1 工程概況
廈門市心血管病研究中心及急救指揮中心大樓位于湖濱南路中山醫(yī)院內,建筑面積23000㎡,地上12層,地下1層,高53.9m,現(xiàn)澆框架剪力墻結構,基礎為鉆孔灌注樁,屋頂為直升機停機坪屋面。該工程地下室板砼厚2200mm,樁承臺厚度分別為1400mm和1600mm,剪力墻厚1000mm,屬大體積砼,底板埋深-4.90m,采用砼C40,抗?jié)BS8,砼總量3300m3,密筋,采用泵送商品砼分區(qū)澆筑,施工期50天,施工難度大,工期緊,為廈門市98年為民辦實事重點工程之一,也是省重點工程之一。
建筑物原設計在底板④軸高差1米處設施工縫,底板和剪力墻外側均采用聚酯改性瀝青APP卷材外防水處理。在地下室施工方案設計中,考慮到此道施工縫由于鋼筋密集而增加了施工難度,從而留下了地下室滲水的不安全隱患。經研究,針對地下室結構的特點及抗?jié)B防水的重要功能,在砼配合比設計中采用了“三摻”技術,選用UEA加粉煤灰、減水劑配補償收縮砼作結構自防水,取消此道施工縫,使結構承重與防水結合起來,具有永久性的結構自防水功能。
2 地下室砼工程施工措施
地下室砼施工設計中采取了分層斜面倒退法的澆筑方法。為了保證澆搗質量,除要求混凝土密實外,還必須解決三個關鍵性的技術問題:一是混凝土供應和澆搗中要保證混凝土內部層與層之間結合良好,不得出現(xiàn)施工裂縫;二是采用“三摻”技術及保溫控制,利用砼的后期強度,減少水泥用量,降低大體積砼內部的水化熱,防止由于內外溫差過高而造成砼結構的開裂;三是必須加強砼的養(yǎng)護措施,確保砼后期強度的增長。
2.1 砼供應及其配合比
為了保證現(xiàn)場泵送砼供應的連續(xù)性,從而確保砼的連續(xù)澆搗,經過精確測算砼的需要量以及施工現(xiàn)場至商品砼供應站之間所需要的路途時間等諸多因素,施工中采用8輛砼攪拌運輸車來供應泵送砼,砼的坍落度控制在14-16cm,在入泵前做好坍落度測試工作,嚴禁入泵前現(xiàn)場加水,同時控制砼入模溫度。砼配合比設計采用了“三摻”技術,砼重量配合比為∶水∶(水泥+粉煤灰+UEA)∶砂∶石∶DY301=0.43∶1∶1.20∶2.38∶0.0153。其中,摻用了Ⅱ粉煤灰,降低水化熱峰值,減少水泥用量,增加可泵性,確保現(xiàn)場泵送連續(xù)澆筑,摻用UEA膨脹劑,防止因砼收縮而引起的裂縫,增強結構的自防水能力;摻用DY301高效減水劑,改善和易性,減少游離水產生的蒸發(fā)水通道,增加砼密實性。
2.2 砼澆筑
澆筑時,根據(jù)設計好的施工順序,合理安排采用薄層推移,每層澆筑厚度控制在300~400mm以內,且控制好混凝土均勻上升,避免過大高差,循序漸進,一次到頂。強調減緩砼澆筑速度,便于振搗密實,但與下層砼時間間隔不得超過砼初凝時間。在砼澆搗過程中還就地實測砼的坍落度、澆筑溫度,留置強度試塊和抗?jié)B試塊。為了提高砼的密實度和抗拉強度,減少收縮,設置專人加強砼的振搗工作,嚴格控制振搗時間和插入深度,振搗區(qū)搭接范圍50~100mm,振搗時嚴禁長時間碰撞模板。
2.3 砼表面處理
