浅谈筏板大体积混凝土施工技术

浅谈筏板大体积混凝土施工技术

杨超

杨超（河南省中原建设有限公司）

摘要：随着建筑施工技术飞速发展，现代建筑中经常涉及到大体积混凝土施工，此类结构截面尺寸往往很大，所以，由外荷载引起裂缝的可能性很小，于是，水泥水化热导致的温度变化和混凝土收缩共同作用，产生的温度应力和收缩应力就成为大体积混凝土产生裂缝的主要因素。因此，施工前对大体积混凝土的温度、温度应力和收缩应力进行演算，确定升温峰值，内外温差及降温速度的控制指标，制定温控施工技术措施，对控制有害裂缝的产生有重要作用。

关键词：大体积混凝土施工技术

1工程概况

商会大厦工程位于郑东新区商务外环路，框架—核心筒结地下三层，地上三十层，基础长81.9m，宽45.3m，筏板最大厚度2.9m，混凝土强度等级C40，抗渗等级P10。筏板下设置直径为630mm的钢筋混凝土灌注桩591根。基础混凝土浇筑量约为7500m3。根据规范，基础筏板属大体积混凝土，据有关规定和经验，内外温差控制在25℃～30℃范围之内。

2混凝土配合比技术措施

2.1配合比：商品混凝土站根据试验确定。

2.2水泥的选用：选用水化热低，凝结时间长的水泥。、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰优先采用矿渣硅酸盐水泥质硅酸盐水泥等。

2.3粗细骨料：粗骨料采用连续级配，细骨料采用中砂。在保证混凝土强度及塌落度要求的前提下，提高掺和料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量，从而减少水泥水化热。

2.4掺加减水剂、高效泵送剂等外加剂，减少用水量，降低水灰比，在确保强度的同时，减少水化热，同时提高混凝土的和易性及可泵性。

2.5降低原材料的温度：砂石堆放区设置遮阳棚，混凝土拌合用水采用冰凉的地下井水。

3施工方案

3.1施工工艺流程

混凝土搅拌→运输→泵送→入模→振捣→抹平→养护。

3.2混凝土施工过程中的技术控制。

3.2.1浇筑混凝土时从东向西一次推进浇筑，不留施工缝。采用一个坡度、斜面分层、循序推进，一次到顶的方法。

3.2.2混凝土振捣：根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前、中、后布置三道振动器，第一道布置在混凝土卸料点，第二道布置在斜坡中部，第三道布置在坡脚，随着混凝土浇筑向前推进，振动器也相应跟上，前后相接，振捣密实，以防漏振，确保整个高度混凝土的质量。

3.2.3控制混凝土泌水：混凝土泌水会造成混凝土内部水化热增大，严重时会诱发筏板贯通性裂缝。技术措施有两点，一是筏板四周侧模的底部每隔10m开设50×50mm排水孔，使泌水从孔中排出，流向排水沟；二是当混凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，改变混凝土浇筑的方向，即从顶端往回浇筑，与原斜坡相交成一个集水坑，另外有意识地加强两侧模板处的混凝土浇筑强度，这样集水坑逐步在中间缩小成水潭，之后，用软轴泵及时排除泌水。

3.2.4混凝土的表面处理：混凝土浇筑到顶后，及时把水泥浆赶走，排不出的泌水，人工用棉纱沾出，然后用刮杠将混凝土表面按标高刮平，之后用木搓反复搓平，在终凝前，即混凝土表面处于人脚踏不下陷的时候，再用木搓二次打磨压实。

3.3混凝土的养护

混凝土表面处理完成后，在其表面覆盖一层塑料薄膜，薄膜上部满铺两层麻包袋，养护时间不少于14天。

3.4混凝土的测温

测温点按间距6m呈梅花形布置，位置分别位于基础混凝土的表面、1/2和1/4高度处。第1～5天，每2h测温一次；第6～20天，每4h测温一次；第21～30天，每8h测温一次。

