大体积混凝土施工工法

大体积混凝土施工工法1、前言凡是结构物的断面最小尺寸在2m以上的混凝土块体，单面散热的结构断面最小尺寸在75cm以上，双面散热在100cm以上，水化热引起的最高温度与外界气温之差，预计超过25℃的混凝土，均可称为大体积混凝土。随着经济的高速发展，大体积混凝土被越来越多的运用在高层及超高层建筑的片筏基础或箱形基础、人防及地下建筑、大型公共建筑的基础底板，桩基础的承台、高层建筑转换层结构等关键部位。大体积混凝土施工过程中，如果在配合比设计、温差控制、浇筑方法、混凝土养护等方面处理不当，会造成温差应力、收缩等原因形成的裂缝，影响建筑物使用功能和安全。针对该问题，本文将以往成功的大体积混凝土工程施工经验编写成工法，推动行业发展。2、工法特点1、优化大体积混凝土配合比，最大限度地减少因水化热引起的混凝土温差应力产生的裂缝以及混凝土收缩产生的裂缝。2、采用一次性整体浇注混凝土的方法，有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的抗震能力。3、本施工工艺，减少了施工工序之间的交叉，取消了各种施工缝的处理工作，从而简化了施工程序，加快了施工进度。3、适用范围本施工技术适用于工业与民用建筑中的筏板基础或箱形基础、人防及地下建筑、大型公共建筑的基础底板，桩基础的承台、高层建筑转换层结构等大体积混凝土的施工。4、工艺原理大体积混凝土施工是通过对混凝土配合比和外加剂的优选，在满足设计指标的前提下，降低水泥用量，对混凝土搅拌、运输、入模、浇筑、测温、养护等全过程进行控制，防止混凝土结构裂缝的产生。5、施工工艺流程及操作要点5．1工艺流程施工准备钢筋检查验收砼配置严格控制商砼质量砼运输防止砼离析、水泥浆流失、塌落度损失过大及初凝砼浇筑严格执行施工工艺砼养护采取合理养护措施，定时、定点测温，做好记录5．2施工准备1、浇灌混凝土的模板，钢筋及管线等应事先全部安装完毕，经检查合格并办理隐、预检手续。2、浇灌混凝土所用架子及走道应搭设完毕，并经检查合格。3、水泥、砂、石子及外加剂等经检查符合要求，试验室已下达混凝土配合比通知单。4、自动上料系统经检查度量准确，振捣棒经检查试运转合格。5、工长根据施工方案对操作班组已进行全面施工技术交底，混凝土浇筑申请书已被批准。6、优化混凝土配合比1）混凝土配制强度等级按《混凝土配合比设计规程》执行，不宜超强，否则对温控不利，而且要尽可能利用后期强度，水泥宜采用中低水化热水泥，如矿渣硅酸盐类水泥。3）混凝土的水灰比宜在0.4-0.6，砂率宜为35~45%，建议砂率取39%以上，初凝时间宜在4小时以上，坍落度在12-16cm。4）为了减少绝对用水量和水泥用量，改善混凝土和易性、可泵性和延长缓凝时间，可掺加优质粉煤灰和抗裂、防渗、减水、缓凝等外加剂。5）为补偿混凝土的收缩，应掺一定数量的膨胀剂。6）细骨料宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应少于15%，含泥量不得大于1%。粗骨料宜采用连续级配，其针片状颗粒含量不宜大于10%，含泥量不得大于1%。7、混凝土水化热试验1）大体积混凝土水泥水化发热量是温度裂缝控制最关键的一个参数，因此，在进行配合比试验时必须同时进行水化热试验研究。2）胶凝材料的水化热试验必须进行，并测量3天、7天、14天、28天的发热量。7天的水化热不宜大于250kj/kg。3）有条件时应尽可能进行混凝土的水化热试验，避免由胶凝材料的水化热推算混凝土水化热带来的误差，以提高试验的精度。5．3操作工艺1、清理模板：浇筑前应将模板内的垃圾、泥土等杂物及钢筋上的油污清除干净，并检查钢筋的垫块是否垫好。如使用木模板时应浇水使模板湿润，但基层表面不应留有积水。