大型地下室底板大体积混凝土施工控制技术

发表时间:2020/8/28   来源:《城镇建设》2020年第13期   作者:吕仲品
[导读] 依托西安市米家崖二期租赁型保障房建设项目地下室底板大
        摘要:依托西安市米家崖二期租赁型保障房建设项目地下室底板大体积混凝土的浇筑,结合工程的总体施工方案,分析大体积混凝土浇筑热力学指标,并混凝土的配合比、振捣及二次振捣、大体积混凝土温度控制、保温蓄热养护等方面进行施工质量控制,并对大体积混凝土的温度进行监测,研究成果表明:在厚度方向,混凝土的温度变化与其所处的位置有关,不同的位置其温度变化速率不一,中部的温度最大,散热速率最缓慢;在平面方向上,混凝土的温度总体的变化规律与厚度方向上较为一致,且温度变化曲线也一致。
        关键词  地下室;底板混凝土;大体积混凝土;施工技术

1 工程概况
        西安市米家崖二期租赁型保障房建设项目位于十里铺街办米家崖。北临陇海铁路,南邻东城大道,东邻浐河西路、西临高架路。项目总用地面积约8.44万m2,总建筑面积约418397.83 m2,规划总住户共4086户,15379人。地下总建筑面积127678.1 m2,包括地下车库建筑面积约102676.00 m2,规划停车位4048辆;地下人防建筑面积约12800 m2;主楼地下室面积9030.1 m2;地下设备用房建筑面积约3172 m2。
2 底板大体积混凝土施工方案
        按照桩基支护及土方开挖整体施工部署,地下室底板施工阶段划分1、2、3共3个施工区域,共25个小区,其中A塔和B塔分区单次浇筑混凝土量分别约为8200 m3、4700 m3,分区2.1、2.2、2.4、2.5、3.6单次浇筑混凝土量均超过1000 m3,属大体积砼浇筑。
        根据总体施工流程安排,地下室底板混凝土浇筑顺序为A塔、2.1、2.2区→2.4、2.3区→2.5区;1.5、1.6、B塔区→1.3、1.7区→1.4、1.1、1.8区→1.2区;3.1、3.2、3.7、3.9区→3.4、3.3、3.8、3.10区→3.6区→3.5区。
3 大体积混凝土浇筑热工计算
        计算参数参考理论配合比情况取值:选用P.O42.5水泥,每立方米混凝土水泥用量320 kg,水用量180 kg,水灰比0.52,砂665 kg,碎石1070 kg,粉煤灰70 kg,矿渣60 kg,外加剂15 kg,混凝土入模温度取25℃,大体积混凝土浇筑时间在3月份至4月份,根据城市历年的气象条件,平均气温按15℃考虑。
        (1)最大绝热温升
        
        式中:Th—混凝土最大绝热温升(℃);mc—混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量(335 kg/m3);F—混凝土活性掺合料用量(70 kg/m3);K—掺合料折减系数。粉煤灰取0.25~0.30;Q—水泥28天水化热(按370 kJ/kg);c—混凝土比热,取0.97 kJ/(kg·K);ρ—混凝土密度,取2400(kg/m3)。
        (2)混凝土中心计算温度
        
       
        
