大體積混凝土工法青島市膠州建設(shè)集團(tuán)有限公司

2006年8月大體積混凝土工法（青島市膠州建設(shè)集團(tuán)有限公司）在建筑工程施工過(guò)程中，一般將最小斷面尺寸大于i米以上的混凝土結(jié)構(gòu)，或者雖然尺寸達(dá)不到i米，但因?yàn)樗療徇^(guò)大產(chǎn)生的內(nèi)外溫差足以產(chǎn)生混凝土裂縫的混凝土，均須作為大體積混凝土施工。我公司自2000開始施工的膠州世紀(jì)大廈工程、青島市中級(jí)人民法院經(jīng)濟(jì)適用房工程、青島市中心醫(yī)院放療中心樓等工程中在大體積混凝土施工過(guò)程中采取相應(yīng)得技術(shù)措施，妥善處理內(nèi)溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力，控制混凝土裂縫，實(shí)現(xiàn)混凝土一次性連續(xù)澆筑，總結(jié)出一系列的對(duì)策，制定了本工法，并通過(guò)工程應(yīng)用進(jìn)一步完善和發(fā)展，取得了良好的效果。一、特點(diǎn)1、簡(jiǎn)單、靈活、機(jī)動(dòng)，可操作性強(qiáng)，便于施工；2、大大降低了大體積混凝土由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥水化熱積累多，熱量不容易散發(fā)，而容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫的缺陷；3、做到混凝土連續(xù)澆筑，提高了結(jié)構(gòu)的整體性、抗震性、抗?jié)B性以及抗輻射等性能；二、適用范圍1、建筑工程施工中大體積混凝土的澆筑；2、有抗震、抗?jié)B以及抗輻射要求以及對(duì)混凝土裂縫控制要求高的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)；3、一次性連續(xù)澆筑，不留施工縫，結(jié)構(gòu)的整體性要求高的構(gòu)筑物。三、原理采取技術(shù)措施，降低水泥的水化熱積累，減小內(nèi)外溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，從而減少混凝土裂縫。四、施工準(zhǔn)備1、技術(shù)準(zhǔn)備<1>混凝土水化熱絕熱溫升值計(jì)算CQ/ mtT= (1-e-)(t)C.p 、 /T(t)澆筑完成一段時(shí)t,混凝土絕熱溫升值(℃);C每立方混凝土水泥用量(Kg/m3)；Q每Kg水泥水化熱量(J/Kg);C混凝土比熱一般為0.92?1.00,取0.96(J/Kg-K)p 混凝土質(zhì)量密度，取2400Kg/m3；e常數(shù)，為2.718；m 與水泥品種、澆搗時(shí)溫度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般為0.2?0.4；t齡期(d);經(jīng)在工程計(jì)算中，混凝土溫度絕熱溫升值一般2?3天為最大值，實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件外表面是散熱的，混凝土導(dǎo)熱性差，其內(nèi)部最高溫升值一般都略小于絕熱溫升值，因此計(jì)算值偏于保守。<2>混凝土的溫度收縮應(yīng)力計(jì)算大體積混凝土裂縫，主要是由平均降溫差和收縮差引起過(guò)大溫度收縮應(yīng)力造成的，混凝土因外約束引起的溫度（包括收縮）應(yīng)力按下式計(jì)算：E⑴a"o=--H（t-R1-vo -----混凝土的溫度（包括收縮）應(yīng)力（N/mm?）；E（t）-----混凝土彈性模量（N/mm?），一般取平均值；a -----混凝土的線膨脹系數(shù)，取10X0.1 ;力T-----混凝土的最大綜合溫度差（°C）;H（t）-----徐變影響的松弛系數(shù)；R-----混凝土的外約束系數(shù)，巖石地基時(shí)，R=1;滑動(dòng)墊層時(shí)，R=0;一般地基取0.25?0.5;力T=T0+2/3T（t）+Ty（t）-ThT0 -----混凝土入模溫度（℃）;T（t）-----混凝土水化熱絕熱溫升值（C）;Ty（t）-----混凝土收縮當(dāng)量溫差（℃）;Th -----混凝土澆筑后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的溫度，一般根據(jù)歷年氣象資料取當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁兀ā妫?如果計(jì)算的溫度收縮應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，可采取調(diào)整混凝土的入模溫度，減低水化熱溫升值，降低內(nèi)外溫度差以及改善施工操作工藝和混凝土性能，提高抗拉強(qiáng)度，改善約束條件等措施，使應(yīng)力保持在允許范圍以內(nèi)。