天津于家堡金融区主楼大体积砼基础底板的施工监理

2012-04-10刘楠

城市建设理论研究 2012年6期

刘楠

摘要：在大体积砼施工中，由于结构截面尺寸较大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度及收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。

关键词：大体积；基础底板；监理

在工程实践中，防止砼产生上述裂缝，是大体积砼施工的质量控制主要内容。

在房屋建筑工程施工监理实践中，对于天津于家堡金融区主楼基础底板3.5米厚，一次浇筑量10200立方的工程实例较为少见。本人作为现场监理的的负责人，本文试图针对其特殊性，依据施工方案和设计要求，简要总结了在监理工作的组织分工、验收标准的细化及施工过程质量的控制等方面所做的一些有针对性的工作，以供类似工作的参考。

天津于家堡金融区起步区主楼为54层，建筑总高度为245.9米。基础形式为筏板基础，基础底板厚度达到3500mm，砼强度等级为C45，抗渗等级为P8，总面积约3517平方米，砼方量约为10800方，根据大体积砼施工规范，本项目主楼基础为大体积砼。依据设计要求，主楼基础底板必须一次性浇筑完成，计划在2010年10月上旬进行4天连续作业来完成。针对上述情况，我们对施工过程进行了一系列控制与协调；

一、大体积混凝土材料要求

1、根据设计要求，基础底板等与土壤接触部分的构件混凝土中应掺入抗硫酸盐的外加剂和钢筋阻锈剂，主楼3.5厚大底板砼强度等级C45，抗渗等级P8, 内掺微膨剂,膨胀率不小于0.3%。

2、为了避免大体积混凝土结构裂缝，在水泥品种的选取上，优先采用水化热较低、安定性好、细度适中的普通硅酸盐水泥。水泥质量符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175—1999）的有关规定。

3、在混凝土中掺入能改善水化胶凝物质组成的矿粉，以降低水泥用量，延缓水泥水化反应时间，显著改善新拌混凝土的泌水性，同时能较好提高混凝土抗渗能力。

4、在混凝土中掺入适量粉煤灰。粉煤灰用量：粉煤灰为Ⅱ级，掺量为15%，取超量取代系数为1.5

粉煤灰中的火山灰反应比较迟缓，发热的速率较低，取代部分水泥可使混凝土内部顶峰温度显著降低，减少混凝土的水化热，有利于防止大体积混凝土开裂。粉煤灰质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-1991）的有关规定。

5、根据混凝土泵车输送管尺寸和底板钢筋密度，选用粒径为5～25mm连续级配的粗骨料。严格控制碎石的颗粒级配、含泥量。碎石质量符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法》（JGJ52—2006）的有关规定。

6、骨料选用细度模数在2.3以上的中、粗砂，以减少单位用水量及水泥用量，降低混凝土的干缩。砂质量符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法》（JGJ52—2006）的有关规定。

7、严格控制粗细骨料的含泥量，石子含泥量控制在1%以下，黄砂含泥量控制在2%以下。

二、混凝土搅拌站供应能力分析、选择及优化

为了确保本工程大体积混凝土原材料的质量和供应，依据天津当地混凝土市场的实际情况，拟在天津塘沽地区选择具有相应资质的搅拌站作为大体积混凝土的主要供应单位。

为此，项目部确定采用选2备1的方式确保混凝土的供应，形成24小时5700立方米的供应能力，以保障商品砼供应的安全性和可靠性。

1、搅拌站的生产及供应能力分析

⑴中建商品砼天津有限公司塘沽站

地处天津市滨海新区，距施工现场约19公里。站内配有三一重工180搅拌楼一座和特殊120搅拌站一座，实际日生产能力达到5000立方米。拥有各种运输车辆36辆，车泵3台，固定泵2台，发电机组1座。

