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        簡析混凝土澆筑施工技術 在工業與民用建筑中的運用

         
           隨著我國經濟的高速發展,工程建設規模也隨之增大,混凝土澆筑技術已在工民建中得到廣泛采用;炷翝仓┕っ窠üこ藤|量影響巨大,加強混凝土澆筑施工技術的研究,對于提高混凝土澆筑質量具有重要意義。
          工程概況
          項目建筑群由三座塔樓和一座裙樓組成,本工程為該建筑群的主塔樓,總建筑高度為455米,其形如一葉揚帆,建成后將成為當地的新地標之一。
          主塔樓核心筒下采用筏板基礎,四周框架柱下采用樁基礎,裙房和地下室柱下采用樁基礎,地下室底板設置抗拔樁。工程筏板南北長113米、東西寬76米,其筏板基礎核心筒區域板厚為4米(局部位置板厚為10.2米),塔樓外框區域板厚為2.5米(局部位置板厚為3.6米、4.1米),裙房位置板厚均為0.7米。局部厚度達到4.5米,較薄也有0.7米,屬于超長、超寬、超厚的大體積混凝土結構;炷猎O計強度等級為C40,抗滲等級為P8,總澆筑量約為19000立方米。
          該工程混凝土澆筑
          特點、難點與對策
          基礎大體積混凝土澆筑過程主要有以下特點:混凝土澆筑量大,由于基礎大體積混凝土自身體積較大,結構厚深,因此需要大量的混凝土;工程條件復雜,由于筏板基礎屬于地下結構,且基坑較深、坑洞分布密集、預埋件較多,在澆筑的過程中要保證基坑穩定,必須合理設計和劃分澆筑區域;整體性和連續性要求高,筏板基礎要求必須具有較高的抗滲能力和強度,且必須控制澆筑溫度,因此在澆筑時必須注重混凝土初凝時間,采取施工措施保證混凝土澆筑的整體性和連續性;容易產生裂縫,由于澆筑的混凝土量大,水泥的水化熱較高,并且混凝土內部熱量不容易散發,內外溫差較大,極易產生較大的溫度應力,導致混凝土出現裂縫。
          同時,由于筏板混凝土澆筑體量巨大,水泥水化熱極容易在內部大量聚積,不易散發,中心部位在澆筑初期近似處于絕熱狀態,溫度上升迅速,在短時間內可達80℃甚至更高;筏板表面則散熱較快,溫度接近環境溫度,筏板內部與表面形成較大的內外溫度差,這些都可能引起較大的溫度應力,導致裂縫出現。為了盡量降低由于筏板內部溫度過高造成裂縫的可能,混凝土公司需要采取一系列措施降低混凝土的出機溫度,通過試驗找到水化放熱量少,又能夠滿足其他工程要求的混凝土配合比。此外,為了確保施工過程中混凝土供應的連續性,筏板不出現施工冷縫,該工程項目部選擇實力較強的四方混凝土公司和中建商品混凝土公司同時供應混凝土,保證基礎筏板的整體性及自防水效果。
          筏板面積大,混凝土澆筑方式的選擇是本工程的重點和難點。合理選擇混凝土澆筑的方式,確保在混凝土澆筑過程中不出現施工縫。在混凝土澆筑過程中,現場的施工組織是一個重要環節。由于施工現場條件有限,澆筑筏板混凝土所需的機械設備、材料數量又較大,所以合理利用施工場地,科學布置混凝土泵,設置混凝土運輸車在澆筑區域內的運行路線顯得尤為關鍵。筏板主體選擇從北向南,推移式連續澆筑施工,對澆筑完成的區域立即在混凝土表面覆蓋塑料薄膜和毛毯,及時保溫,并定期灑水,防止筏板表面出現干縮裂縫。筏板核心筒局部區域厚度達到10.2米,為了確保澆筑的連續性和工程質量,筏板的澆筑分為兩次完成,第一次選擇10.2米核心筒區域的坑中坑,澆筑5.7米,混凝土方量約2000立方米;余下部分一次澆筑完成,混凝土方量約17000立方米。
          混凝土澆筑的要求
          其一,混凝土應在初凝前澆筑,如已有初凝現象,則應進行一次強力攪拌,使其恢復流動性后,方可入模;如有離析現象,亦須重新拌和后才能澆筑。
          其二,混凝土的自由下落高度。澆筑混凝土時,混凝土自高處傾落的自由高度不應超過2米,在豎向結構中限制自由傾落高度不宜超過3米,否則應沿串筒、斜槽、溜管或振動溜管下料,以防止混凝土因自由下落高度過大而產生離析現象。
          其三,在澆筑豎向結構混凝土前,應先在澆筑處底部填入50—100毫米厚與混凝土內砂漿成分相同的水泥漿或水泥砂漿。
          其四,混凝土的分層澆筑;炷翝仓謱舆M行以使混凝土能夠被振搗密實,在下層混凝土凝固前,上層混凝土應澆筑振搗完畢。同時,混凝土澆筑層的厚度應符合規定。
          其五,混凝土澆筑工作應盡可能連續作業,如上、下層混凝土澆筑必須間歇,其間歇的較長時間(包括運輸、澆筑和間歇的全部延續時間)不得超過規定。
          其六,施工縫的留設與處理。如因技術上的原因或設備、人力的限制,混凝土不能連續澆筑,中間的間歇時間超過允許時間的,應事先確定在適當位置留置施工縫。由于該處的新舊混凝土結合力較差,是構件中的薄弱環節,故施工縫宜留在結構受力(剪力)較小且便于施工的部位。柱應留水平縫,梁、板應留垂直縫。
          施工前澆筑現場布置
          在混凝土澆筑前,應對混凝土的泵送路線、操作過程進行控制,并應及時了解混凝土的泵送情況。
          首先,在混凝土施工段劃分完畢后,應將泵車布置在盡可能靠近澆筑地點的現場道路上,保證在混凝土泵作業范圍內,供水、供電方便,不能有阻礙物。然后,搭設混凝土澆筑專用的鋼管立架,固定粟管立管,在擬澆筑混凝土的施工段搭設水平架,固定泵管水平管,泵管截面布置如圖1。



