1、前言
重庆江津至合江(二期)高速公路房建工程施工DFJ标段主线收费站左侧服务区综合楼基础形式原设计为人工挖孔桩,桩径处于0.8m~1.0m范围内。挖孔桩桩径过小,严重影响工作效率,不适宜人工开挖,加上该处原始地貌为农田低洼地带,设计为高填方。因此,经设计单位、业主确认后将桩基础变更为筏板式基础。由于筏板基础混凝土用量一般较大, 结构较厚,体积庞大,那么如何控制水泥水化热,控制温度应力,避免温度裂缝即成为筏板基础施工中重要控制环节。
2、工程概况
重庆江津至合江(二期)高速公路起于江津白沙镇,经鹅公溪、关田沟、跨塘河、尖山子、斑竹林,止于塘河镇太平村与四川省合江县白鹿镇交界处,接拟建的四川宜宾至重庆高速公路,全长17.007公里。
重庆江津至合江(二期)高速公路房建工程施工DFJ标段左侧服务区总用地65233,总建筑面积2529.08,包括综合楼2204,变电所100,水泵房57.04,汽修167.44等工程,在这里主要结合综合楼基础工程来进行浅议。该工程采用筏板式基础,施工日期为2012年8月22日,混凝土浇筑量为400。
因该筏板基础混凝土浇筑量较大,施工位于高温的夏季,混凝土自然收缩,内部和外部的温差过大都将引起裂缝。在高温下拌合和浇注混凝土,水分蒸发快,水泥水化反应快,如不及时浇水养护,混凝土脱水将影响水化反应的正常进行,不仅降低强度,而且加大混凝土收缩。如何有效预防基础施工中裂缝显得尤为重要,也是施工难点。
3、控制措施
3.1 控制混凝土的出机温度
理论证明:混凝土内部温度峰值每降低3℃,混凝土的出机温度应降低1℃,要使混凝土出机温度降低1℃,需要水泥温度下降6~8℃,水温下降3~4℃,骨料温度下降1~2℃。降低混凝土内外温差,必须首先从控制混凝土的出机温度着手(即对原料进行降温度处理)。因而采取如下措施进行原材料降温处理。
3.1.1 水泥
根据该工程施工地点及工程特点,水泥选用了水化热较低的散装台泥P42.5矿渣硅酸盐水泥,充分利用混凝土后期强度,以达到延缓混凝土内部温度峰值的叠加,达到降低内外温差的目的。首先对进场的水泥进行抽检,合格方可使用于混凝土工程。而新进场的水泥,必须待水泥自身熟化后再使用,这样即可以有利于水泥在熟化过程中自身温度散失,减少混凝土拌制过程中水分的吸收,又可以提高水泥稳定性、安定性,从而满足施工要求。
3.1.2 水
拌和用水所含物质不应影响砼和易性和砼强度的增长,以及引起钢筋和砼的腐蚀。水的PH值、不溶物、可溶物、氯化物、磷酸盐、硫化物的含量均要符合规定。而本工程的施工用水采用深井水,再经制冷机冷却至5℃及其以下,达到有效的降低拌合料的温度。
3.1.3 骨料
粗、细骨料进场后,均严格按照建筑材料检验标准(GB/T 14685-2011)进行了抽查检验。碎石规格为:5~25mm,针、片状颗粒含量为7.2%,表观密度为710kg/,压碎值为6.2%,含泥量为0.4%。机制砂颗粒级良好,细度模数为2.4,表观密度为2720kg/,亚甲蓝值为0.8g/kg。不同粒径的骨料分仓堆存,严禁相互混杂和混入泥土,并采用遮挡法对骨料实行降温,这样可以防尘和避免阳光照射。
对碎石进行不间断洒水,以利降低碎石温度,使碎石温度控制在30℃及其以下。
3.1.4 掺加外加剂
采用重庆远吉高新建材科技有限公司的FG-I高效缓凝减水剂,经检验符合GB8076-2008标准,减水率为20.8%,初凝时间+255min,终凝时间+300min。有效预防了施工裂缝,并能延长振捣时间,延长了水泥凝结时间,降低了混凝土的放热速度及热量,同时掺入缓凝剂还可以提高混凝土的强度,减少干缩而产生的裂缝。缓凝剂中的减水组分使水泥颗粒分散,在保持强度、水灰比不变时,可以减少水泥用量和用水量,用水量的减少使得混凝土强度有所增加。
3.2 严格控制配合比
