大体积混凝土施工质量控制要点

大体积混凝土施工技术要点一般认为当混凝土构件尺寸大到必须采取相应的技术措施，妥善处理内外温差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构，称为大体积混凝土。高层建筑的箱形基础或筏板基础都有厚度较大的钢筋混凝土底板，高层建筑的桩基础则常有厚大的承台，这些基础底板和桩基承台均属大体积钢筋混凝土结构。还有较常见的一些厚大结构转换层楼板和大梁也属大体积钢筋混凝土结构。其施工要点如下：一、混凝土原材料的选用原则和控制要点：1.1原材料的选用原则水泥：大体积混凝土宜选用低水化热的水泥，以防止因水化热过高而引起混凝土内外温差过大，从而导致混凝土内部因温差应力而产生裂缝。骨料：级配良好的骨料，可以有效改善混凝土的密实度。一般选用中砂、5~25mm的碎石。外加剂：外加剂可明显改善混凝土的性能，如泵送剂能提高混凝土的泵送性能。掺和料：粉煤灰能减少水泥用量并有效降低水化热。粉煤灰需水量小，可降低混凝土的用水量和水泥用量，还可减少混凝土自身的体积收缩。矿粉不仅可提高混凝土的和易性，改善混凝土的微观结构，提高抗渗性，还可延迟凝结时间，降低混凝土早期水化热。1.2原材料的控制要点做好混凝土原材料的监控，凡经过混凝土配合比设计选用的材料全部备齐、备足，并对原材料进行复试。施工过程中存在疑问的随时抽样复试，复试均采用施工总承包、监理、预拌混凝土供货商参加的三方见证抽样方式。中间因材料供应、季节变化等原因需更换原材时，须报请总承包技术部门和监理，并提供新配合比与原配合比的对比论证结果。在混凝土中掺加的外加剂及混合料的品种和掺量，应通过试验确定；所用混凝土外加剂的质量应符合现行的国家标准的有关规定；混凝土减水剂、粉煤灰或复合矿粉的掺量应满足配合比设计。工程结构所用水泥、砂石、外加剂、掺合料等混凝土用建筑材料，均具有法定检测单位出的碱含量和集料碱活性检测报告。混凝土拌合物中的总碱含量的控制以配比设计计算书为准。二、大体积混凝土热工计算2.1混凝土拌合物温度计算：T0=[C1Tw(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)+C2(mcTc+msTs+mgTg+mfTf)-C2(Psms+Pgmg)]÷[C1mw+C2(mc+ms+mg+mf)]（式2.1）式中：mw、mc、ms、mg、mf即水、水泥、砂、石子、煤灰用量（㎏）；Tw、Tc、Ts、Tg、Tf即水、水泥、砂、石子、煤灰的温度（℃）；Ps、Pg——砂、石含水率（%）；C1、C2——水的比热容（KJ/㎏*K）及溶解热（KJ/㎏）。当骨料温度＞0℃时，C1=4.2，C2=0.9；反之C1=2.1，C2=335；2.2拌合物的出机温度：T1=T0-0.16(T0-Ti)（式2.2）式中：T0——混凝土拌合物温度；Ti——搅拌机棚内温度。2.3混凝土浇筑温度：T2=T1-(αt1+0.032n)×(T1-Ta)（式2.3）式中：T2——混凝土拌合物运输到浇筑地点的温度（℃）；Ta——混凝土拌合物运输时的环境温度（℃）。t1——混凝土拌合物自运输到浇筑的时间（h）。n——混凝土拌合物运转次数（罐车→混凝土泵→入模，故n=2）。α——温度损失系数，当混凝土搅拌车输送时，α=0.252.4水化热绝热温升：Tmax=WQ(1-e-mt)/cρ（式2.4）式中：Tmax——混凝土的最大水化热温升值；W——每立方米混凝土水泥用量；Q——每千克水泥水化热量（KJ/㎏）；c——混凝土的比热容（KJ/㎏*K）；ρ——混凝土的质量密度；m——与水泥品种、浇捣时温度有关的经验系数；e——常数，为2.718t——混凝土浇筑后至计算时的天数（d）。2.5各龄期混凝土内部实际最高温度：T/max=Tj+Tmaxξ（式2.5）式中：Tj——混凝土入模温度；ξ——不同的底板厚度、不同的龄期的降温系数。2.6混凝土所需保温材料的计算采用阻燃草帘进行覆盖养护，所需保温材料厚度按下式进行估算：δi=0.5Hλi(Tb-Ta)Kb/λ(Tmax-Tb)（式2.6）式中：δi——保温材料料的厚度（m）；H——混凝土计算层厚度（m）；λi——保温材料的导热系数。Tb——混凝土表面温度（℃）；Ta——混凝土浇筑后3~5d空气平均温度（℃）；Kb——传热系数修正值，视保温材料的透风性能和风力情况定。