热带滨海地区大体积混凝土结构施工温度控制方案

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年第9期   作者:杨晓
[导读] 亚庇综合商业中心五星级酒店项目地处马来西亚沙巴州亚庇市,常年平均气温33℃
        摘要:亚庇综合商业中心五星级酒店项目地处马来西亚沙巴州亚庇市,常年平均气温33℃,属热带海洋性气候。项目临海最短距离仅9米,主楼电梯井基础承台混凝土浇筑方量1677m3,属于典型的滨海区域大体积混凝土结构。设计对混凝土浇筑温度控制有非常严格要求,要求核心温度不得高于75℃,根据当前的施工经验,类似大体积混凝土结构核心温度均会超过80℃。如何确保大体积混凝土施工温度控制,确保施工质量是本项目的关键,本文将重点介绍中心电梯井基础结构大体积混凝土浇筑施工温度控制措施方案。
        关键词:热带;滨海项目;大体积混凝土施工;分层浇筑;温度控制
1 概述
1.1工程概况
        亚庇综合商业中心五星级酒店项目位于马来西亚沙巴州亚庇市,临海最近距离仅9m。主楼中心电梯井基础承台高度为4.575m~6.975m,平面尺寸28.150m*12.146m,设计混凝土体积1677m3,是本次施工任务中的重点与难点。承台内部结构为高低阶布置,高差2.4m,浇筑方量大,属于典型的大体积混凝土结构。施工应考虑温度控制因素,需分层浇筑。

图一 电梯井基础承台结构剖面图
1.2施工难点及特点
         (1)浇筑体积大,构件高低阶落差大,浇筑流程要求高,模板支撑难度大,混凝土材料组织、运输、浇筑工序配合要求高;
         (2)为实现混凝土构件2.4米落差的高低阶几何形状,必须采取分层浇筑措施,浇筑衔接缝处理难度大。
         (3)混凝土温度控制要求高,浇筑后的温度测量及记录要求高。
2电梯井承台施工温度控制方案
    因工程所在地为热带地区,施工期白天温度35℃,夜间25℃。采取夜间浇筑的措施,降低混凝土初期温度,加强保温措施,防止里表温差过大。
2.1温控要求
         设计对混凝土温度的具体要求如下:
                核心温度不超过75℃;
                核心和表面温差不超过25℃;
                与环境温差不超过40℃。
2.2材料选择
         大体积混凝土配合比设计采用掺加一定比例的粉煤灰的方法,减少水泥用量,从而降低水化热。并根据粉煤灰混凝土的强度前期增长缓慢的特性,采用60d龄期作为抗压强度依据。
2.3 降温措施
         浇筑前对骨料进行冲水降温,可将处于露天环境下的骨料自38℃降低到26℃;拌和用水水箱加冰块,可将水温自30℃降低至19℃,出料温度在26℃左右,运输时间不超过40min,由现场自有拌和站及邻近商混站共同提供。该系列措施保障了混凝土入模温度控制在26℃~28℃,有效降低了混凝土初期升温潜力。
2.4浇筑流程及控制措施
        为防止混凝土浇筑下落过程中的离析现象影响成品质量,浇筑高度不可超过2.0m。中心电梯井基础承台因为其2.4m的高低阶特殊几何形状的情况实属少见。不仅给浇筑流程带来巨大的难题,即使分层分阶浇筑,也增加了构件结合处的衔接质量技术上的难度。结合国内已有的施工经验,在与设计单位讨论后,决定低阶与高阶分别浇筑,施工缝留置于高低阶交界处。
         中心电梯井基础承台浇筑面积大,在钢筋笼留置8个泵管伸入口,每个浇筑口的浇筑间隔不超过30M3,与临近浇筑口堆料高差在振动情况下不高于300mm,以此保障混凝土的充分振捣。
2.5施工缝技术措施
         在施工缝处设置抗剪应力预埋钢筋,沿几何尺寸长方向间距1000mm、短方向间距500mm,布置竖直方向的Φ25  L=2000mm钢筋,锚入低阶部分1000mm、预留高阶部分1000mm。
         浇筑高阶部分前需将界面做凿毛处理,剔除表面水泥浆、松散骨粒,浇筑前湿润界面,为新旧混凝土的结合创造最佳条件。

图二 抗剪应力钢筋详图
2.6监测方法及措施
        第一次浇筑低阶段,设置测温点6个,平面位置如图所示。每个测温点沿竖直方向设置3个测温单元,下部测温单元距离浇筑底部300mm,中部测温点设置在浇筑高度中心,上部测温单元距离浇筑表面300mm。第二次浇筑高阶段,设置测温点3个,如图示位置,测温单元设置位置一致。

        图三 测温点布置平面图/剖面图
采用热电偶监测方案,测温单元为热电偶线束(K线),设置在承台上述测温点。借鉴已有工程项目经验,埋设时避免使用钢筋等金属制品,因其在一定温度环境与混凝土中部分物质产生反应,形成的部分物质可在该环境下电离,自由移动离子会导电。对此处起到监测作用的K线端子产生影响。且实际工程经验证实导致温度数据的差异达到10℃及以上。
         为避免此情况的发生,通过一根竖向DN20 PVC管分别按要求位置固定三个热电偶单元线束并编号。热电偶线束连接在单独供电的GL240监测记录仪上,设置仪器自动记录周期为1h。避免意外情况引起的断电,安排专业管理人员每小时观察仪器运行情况,且准备好备用发电机,监测时间14天。
2.7保温措施
        因当地气候特殊,临海近,海风环境下夜间温度较低,昼间温度高。采取白天保温,夜间升温的方式控制温度。
        根据设计要求,取最大混凝土浇筑厚度4.757m,及相应参数,假设用XPS为保温材料,带入公式:
      。即所需XPS保温层厚度为74mm。
         在浇筑完成后模板拆除前使用0.2mm厚塑料薄膜进行表面覆盖,防止表层水分蒸发过快,引起表面的干缩裂缝。再在表面及立面铺两层50mm厚挤塑聚苯板(XPS),减少表层温度的散失,达到保温目的。
         搭设保温棚、设置卤素烤灯全覆盖升温,使覆盖范围内夜间温度维持在32℃左右。
3 混凝土施工温度控制情况
         经温度监测,绝热温升于第4日达到最大值Tmax=71.4℃;同期表面温度Tb=52.7℃。记录周期内最高温度≦75℃;里表温差≦25℃,环境温差≦40℃。
        60d龄期抗压强度平均值G35为45.57MPa。
        温度与抗压强度均达到设计要求。
4 结语
         亚庇综合商业中心五星级酒店项目电梯井承台大体积混凝土施工要求非常严格,首次在当地采用粉煤灰替代水泥用量,采用全自动检测表不间断检测混凝土各个部位的温度变化。项目部在施工过程中严格按照设计要求和施工质量验收标准执行,制定科学合理的施工方案,有效的将中心电梯承台结构大体积混凝土施工温度控制在设计要求范围内,不仅确保了施工质量,也为该地区类似项目的实施提供了参考与借鉴依据。
参考文献:
1. 《大体积混凝土温度应力与温度控制》朱伯芳2014-05
2. 《大体积混凝土施工标准 GB50496-2018》
       
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