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摘 要:本文根据笔者的工作经验并结合工程实例,对建筑工程中基础底板大体积混凝土施工中底板混凝土施工、混凝土配合比、大体积混凝土浇筑方法及底板混凝土温度控制等关键问题进行了相关阐述。
关键词:基础底板;大体积混凝土;混凝土配合比;温度控制
随着我国经济的飞速发展,城市建设的规模也越来越大。建筑施工技术得到了迅速的提升,混凝土体积由几百立方米逐渐增大到几万立方米,因此,对于大体积混凝土施工提出了更高的要求。而现代建筑中时常涉及到的大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等,它主要的特点是体积大,一般实体最小尺寸大于或等于1m。以下便以本人实际工作中的某学校新建综合楼工程基础底板大体积混凝土施工为例,分析建筑工程中基础底板大体积混凝土施工技术的应用,可供同行工程技术人员参考。
工程概况
某新建综合楼工程基础底板混凝土设计强度等级为C30,抗渗标号等级为S8,总体厚度1m,局部建筑外延部分底板厚度为0.5m,总体积约3400m3,按大体积施工工艺组织施工。
原设计将底板平面0.5m厚部分与1m厚整体之间设置成2条1m宽沉降后浇带,同时,在底板平面中部沿南北方向和东西方向设置成十字形交叉的伸缩后浇带。经甲方、施工、设计和监理单位四方共同论证,将南北向伸缩后浇带取消,改成相应增加多条能够同底板混凝土连续施工的加强带,底板混凝土掺KEA-Ⅱ复合型外加剂,按补偿性混凝土浇筑。
2、底板混凝土施工时的技术关键
2.1基于底板混凝土防水抗渗的设计要求,掺加KEA-Ⅱ复合型外加剂,配制微膨胀补偿性混凝土,改善混凝土自身的各项性能,控制其内部约束应力产生的收缩裂缝。
2.2实行混凝土分层连续浇筑,按缓凝时间控制每层混凝土覆盖周期,确保混凝土层间不出现冷缝。
2.3采用蓄热法保温养护和微机控温技术,控制浇筑后混凝土表面和内部温度差不超过25℃,降温速率低于2℃/d,避免混凝土强度增长期间出现温度收缩裂缝。
2.4控制混凝土拌合物的出机温度和入模温度,加强覆盖保温措施,保证其正常温度下,混凝土强度增长值不低于混凝土设计强度标准的30%。
3、C30、S8混凝土配合比设计
3.1材料选用
①水泥采用425号普通硅酸盐水泥;
②考虑混凝土可泵性,采用碎石粒径为1~3cm,含泥量小于1%;
③选用细砂(受地方条件限制),含泥量小于2%;
④掺加KEA-Ⅱ复合型外加剂,具有微膨胀、泵送、缓凝、抗渗和防冻多重功能,内掺12%,初凝时间可控制在8.5h。
3.2施工配合比(见表1)
4、大体积混凝土浇筑方法
4.1基础底板采用分条、分段、斜面分层、连续推进、自然流淌、一次到顶的混凝土浇筑方案。
4.2在基坑南北两侧分设2个搅拌站和泵组。在1m厚底板平面内布置了4台混凝土输送泵和管道,每台混凝土泵配置了1台500mL混凝土搅拌机,按混凝土搅拌站自动计量装置准确配料,北侧泵组按由西向东浇筑混凝土,南侧泵组由东向西浇筑混凝土,中间以后浇带分割,部分0.5m3厚底板混凝土由沉降带分隔,则分段组织混凝土连续浇筑。
4.3混凝土条浇筑宽度20m,按斜面1∶6坡度,其流淌距离为6m左右,分层浇筑厚度控制在50cm,按4h覆盖1层,则每小时4条混凝土的输送量不小于60m3。因混凝土的初凝时间大于8h,保证了每层混凝土按期覆盖浇筑。
4.4根据混凝土泵送时的自然坡度情况,在每条浇筑条前后布设2道振捣器。随着混凝土向前推进浇筑,振捣器相应跟进。
4.5混凝土浇筑约3~4h后,初步按标高用长括尺括平,在初凝前用铁滚桶纵横碾压数遍,待混凝土收水沉实后,用木抹子搓平混凝土表面,封闭其收水裂缝,然后间隔覆盖2层塑料布、2层草袋保温、保湿。
5、底板混凝土加强带和后浇带施工
5.1加强带通常设置在两相邻柱轴间的中央部位,净宽1.5m,并在其两侧各外延1m,形成过渡区。浇筑加强带混凝土为C35,内掺13.5%KEA-Ⅱ复合型外加剂。
5.2加强带位置增设水平方向温度配筋9mm、长5.5m,在两侧搭接长度1m,温度筋为原配筋率的10%。
5.3浇筑底板C30混凝土至加强带过渡区时,改用C35配合比浇筑带内混凝土,至过渡区,再改用C30配合比继续浇筑混凝土。
5.4在加强带过渡区加设钢丝网隔离,并加强该部位的振捣,使两种配合比混凝土混合均匀,形成过渡性中等膨胀混凝土带。
