巖土工程師輔導(dǎo)：大體積鋼筋混凝土筏基施工

　　東一時區(qū)位于朝陽區(qū)建國路雙會橋南1號，占地350000m2，總建筑面積450000m2.該項目由加拿大BDCL建筑設(shè)計公司擔(dān)綱設(shè)計，擁有地標性塔樓、小高層板樓、多層板樓等多種建筑形式，自西向東自然形成城市區(qū)、過渡區(qū)、自然區(qū)三個主題區(qū)域。目前，由于混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫更為普遍。針對結(jié)構(gòu)裂縫在施工中常見且不易控制的問題，本文將結(jié)合東一時區(qū)1號-6號樓的大體積鋼筋混凝土筏基施工情況，分析了溫度對混凝土裂縫的影響，介紹了大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的施工措施，以期能夠為大家提供一些參考。

　　東一時區(qū)1號-6號樓包含兩棟22層的高層樓、兩棟多層框架樓、部分商業(yè)裙樓及地下兩層?？偨ㄖ娣e150300m2.該工程的基礎(chǔ)為一整體平板式筏基，長185m，寬95m，基礎(chǔ)埋深12.5m.然而，各個區(qū)域基礎(chǔ)的厚度各不相同，裙樓處0.8m，A區(qū)、C區(qū)主樓1.5m，B區(qū)主樓2.5m，再通過寬0.8m、1.2m的后澆帶將整體平板式筏基分成6塊?；A(chǔ)混凝土強度等級為C30、S8自防水混凝土。周圍外墻的施工縫位于筏板上表面200mm處。全部筏基混凝土澆筑量為28000m3，其中B區(qū)的混凝土澆筑量為17000m3.

　　大體積鋼筋混凝土施工裂縫控制

　　大體積鋼筋混凝土施工的關(guān)鍵是控制裂縫的產(chǎn)生，而裂縫控制涉及到施工、設(shè)計、環(huán)境等多方面因素。首先是控制材料的質(zhì)量和混凝土配比，而重點是控制施工各階段的溫度。為了驗算由溫差和混凝土收縮所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，是否超過當(dāng)時的基礎(chǔ)混凝土的極限抗拉強度，我們進行了防裂的理論計算，以便制定有效防裂措施。假設(shè)選取平面尺寸及厚度較大的B2區(qū)進行驗算，其短邊長54.78m，厚度2.5m，2.5/54.78=0.048?0.2，符合均勻收縮的假定。

　　1.計算絕熱溫升值及各齡期的降溫溫差：

　　Tmax= WQ/CV=335×334720/(993.7×2400)=47℃

　　齡期3d時水化熱最大，其絕熱溫升值：

　　T3=0.65×Tmax =0.65×47=30.6℃

　　各齡期混凝土的降溫溫差如下：

　　T(3-6)=1.41℃;T(6-9)=2.35℃;T(9-12)=4.23℃;

　　T(12-15)=4.7℃;T(15-18)=4.23℃;T(18-21)=2.8℃;

　　T(21-24)=1.9℃;T(24-27)=1.41℃;T(27-30)=0.47℃;

　　2.各齡期混凝土的收縮當(dāng)量溫差

　　按照：Ty(t)=εy(t)/α

　　εy(t)= εy(1-e-0.01t)。M1.M2.…。Mn

　　計算得：Ty(3-6)=1.35℃;Ty(6-9)=1.31℃;Ty(9-12)=1.37℃;

　　Ty(12-15)=1.26℃;Ty(15-18)=1.28℃;Ty(18-21)=1.18℃;

　　Ty(21-24)=1.15℃;Ty(24-27)=2.31℃;Ty(27-30)=1.10℃;

　　3.各齡期混凝土的綜合溫差

　　由各齡期的降溫溫差和收縮當(dāng)量溫差相加而得。如：T(3-6)=1.41+1.35=2.76℃

　　4.各齡期混凝土彈性模量

　　按公式E(T)= Ec(1- e-0.09t)計算得：

　　E(3)= 0.26 ×105 (1 - e -0.09t)= 0.0616×105N/mm2

　　E(6)= 0.108×105N/mm2;E(9)= 0.1443×105N/mm2;

　　E(12)= 0.1716×105N/mm2;E(15)= 0.1924×105N/mm2;

　　E(18)= 0.2080×105N/mm2;E(21)= 0.2210×105N/mm2;

　　E(24)= 0.2370×105N/mm2;E(27)= 0.2371×105N/mm2;

　　E(30)= 0.2430×105N/mm2.

