某人防工程大体积混凝土施工控制技术

方锦宏

1 工程概况

本工程位于某市巨龙南路和朝阳东路交角处，为掘开式人防工程，由车库及人防应急指挥中心两部分组成。其中汽车库为附建式，其上部建筑为12层的人防应急指挥中心大楼;属一类建筑，设计使用年限100年，抗震设防烈度为7度。混凝土浇筑概况如下:指挥所部位平面尺寸为85000×26000;遮弹层为900 mm厚;上顶板主要厚度为1800 mm厚，部分为1000 mm厚;底板钢筋混凝土厚度主要为1800 mm厚，部分为1000厚;墙体外墙主要为750 mm厚，部分为900 mm厚。大体积混凝土主要是指挥中心顶底板和汽车库承台。车库部位:平面尺寸为70000×28500;大体积混凝土主要是上顶板和底板，厚度均达到1000 mm以上。

2 控制温度和收缩裂缝的技术措施

1)降低水泥水化热。选用低水化热的普通硅酸盐水泥配制混凝土。充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10 kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。使用粗骨料，尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料;严格控制砂、石级配和含泥量，掺加相应的减水剂、改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的[1]。

2)加强施工中的温度控制。在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减小温度应力。采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。加强侧温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。

3)改善约束条件，削减温度应力。采取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，以防止水化热的积聚，减少温度应力。

4)提高混凝土的极限拉伸强度。选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量[2]。在大体积混凝土基础内设计必要的温度配筋，在截面突变和转折处，底、顶与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝的出现。使用分散性好的合成微细纤维，可以使其均布于混凝土中形成三维网络结构，可以起到支撑骨料，阻止粗、细集料的下沉，同时也减少了混凝土表面的析水，减少表面富砂浆层的出现，减少了塑性沉降裂缝的形成。

3 大体积混凝土的施工

3.1 配合比设计

设计配合比时尽量利用混凝土的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。水灰比应不大于0.6。砂率应控制在0.33～0.37(泵送时宜为0.4～0.45)。商品混凝土泵送坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在10 cm～14 cm为宜[3]。

3.2 施工准备工作

大体积混凝土施工前除按一般混凝土施工前必须进行的物质、机具、技术和现场准备外，还应根据其施工的特殊性，做好附属材料和辅助设备的准备工作，如真空吸水设备、水泵、测设备等，尤其要做好施工方案的编制工作。

3.3 施工工艺

1)材料选用:水泥:尽量选用硅酸盐水泥，由于它的水化热低，凝结时间长，可避免有害裂缝的产生。粉煤灰:在配合比中采用双掺粉煤灰，取代等量水泥，对降低混凝土的最高温度，减少混凝土的泌水率起到了有效的作用。选用了JMⅢ系列微膨胀剂，减水率大于15%，缓凝时间大于10 h。粗骨料级配尽量选用5 mm～31.5 mm，细骨料细度模数要大，采用中砂。

2)商品混凝土供应:本工程选用两个一级混凝土搅拌站供应商品混凝土，每站的生产能力保证达50 m3/h。计划动用15台混凝土输送车，混凝土地泵2台和汽车泵1台。要求各搅拌站严格控制原材料质量，延长搅拌时间，对砂石采取降温措施，如石子浇水、砂子覆盖，以保证混凝土的出机温度大于30℃。要求初凝时间大于4 h，万一交通受阻，混凝土出罐困难时，现场准备加适量减水剂，但严禁加水。

3)混凝土表面处理:混凝土表面水泥浆在浇筑4 h～8 h内按标高用长刮尺刮平，在初凝前用铁滚筒碾压两遍，再用木抹子搓平，防止表面龟裂。12 h后喷表面硬化剂，干硬后浇水润湿，然后覆盖塑料布和防水岩棉被。根据测温记录，在内外温差大于25℃时，采取掀或盖岩棉被的办法进行散热或保温。

4)温度监测:本工程计划采用3种测温和应力测试方式。电感测温仪，布点方式是顺浇筑方向固定测温布置点10处50点，采用垂直2点～4点分布。应力测试布点:在预计混凝土内部温度最高部位和断面变化部位布置应力测试点，沿x轴和y轴双向布置，共五处20个测点。人工测温孔:为了与仪器测温进行对照，在仪器测温处埋设φ48铁管，埋设点数和深度与仪器测温点相对应。坚持24 h连续测温，等混凝土终凝后，每2 h一次，8 d后每4 h测一次，15 d后每8 h测温一次。并且由专人负责，记录全部测温资料。

