大体积混凝土施工及裂缝控制技术研究——以上海浦东新区某项目为例

文摘 2024-10-11 07:04 河南

0引言

近年来，随着城市建设的不断发展，对于大体积混凝土施工技术及裂缝控制的需求与日俱增。在这一背景下，本研究以上海浦东新区某项目为例，对大体积混凝土施工及裂缝控制技术展开深入研究，旨在总结该项目的实践经验，并提出针对性的施工方法和工艺要求，为今后类似工程提供借鉴。

1工程简介

1.1项目概况

项目位于浦东新区自贸区洋山保税区，据现场踏勘，场地内现状主要为空地，场地整体地势较平坦，总占地面积约为9.86万m^{2，总建筑面积为398185.00m}^{2，本项目拟新建16栋研发办公楼尧1栋共享云台尧1栋综合服务楼尧1栋技术服务平台及公交站房等功能的综合园区}。

本次大体积混凝土施工的研究对象主要涉及范围为本工程设计图纸中包含的承台尧筏板等大体积混凝土的施工，有关设计概况如表1所示。

1.2施工条件

土方开挖完成后，基坑降水及监测数据正常，底板防水及保护层施工后，钢筋绑扎时预埋测温监测点，钢筋隐蔽验收通过后，方可进行大体积混凝土浇筑。

本工程场地东侧：东北侧为规划经14路，与本工程同时实施；东南侧为规划天宇路，晚于本工程实施；场地南侧：规划顺运路，与本工程同时实施，现状为约4m宽临时水泥路；场地西侧：规划经15路，晚于本工程实施；场地北侧：现状为空地，规划瑞兴路，晚于本工程实施。拟建场地周边规划道路如图1所示。

2大体积混凝土施工重点和难点分析及应对措施

（1）泵车架设难

汽车泵作业半径覆盖面有限，不在汽车泵作业半径内的区域，混凝土浇筑难度大。应对措施：大体积混凝土施工策划，做好现场混凝土浇筑施工安排，合理地设立场地泵车及地泵布置点。

（2）交通组织难

本工程周边在建道路较多，工程车辆较多，周边可利用的道路较少，基础底板大体积混凝土施工阶段，土方车辆尧混凝土车辆较多，场外交通组织是控制的难点。应对措施：场地外借地作为施工道路，合理选择浇筑时间，避开上下班高峰车辆多带来的交通压力。合理规划现场平面布置图，优化现场车辆通行道路，需保证通行道路应有回车通道及车辆等待区。

（3）混凝土温度控制及养护难

由于基础厚度较大，且各个高度存在温度变化差异，混凝土内部温度直接关系到养护效果。应对措施：可以使用测温仪对基础底板的温度进行高频率的测量，及时监控变化情况。在养护过程中，可以采用塑料薄膜蓄水养护方式，以保持基础底板的湿润状态。同时，还可以使用棉毡进行保温养护，以提供额外的热保护。

（4）裂缝控制难

大体积混凝土浇筑水化热高，混凝土内外温差过大产生了较大的温度应力，裂缝控制难度大。应对措施：选用普通硅酸盐水泥，并掺入适量粉煤灰；严格控制温度，实时监测，按照方案要求做好保温和养护措施。

3施工方法及工艺要求

3.1方案及技术参数

本工程混凝土采用预拌商品混凝土，大体积施工结构物混凝土强度等级均为C35，抗渗等级P6，采用汽车泵辅以人工进行浇筑。在进行大体积混凝土施工之前，应该充分准备，特别是在冬季进行施工时，还需要遵守相关的混凝土冬期施工规定。

3.2施工工艺流程

本工程混凝土施工工艺流程如图2所示。

3.3.1配合比及运输

大体积混凝土配合比设计应符合以下要求：首先，水灰比应根据混凝土的强度等级和使用条件进行合理选择，以确保混凝土具有足够的强度和耐久性。其次，骨料的选用应满足规定的颗粒分布尧坚固度和吸水率等要求，确保混凝土的密实性和稳定性。此外，适当的掺合料如粉煤灰或矿渣粉等可以用来改善混凝土的工作性能和耐久性。经与搅拌站沟通，本项目底板混凝土强度C35P6按照60d龄期强度进行配合比设计，配合比如表2所示。

3.3.2混凝土施工

（1）混凝土浇筑顺序

在进行混凝土浇筑时，需要考虑振捣器的作用深度以及混凝土的流动性。通常情况下，在整体连续浇筑时，建议将混凝土的浇筑厚度限制在300mm～500mm之间。

大体积混凝土的整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑需要首先确定合适的施工方法和设备，例如使用大型模板尧自卸车或泵送设备等，以确保连续浇筑的顺利进行。其次，应根据设计要求和施工计划，制订详细的浇筑方案，包括每层厚度尧浇筑速度尧浇筑顺序等。在浇筑过程中，需要严格控制混凝土的质量和浇筑层与层之间的黏结性，通常可以采用搅拌均匀的混凝土尧振捣或振动装置等工艺措施来实现。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝凿毛处理；混凝土分层浇筑示意如图3所示。

