工民建中基础工程大体积混凝土的质量控制措施

王 俊/中国化学工程第十六建设有限公司

工民建中基础工程大体积混凝土的质量控制措施

王 俊/中国化学工程第十六建设有限公司

随着我国经济快速发展的同时，工民建基础工程的建筑也日益增加因为结构上要悬索桥锚锭和工民建基础工程承台，设备基础结构中设计方案一般是大几何尺寸的，并且要比一般的钢筋混凝土相比较，结构更加厚实、混凝土体积更大、工程条件更为复杂、技术施工难度要求更高，水泥水化热容易致使结构产生温度和收缩变形。因此，施工很复杂，技术要求又高，工民建基础工程大体积混凝土经常出现质量问题，一旦产生问题对于工程的正常使用及其耐久性就会有危害，甚至威胁人身和财产安全，所以研究保障大体积混凝土的结构质量是异常重要的。

工民建建筑；基础工程；大体混凝土；质量控制

引言

近年来,我国大型工民建基础工程建筑日益增多,由于构造上需要一些悬索桥锚碇及工民建基础工程承台,设备基础结构采用大几何尺寸的设计方案,采用混凝土施工时其庞大的体积达一万至几万立方米,而且与一般的钢筋混凝土相比,其结构厚实、混凝土体积大、工程条件复杂、施工技术要求高,水泥水化热易使结构产生温度和收缩变形。在这些工民建基础工程施工过程中,已出现多起工民建基础工程大体积混凝土工程质量问题,这些问题会给工程正常使用和耐久性带来不同程度的危害。就工民建基础工程大体积混凝土的质量管理等角度,研究如何保证大体积混凝土结构质量问题。

美国混凝土学会的规定为“任何就地浇注的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大的限度减少开裂”。日本建筑学会的定义是“结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起的混凝土内的最高温度与外界的气温之差，预计超过25℃的混凝土，称之为大体积混凝土”。

一、大体积混凝土产生施工质量问题的成因

混凝土是由多种材料组成的非匀质材料，其特点是很高的抗压强度、优良的耐久性、较低的抗拉强度、较低的变形能力、但是容易开裂。经过工程实践得到证明，大体积混凝土施工质量的问题，是混凝土温度变形产生的裂缝问题，并非力学上的结构强度问题。大体积混凝土结构因为外部荷载导致裂缝的可能性很低，主要因素是水泥水化过程中释放出的水化热而引起的温度变化、混凝土收缩产生的温度应力及收缩应力从而导致裂缝的。由此可见，控制温度应力和温度变形预防开裂，是我们需要并值得研究的，只有降低混凝土的温度应力、提高其本身的抗拉性进行综合的分析才能防止混凝土产生裂缝。

二、体积混凝土施工质量控制的措施

首先，在选用原材料方面，因为水泥的用量会直接影响水化热的多少和混凝土的升温，大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，比如说低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等等，并且要尽可能少用水泥。细骨料最好采用中砂，因为中砂比细砂能够减少水和水泥的用量。在可泵送情况下粗骨料选用粒径在5至20mm连续级配石子，从而减少混凝土收缩、不会变形情况的发生。如果使用掺合料，使用添加粉煤灰的技术。在混凝土中添加粉煤灰一可节约水泥量，二可降低水化热，增加混凝土和易性，从而大幅度提高混凝土后期强度，推移温度上升至峰值的时间。

其次，外加剂的正确使用，采用减水剂、比如SF-1缓凝高效减水剂。采用膨胀剂，比如说使用比较广泛的U型膨胀剂无水硫铝酸钙或者硫酸铝。大量试验证明，在混凝土中添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力，可以抵消一部分混凝土的收缩应力，进而提高了混凝土抗裂强度。

在混凝土浇筑时采用延缓温差梯度和降温梯度的措施，在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度、前后浇筑的搭接时间；控制混凝土入模温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，一般，插点间距为300～400mm，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防止发生漏振和过振，确保人力、物力、保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，确保不留冷缝；浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理，一般浇筑后3至4小时内初步用木长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压两遍，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂；混凝土浇灌完后，立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。

在监测混凝土温度时，要在混凝士内部和外部设置温度测点，设置保温材料温度测点及养护水温度测点，现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析。每一测点的温度值、各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。为反映温控效果可在少数混凝土层中埋设应变计进行温度应力检测，应变计沿水平方向布置，检测水平方向应力分量。采用薄壁钢管在一些混凝土浇筑分层中，铺设冷却水管进行通水冷却操作，冷却水管使用前进行试水，防止管道漏水和阻塞。根据混凝土内部温度监测，控制冷却水管进水流量及温度。

三、体积混凝土防裂措施的设计

结构形式设计得合理，不但减少工程数量，而且减低水化热。大体积混凝土因为体积庞大，施工周期通常较长，根据结构受力情况来确定适宜混凝土评定验收龄期，突破正常标准要一个月的评定验收龄期，变为两个月或者更久，评定验收龄期充分考虑混凝土的后测精度高于观测点水准路线的精度。路线中的设站数、视线长度、测回数要通过计算来确定。基坑降水沉降监测中。面对同一建筑物各沉降点之间的高差精度的重视程度，高于沉降点至基准点的高差精度。所以，在设计观测点水准路线时，同一建筑物的沉降观测点最好是组成彼此相关联的闭合环线。这样尽管所测得的观测点高程的精度稍低一些，而相连观测点之问的高差是直接测定的，所以高差精度并不低。这样可使得观测点水准路线选定时稍灵活一些。不至于要求过高而无法满足但在实际操作中，由于受建筑障碍的影响，有可能出现沉降观点之间不便彼此相关联的情况。

在设计观测点至基准点之间水准路线时，需要考虑两点：第一，所测得的观测点的高程最好是等精度的；第二，由观测点高程计算出的高差的精度必须达到设计要求的精度各观测点至基准点问的水准观测路线。

四、结束语

以往单一依靠承包单位的管理是不能保障大体积混凝土施工质量的控制顺利实施,应当充分发挥监理、总包单位相应在技术上和管理上积累的经验,从施工准备阶段入手,在事前、事中和事后等环节采取有效的控制措施,特别是对原材料严加控制,对施工方案认真审核,对关键的控制环节措施到位,从技术上、经济上帮助承包单位确定合理的施工方案,防止温度裂缝给工程带来的隐患,确保大体积混凝土的施工正常有序的进行。

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