中医院医疗综合大楼大体积混凝土裂缝控制

时间日期：2002-7-3 已被阅读次：[6717]

佛山市中医院　张婉玲

1、工程概况

　　佛山市中医院医疗综合大楼是市政府民心工程，占地面积达1万m2，建筑面积约1 1万m2，钢筋混凝土结构地下2层，地上23层，其中裙楼6层，±0.000以上高度为98.6m。主楼结构形式为框架一剪力墙结构，裙楼为框架结构。由于本工程有多项新技术推广应用，工程已成为我市第一个被列入国家建设部新技术应用示范工程。

　　本工程基础底板由于地形关系呈不规则多边形平面，东西向总长l52.264m，南北向总长 107.464m，底板面积9823m2，底板混凝土总量约1.5万m3，钢筋总用量约3000t。按设计要求，底板共设6条后浇带，将底板划分为6个区段，每个区段混凝土一次浇灌成型，其中主楼底板厚950mm，承台厚3000mm；裙楼底板厚度550mm，承台厚1800mm；另各区段电梯井承台厚度在3000mm～4450mm不等。混凝土强度等级为C35泵送，主楼抗渗等级为0.6MPa，裙楼抗渗等级为0.8MPa。本工程混凝土一次浇灌成型厚度达4450mm，这在我市大体积混凝土施工中也是罕有的。

　　2、控制大体积泥凝土裂缝的技术措施

　　2．1　设计构造

　　本工程设计将1万m2的底板用6条后浇带分成六块，每块面积约 2000m2左右，底板底筋双向Φ25@150，底板面筋双向Φ25@150，3000mm 厚以上承台沿承台高度平均分布3层Φ16@ 150双向温度钢筋网，另后浇带处上、下配置了Φl2@200附加钢筋，有效控制了大体积混凝土温度变形裂缝。

　　2．2　配合比设计

　　配合比的设计不仅要满足强度及抗渗要求，更关键的是大体积混凝土各层间温度差产生的应力(最大温度收缩应力)应小于同一时间混凝土所具备的抗拉强度。根据这些要求，抓住如何降低水化热这个关键，本工程进行了大量的试验工作，选用不同的水泥、掺合料、外加剂进行试验，考虑到每立方米混凝土的水泥用量增减10kg，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃，水泥用量应尽量减少，通过多方面对比研究，最后设计出配合比为(kg／m3)：水泥：掺合料：外加剂：石：砂：水=308：92：12：1092：782：180，并要求混凝土塌落度为140±30mm，混凝土初凝控制在11～13h，终凝在22～24h，7d混凝土强度达32.4MPa， 28d混凝土强度达44.9MPa。本工程经分析研究选择的混凝土原材料为：

　　(1)水泥：韶峰42.5普通硅酸盐水泥，该牌号水泥产生的水化热适中，由于其早期及后期强度较高，通过配合比、减水剂的调整，延缓了水泥水化热高峰时间及早期强度的增长，适合大体积混凝土施工。

　　(2)掺合料：选用大掺量粉煤灰，替代了部分水泥，这样不仅有利于增强混凝土抗掺和可泵性，同时也降低了混凝土的水化热。

　　(3)外加剂：选用“大胡子”牌高效缓凝减水剂，它的特点具有①增大混凝土塌落度，提高混凝土的和易性，改善混凝土泌水性和保水性，利于浇筑、振捣；②在保持流动性及水灰比不变的情况下，可减少水泥用量，降低了混凝土水化热，有利于大体积混凝土温度控制；③在保持流动性及水泥用量不变情况下，可减少用水量，从而使混凝土的强度、密实度与耐久性也得到提高，同时也具有微膨胀性，增加混凝土的不透水性和抗掺性；④、对混凝土中的钢筋无腐蚀、碱集粒反应。