        式中:T2(t)—混凝土表面温度(℃);Tq—施工期大气平均温度(取3月~4月份平均温度15℃);h1—混凝土虚厚度(m);H—混凝土计算厚度;T1(t)—混凝土中心温度。
        经上述计算,混凝土中心温度与混凝土表面温度差为61.86℃-48.95℃=12.91℃,远小于规范要求25℃,同样,在结构底板厚度为2.4 m和0.8 m时,混凝土内外温差小于25℃,采取覆盖一层塑料薄膜和麻袋能满足要求。
4 施工质量控制措施
        为了达到大体积混凝土的施工技术要求,主要根据以下几个方面进行施工质量控制:
        (1)混凝土的配合比控制
        大体积混凝土浇筑时一次性方量大,水化反应中热量大,应在混凝土水灰比和加水量等方面进行考虑,降低水化反应热或延缓水化热的发生,另外,也可以考虑通过加入掺和料的方法减少水泥用量,比如在水泥中加入粉煤灰等细集料 [1]。
        此次浇筑一次性方量大,为了确保混凝土的顺利浇筑,搅拌站应保证本次施工期间的材料供应。此外,底板受场地限制,浇筑以拖式泵为主,用斜向分层水平推进的方式浇筑。宜采用“退泵”—混凝土的浇筑方向与输送方向相反的方式布置浇筑路线。每层浇筑厚度约500 mm。
(2)振捣及二次振捣
        混凝土的振捣密实度是大体积混凝土浇筑的重要施工控制指标之一,为了是混凝土浇筑密实,采用插入式振捣器,按“退泵”分层浇筑方式进行,为使分层混凝土形成一个连续均匀的实体,在上层混凝土振捣时候,振捣器应深入至下层混凝土中,充分振捣5min以上,但为了避免过长时间的振捣导致混凝土离析,应控制振捣速率和振捣密度,根据研究表明,振捣的间隔距离在40cm至50cm为宜,采用多个振捣器同时施工时,应彼此保持距离,避免振捣器对已振密实混凝土的扰动,或者重复振捣。季节施工时,应控制好作业温度,在夏季施工时,应在一天平均温度为20℃的时间点作业,在冬季施工时,应注意大体积混凝土内外混凝土的温度差,避免混凝土振捣促使混凝土散热过快,引起温度裂缝 [2-3]。
(3)大体积混凝土温度控制
        大体积混凝土温度控制主要控制水化温升、入模温度、内外温差,如表1所示:
       
        (3)保温蓄热养护
        混凝土在干燥条件下会发生体积收缩;现代的泵送大流动性混凝土和传统的低流动性混凝土不同,在塑性阶段和低龄期阶段的干燥收缩尤为明显,3d龄期内发生的收缩影响已不可忽略。因此,一定要从一开始就把混凝土的保湿养护作好。应在混凝土振捣、找平后用塑料薄膜类的不透水材料临时覆盖。在高温和大风天尤应注意,避免混凝土表面迅速失水结皮、开裂,增加了后续工序的处理浅表裂缝的难度。在二次振捣之后用不透水材料严密覆盖进行保湿养护,降低混凝土的收缩。
        随着水化热的释放和积聚,入模后混凝土温度很快升到峰值,在此升温阶段用保温材料进行蓄热养护,控制混凝土内外温差,防止表面裂缝。随着热量的散失,混凝土进入降温阶段,产生总体的体积收缩,会产生约束应力;如果降温速率过快,约束应力超过当时混凝土的抗拉强度,就会出现裂缝。减少收缩裂缝的危害,除了采取降低约束的构造措施,还必须采取用保温材料覆盖混凝土表面的蓄热养护措施,直至混凝土内外温差、混凝土表面与环境的温差降到允许范围(一般为≤25℃),方可拆除养护[4]。在蓄热养护期间,应避免出现混凝土温度陡降。
6 结论
        (1)依托西安市米家崖二期租赁型保障房建设项目大型地下室底板大体积混凝土的浇筑,将项目地下室底板施工阶段划分1、2、3共3个施工区域,共25个小区的总体施工方案,分区分块施工保证了大体积混凝土的施工工序问题。
        (2)对热力学指标参数进行分析,经计算表明,混凝土内外温度差为12.91℃,小于规范要求25℃,同样,在结构底板厚度为2.4 m和0.8 m时,混凝土内外温差小于25℃,因此,采取覆盖一层塑料薄膜和麻袋能满足要求。
        (3)从混凝土的配合比、振捣及二次振捣、大体积混凝土温度控制、保温蓄热养护等方面进行施工质量控制,研究成果表明方法控制,混凝土未出现温度裂缝,保证了底板大体积混凝土的顺利施工。
       
参 考 文 献(References):
[1] 龚剑,李宏伟.大体积混凝土施工中的裂缝控制[J].施工技术, 2012, (6): 28-32.
[2] 童育林.大体积混凝土裂缝控制研究.重庆大学硕士论文[D], 2004.
[3] 万宇超.大体积混凝土的研究进展[J].混凝土世界, 2016, (6): 70-72.
[4] 中华人民共和国国家标准. GBT51028-2015 大体积混凝土温度测控技术规范[S].北京: 中国建筑工业出版社, 2015.
[5] Y.Wu,R.Luna. Numerical implementation of temperature and creep in mass concrete[J]. Finite Elements in Anslysis and Design, 2001, 37(1): 97-106.
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