大体积混凝土浇筑施工及养护技术研究

文摘 2024-10-16 07:04 河南

引言

棚户区改造作为城市更新和发展的重要环节，近年来在我国城市化进程中得到了广泛关注与推进。在棚户区改造项目中，大体积混凝土的应用尤为广泛，如承台、基础底板等结构的浇筑。这些结构不仅需要承受巨大的荷载，还要满足长期使用的要求，因此对其施工质量和养护技术提出了更高的要求。随着建筑技术的不断进步，大体积混凝土浇筑施工技术也在不断发展与完善，我国大量学者对大体积混凝土浇筑施工技术纷纷展开了研究。文献中以某综合交通枢纽工程为背景，对大体积混凝土的配比优化、运输、浇筑及养护等施工关键内容进行了深入探讨，可以在保障混凝土成型质量的基础上，有效缩短施工工期；文献中针对某芳烃联合装置项目中大体积混凝土浇筑施工中各工序进行了分析，并通过制定科学的施工方案保障混凝土施工质量与安全；文献中以龙门大桥锚碇顶板8m厚大体积混凝土一次浇筑为例，开展一次浇筑温度裂缝控制技术，以减少浇筑裂缝。

目前，大体积混凝土浇筑施工技术已经形成了较为完整的理论体系和实践经验。但不同地区的气候、环境等条件差异较大，使得大体积混凝土的施工及养护技术需要针对具体情况进行调整和优化。所以本文针对棚户区改造项目中大体积混凝土浇筑施工及养护技术展开深入研究。

1棚户区改造项目概况沙坂、蔡店、埔尾棚户区改造项目位于福建漳州，总建筑面积107554.7m²，其中地上部分为85341.86m²，地下部分为22429.40m²。该项目由1～7#楼，1#、3#楼连接体，5#、7#楼连接体，以及大门组成，主要用途为住宅，采用预应力高强混凝土管桩基础，其持力层的厚度分别为1500和1800mm。所以实例棚户区改造项目的承台混凝土属于大体积混凝土，其浇筑施工及养护技术至关重要。

2大体积混凝土浇筑施工及养护技术设计

2.1制备及运输混凝土浆液

在棚户区改造项目中大体积混凝土浇筑及养护施工过程中，首先需要进行混凝土浆液的制备。在制备混凝土浆液时，为了保障混凝土成型质量，必须确保原材料的选择、配合比的设计均为最佳。在原材料的选择上，本文遵循了工程实践中的经验法：中、低热硅酸盐水泥因其水化热较低，能够有效控制混凝土内部的温度上升，减少温度裂缝的产生，所以被选为本次棚户区改造项目中大体积混凝土浆液的主要凝胶材料；细骨料方面，本文选用了中砂，其细度模数为2.7，含泥量为2.4%，以保证混凝土的流动性和强度；粗骨料则采用粒径为5～31.5mm的级配石子，含泥量仅0.6%，以提高混凝土的密实性和抗压强度。

此外，为改善混凝土的工作性能和耐久性，本文还选择了缓凝剂和减水剂这两种外加剂。在配合比设计上，本文结合棚户区改造项目实际情况，建立了大体积混凝土浆液的基准配合比方案，如表1所示。

基于上述原材料和配合比设计，本文可以制备出符合棚户区改造项目大体积承台浇筑要求的混凝土浆液。然后对制备好的混凝土浆液进行严格的质量检测和控制，确保其各项性能指标均符合设计要求后，即可将其运输至实例棚户区改造项目施工现场。这里本文主要采用混凝土输送泵车和搅拌运输车进行浆液运输，所需运输车数量的计算公式如下式所示：

式中，N₁表示棚户区改造项目中所需输送泵车的数量；Qt表示施工中计划每小时需要混凝土浆液量；Q_max表示泵车的最大排量；η表示泵车的作业效率；N₂表示棚户区改造项目中所需搅拌运输车的数量；q_n表示泵车的实际平均输出量；D表示混凝土浆液运输过程中需要往返的距离；V表示搅拌运输车的平均速度；T表示搅拌运输车的停歇时间；L表示每台搅拌运输车的容量。采用上式计算出的相应数量的泵车和搅拌车进行混凝土浆液的运输。在运输之前，需要将各运输车存储罐内积水排尽，并在装料完成后做好防晒、防雨等措施，确保混凝土浆液能够安全地送达棚户区改造项目施工现场，便于后续浇筑与养护施工。

2.2分层浇筑大体积

混凝土当混凝土浆液运输至棚户区改造项目施工现场后，即可开始浇筑施工。在浇筑作业前，先对承台钢筋内的杂物清理干净，以避免杂质对混凝土质量造成影响，并对混凝土垫层进行适当的浇水润湿，确保混凝土与基层之间的粘结力。做好相关准备工作后，即可正式开始浇筑混凝土。由于承台浇筑的混凝土体积较大，为保障浇筑质量，本文采用分层浇筑法。基本原理是将整个浇筑区域划分为若干个浇筑层，进行逐层浇筑。这样可以有效控制混凝土的浇筑速度和温度，使混凝土内部温度分布更加均匀，减少温度应力的积累，从而降低温度裂缝产生的风险。同时，分层浇筑还可以提高混凝土的密实度和均匀性，进一步提高混凝土的整体质量。具体示意图如图1所示。