         
        圖1 泵管布置截面圖

          隨后,為了避免泵管的振動擾動基坑的穩定性,泵管必須架設在鋼管支架上,鋼管下鋪放木跳板作為支撐面,跟隨混凝土的澆筑方向,邊澆筑邊移動支架,直至澆完拆除支架。
          混凝土澆搗工藝
          混凝土澆筑施工常選用以下三種澆筑方案。根據工程的具體情況,該工程采用第一種方法。
          全面分層(如圖2a)。將整個澆筑平面作為一層(沿高度方向分成2—3層),澆筑完第一層后,在第一層澆筑的混凝土初凝前,回來澆筑第二層。該方法適用于結構平面尺寸不太大的澆筑塊。
          分段分層(如圖2b);炷翉牡讓娱_始澆筑,進行一定距離后回來澆筑第二層,如此依次向前澆筑以上各分層。該方法適用于面積不太大而長度較大的結構。
          斜面分層(如圖2c)。在澆筑時保證一定的坡度,同時進行分層澆筑,混凝土振搗應從澆筑層的下端開始,逐漸上移,以保證混凝土施工質量。該方法適用于結構長度超過厚度3倍的結構。
          分層的厚度一般為300—500毫米,或取基礎高度的一半,原則上應考慮振動器的棒長和振動力的大小,以及混凝土供應量和澆筑量的大小。為保證澆筑質量,當混凝土自由傾落高度超過2米時,應沿傾落方向設置溜槽、泵管等,防止混凝土發生離析現象。


         
        圖2大體積混凝土澆筑方案

          大體積混凝土采用機械振搗棒振搗。對振搗棒的操作要做到“快插慢拔”,每一點的振揭延續時間為30秒,使混凝土表面水分不再顯著下沉,直至不出現氣泡、灰漿為止。振揭棒插點要均勻分布,距離一般為300—400毫米。為使混凝土振揭密實,每臺混凝土泵出料口均配置一定數量的振搗棒,確保各振搗點的上、中、下層混凝土均振搗密實。
          在大體積混凝土澆筑過程中,需要對混凝土進行二次復振和二次抹壓,以排除混凝土泌水,并預防裂縫,其處理程序如圖3。