2、混凝土的浇筑（1）浇筑方案根据结构平面布置、钢筋疏密、混凝土供应等具体情况，选择合适的浇筑方案。1)全面分层：在整个结构平面内全面分层浇筑混凝土，并保证第一层浇完后回来浇筑第二层时，第一层浇筑的混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑结束。施工时沿短边开始，沿长边进行。必要时也要分两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行。2）斜面分层：根据混凝土坍落度及混凝土泵在混凝土初凝时间内浇筑量估算混凝土分层浇筑厚度。分层的厚度受振捣器的棒长和振捣力大小的限制，一般为50cm左右。（2）不同浇筑区域之间、上下层之间的混凝土浇筑间隙时间不得超过混凝土的初凝时间。（3）二次抹面：当大体积混凝土按基准标高面浇完一定数量后，在混凝土初凝前，用铝合金长刮尺表面刮平，木蟹打平，这是第一遍。第二遍待收水后，表面沿钢筋位置出现收水裂缝，用滚筒滚压数遍，用木蟹揉搓，闭合收水裂缝。3、混凝土的振捣1）振捣棒的操作、要做到“快插慢拔”。在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以便上下振动均匀。2）每一插点要掌握好振捣时间，过短不易捣实，过长可能引起混凝土产生离析现象，一般每点振捣时间一般为15-30s，并且在20-30min后进行二次复振。浇筑混凝土每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。3）振棒插入的间距一般为400mm左右，尤其对于预留洞、预埋件和钢筋密集的部位应预先制定好相应的技术措施，确保顺利布料和振捣密实。4、混凝土测温与混凝土养护（1）测温监控混凝土测温阶段的要求：自混凝土入模开始测温，每隔2h左右测温1次。一般10～14d后可停止测温，或温度梯度20℃时，可停止测温；每测温1次，记录、计算每个测温点的升降值及温差值；测温人员每天应及时将测温数据反馈给施工单位和监理单位。当混凝土内外温度差超过22℃时，应立即检查测温仪器是否发生故障，如有故障应及时加以排除。同时必须向现场施工管理人员报警。当超过25℃时，必须立即通知现场施工管理人员及相关人员采取相应措施：1）、对养护不到位的混凝土及时予以补救；及时加强保温或减缓拆除保温材料，从而防止产生混凝土温差应力裂缝。2）、可考虑采用人工方法升高混凝土表面温度或增加草包覆盖层的层数。确保避免混凝土因温差应力造成的开裂。（2）温度应力裂缝的预防措施大体积混凝土在水化凝固过程中会产生大量的水化热，因混凝土表面、侧面热量散发较快，而内部热量散发较慢，故在混凝土中心与表面形成较大温差，如不采取适当措施，将在混凝土内部产生温度应力导致混凝土开裂。混凝土成型时，由于混凝土表面水泥浆较厚，选用长刮尺刮平，然后用木抹子抹平，待混凝土初凝后，再用木抹子抹压一遍，减少混凝土表面裂缝。在混凝土振捣完毕应随即覆盖，最好采用塑料薄膜密闭养护，防止混凝土脱水龟裂。加盖保温材料能有效地控制混凝土内部和表面的温差以及混凝土表面和大气的温差，从而防止混凝土因温差应力而产生的裂缝。必要时再在草包上面再覆盖一层塑料彩条布，其保温保湿效果非常好。（3）混凝土养护主要是保温保湿养护，保温养护能减少混凝土表面的热扩散，减小混凝土表面的温差，防止产生表面裂缝。保湿养护能防止混凝土表面脱水而产生表面干缩裂缝。在混凝土浇筑完毕12h内应选用低温下成膜性能好的养生液用农用喷雾器进行喷涂，然后覆盖两层适当湿水的草包，草包应上下错开，搭接压紧；对于底板四周侧面也采用喷涂养生液，覆盖2层草包的方式进行养护。