如图1所示，在实例棚户区改造项目中大体积承台混凝土的浇筑过程中，由于混凝土浇筑量较大，切忌采用一次浇筑成型的方式，这里本文采用斜面分层推移式连续浇筑的方式，自承台的东面向承台的西面进行逐层连续浇筑，每一层浇筑厚度不要超过800mm，各层间的浇筑间隔时间不要超过5min。与此同时，在每一层混凝土浇筑完成后，需要及时插入振动式振捣棒，进行浆液振捣，主要目的是使混凝土内部更加密实，排除其中的气泡和多余水分。在实际施工过程中，先将振捣棒插入混凝土浆液下层50～100mm，再采用快插慢拔的方式进行振捣，避免过度振捣导致混凝土出现离析和分层现象。在棚户区改造项目中大体积承台混凝土的浇筑中，由于大体积砼的表面水泥浆较厚，实际施工中容易出现泌水现象。所以本文在每层混凝土浇筑快完成时，将浆液表面的水引向低洼部位，再排出施工区域，避免影响混凝土成型质量。总之，大体积混凝土浇筑是一项涉及多个操作要点的复杂工序，实际施工中严格控制各个环节，以确保大体积混凝土的浇筑质量达到棚户区改造项目设计要求。

2.3大体积混凝土养护

大体积混凝土养护是确保混凝土质量和耐久性的关键环节，所以本文在棚户区改造项目中大体积混凝土浇筑完成后进行养护，这里本文设计一种多层次的保温保湿养护结构，示意图如图2所示。

如图2所示，首先，在大体积混凝土浆液浇筑完成的12h内，为消除混凝土表面的不平整和气泡，减少因表面缺陷导致的应力集中和潜在的开裂风险，本文对混凝土浆液进行了抹压平整操作。并立即在混凝土表面覆盖一层保温薄膜，对混凝土浆液起到保湿作用，减少混凝土表面的水分蒸发，防止因快速干燥而产生的干缩裂缝。然后，为进一步提高混凝土的保温效果，减少热量散失，本文在保温薄膜上方覆盖了一层XPS挤塑板。XPS挤塑板的铺设应平整、紧密，确保无缝隙，以实现最佳的保温保湿效果。最后，本文在最上方覆盖了一层棉毡[10]，棉毡具有良好的吸湿性和保温性，能够吸收并保持一定的水分，为混凝土提供持续的湿润环境。在养护期间，应根据实例棚户区改造项目的需求，定期向棉毡喷水，以确保混凝土表面始终处于适宜的湿度条件下。至此，本文完成了棚户区改造项目中的大体积混凝土浇筑及养护施工。

3竣工验收

在根据文中上述内容完成实例棚户区改造项目中大体积混凝土浇筑与养护施工后，需要对竣工质量进行验收。一般来说，受混凝土收缩徐变特性以及外部荷载等影响，大体积承台混凝土在成型后早期内挠曲变形现象明显。所以本文通过对棚户区改造项目中的大体积承台混凝土结构进行荷载试验，根据混凝土挠曲变形数据来检测混凝土浇筑与养护质量。首先，为了全面掌握大体积承台混凝土的挠曲变形情况，本文在承台的四角及中心位置分别设置一个监测点，示意图如图3所示。

然后，根据我国《建筑结构荷载规范》中规定，对实例棚户区改造项目中大体积承台混凝土结构进行4级加载（300、400、500、600kg/m²）与3级卸载（400、200、0kg/m²），每级加载的持荷时间为8min。并在加载完成的半小时后待混凝土结构稳定，进行挠曲变形测定，统计并整理各级加载与卸载后大体积承台混凝土结构上各测点的挠曲变形数据，如表2所示。

从表2中数据可以看出，在加载过程中，随着荷载的增加，各监测点处大体积承台混凝土结构的绝对挠曲变形值也逐渐增大。但在最大600kg/m²的荷载下，各监测点挠曲变形值均未超过5mm，且在同一级荷载下，各监测点处绝对挠曲变形值存在一定差异，中间监测点5处变形值最大。这主要是因为大体积承台混凝土结构具有非均匀性，但各监测点之间数据差异较小，说明该大体积承台混凝土结构整体成型质量较好。在卸载过程中，各监测点处大体积承台混凝土结构的绝对挠曲变形值均逐渐减小，但并未完全恢复到初始状态。这表明大体积混凝土结构在受到荷载作用后，存在一定的残余变形，各监测点处的残余变形值均未超过1mm，说明该大体积承台混凝土结构具有较好的承载能力和变形性能。因此，通过本次荷载试验可以验证实例棚户区改造项目中承台混凝土施工质量较好，进一步验证本文研究的大体积混凝土施工及养护技术是正确的。

4结论

本次论文聚焦于棚户区改造项目中大体积混凝土浇筑施工及养护技术的研究。通过对实例棚户区改造项目的研究得出结论：

（1）通过制备优化配比的混凝土浆液、选择适当的骨料和外加剂等措施，确保了混凝土成型的良好质量。

（2）通过分层浇筑技术和大体积混凝土养护技术的实施，有效减少了温度裂缝的产生，提高了混凝土的密实性和抗压强度。

（3）本文通过荷载试验验证了研究的浇筑施工及养护技术的有效性，大体积混凝土结构的挠曲变形未超过规范容许限值，证明了该技术能够保障大体积承台混凝土的施工质量。

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