        圖3混凝土澆筑二次抹壓處理程序

          二次復振是指在澆筑完下層混凝土后進行上層澆筑時,將插入式振搗器依重力插入或通過振動下部構件鋼筋,對下層混凝土進行二次振搗,目的主要是為了預防新舊混凝土產生冷縫,消除積水及泌水。振搗時間宜選擇在混凝土初凝前l—4小時進行。
          澆筑質量控制
          在大體積混凝土澆筑過程中,應注意以下幾點:混凝土質量控制措施。據筏板混凝土的澆筑量大小,混凝土公司需要提前備齊各種生產所需的原材料,原材料性能盡可能穩定。用于筏板混凝土生產的各種儀器設備提前進行檢修,避免生產過程中由于機械故障影響工程質量;對用于稱量的各種設施進行校正,確保稱量的準確性。在生產過程中,要求測定骨料的含水率,每一工作班不少于 1次。當含水率有較大變化以及雨天施工時,要增加測定次數,依據檢測結果及時調整用水量和骨料用量;選擇固定的混凝土罐車運送混凝土,張貼工程標簽,防止錯運以及因其他工地剩料留在罐車內而錯誤澆筑到筏板內等生產事故的出現。在混凝土澆筑前期,檢測每一車出場混凝土的工作性和出機溫度,坍落度控制在240—260毫米,如果太大,則引起堵管的可能性較大;太小,則泵送緩慢影響施工進度。同時,還要檢測每車混凝土的出機溫度,若溫度高于30℃,需加大對原材料的冷卻力度。待澆筑正常以后,混凝土的檢測頻率可以適當降低。每生產100立方米混凝土要留樣,并按規范成型養護,檢測其抗壓強度是否達到設計指標;炷凉疽S時關注施工現場的混凝土澆筑進度及道路交通是否通暢,并根據實際情況安排混凝土生產,確定合理的運輸線路,保證整個澆筑過程中混凝土供應的連續性。
          施工過程中的質量控制措施。對到場的每車混凝土均要求測定坍落度、溫度,觀察其和易性,不得存在離析、泌水、黏結、分層等現場;當坍落度損失或離析嚴重,經補充外加劑或快速攪拌已無法恢復混凝土拌和物的工作性能時,不得澆筑入模;炷恋恼駬v嚴格按施工操作規程進行,振搗棒要“快插慢拔”,掌握好振距,不能漏振、欠振和過振,以混凝土表面出現浮漿和不再沉落為準。振搗器距離模板不應大于振搗器作用半徑的1/2,并應盡量避免碰觸鋼筋、模板及預埋件。筏板基礎大體積混凝土澆筑時,應及時提取混凝土試塊:同一個配比混凝土連續澆筑不超過200立方米要取樣一次,每次取樣至少留置一組;每連續澆筑500立方米要留置一組,且每項工程不得少于兩組。有抗滲要求的混凝土制作抗滲試件,雨天或雪天時應避免澆筑混凝土,并及時做好排水和防水措施;也可根據需要搭設雨篷進行澆筑,事先應做好防雨措施。加強混凝土冬季施工質量控制,特別是新澆筑混凝土入模溫度、拆模時間、外部溫差的控制,并采取及時養護措施減少裂縫的產生;炷潦彰嬲移胶,為防止面層起粉及塑性收縮,修補因混凝土初期收縮、塑性沉陷而產生的表面裂縫,要求至少進行2次搓壓。根據混凝土狀態,較后一次搓壓要在混凝土終凝前進行,完成搓壓后立即覆蓋塑料薄膜保水保濕,隨后覆蓋保溫層進入養護期。
          筏板面不能連續覆蓋的部位,如墻、柱插筋部位等,是保溫養護的較薄弱環節,一定要采用掛麻袋片、塞聚苯板等方式,盡可能進行覆蓋,避免出現“冷橋”現象,防止這些部位局部散熱降溫過快。澆筑混凝土時,要特別注意板面以上墻柱鋼筋的定位,澆筑中妥善保護,并進行必要的校正,保證墻柱軸線準確。澆筑混凝土前的潤管砂漿不得用于工程結構;及時清除流入后澆帶內的混凝土,以免影響后澆帶效果。澆筑混凝土墊層時,在后澆帶位置留置加深區,澆筑底板時流出的浮漿等直接流入加深區。
