谈某工程大体积混凝土施工技术

张文梅

(山西华厦建筑工程监理有限公司，山西太原 030012)

1 工程概况

本工程主楼部分基础采用筏板基础，筏板厚度1 300 mm，采用C45，P8抗渗混凝土浇筑，属于大体积混凝土，浇筑量约2 500 m3。

2 施工部署

1)采用泵送商品混凝土浇筑，为满足连续浇筑的要求，要求项目部与两家商品混凝土厂家签订供货合同，优先选用一家预拌混凝土厂生产的商品混凝土，一旦本预拌混凝土厂出现不可预料的原因无法保证连续供应，立即通知另外一家预拌混凝土厂供应，确保浇筑的连续性。2)主楼筏板混凝土浇筑按④轴～⑤轴之间的后浇带分两段施工，先浇筑①轴～④轴，然后浇筑⑤轴～⑧轴。3)为不影响周边环境，满足学生中考的需求，浇筑时间避开6月20日～21日。4)浇筑混凝土前基础钢筋、模板、水电安装必须经有关单位验收合格，签发混凝土浇灌令后方可浇筑混凝土。5)现场组织机构:浇筑大体积混凝土前要求成立指挥小组，并明确各人员岗位职责。6)施工人员安排:混凝土浇筑由泥工班组完成，现场施工人员不少于40人，每台泵车分三班作业，避免疲劳作业。7)浇筑周期:按两台60泵考虑，有效产量为30 m3/(h·台)，每天浇筑有效时间按20 h考虑，一天的浇筑量为1 200 m3，需要50 h。本工程主楼基础筏板混凝土考虑浇筑周期为3 d。

3 施工方案

1)材料要求:a.混凝土配合比由混凝土生产厂家试验室制定。对混凝土所用原材料:水泥、砂、石、外加剂等均须有合格证。b.水泥:采用P.S42.5矿渣硅酸盐水泥。砂、石含泥量应分别小于3%和1%。c.掺合料:粉煤灰。d.外加剂:缓凝剂，要求缓凝时间不小于8 h。e.商品混凝土运至现场后，作坍落度测定，本工程大体积混凝土坍落度控制在(190±20)mm之内，现场进行抽检，检验合格后方可使用，严禁擅自加水。由混凝土输送泵配合布料机进行浇筑。2)混凝土在浇筑前，做好模板内的清理工作，用空压机将模板内的碎杂物吹出，个别碎木块等用铁钎扎出，细碎物用吸尘器吸净。3)混凝土输送泵就位时，泵车的四角用木料支垫，保持平稳，利用90°弯头沿护坡桩边垂直进入基坑，在坑边搭设竖管固定架，泵管固定在架子上。用钢管搭设水平泵管架，水平泵管高于基础梁200 mm，水平泵管架间距2m。采用钢管搭设布料机平台，布料机安放在平台上，拉好缆风绳。4)经泵送水检查，确认混凝土泵和输送管中无异物，泵送混凝土前要先用同配比的水泥砂浆润湿输送管内壁。5)上层混凝土浇筑时间在下层混凝土初凝前开始。6)采用两台输送泵浇筑，浇筑筏板时两台输送泵同时浇筑，当浇筑完一跨后且在混凝土初凝前使用一台泵开始浇筑基础梁混凝土。7)混凝土振捣进行二次振捣，第二次振捣在第一次振捣完毕后2 h～3 h开始，振捣棒插入间距不超过400 mm，振捣时间以混凝土不下沉且没有气泡为宜。两层混凝土之间振捣时振捣棒插入下层混凝土50 mm～100 mm。8)在混凝土浇捣至标高时，进行第一次抹面工作。在混凝土初凝后终凝前进行第二次抹面工作，用木抹子抹平，封闭混凝土微裂缝。9)施工缝留置:临时施工缝留设在纵向跨度1/3内。10)混凝土试块留置:抗压试块留置14组，抗渗试块留置6组。11)混凝土养护:采用蓄水养护法进行养护，混凝土终凝后立即在筏板表面蓄水，蓄水深度20 cm。混凝土的养护要求专人负责，养护时间14 d。12)混凝土测温:a.为了随时掌握混凝土的温度变化动态，并以此来指导混凝土的养护工作，使养护工作更加科学有效，实现“信息化”施工。在筏板基础不同深度处埋设测温管，测温管用镀锌薄钢板卷制而成，下端封闭，在养护阶段注意对测温管的保护。测温管采用100℃玻璃温度计。b.测温点沿高度方向在1.1 m，0.65 m，0.2 m处分别埋设，测温管上口高出混凝土表面10 cm，深度方向每个测点布三个测温管，平面呈三角排列，间距500 mm。具体位置如图1所示。c.测温人员:由经过培训的责任心较强的人员专门负责。d.测温时间:在前3天，对混凝土每2 h测温一次，以后对混凝土每4 h测温一次，测温持续时间7 d。混凝土内外温差、沉降梯度及环境温度每昼夜不少于2次。如发现温差过大，及时增减蓄水深度，控制大体积混凝土中心温度与表面温度之差小于25℃。e.测温记录:使用测温表格按照测孔编号顺序记录，测温记录填写完成以后交技术负责人审阅、签字。f.按照目前大体积混凝土施工养护温度界定数值规定:混凝土内部最高温度不大于75℃;混凝土内部与表面的温度差不大于25℃;混凝土表面与大气的温度差不大于25℃。如有一项不符，必须采取降低内部温度措施。

