半岛大体积砼工程防渗防裂技术措施.docx

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半岛大体积砼工程防渗防裂技术措施

目录

一、工程概况2

二、混凝土裂缝产生的原因2

三、混凝土的原材料控制2

1、选用低热、高标号水泥品牌2

2、复合抗裂剂3

3、粗骨料选择3

4、细骨料选择4

5、骨料的搅拌温度4

6、粉煤灰4

7、配合比控制4

四、混凝土裂缝预控办法5

1、施工机械、材料和人员应能保证连续浇筑砼5

2、严格控制混凝土的出厂温度6

3、输送泵管处理办法6

4、砼分区、分层浇筑方法（斜面分层法）7

5、超长钢筋混凝土结构施工方法7

6、混凝土震捣9

7、混凝土的泌水处理9

8、动态控制11

9、面层搓平及设计增加措施11

五、混凝土的养护措施12

1、混凝土底板面层养护12

2、底板侧壁养护13

六、混凝土测温办法13

1、混凝土内部水化热所产生应力计算及温度差计算13

2、蓄水厚度14

3、测温点布控15

一、工程概况

半岛城邦花园二期工程位于深圳市东角头，是深圳南海益田置业有限公司开发建设的高档商业住宅，场地总用地面积约6.5万m2，总建筑面积约29.3万平方米，包括8栋高层住宅，1栋幼儿园，1栋学校；其中3栋塔楼为48层、高度147m的超高层建筑，4栋塔楼为32层，1栋为25层；地下室二层，其中地下二层建筑面积4.28万平方米，地下一层建筑面积2.11万平方米，建筑功能为车库、人防、设备用房。

结构形式：

框肢剪力墙、框架剪力墙、框架结构；抗震设防烈度：

7度；人防工程等级：

核6级；建筑耐火等级：

一、二级；建筑防火分类：

一、二类。

基础形式：

反循环钻（冲）孔扩底灌注桩和天然地基筏板基础。

±0.000相当于黄海高程8.100m。

地下二层底板标高-9.850m，塔楼范围底板厚度500mm，塔楼外地下室底板厚度400mm。

最大基坑深度（1、4、5栋处）自底板标高面下6250mm，承台面与地下室底板分离，其中承台面标高-11.900m，承台程度4200mm。

A区地下一层楼板面标高包括-3.600m，-4.600m，板厚分别为180mm、150mm。

B区、C区地下一层楼板面标高包括-5.650m，-4.550m，板厚分别为150mm、250mm。

D区地下一层楼板面标高包括-5.650m，板厚分别为150mm、220mm、250mm。

地下室顶板标高-1.350m，板厚180mm，部分位置有升降板。

二、混凝土裂缝产生的原因

混凝土是由多种材料组成的非均质材料，它具有较高的抗压强度，良好的耐久性及抗拉强度低，抗变形能力差，易开裂的特性。

大体积混凝土由于结构截面大，水泥用量大，水泥水化时释放的水化热会产生较大的温度变化，这种温度变化会使混凝土内部温度显著提高，而混凝土表面由于散热较快，温度较低，这样砼结构会形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。

同时，混凝土表面降温时，由于降温产生的温差，加上混凝土多余水分蒸发产生的干缩，受到地基和结构边界条件的约束时，会产生很大的收缩应力（拉应力），当该拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土整个截面会产生贯穿裂缝，带来很大危害。

三、混凝土的原材料控制

基于混凝土裂缝产生的原因，我局对混凝土原材料拟采用专用原材料和统一的砼配合比

、选用低热、高标号水泥品牌。

水泥水化热大小，对混凝土的温度起决定性影响，而水泥水化热量大小取决于水泥品种及其所含的矿物成份，水泥中硅酸三钙（简称C3S）及铝酸三钙（简称C3A）含量愈高，发热量愈大，水化速度也愈快，出现温峰值也较早，选用的水泥应采用低水化热低碱水泥，所使用的水泥品种的铝酸三钙含量应少于7%。

选用42.5MP或以上标号的普通硅酸盐水泥，可以减少混凝土配合比中总的水泥用量及混凝土水化反应时总体水化热。

水泥厂家一经选用，同一次浇砼必须用该厂家的水泥。

、复合抗裂剂

复合抗裂剂具有产生凝胶堵塞毛细孔道机理；产生稳定微膨胀抵抗收缩机理；降低水化热、降低温度应力、避免水化热集中散发而造成裂缝机理；减少水泥用量，提高密实度及增加和易性满足泵送，且可调整塌落度损失。

