在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中, 混凝土裂縫的控制是一個很重要的課題。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大, 由外荷載引起裂縫的可能性很小, 但由于水泥在水化反應(yīng)中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用, 會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力, 這將成為大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。位于天津市的凱得大廈工程施工概況如下: 二期工程主樓地下2 層, 鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)承臺板厚3.0m, 平面48.80m×48.80m, 承臺混凝土量為6360m3。商鋪樓地下1 層, 承臺板厚1.8m, 混凝土量為1817m3。地下車庫承臺板厚1.0m, 混凝土量為2319m3, 承臺中段設(shè)后澆帶一道。承臺混凝土強(qiáng)度等級為C30, 抗?jié)B等級P8, 總量10496m3。設(shè)計要求為達(dá)到無裂縫自防水的技術(shù)要求。本研究采用了ZY 膨脹混凝土, 并對ZY 膨脹混凝土的應(yīng)用作了研究, 確定了ZY 補(bǔ)償收縮混凝土配合比, 在無縫施工方案的實施過程中采取了有效的控制措施。
一、無縫施工方案設(shè)計
1. 設(shè)計機(jī)理以摻加ZY 膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土為基本材料,以加強(qiáng)帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計的要求, 將廣場的底板進(jìn)行了分塊: 后澆帶將整個底板分成4 塊,形成4 個澆筑單元, 塊中又設(shè)有膨脹加強(qiáng)帶, 將其再分成4 塊, 整個底板分成了16 塊。底板的分塊確定后, 墻板與頂板與底板相同的部位留設(shè)后澆帶及加強(qiáng)帶, 其留設(shè)的方法與底板相同。膨脹加強(qiáng)帶寬2 米, 邊緣每側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)用鋼筋加固, 防止加強(qiáng)帶外混凝土流入加強(qiáng)帶內(nèi)。混凝土澆筑時先澆帶外混凝土, 澆到加強(qiáng)帶時改用摻量ZY 膨脹劑混凝土施工。考慮到膨脹作用會使強(qiáng)度降低, 膨脹加強(qiáng)帶的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)該提高, 并加大膨脹劑用量, 用這樣的方法循環(huán)施工達(dá)到超長無縫結(jié)構(gòu)的目的。
2.補(bǔ)償收縮混凝土根據(jù)GBJ 119288“混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范”的規(guī)定, 產(chǎn)生0.2 至0.7MPa 以下自應(yīng)力混凝土為補(bǔ)償收縮混凝土。
為了實測出限制膨脹率, 實驗室進(jìn)行了摻加ZY 試件的限制膨脹率試驗, 試驗證實摻加ZY 確實可獲得微膨脹性, 摻量的大小對膨脹率的大小是有直接影響的。
3.配合比的設(shè)計混凝土材料的選擇: 1.水泥: 采用唐山水泥廠生產(chǎn)的42.5Mpa 普通硅酸鹽水泥。2.砂:選用遵化中砂, 細(xì)度模數(shù)Mx=2.6～2.8, 表現(xiàn)密度2.64 克/立方厘米, 松散密度1410 千克/立方米, 緊密密度1550 千克/立方米, 含泥量≤3%。3.石: 選用薊縣石子, 粒徑為5～31.5mm 連續(xù)級配, 壓碎指標(biāo)8%～9.8%, 含泥量≤3%。4.膨脹劑:北京中巖特材公司生產(chǎn)的ZY 膨脹劑。5.減水劑: 選用楊柳青電廠的Ⅱ級粉煤灰。
4. 后摻少量減水劑的預(yù)備措施混凝土澆筑正值7～8 月份高溫季節(jié), 易造成混凝土坍落度損失加大, 降低混凝土工作度方面的要求,加之可能出現(xiàn)的運輸途中堵車或施工中出現(xiàn)臨時需處理的問題, 使?jié)矒v速度減緩, 延誤了混凝土的入模時間, 因時間延長造成混凝土坍落度損失加大, 致使不能滿足泵送要求, 此時應(yīng)嚴(yán)禁加入生水, 而應(yīng)采取二次摻少量的FDN2I 減水劑的后摻法, 補(bǔ)償和恢復(fù)混凝土的坍落度損失。在配合比中FDN2I 減水劑量為0.8%, 一般該減水劑的摻量最高為1%, 在后摻減水劑時只考慮在0.2%以內(nèi)。后摻法比先摻法或同摻法在相同摻量下減水作用顯著提高, 是能補(bǔ)償坍落度損失的。但應(yīng)注意凡后摻減水劑的運輸車, 應(yīng)快速攪拌30 轉(zhuǎn)或1 秒以上。其摻量和攪拌時間由專人負(fù)責(zé)實施。
5. 地下室墻體混凝土配合比及澆筑的措施在墻板混凝土配合比設(shè)計試配, 確定設(shè)計配合比階段, 采取了降低水灰比的措施。底板與墻板同為C30P8, 而底板的水灰比為0.47。而墻板的水灰比為0.41, 混凝土的坍落度指標(biāo)底板為18～20 厘米, 墻板坍落度指標(biāo)控制在14～16厘米。采取該措施的目的在于減少用水量、降低混凝土的收縮。在混凝土澆筑階段, 采用二次振搗的工藝, 即在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗。避免混凝土因沉降收縮而引起的裂縫。這些措施的實施對控制墻體裂縫的出現(xiàn)是非常有必要的。在澆筑過程中其他方面的控制均與底板的控制措施方法相同。