在养护过程中可能会由于掺加外加剂的原因混凝土表面会提早泛白缺水，要浇水养护，冬季此时应在晴好天气的中午左右进行浇水，其它季节随即浇水，保温材料即掀即盖，切不可麻痹大意。（4）保温材料的拆除时间应以混凝土内部和表面温差以及表面和大气温差均小于25℃为准。一般混凝土浇筑完毕，第三、四天为升温的高峰，其后逐渐降温，保温材料的拆除以10d以上为妥。不能一次全部拆除，必须在实时监控的基础上分期分批地逐渐拆除。降温速度不宜过快，以防温差应力产生裂缝。尤其要注意的是天气的变化，特别是寒潮来临之前一定要加强保温。5、大体积混凝土泌水处理大体积泵送混凝土属于大流动混凝土，混凝土采用分块分层浇筑，混凝土浇筑间歇时间较长（一般为1.5-3h即控制在混凝土初凝前），易产生泌水层。泌水解决办法：在混凝土抄平时设置1‰的坡度将泌出水就近排入排水沟内，用隔膜泵通过集水井将多余水集中抽走，决不允许混凝土在水中浇捣，避免因水浸泡导致混凝土产生蜂窝、气孔，不密实。6、混凝土养护养护阶段按二班昼夜值班考虑，人员有：每班技术人员一名，养护工人根据工作量安排。6、材料与设备1、材料大体积混凝土施工所需要的材料：水泥、砂、石子、混凝土外加剂、粉煤灰2、主要机具：混凝土搅拌台、混凝土运输车、混凝土泵车、混凝土输送管、布料杆、平锹、插入式振动器、抹子、铁插尺、胶皮水管、铁板、串桶。机具的数量由具体工程量确定。7．质量控制1、混凝土配合比应准确，混凝土平均强度应不低于设计强度。严格控制混凝土原材料的质量和技术标准，水泥应现场进行抽检实验，外加剂应应进行相关性能试验，有条件的单位应进行水化热试验，控制粗细骨料的含泥量。严格按混凝土配合比进行，计量准确。2、控制混凝土水灰比和坍落度。3、采用综合措施，控制混凝土初始温度。4、根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少水泥和用水量，减少水化热和收缩。5、成立大体积混凝土施工攻关小组，组织、协调、配合相关工作。6、采用二次混凝土振捣技术，提高混凝土的密实度和抗裂性。7、采用二次抹面技术，闭合收水裂纹。8、及时将测温监控有关信息反馈给施工、监理等单位，对异常情况及时提出处理意见并督促实施。9、大体积混凝土的保温材料不宜一次全部拆除，应在实时监测的基础上分期分批地逐渐拆除，尤其要注意天气变化，特别是寒潮来临之前应加强保温。10、采用构造措施抵抗温度应力。8、安全措施1、振捣器的电源胶皮线要经常检查，防止破损，操作时应戴绝缘手套，穿胶鞋。2、混凝土运输车、混凝土泵车在使用前，应对装置进行检验。3、夜间施工时，运输道路及施工现场应架设照明设备。4、混凝土输送管应采用支架、台垫、吊具等固定，输送管应定期检查，特别是弯管等部位的磨损情况，以防爆管。5、施工人员进入现场一定要戴好安全帽，防止高空坠物砸伤。6、进入钢筋层埋设观测原件要防止钢筋扎伤。7、注意温度巡检仪的露天用电安全。8、加强实时监控系统的防水防盗。9、在混凝土泵的作业范围内，不得有障碍物、高压电线，同时还要有防范高空坠物的措施。9、环保措施1、混凝土所用材料，特别是外加剂，应满足环保要求。2、混凝土运输、泵送过程中，严禁抛洒，多余、少量混凝土应合理利用。3、混凝土施工过程中，应采取消音、减噪等防护措施。施工时间应尽量与附近居民休息时间错开。4、建筑用废水须先沉淀，再排入生活用污水排放管道，或回收利用。10、效益分析本施工技术由于采用一次性整体浇筑，提高了施工工效，避免了窝工，缩短了工期，创造了良好的经济效益。同时也克服了地下室底板、大体积梁、外墙开裂的质量通病。11、应用实例该项目基础底板、转换层梁都属于大体积混凝土工程，该项目运用大体积混凝土施工技术取得良好的经济效益。且基础底板、转换层梁均无裂缝产生，地下室防水效果良好，整个工程结构质量良好，无渗漏返修情况。