          其他質量控制措施之集水抽排措施。根據工程地區的天氣情況,在進行筏板混凝土澆筑過程中,當極有可能遭遇降雨天氣,并且施工區位于低處,降雨后雨水將在筏板區域聚集無法自己排除時,為避免筏板內積水對施工質量造成影響,在進行筏板墊層施工時向基坑坡底電梯井位置進行找坡,或者設置臨時集水坑,再采用水泵將積水抽排至坡頂排水溝內,排入市政管網。
          其他質量控制措施之混凝土連續作業保證措施。為避免停電對混凝土澆筑的影響,保證混凝土澆筑的連續性,在混凝土施工時配置發電機用于振動棒、照明等,并要求混凝土輸送泵全部采用柴油機。在場內設置單循環通道,確保場內道路通暢。
          基礎大體積混凝土的養護
          大體積混凝土保溫保濕養護一般分為自然養護和人工養護。自然養護是在常溫(氣溫在5℃以上)條件下,在混凝土表面覆蓋草席、麻袋或棉鏈等保溫材料,并在一定時間內保持混凝土表面濕潤的養護方法。人工養護是指人工采取措施保證混凝土溫度和濕度,使混凝土強度增大,如蓄水養護、蒸汽養護、暖棚法養護等措施。在筏板基礎施工中,根據大體積混凝土內外溫差條件,通常采用自然養護。
          為防止散熱過快,在澆搗混凝土4-5小時之內,應在表面進行抹面,并在l0-12小時內進行保溫材料覆蓋養護。保溫材料應根據相應的溫度計算確定,一般在混凝土表面鋪上一層塑料薄膜,中間應覆蓋1-2層棉桂或麻袋,之后再覆蓋一層塑料薄膜進行保溫處理。寒冷季節應加強保溫層覆蓋。在整個養護期間,如果溫差超出了 25℃,應及時采取燈照或搭設塑料保溫棚等方式將溫差控制在25℃之內。
          在大體積混凝土養護期間,必須保證混凝土足夠的濕潤,有利于水泥水化作用的進行;炷晾@水養護時間不應小于7天,若澆水不足,表面產生細小裂縫或出現泛白現象時,要立即覆蓋保溫層,并加強澆水養護,延長澆水日期。在澆筑后,當環境溫度低于5℃時,可采用對混凝土表面噴涂養護液的方法進行養護。
          在混凝土強度未達到1.2牛/平方毫米以前,嚴禁任何人在上面行走。安裝模板支架時,更不得進行沖擊性的操作。
          基礎大體積混凝土的拆模
          混凝土拆模除了需要考慮混凝土強度外,還應考慮到拆模時的混凝土溫度不能過高,以免混凝土接觸空氣時降溫過快導致開裂;炷羶炔块_始降溫以及內部溫度較高時不能拆模。一般情況下,結構或構件混凝土的里表溫差大于25℃、混凝土表面與大氣溫差大于20℃時不宜拆模,大風或氣溫急劇變化時不宜拆模。在炎熱或大風干燥季節,應采取逐段拆模、變拆邊蓋的拆模工藝。
          本文結合工程實例,詳細介紹了混凝土澆筑施工順序、筏板基礎大體積混凝土施工技術,并對溫控措施進行了分析;炷翝仓┕ぜ夹g是控制混凝土工程質量的關鍵,工程施工方必須在工程中合理安排,隨時檢查,及時發現問題,全面落實施工方案,才能有效提高澆筑質量,使工程質量得到保證。
          (作者單位系中國水利水電第二工程局有限公司)

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