大体积混凝土在冬季施工控制分析
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【摘 要】随着我国建筑业的蓬勃发展，工程施工技术也随之有了显著提高，工程混凝土施工也出现新的施工技术工艺，新工艺的使用大大提高了建筑混凝土施工效率和施工安全性能。由于混凝土拌制物具有可塑性，它能够和钢筋牢固地结合，最终形成具有较高的强度、坚固、抗震、经济且耐久的钢筋混凝土结构，日益成为土建工程中的重要组成部分。另外，伴随着混凝土材料质量的逐步提高，及其使用范围的不断扩大，其在土建工程建设中的地位也显得特别重要。本文就此工程实例，对大体积混凝土在冬季施工的控制方面做了简要论述。
【关键词】施工技术；大体积混凝土；冬季施工控制
1、工程概况
1.1 设计概况
某工程是一栋26层框剪结构综合性高层建筑，建筑面积66852.8m2，地下两层，地上26层，建筑总高度123.5m。基础为柱、墙下桩承台.电梯井筒部位下基础承台厚2.0m，其他框架柱及剪力墙下承台厚1.7m-2.0m，基础防水板厚500，承台与防水板底面平齐，混凝土强度等级为C40，抗渗等级P8，基础不设后浇带，混凝土方量共计约3500m3。
1.2 施工难点
1）主楼基础筏板钢筋模板施工于11月4日开始，12月7日基本结束，温度已降至零下4℃-7℃，根据气象预报往后一周内可能还有较大幅度大风降温过程，预计最低温度达到-9℃左右，无降雪情况。
2）主楼基础为桩承台，剪力墙集中部位及框架柱设置独立承台，承台之间通过连梁连接，其余部分为500厚防水底板，防水底板与承台底平齐，完成后回填，承台高度为1.7m，1.8m，1.9m，2.0m，且形状多样、三角形、矩形等，承台之间高低错台，单柱承台仅设底部钢筋而不设置顶面钢筋，仅电梯井筒部位及剪力墙部位承台设置双层钢筋网。混凝土防止发生有害裂缝难度较大，支模及混凝土浇筑难度较大。
3）混凝土强度较高，为C40P8，水胶比较大约为0.55，单方水泥用量较大，对于大体积混凝土裂缝控制非常不利，且为冬季施工，环境温度与预估混凝土核心温度差别过大，按照大气最低气温最低温度为-10℃考虑，将近达到90℃，数倍于规范允许的25℃。
4）承台、防水板、连梁几何尺寸差别过大，承台梁高900，承台高1.7m～2.0m，防水板高500，存在大量的应力集中部位，且这些部位保温效果相对较差。
该工程地下水位位于-4.5m-6.0m之间，基础底面标离为-9.6m，降水工作一直进行，为保证基础地下室的防水效果，必须保证基础底板、承台的抗渗效果，即不允许出现有害裂缝。为保证冬季施丁条件下基础混凝土的质量，在施工中采取了暖棚为主的综合蓄热法。具体措施为：搭设整体暖棚.暖棚采用钢管脚手架搭设，利用基础的混凝土灌注桩，对钢管进行防水处理，底部封闭焊，中部焊接两道止水环，不考虑在防水板上设置支撑点，为保证延长渗水通道，上部及侧面用工程帆布覆盖，浇筑时将帆布揭开，完成后立即进行覆盖，在基础底板及基坑周边生30个火炉，确保在暖棚内最低温度达到+6℃以上。混凝土表面及承台侧面模板采用棉被进行覆盖保温养护。根据测温情况及热工计算确定加减保温层的厚度。
2、混凝土配合比确定及施工控制
2.1混凝土配合比确定
配比通过商品混凝土厂家进行试验配比，水泥采用P.052.5水泥，粗骨料采用新密碎石.粒径10-25mm，含泥量为0.2%，细骨料采用鲁山水洗中粗砂，含泥量2.2%，掺加郑州电厂的一级粉煤灰、高效减水剂FDN-1和早强防冻剂UNF.1。但经过初次试验配比后经计算绝热升温达到78℃～83℃，结合冬季室外最低温度考虑，温差将达到约100℃，无法满足内外温筹25℃的要求。后经过反复研究，决定减小水泥用量，增加一级粉煤灰的用萤。控制水胶比基本不变，利用混凝土的90d后期强度，选用高效减水剂，控制水灰比小于0.5；但为防止后期强度尤法达到设计C40，试验配比水泥掺世及水灰比按照C40略有降低。实际配比经计算绝热升温为72℃。