5.5伸缩后浇带在底板浇筑40d后施工,沉降后浇带在主体完工后浇筑。浇筑前先清除带内杂物,用压力水清洗,然后以C35、S8(内掺13.5%KEA-Ⅱ复合型膨胀剂)混凝土浇筑,坍落度為14~16cm,终凝后加强保温、保湿养护14d。
6、底板混凝土温度控制
6.1由实际C30混凝土配比得:425号水泥用量407kg,KEA-Ⅱ复合型外加剂55.5kg,另测得混凝土浇筑温度10℃,按公式求混凝土3d龄期内部最高温升Tmax=T0+Q1/10+Q2/10=10+407/10+55.5/10=56.3℃。为控制混凝土内外温差低于25℃,经计算决定采用2层塑料布间隔2层草袋,形成多层空气腔,进行保温、保湿养护。
6.2按平均温度11℃和复合保温层测算,混凝土底板在11℃下持续降温11d,表面温度接近13℃,冷却期内平均温度(混凝土表面)22.4℃,使混凝土强度达到80%以上。
6.3温度监测
①采用混凝土温度测定仪和微机进行底板混凝土温控过程的24h连续监测;
②采用电流型的进口精密集成温度传感器作温感元件,传感器经筛选并作老化处理后用金属管套封保护,隔氧密封,正式布设后对已作密封的传感器再次标定;
③测温点选择西北角底板平面内1/4区域布置,凹凸折角和混凝土底板侧面及底板中心各部位,分别代表性地布设测温点,共计55个测点,分上中下3层或5层设置;④实际保温监测期为24d,监测期内,混凝土浇筑后最初3d左右,内部温升均达到最高点,实测最高温度46.5℃,低于计算值。复合保温层覆盖之后,混凝土上下表面和混凝土中部温度变化较为平缓,降温速率为1.5~1.8℃/d,温差15℃左右,保温效果良好。
监测后期,随着大气温度的回升,混凝土内外温差接近(约5~6℃),降温曲线趋于平缓。最后,仅留下1层塑料布保湿,混凝土温度监控期即告结束。
7、结束语
7.1采取混凝土加强带取代南北向伸缩后浇带方案,可避免人为造成带内混凝土接茬冷缝,有利于保证混凝土质量。同时,可免去清理后浇带、补浇混凝土的工序,节省工期,且综合费用没有明显的增加。
7.2采取微机进行混凝土内部温度自动监测,可便于随时掌握混凝土底板内外温差和降温速率,预测其温度的变化趋势,适时增减混凝土表面覆盖层的厚度,体现了混凝土信息化温控的重要作用。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:基础底板;大体积混凝土;混凝土配合比;温度控制
随着我国经济的飞速发展,城市建设的规模也越来越大。建筑施工技术得到了迅速的提升,混凝土体积由几百立方米逐渐增大到几万立方米,因此,对于大体积混凝土施工提出了更高的要求。而现代建筑中时常涉及到的大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等,它主要的特点是体积大,一般实体最小尺寸大于或等于1m。以下便以本人实际工作中的某学校新建综合楼工程基础底板大体积混凝土施工为例,分析建筑工程中基础底板大体积混凝土施工技术的应用,可供同行工程技术人员参考。
工程概况
某新建综合楼工程基础底板混凝土设计强度等级为C30,抗渗标号等级为S8,总体厚度1m,局部建筑外延部分底板厚度为0.5m,总体积约3400m3,按大体积施工工艺组织施工。
原设计将底板平面0.5m厚部分与1m厚整体之间设置成2条1m宽沉降后浇带,同时,在底板平面中部沿南北方向和东西方向设置成十字形交叉的伸缩后浇带。经甲方、施工、设计和监理单位四方共同论证,将南北向伸缩后浇带取消,改成相应增加多条能够同底板混凝土连续施工的加强带,底板混凝土掺KEA-Ⅱ复合型外加剂,按补偿性混凝土浇筑。
2、底板混凝土施工时的技术关键
2.1基于底板混凝土防水抗渗的设计要求,掺加KEA-Ⅱ复合型外加剂,配制微膨胀补偿性混凝土,改善混凝土自身的各项性能,控制其内部约束应力产生的收缩裂缝。
2.2实行混凝土分层连续浇筑,按缓凝时间控制每层混凝土覆盖周期,确保混凝土层间不出现冷缝。
2.3采用蓄热法保温养护和微机控温技术,控制浇筑后混凝土表面和内部温度差不超过25℃,降温速率低于2℃/d,避免混凝土强度增长期间出现温度收缩裂缝。
2.4控制混凝土拌合物的出机温度和入模温度,加强覆盖保温措施,保证其正常温度下,混凝土强度增长值不低于混凝土设计强度标准的30%。
3、C30、S8混凝土配合比设计
3.1材料选用
①水泥采用425号普通硅酸盐水泥;