　　5.計算最大溫度應(yīng)力

　　綜上所述，混凝土30d齡期抗拉強度為1. 75N/mm2，抗拉安全系數(shù)為1.76/1. 493 = l.172?1.15，能夠滿足要求，但富余量不大，雖然設(shè)計中鋼筋布置較密，且配有抗裂筋，但還是應(yīng)該采取防裂措施。底板混凝土內(nèi)部的最高溫度為：3d后的實際溫度30.6℃+混凝土入模溫度30℃= 60.6℃;混凝土表面溫度可達到30℃-40℃?；诒本┫募救掌骄鶞囟仍?5℃-28℃，因此這表明混凝土整體澆筑后不會產(chǎn)生表面裂縫。

　　大體積鋼筋混凝土施工措施

　　1.混凝土的配制

　　混凝土選用低熱值的礦渣水泥或普通硅酸鹽425號水泥，用量在356kg/m3以內(nèi)，摻入10%的粉煤灰，以減少水化熱，增加可泵性。粗骨料要求選用含泥量?1%，針片狀顆粒?15%的碎石，細骨料為細度模數(shù)?2.3，含泥量?3%的粗中砂，水灰比控制為0.5，坍落度180mm-200mm.另外，按水泥用量的14%摻入UEA膨脹劑，能有效防止龜裂，提高防水性能。摻入0.7%EP-T型緩凝減水劑，對水泥的水化熱有延時、延峰的作用(試驗復(fù)試可緩凝18h)，大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。

　　2.主要施工措施

　　(1)鋼筋：在墊層上量出頂層及底層筋的位置，按照量線排放鋼筋，頂層和底層鋼筋架立采用架立柱，架立柱由6φ25二級鋼筋作立筋，φ10@200箍筋綁焊構(gòu)成，間距1500mm.

　　(2)澆筑：由遠到近、自下而上逐層沿混凝土的流淌方向連續(xù)澆筑，在前一層混凝土初凝之前將后一層混凝土澆灌完畢，并沿混凝土推移方向逐段拆卸泵管。

　　(3)振搗：在出料口布置兩臺振搗棒，解決上部振搗;在流淌坡角處布置兩臺振搗棒，確保混凝土密實。為了防止混凝土集中堆積，應(yīng)該先振搗出料口處，形成自然流淌坡度;然后全面振搗，振搗時間15s-30s為宜，并以砂漿上浮，石子下沉不出氣泡為止，插捧間距400mm-500mm為宜。

　　(4)表面處理：泵送混凝土表面水泥砂漿較厚，振搗后用長度3m的刮尺刮平、搓壓、整平、檢查標高，待至初凝階段將一種礦物骨料耐磨損地面材料均勻地撒于表面，用磨光機磨光，使耐磨材料與混凝土形成一個整體，成為高致密性的耐磨地面，滿足地下車庫地面的要求。實踐證明這種地面處理方法，能減少混凝土水分蒸發(fā)，防止筏基表面出現(xiàn)沉裂現(xiàn)象，增強抗裂能力，并能在8h內(nèi)轉(zhuǎn)入下道工序。

　　(5)養(yǎng)護：耐磨地面處理完后立即灑水，嚴密覆蓋一層塑料布和一層巖棉被，減少內(nèi)外溫差。

　　(6)接縫施工。一方面由于筏板基礎(chǔ)的頂?shù)字杏腥龑铀戒摻睿гO(shè)和拆除側(cè)面模板相當(dāng)困難，因此后澆帶采用小網(wǎng)眼鋼板作為側(cè)面模板，同時穿過鋼筋固定，澆筑完混凝土后小網(wǎng)眼鋼板也不必取出。小網(wǎng)眼鋼板內(nèi)貼一層鋼絲窗紗，既減少了漏漿，也增強了豎向抗裂性能。另一方面，外墻施工縫設(shè)置兩道止水帶，一道鋼板止水帶置于外墻正中，另一道橡膠止水帶置于外墻外皮處，這樣可有效防止外墻施工縫處滲漏。

　　(7)測溫：因為底板表面系數(shù)大，只能在不同部位代表性地布孔測溫，測溫管采用了φ40鋼管，底部焊上底板，用溫度計測溫，測溫時間間隔為前三天2h一次，此后4h一次，要求密切注意觀測混凝土內(nèi)部溫度變化。測溫時若發(fā)現(xiàn)內(nèi)外溫差?25℃，就需要及時加蓋巖棉被。

　　(8)為了控制入模溫度在30℃以下，可采用的方法是：

　?、儆脦r棉被覆蓋砂石，減少陽光直曬;

　　②泵管上包裹隔熱材料，并灑水降溫;

　　③氣溫超過35℃時，攪拌混凝土并加入冰水。

　　大體積鋼筋混凝土施工體會

　　東一時區(qū)1號-6號樓工程基礎(chǔ)施工完成后，經(jīng)過一冬一夏的觀察均未發(fā)現(xiàn)任何裂縫，總結(jié)其原因在于：

　?、龠m度的配筋率是抗裂的基本保證;

　　②加入高效緩凝劑，推遲水化熱峰值的出現(xiàn)，相應(yīng)地提高該時刻的混凝土抗拉強度;

　　③鋼筋架林柱將頂層和底層的鋼筋連為整體，后澆帶側(cè)面設(shè)小網(wǎng)眼鋼板和密目鋼板網(wǎng)作為固定模板，對約束混凝土裂縫能起到一定作用;

　?、苁┕ぶ芯慕M織、嚴格管理，是大體積混凝土筏基抗裂的組織保證。總之，我們相信通過上述措施，可以有效防止混凝土的溫差裂縫和塑性收縮裂紋，保證大體積鋼筋混凝土筏基的工程質(zhì)量。

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