　　(4)骨料：选用级配良好有利于泵送施工的0.5～31.5mm花岗岩碎石，砂为细度模数为2. 6的河砂。

　　2．3　施工措施

　　2．3．1　浇筑工艺

　　采用“由一边向另一边推进，一次浇筑，一个坡度，薄层覆盖，循序推进，一次到顶 ”的方法进行布料。本工程混凝土浇筑时，首先浇筑电梯基坑承台最深部位和承台较厚部位，在浇筑至底板底后，再以一边向另一边浇筑，每层混凝土浇筑必须在下层混凝土初凝前完成，逐层覆盖，循序推进，一次浇筑完。为使混凝土的水化热尽快散失，按斜面坡度分层浇筑，分层厚度控制在500mm以下；根据混凝土泵送自然流淌的实际情况，在每个浇筑层的上、中、下部布置了三台插入式振棒，第一台布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的密实，第二台布置在混凝土流淌的中间段，以保证中段的密实，第三台布置在坡脚，以确保下部混凝土的振捣质量。混凝土振捣沿斜面同步进行，上下层振捣搭接50～100mm，每点振捣时间控制在15s左右。在浇筑过程中，混凝土产生的泌水顺坡面下流到坑底，由于在事先已预留了集水坑，使泌水顺混凝土垫层流向集水坑，然后通过集水坑内的抽水泵排出场外，避免了过振，提高了混凝土的密实度及抗裂性能。

　　2．3．2　表面处理

　　混凝土初凝前用刮尺按设计标高找平，待混凝土稍硬后，用磨盘机结合人工抹面，初凝后终凝前再用木抹子抹压一遍，使混凝土表面更密实，闭合收水裂缝，避免了收缩裂缝的产生。

　　2．3．3　养护

　　为防止内外温差过大，造成温度应力大于混凝土抗拉强度而产生裂缝，养护工作尤为重要，本工程采取的是保温、保湿养护法：先在湿润的混凝土表面覆盖一层薄膜，覆盖时间以在混凝土终凝时开始为宜，覆盖薄膜目的是防止水分蒸发，然后在薄膜上覆盖两层干麻袋，以保温。对承台厚度在3000mm～4000mm的，在麻袋上面再覆盖一层薄膜及一层麻袋。对44 50mm厚的电梯井承台范围，是覆盖一层薄膜，一层麻袋再两层薄膜及一层棉被的方法。当混凝土需要补充水分时，只在下层薄膜与底板接触面浇水，然后尽快覆盖好。通过15d养护，混凝土的质量较好，底板表面光滑、密实，达到了验收规范要求。另外，本工程底板恰好是在温度较低的冬季开始施工，可较常温下降低浇筑温度10～15℃，对降低混凝土水化热创造了良好的条件。但是，在外界温度较低情况下，混凝土养护过程中对保温的要求也相对提高，须密切监测混凝土水化热的变化情况，准备足够的麻袋作为补充，确保温差25℃，满足规范要求。

　　2．4　混凝土的测温

　　为了监控该底板大体积混凝土水化热的高低，不同深度温度场的变化以及施工阶段早、中期温差的发展规律，本工程还与佛山科技学院合作成立了一个专门的测温小组，购买了最新设备进行了全过程电子测温。选取了有代表性的承台、底板、基础梁部位的不同深度为侧温点，测温从混凝土入模时开始(测入模温度)，之后在开始的头一周每间隔4h测温一次，一周后，视峰值情况每间隔5～6h测温一次。根据监测记录显示，该底板混凝土在第3d～5d达到了温升峰值，实测内部最高温度为71℃，由于梯度关系内外最大温差仅25℃，满足了温控要求，达到了预期的效果。测温曲线如图所示：

　　3、结语

　　大体积混凝土裂缝控制涉及到设计、施工、环境等方面因素，本工程从设计构造、配合比设计、施工工艺等多方面采取了有针对性措施，取得了明显效果。现在工程已完成了一个多月，通过认真细致检查，底板混凝土未发现有温差裂缝，混凝土质量良好，从而证明了混凝土配合比设计、电子测温和养护的针对性措施是成功的，同时，也为同行提供了可资借鉴的实践经验。

　　参考文献

　　(1)王铁梦，工程结构裂缝控制，北京，中国建筑工业出版社，1997。
　　(2)赵志缙，赵帆，高层建筑基础工程施工，北京，中国建筑工业出版社，1996。
　　(3)中华人民共和国国家标准，混凝土结构工程施工及验收规范，GB50204－92。
　　(4)《建筑施工手册》(第三版)编写组，《建筑施工手册》(第三版)，北京，中国建筑工业出版社，19

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