◎ 方遠建設集團股份有限公司 林華橋
隨著預拌泵送混凝土的推廣使用,大體積防水混凝土工程的施工工藝水平得到很大的提高。但由于泵送混凝土泵送技術條件的要求:如較大的水泥用量、較大的砂率、較大的水灰比、最大骨料粒徑的限制等,都是大體積防水混凝土工程裂縫控制的不利影響因素,使得裂縫控制技術難度大大增加了。
某商業(yè)辦公大樓結構體系為混凝土框筒結構,該大樓的設計層數(shù)為24層(其中地下2層、地上主樓22層)。該建筑的總體總高度為76.5m,總建筑面積達到45000余m2,該建筑的基礎長度為170.10m,寬度為80.26m,埋深10.42m,整個基礎長向分3塊,設兩條“后澆帶”,中間一塊最長為65.90m,基礎采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎處理措施,設計的樁基總數(shù)為682根;整個建筑物主樓的荷載通過基礎底板傳到樁基基礎中,建筑基礎底板厚2.5m,混凝土強度等級為C35,總方量為20316m2,施工中均采用一次連續(xù)澆搗施工。本工程基礎底板處于高水位軟土地基中,并一次性澆搗。
(1)所有混凝土均采用商品混凝土,利用汽車泵接水平管進行澆搗。所有商品混凝土由攪拌站集中提供,混凝土標號C35,各個攪拌站在拌制商品混凝土時,統(tǒng)一使用同一種低水化熱的水泥,同一種混凝土配合比,粉煤灰的摻量、品種、全部統(tǒng)一,確保到場的混凝土的一致性。
(2)混凝土配合比由相關檢測試驗室確定,經(jīng)監(jiān)理工程師批復后執(zhí)行,底板混凝土強度等級為C35,拌制時嚴格按批復后的配合比進行各種原材料的檢測及用量控制,滿足設計對各部位混凝土規(guī)定的標號和抗?jié)B標號要求,混凝土配合比為:水灰比0.51,用水量130Kg,水泥193Kg,粉煤灰62Kg,砂率31%,砂627Kg,小石723Kg,中石723Kg,外加劑2.55;外加劑采用YF緩凝高效減水劑。
(3)澆注施工方案制定。主樓3.3m基礎底板混凝土澆筑時采用4臺汽車泵(另有二臺備用泵)接水平管進行澆搗,32輛攪拌車進行混凝土運輸,澆搗方向由南向北。
大體積混凝土由于體積大,一般可達數(shù)千甚至上萬立方米,因此在拌制時應盡可能集中拌制,有條件的可采用商品混凝土。為了降低水化熱,配制混凝土時宜摻加減水劑和粉煤灰或沸石粉,以堿少水泥用量和改善混凝土的和易性。當混凝土采用混凝土泵輸送澆筑時,可摻加泵送劑。在施工場地允許時可在臨近施工地點設置攪拌站。
每臺泵車正式輸送混凝土前,應配置1:2的水泥砂漿0.5m3作為潤滑輸送泵管作用,并在泵車試車正常后方可供料;每臺泵車有專人操作,服從指揮臺統(tǒng)一指揮,按前臺要求放慢或加快泵送速度;泵車出料口出料時,混凝土不得對準墻柱插筋沖擊,避免插筋位移;也不得對準模板沖出。使用振動器人員全部戴絕緣手套,穿橡膠鞋,電箱要裝漏電裝置。
圖1
常用的澆筑方法是用混凝土泵澆筑配用塔式起重機澆筑,本工程底板混凝土澆筑方法采用斜面分層的澆筑方法,每層澆筑厚度約60cm,層疊面間距5m左右,由南向北逐漸推進,在下層混凝土初凝前,必須要覆蓋上層混凝土,避免產(chǎn)生施工接縫(如圖1)。通過將基礎底板進行分段、分條、分層,使混凝土以同一坡度,薄層澆筑,循序推進,一次到頂。
混凝土運至澆筑地點,應符合澆筑時規(guī)定的坍落度, 當有離析現(xiàn)象時,必須在澆筑前進行二次攪拌?;炷翉臄嚢铏C中卸出到澆筑完畢的延續(xù)時悶不宜超過規(guī)范規(guī)定值。
混凝土澆筑時采用Φ70高頻插入式振搗器,每臺泵車出料口設四個振點,均勻分布在混凝土流淌坡度范圍,兩個振點在出料口坡頂,兩個振點在混凝土流淌的坡腳。振搗時,振點呈梅花形,每點間距不大于50cm,振搗必須及時、到位,不得漏振,振上層混凝土時,震搗器須插入下層混凝土面內(nèi)5cm。
混凝土在澆筑振搗過程中的大量泌水必須及時排除。在混凝土澆搗時,有意識的向東北角收頭在此部位己事先挖好集水井,集中將泌水抽至坑外。