二、施工方案
1.為保證相鄰已有建筑物安全, 先施工商鋪樓、車庫基礎(chǔ), 后施工主樓基礎(chǔ), 這樣承臺施工由淺入深, 同時也降低了商鋪樓、車庫的基坑降水費用。
2.主樓承臺分兩層澆筑, 每層厚1.5m, 商鋪樓承臺一次澆筑, 承臺中心水平位置埋設(shè)DN50 冷卻循環(huán)水管, 距承臺底300mm 到承臺表面向上100mm 埋設(shè)DN50 垂直散熱管, 間隔6m 雙向均勻布置, 即采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護(hù)措施降低大體積混凝土的溫升值。
3.加強(qiáng)技術(shù)管理( 1) 加強(qiáng)原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工, 明確分工、責(zé)任到人。加強(qiáng)計量監(jiān)測工作, 定時檢查并做好詳細(xì)記錄, 認(rèn)真對待澆筑過程中可能出現(xiàn)的冷縫,并采取相應(yīng)措施加以杜絕。( 2) 加強(qiáng)對人員的技術(shù)管理, 對于每一個環(huán)節(jié)的施工節(jié)點, 都要進(jìn)行施工前的技術(shù)交底, 施工結(jié)束后要進(jìn)行施工過程的技術(shù)應(yīng)用總結(jié), 特別是對大體積混凝土施工過程中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象, 仔細(xì)分析, 討論研究, 做到施工過程中不出現(xiàn)差錯。
4.合理組織勞動力及機(jī)械設(shè)備( 1) 施工人員分兩大班四六制作業(yè)。每班交接班工作提前半小時完成, 并明確接班注意事項, 以免交接班過程帶來質(zhì)量隱患。( 2) 承臺澆注采用自由式泵送, 并用塔吊配合,以免接、拆泵或堵管時混凝土出現(xiàn)冷縫。每臺泵輸出混凝土量為22m3/h 左右, 塔吊吊運混凝土4.5m3/h 左右。( 3) 人員安排應(yīng)滿足施工方案的要求, 事先做好人員調(diào)動工作, 對人員做到有序管理。
5.采用切實可行的施工工藝主樓、車庫、商鋪樓承臺澆筑, 均由東向西不間斷地推進(jìn)。根據(jù)泵送大體積混凝土的特點, 采用“分段定點, 一個坡度, 薄層澆筑, 循序推進(jìn), 一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法, 能較好地適應(yīng)泵送工藝, 避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長, 從而提高泵送效率, 簡化混凝土的泌水處理, 保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚, 故澆筑結(jié)束須在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍, 打磨壓實, 以閉合混凝土的收縮裂縫。
三、混凝土養(yǎng)護(hù)措施
加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及溫測工作( 1) 采用蓄水法保溫養(yǎng)護(hù), 蓄水深度19cm 以上。商鋪樓承臺在混凝土施工期間通入冷卻循環(huán)水, 以便加快承臺內(nèi)部熱量的散發(fā)。為保證冷卻水溫度控制可靠、流量調(diào)節(jié)方便并節(jié)約用水, 將循環(huán)水管的一端接到用于地坑降水的DN150 總排水管, 另一端接至承臺面, 使冷卻水養(yǎng)護(hù)循環(huán)往復(fù), 有效地控制內(nèi)外溫差。( 2) 為及時掌握混凝土內(nèi)部溫升與表面溫度的變化值, 在承臺內(nèi)埋設(shè)若干個測溫點, 采用L 形布置, 每個測溫點埋設(shè)測溫計2 根, 一根埋置于承臺混凝土的中心位置, 測量混凝土中心的最高溫升, 另一根置于管底至承臺上表面100mm, 測量混凝土的表面溫度, 測溫管的表面均露出混凝土表面100mm, 用100℃的紅色水銀溫度計測溫, 以方便讀數(shù)。
四、幾點體會
( 1) 采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護(hù)措施, 可有效降低混凝土的溫升值, 且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期, 對于超厚大體積混凝土施工尤其適用。
( 2) 主樓承臺混凝土分層澆筑, 下層混凝土的表面設(shè)置了棋盤式高低塊( 高差5cm) , 形成上下連接的鍵塊, 并將抗縮鋼筋伸出澆筑面20cm 以上。在混凝土終凝前, 用鋼絲刷拉毛表面水泥膜層處理水平施工縫, 再清掃沖洗干凈, 這樣可加強(qiáng)上下混凝土的連接, 節(jié)省鑿毛施工縫的人工。
( 3) 大體積混凝土采用泵送工藝, 泵送過程中常會發(fā)生輸送管堵塞故障, 故提高混凝土的可泵性十分重要。須合理選擇泵送壓力, 泵管直徑, 輸送管線布置應(yīng)合理。泵管上遮蓋濕麻袋, 并經(jīng)常淋水散熱。混凝土中的砂石要有良好的級配, 粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比宜為1: 3, 砂率宜在40%～45%之間, 水灰比宜在0.5～0.55 之間, 坍落度宜在15～18 之間。