5)大体积混凝土浇筑方案:大体积混凝土的整体性要求高，本工程要求混凝土连续浇筑，一次到顶、一气呵成[4]。根据本工程整体性要求、结构大、钢筋密、采用商品混凝土泵送等具体情况，选用斜面分层的方式进行浇筑，浇筑顺序如图1所示。

图1 混凝土浇筑路线示意图

3.4 大体积混凝土浇筑应注意的问题

1)本工程底板混凝土浇筑时间为春天季节，温度适宜，指挥所底板3299 m3、顶板3320 m3混凝土计划分3个浇筑带一次浇筑完成，36 h～40 h完成，2台泵车，每小时浇筑90 m3。采用斜面分层，每层厚度60 cm，循序渐进一次浇筑到顶。为避免混乱，混凝土输送与泵车分别编号，相对固定供应混凝土。如出现混凝土供应不均衡时，由现场指挥人员统一调度。每个浇筑带配备4台φ50插入式振捣器，在浇筑带前后分别布署两道，第一道在卸料点，解决上部振捣，第二道在坡角处，确保下部混凝土的密实。为防止混凝土堆积，先振卸料口部位，形成自然流淌坡度，然后全面振捣。在斜面上各振捣点要严格控制振捣时间、移动步距和插入深度，每个浇筑带配一专人指挥振捣工作，防止漏振。

2)在振捣过程中泌水和浮浆是不可避免的，故采取了以下措施处理:流向基坑周边的泌水通过集水井和排水沟用潜水泵抽走;流向坑井底部和后浇带处的泌水，用真空泵抽走;用设备基坑作为临时集中泌水的地方，然后抽到地面，经过沉淀后再送入雨水管道[5]。

3)在两个搅拌站和施工现场，分别按200 m3混凝土作一批试块，每批3组，作现场与试验室两种养护，另一组备用。抗渗试块每个搅拌站和现场各作两组，分别在试验室和现场养护。

4)浇筑地坑时，可根据地坑面积的大小、深浇以及壁的厚度不同，采取一次浇筑或地坑底板和壁分别浇筑的施工方法。对混凝土一次浇筑时，其内模板应做成整体式并预先架立好。当坑底板混凝土浇筑完后，紧接着浇筑坑壁。保证底和壁接缝处的质量，在拌制用于该处的混凝土时可按原配合比将石子用量酌减。施工时要特别重视和加强对坑壁以及分层、分段浇筑的混凝土之间的密实性。机械振捣的同时，宜用小木槌在模板外面轻轻敲击配合，以防拆模后再现蜂窝、麻面、孔洞和断层等施工缺陷。

4 结语

通过本工程的施工，对大体积混凝土的施工应重点控制如下几方面:1)在保证可施工性前提下，尽可能减小混凝土入模坍落度，以提高混凝土振捣密实后的均质性。2)通过提高混凝土抗拉或拉折强度来提高混凝土的抗裂性能。3)采用减少收缩和补偿收缩相结合的办法来增强混凝土的体积稳定性。4)表面温度防护主要是防止内部中心温度与表面温度、环境温度之间骤降引发温度应力裂缝。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表、里层的温度梯度，防止表面裂缝。

大体积混凝土的温度控制是多方面的，只有采用全面、系统的控制才能确保不发生温度裂缝。本工程大体积混凝土温度裂缝的成功控制取得了良好的经济和社会效益，并为今后的其他大体积混凝土施工提供有益的借鉴。

[1]张光辉，江微微，程道广.在强约束条件下大体积混凝土的裂缝控制[J].施工技术，2004，33(4):56-61.

[2]李继业.新型混凝土技术与施工工艺[M].北京:中国建材工业出版社，2002:35-36.

[3]李继业，刘福胜.新型混凝土实用技术手册[M].北京:化学工业出版社，2005:11-13.

[4]郝文朝.双向超长大体积混凝土施工裂缝控制[J].施工技术，2003，32(4):47.

[5]石 磊.控制大体积砼温度应力产生裂缝的技术措施[J].广东交通职业技术学院学报，2004(3):66-69.