密闭空间大体积混凝土施工技术

2014-11-25吴维跃中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙410004

安徽建筑 2014年3期

吴维跃（中国建筑第五工程局有限公司，湖南长沙 410004）

1 工程概况

阜阳市人民医院城南新区一期工程总建筑面积为181634m2，包含病房大楼一栋，地上22层，地下1层，急诊医技楼、门诊楼和人防地下室，地上5层，地下1层。其中急诊医技楼地下室有特殊科室直线加速器，因其特殊功能要求具有密闭防辐射，所以设计密闭性大，墙板超厚（加速器室建筑面积：建筑面积约407m2，顶板厚2.5m、1.1m，混凝土墙体厚2.5m、1.1m；属于密闭大体积混凝土范畴。

2 方案选择及需解决的主要问题

①因直线加速器顶板超厚，为了保证结构施工安全，经计算，满堂支模架立杆间距300mm～500mm，水平拉杆纵横向满布，满堂架成型后人员根本无法进入，再加上加速器四周都是混凝土墙体，密闭性很大，外围根本无法采取养护措施。所以考虑从外围事前接入PVC水管，顺着混凝土墙体布置，采用人工控制自动喷淋水，顶板模板双层模板，中间夹芯塑料薄膜，保证加速器内部保温保湿养护混凝土，控制超厚墙板内外温差，控制裂缝。

②大体积混凝土由于结构截面大，水泥总用量多，水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因，采用低水化热水泥，降低水化热，控制混凝土内外温差。

图1 测温孔平面布置示意图

图2 测温孔剖面打样示意图

图3 测温传感器预埋

图4 测温仪实时测温

图5 喷淋水管安装示意图

图6 塑料薄膜安装示意图

③优化混凝土配合比，减少混凝土收缩变形。

3 施工技术

3.1 施工工艺流程

大体积混凝土专项方案编制→原材料优选及混凝土配合比优化设计→自动喷淋水管和板底塑料薄膜安装→混凝土拌制及运输→混凝土浇筑→混凝土养护及测温→混凝土拆模。

3.2 操作要点

3.2.1 材料要求

①水泥：首先尽量减少单位体积混凝土的水泥用量，资料证明，水泥用量每增减10kg，水化热使温度相应升降约1℃；其次应优先采用低热水泥，如选择矿渣硅酸盐水泥。

②细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

③粗骨料：5mm~25mm或5mm~40mm石子，选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高。优先选用5mm~40mm石子，减少混凝土收缩。含泥量<1%，符合筛分连续级配要求。骨料中针状和片状<15%（重量比）。

④粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对降低水化热、改善混凝土和易性有利，粉煤灰的掺量不多于10%，采用内掺法，选用Ⅱ级粉煤灰。

3.2.2 优化混凝土配合比

采用泵送混凝土砂率控制在35%~40%之间，在满足可泵性的前提下，尽量降低砂率。坍落度在满足泵送的条件下尽量选择小值，以减少收缩变形。针对工程实际和泵送施工工艺要求，根据理论计算和试验室试配试验结果，由试验室提供混凝土配合比报告，混凝土坍落度宜为140mm～160mm，缓凝时间根据浇筑量和浇筑速度确定。

3.2.3 混凝土施工工艺

①混凝土浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑以利散热，不出现冷缝为原则，可采用分层、薄层浇灌（每层厚50cm）的方法来加快浇灌速度和减少混凝土的暴露面积。

②配备足够的振捣器具，每台混凝土输送泵配备4台振动棒，使入模混凝土及时振捣密实，为防止漏振，坚持分层振捣局部完成后再从后拉网式赶振一边，采用二次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打振实，去除浮浆，实行二次抹面，以减少表面收缩裂缝。

③混凝土在浇筑振捣过程中的泌水应予以排除。

④由于混凝土厚度较大，混凝土自高处倾落的自由高度超过2m时，采用串筒、斜槽或溜管浇筑混凝土。

⑤超厚墙板混凝土浇筑时，要四周循环均衡分层浇筑，分层高度0.5m，振动棒要及时跟进振捣，特别是分层处的振捣要密实。

图7 塑料薄膜加麻袋浇水养护

图8 温差检测分析图

⑥施工现场配备一套发电机组，以防意外断电现象发生。

3.2.4 测温

①测点布置原则：测点须具有代表性，能全面反映大体积混凝土内各部位的温度，从大体积混凝土高度断面考虑，应包括底面、中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边角区。

②测温点布置：温度检测范围为整个超厚墙板混凝土的温度变化，在混凝土沿对角线方向设置温度传感器。测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温棒绑扎牢固并与钢筋隔离，以免位移或损坏。每组测温线(即不同长度的测温线)在线的上端用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。

③测温棒预埋：2.5m厚顶板预埋5个点位，每个点位上中下预埋3个测温棒，上部离混凝土面0.1m，中部板厚居中，下部离板底0.1m。2.5厚墙体测温棒预埋参见2.5m厚顶板预埋方式。

④利用测温技术进行信息化施工，可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度场分布状况，并且根据温度梯度变化情况，可定性、定量指导施工，控制降温速率，控制裂缝的出现。

⑤每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度变化及温差数值,提供给施工指挥部门，以指导现场的施工。

⑥测温时间：混凝土从浇灌到硬化有一个升温和降温的过程，特别降温至大气的过程比较缓慢，为此，测温从混凝土浇筑后马上开始，根据温度变化情况7d内，可以每2h测一次。7～10d后，可以每4h测一次。

3.2.5 养护

养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内外温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。

根据土建工程大体积混凝土的特点和施工经验，为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级要求外，关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，实测的混凝土内部中心与表面温度差宜控制在25℃之内。为防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝，加速器密闭空间内侧安装自动喷淋水管进行24h浇水养护。具体安装如下：用Ф3.0PPR管从邻近供水点接至加速器室入口处，Ф3.0PPR主管从加速器入口继续延伸至2.5m厚墙体处，分支管用Ф2.0PPR管接至2.5m厚墙体两侧，支管机械钻成密目孔眼，形成供水管网，全面覆盖密闭空间。

2.5 m厚顶板底面封闭养护：支模架搭设完成后，平台模板铺设时，先满铺设一层0.015m厚模板，钉定牢靠，然后满铺一层塑料薄膜，再满铺设一层0.015m厚模板，使顶板底部密闭不透气，超厚墙板底部保温保湿养护。

混凝土顶板表面收水搓平扫毛后，立即覆盖一层塑料薄膜，薄膜要求搭接，使混凝土不外露，根据测温情况，如温差过大加盖麻袋加强覆盖养护。超厚墙板封模之前，在模板面整个刷一层混凝土养护液，混凝土浇筑后带模浇水养护。养护必须根据混凝土内外温差和降温速率，及时调整养护措施。