由砼的性能可知,砼表面泌水收縮,易產生塑性收縮裂縫,它一般發(fā)生在砼終凝之前,且由于受到鋼筋、粗大骨料等的限制,致使砼內部顆粒沉降不均勻,也會出現(xiàn)不規(guī)則的危害性表面裂縫。為了防止這類裂縫的產生,在砼澆筑至設計標高時,砼經振動器振搗密實,表面出現(xiàn)浮漿時,隨即用刮尺刮平,待砼終凝硬化前,用木抹子連續(xù)搓平,以閉合砼表面,防止泌水收縮裂縫的產生,同時加以覆蓋養(yǎng)護,避免砼受風吹日曬,從而排除了砼內部顆粒下均勻沉降而引起的危害性表面裂縫。
2.4 養(yǎng)護
為了避免由于大體積砼內外溫差過大而產生裂縫,砼養(yǎng)護采用了保溫保濕復合保溫層的養(yǎng)護方法,即在砼表面覆蓋一層塑料薄膜,中間兩層濕麻袋,最上面一層兩用塑料薄膜覆蓋壓住,以避免雨水淋濕麻袋而降低保溫效果。且因砼終凝硬化前不宜澆水養(yǎng)護,遮蓋有利于利用砼的水灰比蒸發(fā)水達到養(yǎng)護目的;砼澆筑5-7天后,砼處于開始降溫狀態(tài),此時逐層揭去薄膜和麻袋,最后只留一層麻袋,專人澆水養(yǎng)護不少于14天。地下室砼經過這樣處理,我們仔細檢查現(xiàn)場,地下室砼表面未發(fā)現(xiàn)施工裂縫,外觀達到了質量要求,說明地下室砼達到了養(yǎng)護預期目標?!?.5 降溫措施和溫度監(jiān)控
盡管在配合比上采取了減少砼裂縫的技術措施,但由于水泥水化熱溫升較大,在澆筑后散熱高峰期如果保溫養(yǎng)護不佳仍然會引起砼承臺、底板及其它厚大體積砼的內外溫差過大,表層砼收縮過大,產生超過砼抗拉極限的拉應力,從而使砼產生深度裂縫,甚至是貫穿裂縫,使地下室砼達不到抗?jié)B防水的功能。為了保證地下室砼內外溫差控制在GB50204-92所規(guī)定的25℃之內,我們在砼結構厚度1000mm以上的構件中分層埋設了循環(huán)水管,在砼澆筑完后,并根據(jù)監(jiān)溫系統(tǒng)所測到的砼內外溫差,調節(jié)循環(huán)水量從而達到降低砼內外溫差的目的。
為了準確掌握大體積砼溫度上升和下降變化規(guī)律,嚴格控制砼內外溫差小于25℃,在砼內部沿高度方向設置了不同深度的測溫點,平面上為每㎡布置一個測溫點,測溫點的選定具有代表性,能夠反映地下室大體積砼各部位溫度。在砼澆筑20小時后開始測溫,每隔4小時測一次,并做好記錄,共測至第10天,測溫主要內容是測定砼核心,溫度與表面溫度之差(<25℃)及測定砼表層溫度與天氣溫度之差(<25℃),經過對所記錄的各時期的測溫數(shù)據(jù)整理,發(fā)現(xiàn)砼入模后約50小時達到了溫度峰值,砼內部溫度最高升至56℃,砼表面溫度為35℃,天氣平均氣溫為16℃~18℃,隨后砼內部便開始降溫,砼內部溫度平均每天下降2℃左右,經過12天以后,砼內部溫度已降至32℃。通過以上的技術措施,達到了控制砼內外溫差保持在25℃之內的目的,避免了因砼內外溫差過大而造成危害性裂縫的產生,取得了較好的效果。
3 幾點體會
在地下室砼施工過程中,采用砼“三摻”技術,盡可能減少水泥用量降低水化熱,控制大體積砼內外溫差,并采取嚴密的降溫和溫控措施,不留施工縫,一次性澆筑大體積砼而沒有產生有害裂縫。施工完成一年多來,未見滲水,說明施工組織設計及其實施均取得了圓滿成功,這為今后大體積砼施工積累了寶貴經驗。經過詳盡的測算,合理地布置泵車、泵管及砼的連續(xù)供應對于大體積砼的澆搗成型是至關重要的。
裂縫 地下室 溫差
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