②考虑混凝土可泵性,采用碎石粒径为1~3cm,含泥量小于1%;
③选用细砂(受地方条件限制),含泥量小于2%;
④掺加KEA-Ⅱ复合型外加剂,具有微膨胀、泵送、缓凝、抗渗和防冻多重功能,内掺12%,初凝时间可控制在8.5h。
3.2施工配合比(见表1)
4、大体积混凝土浇筑方法
4.1基础底板采用分条、分段、斜面分层、连续推进、自然流淌、一次到顶的混凝土浇筑方案。
4.2在基坑南北两侧分设2个搅拌站和泵组。在1m厚底板平面内布置了4台混凝土输送泵和管道,每台混凝土泵配置了1台500mL混凝土搅拌机,按混凝土搅拌站自动计量装置准确配料,北侧泵组按由西向东浇筑混凝土,南侧泵组由东向西浇筑混凝土,中间以后浇带分割,部分0.5m3厚底板混凝土由沉降带分隔,则分段组织混凝土连续浇筑。
4.3混凝土条浇筑宽度20m,按斜面1∶6坡度,其流淌距离为6m左右,分层浇筑厚度控制在50cm,按4h覆盖1层,则每小时4条混凝土的输送量不小于60m3。因混凝土的初凝时间大于8h,保证了每层混凝土按期覆盖浇筑。
4.4根据混凝土泵送时的自然坡度情况,在每条浇筑条前后布设2道振捣器。随着混凝土向前推进浇筑,振捣器相应跟进。
4.5混凝土浇筑约3~4h后,初步按标高用长括尺括平,在初凝前用铁滚桶纵横碾压数遍,待混凝土收水沉实后,用木抹子搓平混凝土表面,封闭其收水裂缝,然后间隔覆盖2层塑料布、2层草袋保温、保湿。
5、底板混凝土加强带和后浇带施工
5.1加强带通常设置在两相邻柱轴间的中央部位,净宽1.5m,并在其两侧各外延1m,形成过渡区。浇筑加强带混凝土为C35,内掺13.5%KEA-Ⅱ复合型外加剂。
5.2加强带位置增设水平方向温度配筋9mm、长5.5m,在两侧搭接长度1m,温度筋为原配筋率的10%。
5.3浇筑底板C30混凝土至加强带过渡区时,改用C35配合比浇筑带内混凝土,至过渡区,再改用C30配合比继续浇筑混凝土。
5.4在加强带过渡区加设钢丝网隔离,并加强该部位的振捣,使两种配合比混凝土混合均匀,形成过渡性中等膨胀混凝土带。
5.5伸缩后浇带在底板浇筑40d后施工,沉降后浇带在主体完工后浇筑。浇筑前先清除带内杂物,用压力水清洗,然后以C35、S8(内掺13.5%KEA-Ⅱ复合型膨胀剂)混凝土浇筑,坍落度為14~16cm,终凝后加强保温、保湿养护14d。
6、底板混凝土温度控制
6.1由实际C30混凝土配比得:425号水泥用量407kg,KEA-Ⅱ复合型外加剂55.5kg,另测得混凝土浇筑温度10℃,按公式求混凝土3d龄期内部最高温升Tmax=T0+Q1/10+Q2/10=10+407/10+55.5/10=56.3℃。为控制混凝土内外温差低于25℃,经计算决定采用2层塑料布间隔2层草袋,形成多层空气腔,进行保温、保湿养护。
6.2按平均温度11℃和复合保温层测算,混凝土底板在11℃下持续降温11d,表面温度接近13℃,冷却期内平均温度(混凝土表面)22.4℃,使混凝土强度达到80%以上。
6.3温度监测
①采用混凝土温度测定仪和微机进行底板混凝土温控过程的24h连续监测;
②采用电流型的进口精密集成温度传感器作温感元件,传感器经筛选并作老化处理后用金属管套封保护,隔氧密封,正式布设后对已作密封的传感器再次标定;
③测温点选择西北角底板平面内1/4区域布置,凹凸折角和混凝土底板侧面及底板中心各部位,分别代表性地布设测温点,共计55个测点,分上中下3层或5层设置;④实际保温监测期为24d,监测期内,混凝土浇筑后最初3d左右,内部温升均达到最高点,实测最高温度46.5℃,低于计算值。复合保温层覆盖之后,混凝土上下表面和混凝土中部温度变化较为平缓,降温速率为1.5~1.8℃/d,温差15℃左右,保温效果良好。
监测后期,随着大气温度的回升,混凝土内外温差接近(约5~6℃),降温曲线趋于平缓。最后,仅留下1层塑料布保湿,混凝土温度监控期即告结束。
7、结束语
7.1采取混凝土加强带取代南北向伸缩后浇带方案,可避免人为造成带内混凝土接茬冷缝,有利于保证混凝土质量。同时,可免去清理后浇带、补浇混凝土的工序,节省工期,且综合费用没有明显的增加。
7.2采取微机进行混凝土内部温度自动监测,可便于随时掌握混凝土底板内外温差和降温速率,预测其温度的变化趋势,适时增减混凝土表面覆盖层的厚度,体现了混凝土信息化温控的重要作用。
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