[12-11 17:00:56] 来源：http://www.tmgc8.com 水利水电 阅读：3359次
摘要：水利工程“百年大计，质量第一”。由于水利工程建设的复杂性和多功能性，影响其质量的因素也较多，本文结合工程实例，探讨了混凝土方面的质量控制，阐述了浇筑工艺、质量控制措施与注意事项，最后分析了大体积混凝土产生裂缝的原因，并提出混凝土施工质量的保障措施，以供参考。
关健词：水利工程；混凝土；浇筑工艺；质量控制；裂缝原因；保障措施
1工程实例
浙江某新建工程的底板为30cm×30m的118m厚的钢筋混凝土底板,加强带采用抗渗等级P8补偿收缩混凝土,宽度为2m。该工程施工的特点是混凝土一次连续浇筑施工工作量大,工期紧,仅底板就需要钢筋320t,混凝土1720m3。
2工程施工方案
2.1混凝土配合比确定
混凝土采用商品混凝土,配合比试验由混凝土公司实验室负责提供。地下行包库工程基础底板混凝土配料单见表1。
表1底板混凝土配合kg/m3
混凝土坍落度为140～160mm,泵送混凝土水灰比宜为014～016,砂率宜为38%～45%,最小水泥用量宜≥300kg/m的规范要求。水泥采用经复试合格的矿渣硅酸盐水泥,水泥提前一星期入库贮存,贮存时采取措施防止水泥受潮结块失效。粗骨料采用碎卵石,最大粒径25mm,含泥量<1%,无泥团,密度>2155t/m3,超径(原筛孔检查)<5%。细骨料采用河砂,通过01315mm筛孔的砂>15%,含泥量<3%,无泥团,密度>2150t/m3。外加剂经试验比较选用,膨胀剂(UEA)掺入量为水泥用量的312%,经试验达到减少混凝土的用水量、降低水灰比、增加混凝土的和易性等要求。混合料利用电厂生产的Ⅱ级粉煤灰,细度为718%～810%,烧失量319%～412%,SO2≤113%,考虑矿渣水泥保水性差,粉煤灰取代水泥用量为16%。
2.2其他方面
1)混凝土运输及输送
考查搅拌站实力:包括其每小时混凝土的输出量、汽车数量等是否满足本工程要求,然后与其签订合理的供货合同,以保证混凝土的供应连续均衡。本工程选用3家混凝土搅拌站,按照3家混凝土搅拌站的日生产量与混凝土浇筑量进行比较,完全能够保证底板混凝土连续浇筑。选用混凝土泵送机械:结合每段混凝土施工的工程量,本工程拟选用5台HBT-80混凝土泵进行混凝土的浇筑。
2)由于底板混凝土为抗渗混凝土,选用外加剂为UEA膨胀剂。
3)考虑到外墙防水要求,外墙按设计图留置水平施工缝。吊模部分待底板浇筑振捣密实2h左右浇筑,用φ16钢筋人工振捣,保证300mm高吊模处混凝土振捣密实,外墙垂直施工缝预留260宽止水钢板。每段混凝土的浇筑应连续浇筑.根据振捣棒的有效震动长度,分排进行施工浇筑。
4)对于底板上反梁及柱帽的浇筑,采用吊模,在底板浇筑后2h浇筑,该范围内混凝土用φ16钢筋人工振捣。
5)为了避免浇筑过程中泵管产生很大的震动扰动钢筋,泵管需架设在钢管搭设的架子上,架子支腿处满铺跳板。
6)作好施工前准备工作,办好隐、预检,准备好施工用具及检测工具,作好夜间照明等工作。
3浇筑工艺及质量控制措施
3.1工艺流程
作业准备→混凝土的运输→混凝土浇筑→混凝土振捣→找平→混凝土养护。
3.2混凝土的浇筑
1)底板混凝土的浇筑,严格按照浇筑顺序进行。施工缝留在的后浇带上(后浇带宽1000mm),外墙吊模部分高出底板面300mm留水平缝,底板梁吊模高出底板面350～750mm,此部分待底板浇筑振捣密实2h后浇筑,用φ16钢筋人工振捣,保证吊模处混凝土振捣密实,每段混凝土的浇筑应连续浇筑,根据振捣棒的有效震动长度,根据振捣棒的有效震动长度,分排进行施工浇筑,不得出现施工冷缝。
2)膨胀加强带的浇筑,按顺序浇筑至膨胀带位置时采用C35内掺27kg/m3PNF的膨胀混凝土进行浇筑。膨胀带采用密目钢丝网隔离,钢丝网加固竖向采用φ20@600,厚度>900mm以上在竖向筋中部增加φ22腰筋一道。
3.3混凝土的振捣