混凝土表面處理。采用二次抹壓,閉合混凝土初期出現(xiàn)的裂縫,澆筑后1-2h,開始進行表面處理,先按標高用刮尺刮平,初凝前用木蟹打磨,待混凝土收縮后,再用木蟹施以二次抹壓搓平,以閉合收縮裂縫,然后覆蓋塑料薄膜和草袋養(yǎng)護。實踐證明,二次抹壓是防止混凝土表面干燥與收縮裂縫的較好方法。
大體積混凝土分段澆筑完畢后,應在混凝土初凝之后終凝之前進行二次振搗并進行表面的抹壓,排除上表面的泌水,用木蟹反復抹壓密實,消除最先出現(xiàn)的表面裂縫。
在混凝土澆筑完畢后6~18小時內(nèi)開始灑水養(yǎng)護,其混凝土養(yǎng)護時間不宜小于28天,有特殊要求的部位宜適當延長養(yǎng)護時間。早期混凝土表面使用經(jīng)常保持飽和水的麻袋或草袋進行遮蓋,避免陽光直接曝曬,混凝土養(yǎng)護應有專人負責,并應做好混凝土養(yǎng)護記錄。
為確?;炷镣庥^質(zhì)量,滿足混凝土表面平整度的要求,對混凝土外露面的錯臺、掛簾、蜂窩以及混凝土表面殘留木塊、布條等應及時處理。
模板和保溫層,冬期施工條件下應在混凝土表面冷卻到5℃ 以下時才能拆除。在非冬期施工條件下,應在混凝土表面與外界溫差不大于15℃時才能拆除, 否則應采取使混凝土緩慢冷卻的臨時覆蓋措施,對摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土,不得少于14d。
后澆帶的填充材料可采用膨脹混凝土,也可采用比縫兩邊混凝土高一個強度等級的普通混凝土,后澆帶的寬度為700-1000mm,鋼筋可不斷,也可斷開,后者施工麻煩,但釋放應力程度略高。后澆縫可留成平縫,而以留成企口縫或階梯縫為宜,并配以止水鋼板。后澆縫澆筑混凝土之前,應將接縫處的混凝土表面鑿毛,清洗干凈,并保持濕潤。后澆縫澆筑的施工溫度應低于縫兩側混凝土施工時的溫度,且宜選擇氣溫較低的季節(jié)施工。后澆縫混凝土澆筑后,其養(yǎng)護時間不應少于28d。
強度標準差是反映混凝土生產(chǎn)水平的主要指標,值越小說明混凝土的生產(chǎn)水平越高,如果混凝土的質(zhì)量不均勻,混凝土澆筑后存在薄弱環(huán)節(jié),更加容易由于收斂應力而產(chǎn)生裂縫,另外,保持一定的混凝土澆筑強度,對于防止混凝土裂縫也是重要的,在同等溫度應力影響下,開裂多是在抗拉強度較低的混凝土部分發(fā)生,并且相鄰的混凝土之間的溫度變形相互約束,當抗拉強度較低部分的混凝土的相鄰混凝土變形收縮時,就會把抗拉強度低得混凝土拉裂,如果在初始混凝土開始凝固前澆筑完畢,就能避免這種不利結果。
早齡期混凝土如果同時暴露在低的環(huán)境溫度、高的表面溫度以及干燥收縮的情況下,很容易產(chǎn)生裂縫。應該安排好拆模時間,在拆模后設置保護性隔熱層以防止暴露在低得環(huán)境溫度下,在夏季應避免太陽直射 ,覆蓋灑水保濕來減輕收縮效應。為了保持混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度以及外界大氣的溫差在規(guī)定范圍內(nèi),需要設置隔熱層以免溫度的驟然變化,使表面混凝土的溫度能緩慢地接近環(huán)境溫度。但是隔熱層也不能過厚或設置時間過長,否則內(nèi)部混凝土溫度會降不下來,另外在混凝土澆筑初期,整個混凝土處于升溫階段,這時表面混凝土可能受壓,此時設隔熱層可能反而有害。
大體積混凝土的施工過程,是一項涵蓋了建設、設計、承包、監(jiān)理、材料供應商、檢測等單位的系統(tǒng)工程。其施工質(zhì)量的更多的還是取決于承包單位和監(jiān)理單位因為他們畢竟是最終產(chǎn)品的實現(xiàn)者,承包單位應該積極借鑒國內(nèi)外控制大體積混凝土裂縫的有效施工措施,制定詳細周密的施工方案,采取積極穩(wěn)妥的組織措施在監(jiān)理單位的密切監(jiān)督和合作下,一定能順利地完成大體積混凝土地澆筑工作。