（2）混凝土振捣

振捣时应避免过振和漏振，宜采用二次振捣工艺。在混凝土浇筑过程中，对于采用插入式振捣器的使用，需要注意振捣的方法和技巧。一般来说，应该快速地将振捣器插入混凝土中，然后缓慢地拔出，每个点振捣时间控制在10s～15s之间。在分层浇筑混凝土时，第二层振捣时振捣棒应伸入第一层5cm～10cm，以确保浇筑层与层之间的黏结性和整体性能。

在振捣器的插入点排列中应保持均匀分布，可以采用野行列式冶或野交错式冶的移动方式。每次移动的距离不宜超过振动棒作用半径的1.5倍。在使用振捣器时，应确保其与模板的距离不超过作用半径的0.5倍，并避免与钢筋尧预埋件等障碍物接触。这样可以有效地提高混凝土的密实度和整体性能，同时避免因振捣不当导致出现质量问题。振捣点示意图如图4所示。

在每个浇筑带的前尧中尧后部分布置三道振捣器是为了达到最佳效果，首先根据混凝土的流动性需求，第一道振捣器应该设置在混凝土布料点，第二道振捣器应该设置在混凝土的中间部位，以便密实斜面混凝土，第三道振捣器应该设置在坡脚处，以确保底层钢筋以下的混凝土得到充分的密实。分层振捣示意图如图5所示。

（3）混凝土表面处理

混凝土浇筑到顶板标高后，用刮尺刮平，使用磨光机收面并进行拉毛处理，同时进行二次收面，二次收面是减少混凝土表面失水收缩裂缝的有效手段，可消除混凝土表面观感缺陷。

4大体积混凝土温度与裂缝控制计算分析

4.1保温层厚度计算

根据《大体积混凝土施工标准》（GB50496-2018）中规定，T_s-T_q可取15℃～20℃，T_max-T_b可取20℃～25℃，混凝土采用棉毡，导热系数取0.050，故：

经理论计算，在大底板全面覆盖薄膜上须再铺盖4.8cm厚保温棉毡，即可达到温度控制要求。当构件中心温度与表面温度之差超过20℃，拆模后构件表面应覆盖保温层。

4.2大体积混凝土自约束裂缝控制计算

浇筑大体积混凝土时，由于温差产生的最大拉应力和压应力可由下式计算：

根据大体积混凝土温控指标，混凝土浇筑体里表温差（不含混凝土收缩当量温度）不宜大于25℃，

5大体积混凝土温度控制

5.1温度监测与控制

在大体积混凝土施工过程中，需要监测混凝土内部温度尧拌合物温度尧环境温度以及冷却水温度，同时还要监控混凝土的降温速率和表里温差。针对混凝土表里温差尧入模温度尧环境温度和降温速率的测量记录，需要遵守以下规定：每个班次应至少进行两次混凝土入模温度的测量；在混凝土浇筑后，每隔15min至60min进行一次温度测量记录，每个昼夜至少进行4次测量；在温度监测过程中，如果降温速率或者表里温差超过以下规定值，应自动报警，并及时调整和优化温控措施：降温速率超过2.0℃/d或每4h降温超过1.0℃。

表里温差的控制值需符合表3的要求。

混凝土最高温度与环境最低温度之差连续3d小于25℃时，可停止温度监测。

5.2混凝土养护

（1）混凝土浇筑体表里温差超过25℃采取蓄水养护，根据实际情况及时调整保温和养护措施，混凝土的温度梯度和温度不宜过大，以有效控制裂缝的出现。

（2）混凝土浇筑体降温速率超过2.0℃/d时，及时减少降温措施或采取保温措施。

（3）当养护期间需进行其它作业时，应尽快掀开保温层，随即恢复保温层。

6结语

文章以上海浦东新区某项目为案例，对大体积混凝土施工及裂缝控制技术进行了深入研究。通过对项目概况和施工条件进行分析，提出了针对性的施工方法和工艺要求，以应对大体积混凝土施工所面临的重点和难点。

在施工方法和工艺要求方面，文章提供了详细的指导和建议，包括方案及技术参数尧施工工艺流程和施工要点等。特别是在配合比及运输尧混凝土施工等方面，提出了具体的措施，以保证混凝土的均匀密实性和流动性。此外，为了控制大体积混凝土的温度和裂缝，进行了计算分析，并提出了保温层厚度计算尧自约束裂缝控制计算和温度控制等方面的建议。希望可为大体积混凝土施工及裂缝控制技术的发展提供有℃的参考。

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