、節(jié)約部分水泥，而且利用粉煤灰的“滾球效應”來改善混凝土的和易性，增強混凝土的泵送效果。

    3.2.3摻高效緩凝減水劑SDB-1，不僅使混凝土減水12％以上，提高其強度，解決僅摻減水劑時混凝土坍落度的經(jīng)時損失，從而改善混凝土初期的熱性能和抗裂性，節(jié)約水泥l0％，而且可以延長混凝土的初凝時間，滿足混凝土運輸澆筑時間的需要。

    3.2.4考慮到口鎮(zhèn)的石灰石具有強度較高，破碎、針狀、片狀石含量少，連續(xù)級配的石子拌制混凝土密實性好等特點，在施工中，選擇5～30mm連續(xù)級配的口鎮(zhèn)碎石，控制其含泥量不大于1％，大大增強了混凝土的抗?jié)B能力。

    3.2.5選擇西安灞河中粗砂，細度模數(shù)控制在2.6—3.0之間，含泥量不大于2％。

    3.3摻少量UEA，通過混凝土微膨脹補償其降溫收縮。

    3.4控制水膠比不大于0.3，目的是降低混凝土中的孔隙率、增強水化硅酸鈣凝膠的品質(zhì)、提高混凝土的強度。

    3.5控制混凝土坍落度為18±2cm滿足泵送。

    通過采取以上措施，在陜西省建筑科學研究設計院的幫助下，經(jīng)過不同試驗室的反復試配、比較篩選，確定了優(yōu)化后的混凝土配合比，既滿足了混凝土設計強度、抗?jié)B防裂性能的基礎上，盡可能降低混凝土內(nèi)部的絕熱溫度，也使C50大體積混凝土水泥單方用量從最初的420kg／m3降至380kg／m3，節(jié)約水泥40kg／ m3(本工程共節(jié)約水泥280t)，降低混凝土絕熱溫升4℃。

4、控制混凝土澆筑溫度

    混凝土內(nèi)部的最高溫度是由水泥水化溫度與澆筑溫度組成的。水泥水化溫度已通過優(yōu)化混凝土配合比實現(xiàn)，那么要降低混凝土溫度，只能控制混凝土拌和、運輸、澆筑過程來完成。

    4.1采用深井水來拌和混凝土。深井水較自來水溫度低，比加冰塊代價小。

    4.2水泥提前進場入庫，通風散熱。

    4.3砂、石堆場搭設通風涼棚，同時用深水井噴灑石子降溫。

    4.4攪拌站及輸送泵搭通風棚，泵管用濕麻袋包裹，噴井水降溫，以達到降低混凝土澆筑溫度的目的。

    4.5混凝土澆筑時采取一個坡度、薄層循環(huán)一次到頂，盡可能讓水泥在水化熱最劇烈的階段蒸發(fā)一部分熱量。

5、科學地進行溫度控制

    應該說，科學地預測、準確的監(jiān)測與適時的調(diào)整相結(jié)合，是整個溫度控制取得成功的保證，對此，我們采取了下列做法：

    5.1認真制定測溫方案

    在測溫方案的制定上，首先，選擇有代表性的部位布置了28個測溫位，每個測溫位垂直方向設置5個測溫點，分布在混凝土底部、中部的循環(huán)水管上下、頂部和表面。其次，采用了兩種測溫方法：一是自控數(shù)據(jù)測定模塊測溫器，利用微機進行分析處理，由陜西省建筑科學研究設計院實施；二是電子便攜式測溫儀，由項目部實施，兩種測溫技術(shù)相互獨立自成體系、相互對照、相互補充，及時準確地提供了混凝土溫度變化資料和曲線，同時也指導了保溫和冷循環(huán)水管的通水及調(diào)溫工作。另外，確定測溫時間，即ld內(nèi)1h測溫一次，l～3d內(nèi)2h測溫一次，3～7d內(nèi)4h測溫一次，7d以上6h測溫一次，較好地控制了降溫速率。

    5.2合理地進行內(nèi)部降溫

    為了降低混凝土中心最高溫度，在混凝土中分區(qū)設置雙向循環(huán)冷卻水管四組回路，根據(jù)混凝土澆筑時間及內(nèi)部溫度情況，分別啟動(或關(guān)閉)鋼管內(nèi)的注水回路，使其最大限度地帶走混凝土內(nèi)部的部分熱量，以降低混凝土內(nèi)部的絕熱溫升，確保內(nèi)表混凝土溫差不超過規(guī)范規(guī)定。