(3)制定技術(shù)措施和質(zhì)量控制措施，落實(shí)組織指揮系統(tǒng)，逐級(jí)進(jìn)行技術(shù)交底，做到層層落實(shí)，確保施工順利進(jìn)行。2、材料準(zhǔn)備<1>采用水化熱較低的水泥，嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和含泥量；選用5?31.5mm連續(xù)級(jí)配碎石，細(xì)度模數(shù)2.70的中砂，砂含泥量嚴(yán)格控制在3%以內(nèi)，石含泥量控制在1%以內(nèi)，并不得含有有機(jī)質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂。<2>摻入適量的II級(jí)粉煤灰，減少水泥用量。<3>摻加高效減水劑，控制混凝土初凝時(shí)間在12小時(shí)左右，從而推遲水泥水化熱峰值的出現(xiàn)，降低混凝土表面溫度梯度。<4>在混凝土滿足泵送要求的前提下，最大限度的控制水灰比。3、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備(1)模板、鋼筋施工完成并經(jīng)過(guò)驗(yàn)收。(2)原材料、外加劑、人員、機(jī)械、測(cè)溫、保溫養(yǎng)護(hù)材料準(zhǔn)備就緒。(3)現(xiàn)場(chǎng)腳手架、作業(yè)平臺(tái)滿足混凝土澆筑的要求。五、工藝流程模板驗(yàn)收-鋼筋驗(yàn)收-預(yù)留、預(yù)埋驗(yàn)收-測(cè)溫及降溫孔布置-混凝土運(yùn)輸-混凝土(按澆筑方案澆筑方向)入模-混凝土分層、分段振搗-混凝土降溫措施-混凝土養(yǎng)護(hù)。六、施工要點(diǎn)(以青島市中心醫(yī)院放療中心樓為例)1、采用“分段定點(diǎn)下料，一個(gè)坡度，薄層澆筑，循序漸進(jìn)，一次到頂”的澆筑方案，振搗時(shí)布置三道振動(dòng)棒，第一道至砼坡頂，第二道在砼斜坡中間，第三道在砼坡腳。三道相互配合，保證覆蓋整個(gè)坡面，確保不漏振，隨著砼澆筑工作的向前推進(jìn)，振動(dòng)棒也相應(yīng)跟上，以確保整個(gè)高度砼的質(zhì)量。2、采用二次振搗和二次抹壓的方法，增加砼的密實(shí)和均勻性。3、降溫措施采用25鋼管按設(shè)計(jì)間距，均勻分布與大體積混凝土中，下方與上方全部伸出，利用空氣對(duì)流進(jìn)行熱管降溫（根據(jù)季節(jié)確定是否使用致冷劑），降溫后用細(xì)石混凝土灌漿密封，具體如下圖：4、溫度監(jiān)控測(cè)溫點(diǎn)布置：垂直方向：在距砼表面10cm以及砼中間部位分別布置三個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。水平方向：分別在距邊緣1m和中間部位布置。測(cè)溫工具的選用：采用JDC-2型便攜式建筑電子測(cè)溫儀。測(cè)溫線布置：用鋼筋將測(cè)溫線固定好，傳感器距離鋼筋端部10cm，不得與鋼筋接觸，將鋼筋另一端與上層鋼筋固定好以后，將引出線收成一束，穿入管中，固定在橫向鋼筋下引出，以免澆筑時(shí)受到損傷。測(cè)溫制度：在砼升溫保持階段，2-3h測(cè)溫一次，在溫度下降階段，4-8小時(shí)測(cè)溫一次。溫度控制參數(shù):（1）我國(guó)《水工砼施工規(guī)范》（SDJ207-82）中規(guī)定：高溫季節(jié)施工時(shí)，砼最高澆筑溫度，不得超過(guò)28℃。為求得統(tǒng)一，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）也規(guī)定了這個(gè)溫度值。（2）砼內(nèi)部與表面的溫度之差不得超過(guò)25℃，砼的溫度驟降不得超過(guò)10℃。養(yǎng)護(hù)期間的溫度控制（1）大體積砼澆筑完畢后，待其收水后，在頂板的表面覆蓋塑料薄漠，和兩層濕草簾。在外側(cè)的鋼模板表面覆蓋，一層薄膜和兩層草簾，內(nèi)側(cè)面的鋼模板上覆蓋兩層草簾，并在混凝土外表面澆溫水，以防散熱過(guò)快。（2）根據(jù)監(jiān)控結(jié)果，如果砼內(nèi)部升溫較快，則表面保溫效果不好，砼內(nèi)部與表面溫度之差有可能超過(guò)控制值時(shí)，及時(shí)增加保溫層厚度和溫水溫度。（3）當(dāng)晝夜溫差較大或天氣預(yù)報(bào)有暴雨襲擊時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備足夠的保溫材料，并根據(jù)氣溫變化趨勢(shì)以及砼內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整保溫層厚度。