站内两只搅拌楼同时生产的日生产能力约为216方/小时。

⑵天津中建雅鑫混凝土有限公司

位于天津市滨海新区塘黄路海军后勤大院内，距离施工现场约15公里。站内配有3米立方搅拌机二台，砼运输车60辆，汽车泵6台，实际日生产能力为5000方。

站内两条生产线同时生产的日生产能力约为200方/小时。

2、混凝土供应的准备

（1）由监理方总监代表及总包项目部生产经理，负责协调大体积混凝土的搅拌站制备和供应，所有参与砼供应的搅拌站采用同一配合比，相同水泥、外加剂、粉煤灰及矿粉，以确保混凝土供应的质量。

（2）由项目监理部指派一名土建专业工程师驻砼搅拌站驻场监督和协调搅拌站调度和总包施工砼浇注现场的工作

（3）为保证底板施工时砼供应的质量和供应的均衡性，参加大体积混凝土施工供应任务的搅拌站要确保拌楼、拌车和泵车的完好，做好前期的检查、检修工作。

（4）要求混凝土搅拌站对车辆进行保养和检修，并依据气象情况对罐体进行保温。

三、旁站监理的具体组织和具体工作要求

1、大体积砼浇注监理项目部质量控制组织框图

2、大体积砼浇注监理组织职责分工说明

⑴总监理工程师

1）大体积砼浇注监理负责人

2）砼搅拌站、交通运输、现场调度总协调人

3）负责应急情况的组织处理，监督应急方案的监督落实

⑵总监代表

1）大体积砼浇注施工过程的现场监督负责人

2）负责组织驻场监理、监理员开展工作

3）对现场调度、砼供应、现场砼浇注的质量控制与相关方的协调工作

4）对于发生的紧急情况及时向总监报告

⑶驻场监理工程师

1）负责监督搅拌站砼生产质量

2）负责砼外加剂添加及计量的监督管理工作

3）负责检查砼拌合料温度的测定

4）负责检查砼出机温度的检查

⑷现场监理员

1）现场检查砼塌落度的测定

2）砼入模温度的检查

3）检查总包单位砼试块的制取

4）现场检查砼浇注分层去、振捣情况及浇注的连续性情况的反馈

5）检查砼的质量状态

四、浇筑过程的质量控制

1 混凝土浇捣前准备工作

⑴项目监理部督促施工单位部做安全、技术交底，施工部门向各施工作业班组进行二级交底，以保证底板砼的浇捣施工质量。

⑵现场除塔吊上四个照明灯外，基坑内设12只照明灯，另外每台泵车配备若干个小太阳灯。

⑶做好混凝土浇筑工人的组织安排，特别是泵管拆接工人，振动棒操作工、收光工人，一定要确保数量以及熟练程度。

⑷所有浇混凝土用的机具均应在浇筑前进行检查和试运转，同时配专人随时检修。

⑸安置施工现场的固定泵，检查固定泵停放情况，确保固定泵停放的基础牢固和稳定。清洗和预热泵管。

⑹清理施工现场周边的临时道路，委派专人指挥施工现场的临时交通，疏导现场的施工车辆，避免车辆的交通对混凝土的浇筑带来影响。

⑺在混凝土浇筑前2小时，委派专人前往混凝土搅拌站，对搅拌站的混凝土供应进行检查，并协调现场和施工现场的混凝土调配和供应。

⑻现场布置6台固定泵，并预备2台固定泵作为备用泵。

⑼浇筑施工前，应加强气象预测预报的联系工作，做好低温防冻工作，在混凝土施工阶段应掌握天气的变化情况。

2、混凝土浇筑的流程安排

⑴主楼基础底板混凝土方量比较大，在施工配合比，浇筑流程、养护措施等方面应进行重点考虑，确保两家有资质与生产能力的预拌砼供应站，做到原材料统一、级配统一、计量统一，并委派专人巡察，对原材料进行控制，制定运输路线，确定在途时间，以保证底板施工质量。

⑵依据施工计划和现场条件，对主楼基础底板拟采用6台固定泵接硬管进行浇筑，由2个混凝土搅拌站进行供量，混凝土的供应量约为210立方/小时，砼搅拌运输车60辆，计划在53-55小时内完成基础底板的混凝土浇筑。