Tmax——混凝土中心最高温度（℃）；λ——混凝土的导热系数。2.7混凝土表面温度的计算：Tb(t)=Ta+4h/(H-h/)△T(t)（式2.7）式中：Tb(t)——龄期t时，混凝土的表面温度（℃）。Ta——龄期t时，大气平均温度（℃）。H——混凝土计算厚度（m）H=h+2h/h——混凝土实际厚度（m）；h/——混凝土虚厚度。h/=kλ/β。k—计算折减系数。β—模板及保温层传热系数。β=1/(∑δi/λi+1/βq)，βq—空气层传热系数。T(t)——龄期t时，混凝土内最高温度与外界气温之差。△T(t)=Tmax–Ta三、现场施工技术要点和主要技术措施3.1混凝土配合比控制要点3.1.1在开盘鉴定时，若实际混凝土拌合物与试验偏差较大、试泵送不理想，应对试验配比进行调整。根据试验配合比中的坍落度损失率，估算运输、泵送坍落度损失值，以此控制混凝土出罐坍落度。施工期间如发现坍落度损失超过预期，应对试验配比进行调整。3.1.3为了保证工程质量，混凝土供应期间选派专人定期对混凝土搅拌的各种混凝土原材料、混凝土配比和计量进行试验和检查。3.1.4混凝土施工过程中，应根据成型后的混凝土构件表观质量和混凝土的强度、抗渗性能等检验报告和新拌混凝土工作性能等内容，及时与搅拌站进行技术协调和沟通，促使商品混凝土质量提高。3.1.5大体积混凝土在按照施工配合比搅拌时，应根据施工的环境温度、试验配合比和混凝土的绝热温升值、温度及裂缝控制的要求，严格控制混凝土的强度值，施工完成后的混凝土强度（60d）不宜大于设计强度的1.2倍。3.2混凝土运输的控制要点3.2.1做好预拌混凝土进场前的预控措施，严格开盘鉴定制度。每批次、不同配合比的混凝土开盘前必须进行开盘鉴定，并在混凝土进场时第一车混凝土应随车提供“开盘鉴定”所要求的资料，以便施工现场进行复核。3.2.2混凝土进场后及时按照事先确定的技术要求和验收标准作好质量验收，对于不能满目标要求的混凝土不得浇筑，并视情况对到场混凝土进行处理。3.2.3混凝土运输到现场后应均匀、不离析、不分层、组成成分（视情况进行现场复测）不发生变化，并能够保证混凝土施工所需的稠度（坍落度）等工作性能。混凝土拌合物在卸料过程中如发现拌合不均匀、离析、分层等质量问题应立即停止卸料，作退场处理。3.2.4根据从混凝土搅拌站至施工现场的距离、路线以及现场混凝土浇筑量、浇筑进度计划，合理安排运输量和台车频数，以充分减少运输过程中的坍落度损失、温度损失情况。3.3混凝土泵送过程控制要点3.3.1混凝土泵送过程控制的目的主要是收集混凝土质量参数（如坍落度及损失情况、流动性情况、稳定性情况、泵送性情况等），以此作为修正混凝土配合比的依据；另一方面泵送车的选择、泵送的线路布置合理性、泵送距离长短、泵送操作的准确等情况，是否顺利浇筑，直接影响混凝土的质量和对裂缝的控制，避免出现浇筑冷缝。3.3.2混凝土浇筑前应检测混凝土坍落度和观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性，严格控制混凝土坍落度满是施工要求，严禁往混凝土拌合物中加水方式强行浇筑，对于坍落度达不到施工要求时不得用于浇筑。3.3.3坍落度检测次数为混凝土开盘后的前2罐车必须检测，以后随机抽测，但每台班不少于10次，每浇筑100m3混凝土时必须作一次检测，并作好检测记录；混凝土检测取样控制在卸料过程中从卸料量的1/4至3／4之间采取，坍落度检测在20min内完成，强度试件的制作在40min内完成。3.3.4泵送的关键控制点与常规施工无异，主要是合理布置泵管和安放泵车，正确启动泵车，检查泵管连接、支撑是否牢固等。3.4混凝土浇筑及养护控制要点3.4.1大体积混凝土浇筑方案大体积混凝土的浇筑有全面分层、分段分层、斜面分层三种方式。全面分层：浇筑混凝土时从短边开始，沿长边方向进行浇筑，要求在逐层浇筑过程中，第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。分段分层：浇筑混凝土时结构沿长边方向分成若干段，浇筑工作从底层开始，当第一层混凝土浇筑一段长度后，便回头浇筑第二层，当第二层浇筑一段长度后，回头浇筑第三层，如此向前呈阶梯形推进。分段分层方案适用于结构厚度不大而面积或长度较大的情况。斜面分层：混凝土一次浇筑到顶，由混凝土自然流淌而形成斜面，混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移。