图1 测温点布置图

为此对本工程大体积混凝土热工计算如下:

1)混凝土强度等级:C45 P8;水泥:P.S42.5级，单方用量354 kg;砂:水洗中砂，单方用量578 kg;石子:1 cm～3 cm碎石，单方用量1 074 kg;水:自来水，单方用量185 kg;掺合料:粉煤灰，单方用量58 kg;缓凝型减水剂:15.8 kg;膨胀剂:58 kg。

每立方米混凝土原材料重量、温度、比热及热量如表1所示。

配合比中，外加剂及掺合料因数量较少且如有水化热出现，出现的时间只在搅拌中及搅拌以后的短时间内，而水泥的水化热高峰在3 d以后，故计算混凝土绝热温升中只考虑水泥水化热对混凝土温度的影响。

表1 混凝土原材料用量表

混凝土拌合温度:TC=48 280/2 462=19.6℃。

混凝土温度损失计算:由于使用商品混凝土，搅拌站为敞开式，混凝土出罐温度:T1=TC=19.6℃。

混凝土浇筑温度:装卸料一次:A1=0.032。

搅拌车运输时间平均为30 min:A2=0.004 2×30=0.126。

混凝土布料、振捣1 h:A3=0.003 ×60=0.18。

则∑A=A1+A2+A3=0.032+0.126+0.18=0.338。

浇筑温度 Tj=19.6+(25－19.6)×0.338=21.4 ℃。

2)水化热绝热温升值T(t)(取水化热最大的龄期，t=3)。

其中，Th为混凝土最大绝热温升，℃;mc为混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量，kg/m3;F为混凝土活性掺合料用量，kg/m3;K为掺合料折减系数。粉煤灰取0.25～0.30;Q为水泥3 d水化热，kJ/kg，查施工手册10 ～81;c为混凝土比热，取0.97 kJ/(kg·K);ρ为混凝土密度，取2 400 kg/m3;e为常数，取2.718;t为混凝土的龄期，d;m为系数，随浇筑温度改变。查表10～82按30℃考虑取m=0.406;Th=354 × 314/0.97 × 2 400 × (1 － 2.718－0.406×3)=68℃。混凝土浇筑后第三天水化热最大，浇筑龄期3 d，厚度=1.3 m，ξ=0.43。

混凝土中心最高温度:Tmax=Tj+T3=21.4+29.24=50.64 ℃。

4)混凝土表面温度:混凝土表面铺一层农用塑料薄膜。环境平均温度25℃。

混凝土的虚铺厚度:h′=K(λ÷β)。

其中，h′为混凝土虚铺厚度，m;K为折减系数，取2/3;λ为混凝土导热系数，取2.33W/(m·K);β为混凝土表面传热系数;δi为保温材料厚度，取蓄水深度0.2 m;λi为保温材料导热系数，查表10 ～84 得0.58;βq为空气层传热系数，取23W/(m2·K)。

混凝土虚铺厚度:h′=K(λ ÷β)=2/3 ×(2.33 ÷2.6)=0.6 m。

混凝土计算厚度:H=h+2h′=1.3+2 ×0.6=2.5 m。

混凝土表面温度:

其中，ΔT(τ)=50.64 －25=25.64 ℃。

5)混凝土中心温度与表面温度差为50.64－43.7=6.94℃ ＜25℃。

6)混凝土表面温度与大气温度差为43.7－25=18.7℃。

经上述计算，采用此配比的大体积混凝土在相应大气温度下施工，可满足混凝土内外及混凝土表面与大气温度差均不大于25℃和混凝土内部最高温度不大于75℃的规定，不采取其他降温措施可以保证施工质量。

4 混凝土的质量控制措施

1)进场的预拌混凝土要随附预拌混凝土配合比通知单、原材料合格证等有关资料，检查坍落度，严禁现场加水，严格控制振捣质量。2)在混凝土浇筑时应在钢筋骨架上铺跳板，操作人员在跳板上施工。在混凝土初凝前由抹灰工抹平混凝土面，随抹随拆除跳板。3)在混凝土浇筑前由质量员及各施工班组负责人认真观察模板、支架、钢筋预埋件和预留孔洞是否符合设计要求，当发现有变形时及时修正处理。4)在电梯井坑、集水井坑和底板高低跨相接处模板安装应注意在进行混凝土浇筑时从模板两侧对称部位同时下料，振捣时振捣棒斜插入模板下口先振捣，由于模板底部开口，混凝土内气泡能泛出，故模板下口部位的混凝土能保证振实。在浇筑坑底部混凝土初凝前再进行其他部分混凝土的浇筑。

5 大体积混凝土的裂缝控制

由于基础底板属于大体积混凝土施工，混凝土的裂缝控制非常重要，主要从以下几方面加以控制。

5.1 从原材料方面采取技术措施

水泥选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，在预拌混凝土中掺入UEA膨胀剂，控制温差裂缝。掺入适量的缓凝型减水剂，增加流动性。混凝土中掺入一定数量的粉煤灰，降低混凝土中的水泥水化热量。采用1 mm～30 mm级配良好的碎石，减少用水量。

5.2 从施工方面采取技术措施

1)配备足够的混凝土搅拌车、混凝土输送泵和布料机，确保各施工段能一次连续浇筑完毕。加强车辆调度、平衡，尽量减少预拌混凝土的运输时间及等待时间。2)利用塔吊配合混凝土输送泵，不使混凝土产生冷缝。3)进行二次振捣以尽可能释放混凝土内部水化热;进行二次抹面以闭全混凝土收缩裂缝。

5.3 从养护方面采取措施

1)二次抹面结束后及时覆盖一层塑料薄膜，起到降低混凝土表面和内部温差，同时保证混凝土处于湿润状态。2)混凝土终凝后及时蓄水养护，养护工作极其重要，由专人负责。3)做好测温工作，并根据测温结果调整混凝土蓄水深度及养护时间。

6 安全保证具体措施

6.1 加强安全教育，增强法制观念

1)施工工人要进行三级安全教育，统一命题、统一考试、考试合格后方能上岗。2)做好特殊工种的培训工作，坚持持证上岗，未持证人员坚决不能上岗工作。3)在安排施工任务时，必须进行专项有针对性的全面安全交底，履行签字。4)认真执行安全操作规程，严禁违章指挥、违章作业、疲劳作业、违反劳动纪律。5)项目经理部应把安全生产当作头等大事，认真组织学习，贯彻执行国家有关劳动保护和安全生产及各项政策、法令。

6.2 安全生产的具体措施

1)在基础底板施工前需进行各工种的安全交底，交底内容要有针对性，不可泛泛而谈，针对重点问题提出重点可靠的防护措施，并明确责任人。2)任何人进入现场区域必须戴好安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋或赤脚，从事高空作业，要系好安全带。3)特殊工种必须持证上岗，严禁非正式特殊工种代替特殊工种作业，塔吊由专业指挥人员指挥。4)加强现场临电管理，经常检查配电设备的安全可靠性，如有损坏，及时更换，除电工之外的任何工种不准私自接改电线，需用时应申请电工完成接线工作。5)现场围护栏杆，要严密稳固，电缆线不允许直接敷设在栏杆上。夜间施工时基坑边缘要有明显的标志和有足够的照明。6)混凝土操作人员处于湿作业环境中，振捣操作时要戴好绝缘手套，穿好胶鞋。7)各种小型电动工具，必须由专人进行操作使用保管。8)加强安全教育，落实安全责任，严格实行安全奖罚制度。