⑶固定泵的具体布置为基坑北侧道路布置2台，基坑东侧道路靠围墙边布置4台固定泵。基坑北侧的固定泵停放于基坑边缘，泵管采用钢管支架接入基坑，基坑东侧固定泵需要在东侧围墙设置洞口，穿过围墙后，采用钢管支架接入基坑。

3、混凝土浇筑施工技术措施

⑴砼浇捣施工方法：大体积混凝土采用斜面分层浇筑的施工方法，分皮分层斜坡式浇捣，使用振动器应快打慢拔，平面呈梅花状，间距不大于35cm，振动器在每一插点时间以砼表面呈水平，以不出现水泥浆、不再冒气泡，不显著沉陷为度，每点振捣时间为20～30s，振动插入时应深入下一皮砼内5～10cm，以达到复振效果，且应在震动棒上做好标记，以免过分深入下一皮砼内，影响砼的质量。

⑵为保证混凝土的浇筑质量，防止稠度发生变化、影响混凝土的质量，混凝土拌合物运至浇筑地点后，应尽快浇筑，宜在1.5小时内卸料。

⑶润滑泵管采用与混凝土配合比相近的水泥浆，用于润滑输送管道的水泥砂浆一般不得浇筑进混凝土构件结构内，更不准集中浇筑在同一处。

⑷在浇筑过程中，应随时观察混凝土拌合物的均匀性和稠度变化。当浇筑现场发现混凝土坍落度与要求发生变化时，应及时与供货方联系，以便供货方及时进行调整。

⑸混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振，也不可过振。振捣时间宜为10~30秒，以混凝土开始范浆和不冒气泡为准。振捣时，快插慢拔，振点布置要均匀。

4、大体积混凝土的振捣

⑴根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前、后布置4道振动器。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的捣实，第二、三道布置砼斜面上，第四道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝上的密实。随着混凝土浇筑工作的向前推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度混凝土的质量。

⑵每根泵管至少有4-8台振动机负责配合振捣，振动机移动间距为400mm左右，流淌部分应及时跟踪振捣，避免冷缝。

⑶使用振动器应快打慢拔，平面呈梅花状，间距不大于35cm，振动器在每一插点时间以砼表面呈水平，以不出现水泥浆、不再冒气泡，不显著沉陷为度，每点振捣时间为20～30s，振动插入时应深入下一皮砼内5～10cm，以达到复振效果，且应在震动棒上做好标记，以免过分深入下一皮砼内，影响砼的质量。

⑷对落深部位的质量控制：在砼泵车上设φ150泵管出料口加接6m长软管下料，以控制砼自由落体高度。以控制砼自对底板中电梯井等落深部位，因钢筋甚多，此部位应加强砼的振捣控制，确保浇捣施工质量。

⑸混凝土浇捣标高控制：用水平仪将标高引测至基坑内，用短钢筋电焊在底板表面钢筋上作为标高控制点，间距为3m。

⑹混凝土的泌水处理：大流动性混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆随着混凝土浇筑向前推进被赶至基坑顶端，由抽水泵及时排至坑外。

⑺砼浇捣时间控制

根据大面积混凝土施工过程中的流淌铺摊面及收头等应考虑，混凝土的初凝时间，应控制在8小时以上，同时要求砼的面上下层覆盖时间间隔不得超过2小时混凝土从搅拌后4小时内必须下料入模。

五、大体积混凝土的测温及养护

1、大体积混凝土的温控测温

⑴测温装置

测温设备采用大体积混凝土多点温度微机测量系统，型号为：LTM-8303，传感器采用进口高精度集成电路作感温元件，它具有抗干扰性强，精度高，离散性小及可靠性高等诸多特性，具有数据采集、处理、图表绘制全套功能，经标定后使用。

⑵测点布置。：

主楼基础共拟设置20组测试点，其中12组测点分别在大体积混凝土的距离上下表面50mm和中心布置监测点。

另外8组测点分别在大体积混凝土的距离上下表面50mm，距离上下表面1m和中心布置监测点。

（3）测温方法

设专人测温制：测温工作委派专人负责，并应了解结构物的部位、浇筑日期、测试要求、临界强度等，并认真、负责做好砼测温工作，测温记录真实有效，测试数据及时整理，并建立工作台帐。

