某矿主行政楼大体积混凝土施工方案研究

2020-04-09李栋

中国矿山工程 2020年1期

李栋

(霍州煤电集团吕临能化有限公司，山西吕梁 033200)

1 前言

随着社会的进步，行政楼数量在不断的增多，基础结构是行政楼建筑的最重要的部分，其主要是由大体积混凝土所构成的。大体积混凝土结构具有较强的承载能力和稳定性，但是其尺寸非常大，难以有效实现对其质量的有效控制[1-2]。大体积混凝土通常所指的是因为水化热现象造成其内部温度最大值与外部环境温度差大于25℃的混凝土结构，或者是结构断面尺寸大于80cm。结构尺寸、内外温差大是大体积混凝土最为显著的特点[3]。大体积混凝土施工难度会随着其结构尺寸的增加而上升，大体积混凝土的内外温差是导致裂缝产生的最主要的原因。

2 大体积混凝土主要问题及原因分析

在行政楼建筑工程中常常会使用到大量的混凝土，大体积混凝土结构是其重要的基础结构，裂缝问题是大体积混凝土结构非常发生的问题，对建筑整体质量、使用性能有着不良的影响[4-5]。大体积混凝土裂缝问题通常是由多方面影响因素而造成的，以下内容主要对大体积混凝土结构裂缝成因进行了深入的研究和分析。

2.1 浇筑初期的温度梯度

混凝土浇筑环节至关重要，水泥是混凝土配制的重要原材料，然而水泥常常会在混凝土浇筑初期产生大量水化热，这在一定程度上会造成混凝土温度快速升高。虽然在大体积混凝土结构浇筑初期其表面散热条件良好，而且其表面温度变化量比较小，但是其内部散热和传热效果较差，难以有效将热量散发到外界，所以导致混凝土内部温度过高，从混凝土结构内部中心到外部产生由高到低的温度梯度，体积混凝土结构温度梯度的产生会造成在其内部产生膨胀压应力，膨胀压应力会受到表面抗拉应力的约束，若膨胀应力大于表面抗拉应力就可能造成裂缝病害的产生。

2.2 浇筑后期的收缩

不仅浇筑前期的温度梯度可能造成大体积混凝土结构裂缝的产生，浇筑后期的收缩同样可能造成大体积混凝土结构裂缝病害的产生。在大体积混凝土结构浇筑后期会随着时间的推移整体结构温度会慢慢的下降，然而在大体积混凝土温度下降的过程中会发生混凝土收缩现象，混凝土在浇筑的过程中多余水分会被蒸发，这在一定程度上会造成混凝土结构发生变形收缩的现象。但是在收缩的过程中常常会受到结构边界条件约束，大体积混凝土结构无法自由变形，从而造成混凝土温度应力的产生。在体积混凝土结构浇筑后期若其结构温度应力大于其抗拉强度，那么就很有可能造成裂缝病害现象的发生。在此期间所产生的裂缝形式通常有两种，分别为贯穿裂缝、边界约束裂缝。

2.3 外界环境温度变化引发裂缝问题

外界环境温度变化也是引起大体积混凝土结构裂缝病害的重要原因之一。若在大体积混凝土浇筑过程中没有对外界环境的温湿度进行有效控制，那么极可能造成大体积混凝土结构裂缝病害。若大体积混凝土结构施工处于温度较高的条件下，那么混凝土浇筑温度同样会升高到相应的温度；若大体积混凝土浇筑处于低温的条件中，那么其内部降温幅度和降温速度可能会加快。若大体积混凝土结构外部温度迅速下降，极可能导致其温度梯度大幅度增加，进而造成大体积混凝土结构裂缝病害，难以有效保证大体积混凝土结构质量和其使用性能。

3 大体积混凝土施工技术分析

3.1 工程简介

本文以某矿某行政楼建筑工程项目为研究对象，这项建筑的总面积大约为77 387m2。在这项工程项目中主要包括IN1-3和RD10-12两个组团，全都采用的是框架结构。在此项工程中共有6层，地下1层地上5层，所应用的是桩筏基础。在这项工程中所应用的大体积混凝土主要处于基础底板的位置。

3.2 大体积混凝土结构施工技术

1)对施工工艺进行科学合理的选择

为了能够有效实现对大体积混凝土基础结构质量进行有效的控制和管理，那么应根据建筑工程项目整体情况进行深入全面的分析，对大体积混凝土施工工艺技术和施工方法进行科学合理的选择，从而保证建筑工程大体积混凝土施工质量达到要求的标准，提升行政建筑整体使用性能。在行政楼建筑工程项目中同样应对混凝土施工方法进行科学合理的选择，IN1-3和RD10-12组团基础混凝土应当采取跳仓施工方法，在此项工程两个组团流水段实际的流水施工顺序和划分情况如图1所示，主要分为6个流水段。

图1 地下结构流水段施工图

在IN1-3和RD10-12的每一个区段进行大体积混凝土浇筑时，主要采用的机械设备是两台车载泵和两台布料机，在实际的浇筑的过程中应从不同方位进行，而且还应严格按照由远及近的浇筑顺序开展相关的工作。在大体积混凝土浇筑施工的过程中一定要保证其连续性，对浇筑时间进行科学合理的选择，对混凝土供应时间间隔进行有效控制，一般在夜晚开展基础底板大体积混凝土浇筑施工工作，混凝土大部分都是来自搅拌站，供应时间间隔应小于30min。在应用跳仓法施工时应合理分仓，应采取依据基础底板面积大小进行分仓，分仓方向主要为横向和纵向，相邻仓格间距应控制在40m以内，为了能够有效实现对各个仓格的有效管理，对其进行编号处理。除此之外还应充分做好底板和底板施工缝的防水工作，在此环节应采取钢板防水措施。

2)对混凝土浇筑进行有效控制

混凝土浇筑环节至关重要，对大体积混凝土施工质量以及使用性能有着直接的影响。在该矿主行政楼建筑过程中采用分层连续浇筑的大体积混凝土施工。在大体积混凝土浇筑施工的过程中需要保障浇筑带前后位置保持一定距离的错位，这主要是为了形成阶段式的分层，每层控制在300～500mm。其次，对振捣器进行科学合理的布置，在此项工程中将振捣器布置在浇筑带的前、中、后位置。第一道振捣器通常设置在混凝土卸料点，主要是应用于出管混凝土的振捣，主要目的是使混凝土可以顺利通过面筋流入底层；第二道振捣器通常被设置在中间位置主要应用于对混凝土密实度的控制；第三道振捣器通常被设置在底层钢筋和坡脚的位置，主要是为了使混凝土可以顺利流入下层钢筋底部，保证振捣密实度。

3)强化温度监控

为了能够有效防止基础大体积混凝土产生裂缝病害问题，加强温度监控是防止病害的有效措施。通过温度监控能够促使相关的技术人员准确获取混凝土内外部温度状况，并积极采取有效应对措施对其温度进行有效控制，进而保证其质量和使用性能。为了能够有效实现对大体积混凝土内外温差以及降温速率的有效控制，那么应对测温点进行科学合理的布置。如果在测温点平面布置方面，那么应尽可能将测温点设置在中心、侧边、散发热量速度快的位置以及主风向位置；如果在测温点竖向布置方面，那么通常将测温点设置在其上、中、下位置，上部和下部的测温点应距表面大约50mm。除此之外，还需要将测温点设置在空气和保温层中，主要是为了对体积混凝土外界环境温度的测量，通过相应有效措施的控制尽可能降低外界温度因素对其造成的影响。