    5.3依據(jù)熱工計算和測溫反饋的信息，及時進行混凝土表面的保溫工作

    5.3.1當混凝土表面初凝能上人后，依據(jù)熱工計算情況。及時對混凝土表面加以覆蓋。本工程混凝土表面覆蓋三層濕麻袋，一層泡沫板，上蓋一層塑料薄膜。

    5.3.2在保證混凝土內(nèi)、表與環(huán)境三個溫差不超過25℃的前提下，為了能使混凝土表面充分散熱，采取中午減少保溫層厚度，其他時間根據(jù)環(huán)境溫度的變化加厚保溫層的做法，取得了較好的效果。

6、混凝土施工工藝

    6.1混凝土的供應

    選擇了西安市三家生產(chǎn)能力強、產(chǎn)品質(zhì)量有保證、社會信譽好的省構(gòu)件廠、省聯(lián)合基礎公司和飛羽混凝土工程公司，統(tǒng)一配合比及原材，整個生產(chǎn)過程為微機計量控制，專人管理，同時項目部派駐人員跟蹤檢查、記錄，共投入40輛攪拌運輸車，明確行車路線，現(xiàn)場統(tǒng)一指揮調(diào)配，保證了混凝土連續(xù)有序供應。

    6.2混凝土的澆筑

    本工程配備了三臺拖式泵和一臺汽車泵(備用)，分三條輸送管道同時分區(qū)間輸送混凝土，平行由遠至近，采取一個坡度、薄層循環(huán)推進一次剜頂澆筑混凝土，并配備50個插入式振動棒分上、中、下三個作業(yè)層面進行振搗，以防止混凝土漏振或出現(xiàn)施工冷縫，總量6800M3混凝土僅用72h便順利完成澆筑。

    6.3混凝土的泌水排放

    考慮到預拌混凝土泌水較多，在承臺筏板側(cè)模上預先留有泌水孔道，保證了混凝土泌水及時排至坑周排水溝內(nèi)。

    6.4混凝土表面處理

    考慮到承臺筏板面混凝土保護層稍厚，為了防止混凝土表面因漿體過多出現(xiàn)收縮裂縫，經(jīng)設計院同意，預先在承臺筏板表面配置了φ6@100雙向構(gòu)造筋的同時，加強了新澆筑混凝土表面采用鐵滾碾壓及鐵、木模子壓實壓光，避免了混凝土表面因漿體過多及水分過快散失出現(xiàn)干縮裂縫。

    6.5為了防止混凝土表面因失水而干裂，采取保溫塑料膜上帶有小孔的塑料循環(huán)水管，利用體內(nèi)循環(huán)水對其表面澆水養(yǎng)護，達到保濕目的。

7、施工成果

    在各方的大力協(xié)作、密切配合下，本工程承臺筏板大體積混凝土已順利完成，混凝土強度達到設計強度的l42％，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫出現(xiàn)，經(jīng)省質(zhì)安總站核驗為優(yōu)良。其施工特點為二低一短，即C50高強高性能混凝土水泥用量低(380g／M3)；混凝土內(nèi)部最高溫度低(85.6℃)；溫升及養(yǎng)護時間短。整個施工過程做到了方案科學、準備充分、措施得當、管理到位，為今后大體積混凝土施工生產(chǎn)技術(shù)管理和測溫、保溫保濕工作積累了一定的經(jīng)驗。

8、幾點體會

    8.1本工程混凝土的澆筑溫度最高達37℃，已遠遠超過規(guī)范規(guī)定的28℃。實踐證明，只要方案合理，措施得當，仍能保證混凝土本身不出現(xiàn)有害裂縫，可以有效地降低工程成本。

    8.2保溫、降溫措施有機地結(jié)合，可調(diào)整三個溫差，使混凝土溫差在規(guī)范規(guī)定的25℃范圍內(nèi)盡可能散熱，有利于縮短工期。本工程采取中午減少保溫層厚度，其它時間加厚保溫層厚度及升溫初期循環(huán)水管降溫，控制了三個溫差，使熱量盡可能釋放，保溫l5d就滿足了規(guī)定要求。同時建議混凝土澆筑7d內(nèi)降溫速率宜控制在1.5℃／d；7d以后可適當放寬到2.0—2.5℃／d，混凝土不會出現(xiàn)有害裂縫。

    8.3當混凝土表層設置溫度筋時，可適當放寬內(nèi)表溫差。本工程混凝土表層設溫度筋，承臺筏板面內(nèi)表溫差控制在25℃，但側(cè)面由于保溫條件不如頂面，混凝土表內(nèi)溫差在30～33℃，也未出現(xiàn)裂縫就是最好的例證。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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