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摘要:大体积混凝土由于其实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小,水泥水化热释放比较集中,内部升温比较快。混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它,来保证施工的质量。
关键词:冷却管;混凝土浇筑;养护
从实际出发,以实用为主,目的使项目部施工技术人员既知道大体积应该如何控制质量,又懂得怎么进行防裂和温度控制。现就大体积混凝土施工工艺进行浅谈。
1、冷却水管、测温元件安装
冷却水管布置:
为减少混凝土内部水化热,降低承台混凝土内外温差,尽量避免承台混凝土开裂,采取在承台混凝土内设冷却水管通水降温的措施。
冷却水管网按照冷却水由热中心区域(承台中间部位)流向边缘区的原则分层分区布置,每层冷却管的进、出水口相互错开;由于承台混凝土规模庞大,根据承台混凝土浇筑的施工顺序,冷却管布置分为3个区域:左右承台及系梁,每区域内布置1套独立的冷却水管。
冷却水管采用壁厚2.5mm、直径φ32mm的圆钢管。承台厚4.5m,沿承台竖向布置3层水平冷却水管网,管网间垂直间距为1.0m,顶层管网至承台顶面距离及底层管网至承台底距离均为0.5m;同一管网内水管间的水平间距为1.0m,最外层水管距离混凝土最近边缘0.5m左右;管网的进出水口需垂直引出混凝土顶面0.5m以上,且出水口要有调节流量的阀门和测流量装置。同一层水管网的垂直进出水口要相互错开至少1.0m,不同层水管网的进出水口也应相互错开至少1.0m,以便进行区分。
布管时,冷却水管应与承台主筋错开;若错开有困难,可适当移动水管位置。
冷却管应与钢筋骨架或架立钢筋绑扎牢靠,以防水管变形或接头脱落。冷却管网安装完成后,应将进出水管与总管、水泵接通,进行通水试验。冷却管网应分区分层编号,每一层管网的进出水管均应编号登记。温控完成后,冷却管采用水泥浆进行封堵。
冷却系统安装完成后,进行试通水,对接头缝隙进行处理,保证密封、通畅。
测温元件布置:
对大体积混凝土施工进行温度测试和监控,是为了掌握混凝土内部的最高温升及中心部位与表面部位的温度差,以便采取内部降温、外部保温蓄热的技术措施,降低并控制混凝土的内外温差,防止混凝土结构产生裂纹。
为准确测量、监控承台混凝土的内部温度,指导混凝土的通水养护,确保承台大体积混凝土的施工质量,承台混凝土内布置温度测量管道,灌水放置温度计检测砼温度。
由于承台的平面形状是双向对称的,冷却水管也是对称布置的,考虑材料的节约和数据的可靠性、代表性,承台混凝土的温度测试监控可在1/4承台平面内进行。
2、混凝土浇筑
2.1混凝土生产运输
由于承台一次性浇筑混凝土量大,混凝土浇筑前必须做有专用方案,以保证浇筑顺利进行。浇筑方案涉及混凝土原材料准备、供应保障、交通组织等内容。
2.2浇筑前的其余准备工作
平台顶面应铺脚手板和爬梯,以方便施工,保证施工人员的安全。
采用天泵浇筑承台砼,尽快完成深基坑施工,减少施工安全质量隐患。
2.3混凝土浇筑
混凝土浇筑前,应对模板、钢筋、预埋件、冷却水管网和测温元件进行详细的检查,并作好记录,符合设计及规范要求后方可浇筑混凝土。基坑内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。
应注意对生产出来的混凝土进行检查监控,按规范的要求进行坍落度试验、制作混凝土试块,并观察混凝土的和易性,符合要求才能使用。
承台混凝土浇筑采用斜向分层、从中间向两边全断面逐步推进的方法进行施工,施工中应尽量加快混凝土浇筑的速度。
承台混凝土振捣采用B50振动棒和B70振动棒配合使用,浇筑承台时应准备足够数量的B50振动棒和B70振动棒。