该筏板基础混凝土设计强度为:C30,首先根据原材料通过专业试验室试验选定每立方的设计配合比为:水泥365㎏:细集料695㎏:粗集料1151㎏:水185㎏:外加剂3.65㎏(1:1.9:3.15:0.51:0.01)。在混凝土搅拌前对粗、细集料的含水率进行现场检测,再经过专业施工技术人员根据设计配合比计算出施工配合比,并派专人操作机械拌合混凝土。
3.3 混凝土运输
混凝土采用白色鼓筒的罐车,白色鼓筒吸收阳光辐射热能明显减小,并对混凝土装车前,用冷水将其车厢底板进行降温。
3.4 施工过程控制
3.4.1 控制坍落度
施工技术管理人员及旁站现场监理,对每车混凝土均进行坍落度检测,坍落度严格控制在设计配合比90~120mm范围内,超过限值严禁浇筑。
3.4.2 尽可能将施工时间选在黄昏或晚间,此时温度较低,有利于降低混凝土温度差。
3.4.3 根据本工程筏板基础的形状、厚度、浇注工程量等特点,采用分层分段施工法,注意保持施工的连续性,在下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土,在保证混凝土水化热热量迅速散失的同时减少施工缝。
(注:分段分层混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。)
3.4.4 混凝土浇筑后,盖好塑料薄膜,铺设草袋,每天浇水湿润不少于2次,淋水时间超过7d,以降低混凝土的内外温差。
3.4.5 为防止出现泌水和浮浆,在结构四周侧模底部开设排水孔,使多余的水分从孔中自然排走。
4、温度监控体系
4.1 预埋测温管
在混凝土施工时预埋镀锌铁皮制成,一端封闭,或采用其他金属管材。
4.2 测孔深度以筏板基础厚度的1/3H~1/2H为宜,间距不大于6m为佳。
4.3 在离建筑物10m以外,距地面1.5m,通风条件较好的地方安装规格不小于300×300×400的白色百叶窗。
4.4 配备专职测温人员,按两班考虑。对测温人员进行培训和技术交底,测温人员要认真负责,按时按孔测温,不得遗漏或弄虚作假,测温记录要填写清楚、整洁。
4.5 测温时,按测孔编号顺序进行,温度计插入测孔后,堵塞住孔口,留置在孔内3~5分钟后进行读数。
对照混凝土内的温度和大气温度进行控制,比较内外温度差,使其不超过25℃,如温差超过25℃就及时采取浇水降温或覆盖麻布保温等措施,时间以7d为限。具体安排是:前1天,每隔2h测温一次;2~5d,每4h测温一次;6~7d,每6h测温一次。每天对所测数据进行分析,待混凝土强度至少达到75%及可停止测温,以便下一道工序的施工。
5、结论
通过采用以上控制措施,从测温记录中可以看出,筏板基础混凝土浇筑后,中心最高温度发生在第4天,最高温度42℃。混凝土中心与表面温度基本同步上升,在前5d温差始终保持在10~15℃,远远低于不安全温差25℃,后2天温差保持在5℃左右,说明温差控制很理想。本工程筏板基础混凝土施工中有效地控制了温度应力引起裂缝的出现,工程质量得到了有效保证。
参考文献:
[1] GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范;
[2] GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准;
[3] GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范;
[4] 城市建设理论研究2011年第11期《房屋建筑大体积混凝土基础工程施工特点》;
[5] 边道永 张长友 《重庆科技学院学报:自然科学版》 2010 第6期《普光天然气净化厂筏板基础大体积混凝土温控措施及施工技术》;
[6] 周金 戴海燕 徐其功 《低温建筑技术》 2011 第1期《筏板基础大体积混凝土温度裂缝控制》