（4）當(dāng)砼內(nèi)部與表面溫度之差不超過(guò)20℃，且砼表面與環(huán)境溫度之差也不超過(guò)20℃時(shí)，逐層拆除保溫層，當(dāng)砼內(nèi)部與環(huán)境溫度之差接近內(nèi)部與表面溫差控制值時(shí)，則全部撤掉保溫層。（5）由于大體積砼墻體和頂板連續(xù)澆筑，澆筑時(shí)應(yīng)避開雨天。七、機(jī)具設(shè)備1、混凝土運(yùn)輸、澆筑等所需設(shè)備，但是根據(jù)施工具體部位及工程的不同相應(yīng)配置，但是必須保證連續(xù)施工。2、采用JDC-2型便攜式建筑電子測(cè)溫儀。八、勞動(dòng)力組織地泵兩臺(tái)、車泵一臺(tái)并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，人員組織分為兩個(gè)班組，每班組地泵放料2人，機(jī)械操作2人，管道拆卸6人，振動(dòng)棒3人，抹壓4人；車泵操作2人，控制3人，振動(dòng)棒6人，抹壓4人。九、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參照現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002?；炷亮芽p控制指標(biāo)執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范。十、安全與文明施工管理措施按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-99）和山東省《建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ14-033-2005）要求。十一、效益分析1、經(jīng)濟(jì)效益（1）本工法工藝簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)可操作性強(qiáng)，在不大幅度增加費(fèi)用的情況下有效防止裂縫的發(fā)生，減小了后期維護(hù)的費(fèi)用。（2）節(jié)約了水泥用量，降低了成本。（3）可以連續(xù)施工，提高了工效。（4）提高了混凝土成型質(zhì)量，保證了結(jié)構(gòu)的耐久性。2、社會(huì)效益利用了粉煤灰工業(yè)廢料，減少了城市環(huán)境污染，提高了混凝土澆筑的工效，為社會(huì)增添了效益。十二、工程實(shí)例我公司自2000開始在膠州世紀(jì)大廈工程、青島市中級(jí)人民法院經(jīng)濟(jì)適用房工程、青島市中心醫(yī)院放療中心樓等工程中，采用本工法，妥善處理內(nèi)溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力，控制混凝土裂縫，實(shí)現(xiàn)混凝土一次性連續(xù)澆筑，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2000年施工的膠州世紀(jì)大廈工程，地下二層，地上18層，建筑面積81800m2，地下室底板混凝土厚度1.2m，一次澆筑混凝土量3000m3。一次澆筑時(shí)間48小時(shí)。施工中根據(jù)本工法要求采取大體積混凝土防止裂縫的措施，加強(qiáng)保溫和測(cè)溫，混凝土施工完成后養(yǎng)護(hù)14晝夜，未產(chǎn)生肉眼可見裂縫，地下室完成未發(fā)生滲漏現(xiàn)象。地下室施工工期40天，工程總工期360天，做到當(dāng)年開工、當(dāng)年竣工、當(dāng)年見效益。工程竣工多年，使用效果良好，受到了使用單位和上級(jí)部門的好評(píng)。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2005年施工的青島市中級(jí)人民法院高層經(jīng)濟(jì)適用房工程，地下一層，地上19層，建筑面積46700m2，地下室底板混凝土厚度1.1m，一次澆筑混凝土量2200m3。一次澆筑時(shí)間40小時(shí)。施工中根據(jù)本工法要求采取大體積混凝土防止裂縫的措施，加強(qiáng)保溫和測(cè)溫，混凝土施工完成后養(yǎng)護(hù)14晝夜，未產(chǎn)生肉眼可見裂縫，地下室完成未發(fā)生滲漏現(xiàn)象。地下室施工工期25天，工期和質(zhì)量受到了建設(shè)單位和上級(jí)主管部門的好評(píng)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2005年施工的山東省青島市中心醫(yī)院放療中心樓建筑面積2122m2,地上兩層，框架結(jié)構(gòu)。該工程