施工采用机械振捣,由于使用泵送混凝土,坍落度大,流动性好,采用斜面分两层布料施工法:“一个坡度,分层浇筑,循序渐进,一次到顶,不出冷缝”的方法浇筑,振捣持续时间应使混凝土表面产生浮浆,无气泡,不下沉为止。不可漏振或过振,摊灰与振捣应对称位置开始,以防止钢筋及预埋件的走动,对于基梁交叉部位,钢筋十分密集,振捣时应特别注意,交叉部位面积较小处,应从四周插振捣棒,对于交叉部位面积较大处,应在钢筋帮扎时注意间隔500mm左右,预留插棒孔(可在绑扎钢筋时,插管径48mm的钢管,钢筋绑扎完毕后拔出)。要严格按分层浇筑分层振捣的规程操作。浇筑到上表面,必须按照标高线,用木杠或木抹找平,平整度要求在规范要求以内。www.tmgc8.com
3.4底板后浇带
采用密目钢丝网隔离,钢丝网加固竖向采用φ20@600,底板厚度>900mm以上在竖向筋中部增加φ22腰筋一道。施工工完毕后清理干净,及时保护,膨胀带两侧与内部浇筑基本保持同步,内外高差不超过400mm。
3.5混凝土的找平
底板混凝土找平用木抹子或长木杠将表层附浆集中赶到一处,人工清走,然后进行第一次找平,平整度要求在规范要求以内,护凝土初凝后终凝前,第二次找平,目的是消除护凝土表面微小的收缩缝。
3.6混凝土的养护
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,以便控制混凝土内表温差,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。对大面积的底板面,一般可采用先一层塑料簿膜后二层草包作保温保湿养护。草包应迭缝,骑马铺放。养护必须根据混凝土内表温差和降温速率,及时调整养护措施。根据工程的具体情况,应尽可能多养护一段时间,拆模后应立即回土或在覆盖保护,同时预防近期骤冷气候影响,以控制内表温差,防止混凝土早期和中期裂缝。
3.7测温点的布置
承台混凝土浇筑量体积较大且地下室混凝土浇筑为冬期施工,按规范及养护要求必须进行测温。整个底板测温导线的布置共48处,混凝土初凝后72h内每2h测温1次,以后每4h为1次,并做好测温测量记录,测温工作持续到混凝土与环境温度差<15℃时结束。测温采用UJ36型电子测温仪。
为了严格控制混凝土质量,满足设计对工程特殊部位的要求,防止混凝土温度裂缝的产生,对测温记录数据进行分析,针对分析结果及时采取相应措施:在底板范围内,下铺一层塑料薄膜,上部覆盖二层毛毡被,若混凝土内外温差接近25℃时,继续在混凝土上加盖草帘被,直到温差<25℃为止。
4注意事项
4.1泌水处理
大体积混凝土浇筑、振捣的过程中,易产生泌水现象,泌水现象严重时,就会影响相应部分的混凝土强度指标。因此,要采取措施,消除和排除泌水。一般情况下上涌的泌水和浮浆会顺着混凝土浇筑坡面下流到坑底。施工中根据施工流水,大部分泌水可排到排水坑和集水井坑内,然后用潜水泵抽排掉,局部少量泌水采用海绵吸除处理。
4.2表面防裂施工技术要点
1)大体积泵送混凝土经振捣后表面水泥浆较厚,容易引起表面裂缝。在振捣最上一层混凝土时,要控制一下振捣时间,以避免表层产生太厚的浮浆层。
2)外界气温也会导致混凝土表面与内部产生温差,气温的骤降增加混凝土表层与内部温度差的梯度。在浇捣后,须及时采用2m长括尺,将多余的浮浆层刮除掉,按照测设的标高控制点,将混凝土表面括拍平整。有凹坑的部位要用混凝土填平,在混凝土收浆接近初凝的时候,再进行混凝土面二次抹光。在混凝土收浆凝固施工期间,除了具体施工人员外,不得在未干硬的混凝土面上随意行走,收浆工作完成的面必须同步进行覆盖表面养护保护层的工作。
5大体积混凝土产生裂缝的原因
5.1水泥在水化过程中产生大量的热量
水泥在水化过程中产生大量的热量，每克水泥放出的热量达502.42J，因而使混凝土内部的温度升高，在1～3d内放出的热量是总热量的一半。混凝土内部的最高温度多发生在浇筑后3～5d内，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形，温度应力与温度成正比。而混凝土内部的温度与混凝土及水泥用量有关，即混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的可能性也越大，当这种温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。因此，防止混凝土出现裂缝的关键就是控制混凝土内部与表面的温差。