2.2混凝土运输、浇筑控制措施
基础筏板总体混凝土方量为3500m3，按照正常施工浇筑基础筏板速度，一个工作班一台地泵平均浇筑350m3～400m3，预计3天（3台）完成浇筑。浇筑方案因结构特殊性。必须先期浇筑完成50%的500厚防水板，然后返回跳仓浇筑承台，每次浇筑高度不大于500厚，最先浇筑的即将进入初凝时，返回进行第2层混凝土浇筑，按照顺序依次进行承台混凝土浇筑，当防水板的混凝土最后浇筑部分即将初凝前，停止承台上层混凝土浇筑，将防水底板混凝土按比例向前延伸浇筑，以此类推，完成浇筑任务。为降低已浇筑混凝土的水化热及加快入模混凝土热量散失。控制使已浇筑部分在大气环境下尽量暴露散失热馈，尽量降低第二层混凝土覆盖第1层混凝土前第1层混凝士的表面温度，不低于2℃即可。在完成一段承台的浇筑后，立即对混凝土进行保温养护，并恢复暖棚顶盖，生火炉加温养护已完成浇筑各个承台。经热T计算确定控制混凝土出罐温度在8℃～12℃之间，在浇筑过程中，通过混凝土现场测温，确定采取相应的措施。
3、混凝土的监测
3.1混凝土养护、测温过程控制情况
在开始浇筑即进行全过程的温度测昔：施工期间的大气温度、混凝土出罐、入模、成型温度、浇筑完成封闭暖棚顶盖前及之后混凝土的温度、进入养护状态暖棚内的环境温度、混凝土表面、中心、三分之一处温度。实际测温结果表明.浇筑完成后，在大气环境条件下，已完成的混凝土表面的温度下降较快，很快降低到2℃-0℃左右，FH及时在混凝土表面覆盖保温材料生火炉并将暖棚的顶盖及侧面封闭后，混凝土表面温度很快回升至8℃-10℃，沿暖棚顶部封闭至顶部浇筑口敞开方向，温度变化速度渐次降低。在浇筑完成第3天～第4天，温度I二升至最高峰值，承台混凝土核心部位达到72℃-76℃，在保温层下混凝土表面温度达到40℃-45℃，有明显的温度梯度，混凝土强度增长很快，在随后的时间，温度缓慢下降，7天后，核心温度降至10℃-13℃，撤除暖棚，仅保留保温材料覆盖养护。
3.2混凝土质量及强度情况
在撤除保温材料后检查混凝士表面，除个别位置存在不规则细微干缩裂缝外，未发现有害裂缝。在按照600℃.d测温统计后（实际按照2月）试验结果经评定已经达到合格，在90天龄期的强度试验表明强度仍然在继续增长，评定结果接近C45。
4、存在问题与分析
在组织基础大体积混凝土施工时，由于混凝土罐车不能及时到场，为保证基础不留施工冷缝，不得不反复搭拆暖棚顶面帆布及延长火炉加热时间，并减少浇筑厚度，大大增加施工难度。在控制混凝土的凝结时间上由于掺加缓凝剂，导致底层500厚防水板迟迟不能进入终凝，覆盖保温后表面观感质量较差，承台侧面吊模嵌入混凝土中，拆除困难。在完成浇筑后未立即进行恢复暖棚生火炉覆盖保温养护的部位，温度降低较快，而内部升温继续进行，个别位置短时达到或超过内外温差25℃的规范要求，经过采取措施后迅速恢复，由此发现在浇筑阶段按照每2 h测温并不能满足监测要求。由于绝热升温是按照混凝土的实际温度考虑，在浇筑过程中，商品混凝土公司恐怕混凝土受冻，并末严格按照项目部要求出罐温度进行控制，而略有偏高，再加之较多承台浇筑是在白天气温较高时浇筑，故所测核心绝热升温温度比计算略有偏高。
5、结语
当今我国就建筑业而言，建筑工程混凝土施工技术借鉴度较高，自主创新与研究程度还相对不足。特别是大体积混凝土施工在冬季存在较严重的质量控制问题：混凝土的浇筑期间防冻，浇筑完成后的蓄热养护期问的内外温差控制，以及较高的混凝土强度等级由于增加水泥用量及较高水灰比给温度控制进一步增加困难。本工程通过采用暖棚结合综合蓄热法，制定可行的方案，结合现场实际情况，采取措施，使大体积混凝土的质量得到了有效的控制。