4温度应力计算

4.1最高温升值

Tmax=T0+■+■=18+■+■=59.4℃

其中：T0—混凝土浇筑温度

Q—每立方米混凝土中水泥的用量

F—每立方米混凝土中粉煤灰的用量

4.2根据以往有关工程，推测出2.9m厚底板升降温数据如下。

第3天：59.4℃第6天：56.3℃第9天：53.3℃

第12天：49.9℃第15天：46.3℃第18天：44.0℃

第21天：42.3℃第24：40.9℃第27天：38.2℃

第30天：36.8℃

4.3钢筋混凝土诸因素在标准条件下的修正系数。

M1=1.25M2=1.35M3=1.00M4=1.00

M5=1.45M6=0.93M7=0.77M8=1.43

M9=1.00M10=0.86

4.4各龄期收缩当量温差

εY(30)=εy0·M1·M2·M3·…·M10（1-e-bt）

=3.24×10-4×1.25×1.35×1.00×1.00×1.45×0.93×0.77×1.43×1.00×0.86×（1-e-0.01×30）

=1.81×10-4

Ty(30)=εY(30)/α=1.81×10-4/1.0×10-5=18.1℃

式中：εY(30)—龄期为30天的混凝土收缩值。

εy0—标准状态下的最终收缩值。

t—混凝土浇筑后到计算时的天数。

Ty(30)—30天的收缩当量温差。

α—混凝土线膨胀系数。

同理：

εY(27)=1.65×10-4Ty(27)=16.5℃

εY(24)=1.49×10-4Ty(24)=14.9℃

εY(21)=1.32×10-4Ty(21)=13.2℃

εY(18)=1.15×10-4Ty(218)=11.5℃

εY(15)=0.97×10-4Ty(15)=9.7℃

εY(12)=0.79×10-4Ty(12)=7.9℃

εY(9)=0.60×10-4Ty(9)=6.0℃

εY(6)=0.41×10-4Ty(6)=4.1℃

εY(3)=0.21×10-4Ty(3)=2.1℃

4.5各龄期降温综合温差

T（6）=3.1+2.0=5.1℃T（9）=3.0+1.9=4.9℃

T（12）=3.4+1.9=5.3℃T（15）=3.6+1.8=5.4℃

T（18）=2.3+1.8=4.1℃T（21）=1.7+1.7=3.4℃

T（24）=1.4+1.7=3.1℃T（27）=2.7+1.6=4.3℃

T（30）=1.4+1.6=3.0℃

4.6总温差

T=T（6）+T（9）+…+T（30）=38.6℃

4.7各龄期混凝土弹性模量

E（3）=3/（2.50+0.915×3）×3.25×104=1.86×104N/mm

E（6）=2.44×104N/mmE（9）=2.72×104N/mm

E（12）=2.89×104N/mmE（15）=3.00×104N/mm

E（18）=3.08×104N/mmE（21）=3.14×104N/mm

E（24）=3.19×104N/mmE（27）=3.23×104N/mm

E（30）=3.25×104N/mm

4.8各龄期混凝土松弛系数

S（3）=0.191S（6）=0.209S（9）=0.212S（12）=0.217

S（15）=0.230S（18）=0.259S（21）=0.310S（24）=0.367

S（27）=0.443S（30）=1

4.9最大拉应力计算

4.9.1地基水平阻力系数Cx值计算。

①地基对基础约束值Cx1取0.03N/mm3

②桩基对基础的约束值Cx2=P／F

P=4EI3=4×3.25×104×773×107×=2.24×104N/mm

F=■=6.28m2=6.28×106mm2

Cx2=P／F=(2.24×104)/(6.28×106)=0.357×10-2N/mm3

Cx=Cx1+Cx2=3.357×10-2N/mm3

4.9.2各台阶温差引起的应力H*E(t)

6天（第一台阶）

β==2.18×10-5

β■=2.18×10-5×■=0.893

计算得:chβ■=1.436

σ（6）=■E(6)T(6)S(6)

=■（1-■）×2.44×104×5.1×0.209

=0.093MPa

同理：

σ（9）=0.091σ（12）=0.102σ（15）=0.111σ（18）=0.096

σ（21）=0.096σ（24）=0.103σ（27）=0.175σ（30）=0.275

4.9.3总降温和收缩产生的最大温度应力

σmax=σ（6）+σ（9）+…+σ（30）=1.139MPa

混凝土抗拉强度设计值取1.71N/mm2，则抗裂安全度

K=■=■=1.50＞1.15。满足抗裂条件，故7500m3混凝土一次连续浇筑不会出现裂缝。