5.2内外约束条件的影响
大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，当温度变化时，受到下部地基的限制，产生外部约束力。混凝土在早期温度上升时，混凝土的弹性模量小，徐变和应力松驰度大，压应力较小。但当温度下降，会产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土会产生垂直裂缝。混凝土内部由于水泥的水化热，造成中心温度高，热膨胀大，因而在中心产生压应力，在表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度和钢筋的约束作用时，也会产生裂缝。
5.3外界气温变化的影响
混凝土内部温度是水泥水化热的绝对温度、浇筑温度和混凝土散热温度三者的叠加总和。其中浇筑温度与外界气温有直接关系。外界气温越高，浇筑温度也越高。如温度下降快，会大大增加外层与内部混凝土的温度梯度，从而产生温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。因此控制混凝土表面温度与外界气温温差，也是防止裂缝的重要步骤。www.tmgc8.com
5.4混凝土的收缩变形
混凝土的收缩变形包括混凝土的塑性变形、体积变形、干燥收缩和混凝土匀质性变形。混凝土中80%的水分要蒸发，20%的水分是水泥硬化所必需的。随着混凝土的继续干燥而使20%的吸附水逸出，就会出现干燥收缩。而表面比中心干燥得快，因而在表面产生拉应力导致出现裂缝。
6混凝土施工质量的保障措施
泵送混凝土水灰比应低于0.6，混凝土塌落度应根据配合比要求严格控制，塌落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂解决，严禁在现场随意增加水，塌落度控制在10～14cm为宜。
大体积混凝土施工前除必须进行物料、机具、技术和现场准备外，还应根据其施工的特殊性做好附属材料和辅助设备的准备工作，如水泵、测温设备等。
搅拌后的混凝土要及时运抵浇灌地点并入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、塌落度变化等现象，如发生离析，必须进行人工二次拌和后方可入模。
混凝土采用机械振捣。振棒的操作要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振棒上下略有抽动，以使上下振动均匀。每点振捣时间一般为20～30s为宜，具体应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡及表面泛出灰浆为准。分层浇筑时，振棒应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝。振捣时要防止震动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、预埋件等。每完成一段，应随即摊平拍实。混凝土的养护。为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑后，要在12h内加以覆盖，并蓄水20cm养护至少3d。混凝土测温。为了掌握大体积混凝土的温升和温降的变化规律，应对混凝土进行全过程的监测控制。测温点的布置要有代表性，沿浇筑的高度布置在底部、中部和表面，垂直测点间距为80cm左右；平面则布置在边缘和中间，平面测点间距取5m。采用预留孔洞的方法测温，一个测温孔只能反映一个点的数据。在温度上升阶段（1～3d龄期内）第2～4h测一次，温度下降阶段第8h测一次，同时应测大气温度。测温工具选用半导体液晶显示温度计。在测温过程中，当发现温度差超25℃时，若在混凝土升温阶段，要尽量减少覆盖，尽量让其降温；若在混凝土降温阶段，要及时加强保温或延缓拆除保温材料。