⑶温控指标

a. 混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不宜大于50℃。

b. 混凝土里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃；平均降温速率不宜大于2°C/d。

c. 混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。

d. 当混凝土内外温差超过23℃时，为系统报警值，提醒现场及时调整表面覆盖层的厚度。

⑷测温时间规定

a. 根据大体积混凝土早期温升较快，后期降温较慢的特点，对底板承台采取了先频后疏的观测原则。

b. 测温时间规定如下：混凝土入模温度的测量每台班不小于2次，混凝土入模开始升温阶段内每0.5小时测一次，在浇捣后1～5天内每小时测温一次；平温和降温阶段每2小时测一次；10天后每4小时测一次；当发生异常情况时，可随时增加测试次数。

⑸数据采集与整理

a、自混凝土浇筑开始，即开始进行数据采集，采集和绘制图表工作由测温仪完成、采集内容包括：每次测温时间、各测点的温度值；各部位保温材料的覆盖及去除的时间；养护和恢复保温时间。

b、由于大体积混凝土温控措施具有及时性，本次温度测试将在第一时间内提供任一测点的即时温度值和报警信息，以便调整保温措施，确保大体积混凝±内温度场的变化符合规范要求。

3、大体积混凝土养护措施

⑴对于地下室底板大体积砼浇捣完毕后的最初三天内，砼处在升温阶段，砼内部温度可达60～70℃，因此必须采取保温养护措施，以减少砼表面热量的扩散，防止表面裂缝产生。

⑵保温措施采用二层塑料薄膜和二层防火草帘被覆盖，即混凝土表面覆盖塑料薄膜一层，以封闭混凝土内水分蒸发的途径，使混凝土能在潮湿条件下进行养护以控制干缩裂缝产生，在这之上再盖一层防火草帘被，以减少混凝土表面热量的散发；再覆盖一层塑料薄膜，以达防止雨水渗透的目的。最后再覆盖一层防火草帘被。覆盖工作必须严格认真贴实，薄膜幅边之间搭接宽度不少于10cm，麻袋之间边口拼紧。

(3)保温覆盖层检算

因本工程规模大，块度厚，为慎重起见，我们根据《大体积混凝土施工规范》附录所载的计算方法，对本工程的保温覆盖层的结构与厚度进行了验算，均符合要求，过程不赘述。

（4）应在浇筑、抹面完毕后6至12小时之内对混凝土加以覆盖并保湿养护。

（5）混凝土强度达到1.2N/mm2以前，不得在其上踩踏；5N/mm2前不得在新浇混凝土面上进行搭设脚手架、安装模板及绑扎钢筋。

（6）大体积混凝土在养护龄期要注意保温，特别在浇筑后的3～10天，防止混凝土降温过快和内外温差过大，这是预防底板混凝土产生裂缝的关键所在，要根据实际气候条件覆盖足够厚度的保温层。

（7）混凝土浇筑后，做好测温工作，当混凝土内外温度差超过25℃时，应紧急增加覆盖养护，控制温差。

（8）砼养护的时间根据测温情况确定，当砼中心温度降低到与大气温度的温差小于25℃时方可拆除。

六、关于大体积砼浇筑的监理工作的几点思考

1、积极做好方案论证及完善的施工前期的技术准备工作

2、根据砼的供应能力，交通路线、运输能力等条件精心选择砼生产厂家

3、做好旁站监理的组织分工和职责分工

4、熟悉掌握大体积砼体内温度场的分布特点，加强重点部位的监控。本工程各测温点的温度曲线表明：砼的水化热温升急块，砼入模后40至50小时达到峰值61至69度，此后缓慢降温，大致日降2度较为平缓。砼块体内的最高温区在块体中心偏下的部位，这是因为块体顶面散热强於块体底面所致（見温度曲线图）。