混凝土振捣时,振动棒应插入下一层一定深度(一般5~10cm);振动棒要快插慢抽,移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍(B50振动棒,一般45~60cm;B70振动棒,一般75~100cm);振捣时插点均匀、成行或交错式移动,以免漏振;每一次振动时间约20~30s,以免欠振或过振,振动完毕后,边振动边徐徐拔出振动棒。混凝土应振捣密实,混凝土密实的标志:混凝土不再下沉、不再冒气泡、表面开始泛浆。
混凝土振捣时,振动棒不得碰撞模板,更不得别住钢筋进行振捣。
混凝土浇筑应连续进行,若因故必须间断时,其间断时间不得超过混凝土的初凝时间。
某一区域的冷却水管被混凝土完全覆盖后,即可将该区域的冷却水管通水,从而尽量减少新老混凝土的温差,防止混凝土开裂。
浇筑期间,由专人检查预埋钢筋和其它预埋件的稳固情况,对松动、变形、移位等情况,及时将其复位并固定好。
为减少收缩裂缝,顶层混凝土浇筑完毕后,在顶部混凝土初凝前,对其进行二次振捣,并压实抹平。
3、混凝土养护、测温监控及拆模
3.1混凝土养护
混凝土浇筑完毕后,应及时抹面收浆,混凝土终凝后即开始养护。承台混凝土养护采用保温蓄热法:混凝土终凝后,及时在混凝土表面覆盖2层草袋、2层塑料薄膜,上下2层草袋应相互错开,草袋之间应相互搭接,从而隔绝大气与混凝土表面的直接接触,形成良好的保温层,并保持混凝土表面湿润。
3.2通水冷却
某一区域内的冷却水管被浇筑混凝土完全覆盖并振捣完毕后,即可在该区域的冷却水管中通水,对混凝土进行降温。
冷却水的流量应使进、出口水的温差不大于6°C,可根据热工计算控制,一般地,可控制在1.2~1.5m3/h。
承台混凝土通水冷却时,冷却管排出的水应立即排出基坑外,以保证围堰的安全。
承台混凝土通水养护时间以混凝土内部温度与大气环境平均温度之差低于20°C为标准,一般混凝土养护时间15天。
3.3测温监控
3.3.1 混凝土温度监控
测温时间:混凝土覆盖某测温点后该点即开始测温,直至混凝土内部温度与大气环境平均温度之差小于20°C时止。
测温频率:在温度上升阶段每2小时测一次,温度下降阶段每4小时测一次,温度稳定阶段每4小时测一次;大气温度应同时测量。
通过对测定的温度数据进行计算、分析,及时指导现场混凝土养生。一般地,可通过调节冷却水流量、进出水口温差等方法来调控混凝土内部温度;通过改变混凝土表面养生方法来调控混凝土表层温度。
测定混凝土上升的峰值及其达到所需的时间,定期记录冷却水管进、出水口的水温,绘制混凝土内部温度变化曲线。根据观测结果确定冷却水管通水量、通水时间和蓄热养护时间等,以降低混凝土的内外温差。
3.3.2水流监控
一般地,冷却水流量的大小会影响冷却管进、出口水的温差,影响冷却水和混凝土之间的热交换,从而影响混凝土内部温度的变化,因此,有必要对冷却水的流量、流速、冷却管进出口的水温进行监控;水流监控时间及监控频率应与承台混凝土温度监控同步。
承台混凝土强度达到2.5MPa前,不得使其承受行人、支架、脚手架、模板及运输工具等荷载。
3.4拆模
应注意拆模时间,使拆模后混凝土的强度足以抵抗温度应力。承台拆模条件:混凝土强度达到设计值的75%以上且混凝土表面和内部温差不大于20°C。
拆模时,严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬,以防损伤混凝土;若在混凝土养护过程中拆除模板,应选择在白天气温较高的时段进行,以防止混凝土表面直接接触冷空气骤然降温。
冷却水管注浆:承台混凝土停止通水养护后,将冷却水管伸出承台顶面的部分割除,剩余部分则压注水泥浆封孔;封孔前用高压空气将水管内的残余水压出,并吹干冷却水管,然后用压浆机向水管内压注水泥浆封闭管路;水泥浆的配合比应经过试验确定,其强度不得低于承台混凝土的设计强度。
参考文献:
[1]周朝琦,侯龙文.质量管理创新[M].北京:经济管理出版社,2000.253—260.
[2]刘军,建筑工程质量控制与验收[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.12.