大体积混凝土宜采用斜面式薄层浇捣，利用自然流淌形成斜坡，每层厚度按垂直于斜面的距离计算，不大于振动棒的有效振捣深度，一般取500mm左右。斜面分层方案多用于长度较大的结构。斜面薄层浇筑示意图3.4.2大体积混凝土的振捣在浇筑过程中，混凝土振捣是一个重要环节，一定要严格按操作规程操作，做到快插慢拔，快插是为了防止上层混凝土振实后而下层混凝土内气泡无法排出，慢拔是为了能使混凝土能填满棒所造成的空洞。在振捣过程中，振捣棒略上下抽动，使混凝土振捣密实，插点要均匀，插点之间距离控制在50cm，离开模板距离不小于20cm。采用单一的行列形式，不要与交错式混用，以免漏振，振捣点时间要掌握好，不要过长，也不要过短，一般控制在20～30s之间，直至混凝土表面泛浆，不出现气泡，混凝土不再下沉为止。振捣过程中，避免触及钢筋、模板，以免发生移位、跑模现象。在浇筑过程中正确控制间歇时间，上层混凝土应在下层混凝土初凝之前浇筑完毕，并在振捣上层混凝土时，振捣棒插入下层至少5cm，使上下层混凝土之间更好的结合。为保证插入精度，在距振捣棒端部65cm处捆绑红色皮筋作为深度标记。根据混凝土浇筑时的自然坡度，在每个浇筑带的前、后、中部布置多道振捣点，通过混凝土的振动流淌达到均匀铺摊的要求。为防止混凝土集中堆积，先振捣出料口处混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振捣，严格控制振捣时间、移动间距和插入深度，以确保整个混凝土的浇筑质量。3.4.3大体积混凝土的养护大体积混凝土养护分保温法和保湿法两种，通常采用保温法。混凝土终凝前必须进行二次抹面工作，减少表面收缩裂缝，并用塑料薄膜和草帘覆盖，塑料薄膜及草帘之间相互搭接200mm，以减少水分的散发。覆盖的草帘厚度参照保温材料（式2.6）计算结果。对结构边缘、棱角部位应增加保温层厚度，以此降低混凝土表面与大气温差，避免由于温差过大而造成的温度裂缝。保温层在混凝土达到混凝土强度标准值的50%后、内外温差及表面与大气最低温差均小于15℃时，方可拆除。3.5大体积混凝土测温控制要点3.5.1测温的目的大体积混凝土因其内部的水泥水化热引起温度及温度应力变化，易产生结构裂缝，因此，控制混凝土温差裂缝在大体积混凝土施工中是非常必要的。根据规范，要将大体积混凝土的内表温差限定在25℃以内。为掌握基础内部实际温度变化情况，防止内外温差超限值而产生收缩裂缝。对基础底板内外部位进行测温记录，密切监视温差波动，以指导混凝土的养护工作。3.5.2温度检测仪器大体积混凝土测温宜采用电子测温仪。如北京产JDC－2型建筑用接触式热电偶测温仪测温精度为±0.5℃，其原理是利用热电效应的关系量测测体温度，具有测量精度高、测点布设方便等特点，能够满足大体积混凝土温度测设要求，它是通过预埋固定在混凝土内的测温导线，导线一头伸出混凝土结构外侧，再通过配套的显示仪表读测数据。3.5.3温度监测点的布设（1）测温点根据底板的浇筑方向、结构特点及预计温度场布置；对每一个测点，沿深度方向约@500mm布置传感器，上、下两点各距上、下表面250mm。每个施工段在平面中心布置1个点位，对称中线的位置平面上每10m左右布置1个点位，靠边的点位距边沿（或后浇带）1000mm。每个点位上的若干个传感器绑扎在一根钢筋上，然后再固定在底板上，上端露出底板面50cm，并设置明显标志以便于寻找和保护。（2）根据测温方案计划对现场所有测温点进行编号。（3）除埋在混凝土里面的传感器外，第一次温度检测过程中，另外使用2个传感器分别检测养护层下混凝土的表面温度及大气温度。3.5.4温度监测频度的控制对于混凝土的测温时间及测温频度，主要根据混凝土升温、降温阶段进行，初期混凝土升温较快；根据经验，混凝土内部的温升主要集中在浇筑后的3～5d，此时温升可达到或接近最高峰值，之后缓慢降温；因此，在混凝土1～4天的温度上升阶段每2h测一次，以后每4小时测一次，大气温度在混凝土温度上升阶段也每2h测记一次，以后每天测3次。3.5.5温度监测保证措施（l）从支模、钢筋绑扎到混凝土浇筑全过程，应注意对测温点的成品保护，不得损坏监测点的感应头和导线，过程中发现感应探头损坏的应在混凝土浇筑前进行恢复或更换。（2）按不同季节和气温状况在混凝土入泵、浇筑地点抽测入泵和入模温度，以掌控温度损失，进一步调整混凝土拌合物出机温度，使