工程设计拟在基础底板和连接墙混凝土中采用江西武寇WG-HEA型微膨胀复合抗裂剂,掺量为8%~12%。

复合抗裂剂本身具有高效减水效果、改善混凝土的和易性、提高混凝土的抗裂性、改善混凝土的密实性和耐久性、改善混凝土泌水性和保水性、和具有良好的可泵送性等复合效果。

采用复合防水剂后，可取代高效缓凝型减水剂。

、粗骨料选择

采用以自然连续级配良好的粗骨料配制混凝土，如此配置的混凝土有较好的和易性，并可以减少用水量和水泥用量，以及提供较高的抗压强度。

优先选用5~30mm连续级配的石子，符合筛分曲线要求，减少混凝土干缩。

其指标如下：

名称

指标要求

备注

压碎指标

＜10%

含泥量

＜1%

泥块含量

＜0.2%

骨料中针状和片状颗粒含量

＜10%

（重量比）

、细骨料选择

细骨料以中砂为宜，要求搅拌站对粗、细骨料进行冲洗，尽量减少含泥量。

其指标如下：

名称

指标要求

备注

含泥量

＜1%

泥块含量

＜0.2%

泥块含量

＜0.2%

氯离子含量

小于0.03%

细度模数

2.5-3.0

、骨料的搅拌温度

对骨料进行浇水降温，如果施工期间气温较高，用在混凝土搅拌用水的水池加冰块的方法，降低混凝土出机和入模温度。

控制混凝土的入模温度小于25ºC。

、粉煤灰

掺入适量的粉煤灰可以减少水泥用量，从而减少水泥的总体水化热，改善混凝土的和易性，对减少砼的裂缝有很大好处。

由于本工程采用混凝土的塌落度比较小，粉煤灰的质量对整个混凝土和易性会产生较大的影响。

1、配合比控制

本工程采用泵送混凝土，砂率应在40%~45%之间，在满足可泵送前提下，尽量降低砂率。

坍落度在满足泵送条件下，尽量选用小值，塌落度选择在12—14厘米左右。

初凝时间为8小时，终凝时间为9小时。

配合比一经确定，没有试验人员同意改动配合比，不得随意增减用水量，以确保砼的整体质量均匀稳定。

四、混凝土裂缝预控办法

、施工机械、材料和人员应能保证连续浇筑砼

为保证砼能够连续浇筑，不出现施工缝或冷缝。

施工机械不仅要准备充分，而且要考虑发生故障时的修理时间，现场备用一台砼罐车和一台泵车10条振动棒，此外还要备用一台发电机，其功率最小保证一台塔吊、一台砼输送泵车、10条振动棒和部分照明用电。

在浇筑砼两天前应把所需的材料、施工机械运到现场。

备好足够的水泥、砂、石、保证水电供应、机械配备必须做到连续施工。

浇筑汽机间和锅炉间的施工设备如下：

混凝土施工机械

数量

备注

1．砼搅拌站搅拌机

3套

2．混凝土输送罐车

8台

3．混凝土车载泵

1台

4．管式砼布料杆

2台

5．汽车泵

1台

6．地泵

2台

HBT60

7．振动棒

10根

HZXφ50

8．平板振动器

2台

ZW20

9．抽水泵

4台

φ150

汽机房、锅炉房一次性浇筑砼达2500立方以上，需要连续浇筑2~3天，砼浇筑工人和管理人员按白天、晚上两班制，保证工作人员有充足体力。

每个工作班的人数如下：

1#泵管

工种

接拆管工人

振捣工人

找平工人

钢筋保守

木工保守

养护工

其它

后台

工人小计

管理人员

人数

4人

3人

2人

1人

1人

1人

1人

1人

14人

2人

2#泵管

工种

接拆管工人

振捣工人

找平工人

钢筋保守

木工保守

养护工

其它

后台

工人小计

管理人员

人数

4人

3人

2人

1人

1人

1人

1人

1人

14人

2人

合计：

工人28人，管理人员4人。

、严格控制混凝土的出厂温度。

a）.在原有石子洒水的基础上，加强管理，安排人员24小时负责石子洒水降温。

并定时测量砂子、石子的温度。

混凝土搅拌用水增加冰块，以降低搅拌机出料温度。

b）.在搅拌楼下增加洒水装置，每次装混凝土时，对混凝土搅拌车的搅拌罐进行淋水降温。

c）.不定期清洁搅拌机。

d）选用距施工现场不远的搅拌站运送砼，我局将在工地附近自建一座搅拌站（运输时间5分钟），专供现场使用。

经采取上述措施，混凝土浇筑入模温度绝大部分在25℃以下。

、输送泵管处理

泵管在使用过程中会吸收辐射热，管道与砼磨擦也会产生热量，在输送管道上包裹麻袋（或其它吸水保温材料），并在管道上浇冷水降温，不定期在上面浇水，保证在浇筑砼过程中保温材料是湿润状态。

、砼分区、分层浇筑方法（斜面分层法）

依据砼输送能力、底板的面积、砼浇筑量，对基础底板浇筑砼进行分区、分层、分条，使砼以同一坡度薄层浇筑，循序推进，一次到顶，每次分层厚度按500mm分层分步浇筑，并要保证砼覆盖已浇筑砼的时间不得超过砼初凝时间。

这样避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，提高了泵送效率，简化了混凝土的泌水处理，保证了上下混凝土不超过初凝时间。

而且各分区又可独立进行养护。

对底板进行分区后，每个区又分为几个施工层，经科学计算后，各层间的适宜间歇时间，使得在不产生冷缝的前提下，上层混凝土覆盖到下层的混凝土上时，下层混凝土水化热已进行了一段时间，热量已散发一部分，这样可以降低混凝土内部的一部分水化热。

汽机间、锅炉间砼浇筑分层、分区浇筑示意图如下：

、超长钢筋混凝土结构施工方法

采用中国建筑材料科学研究院的《超长钢筋混凝土结构无缝设计和施工方法》、《补偿收缩混凝土结构自防水技术》等施工技术，使用掺高性能混凝土膨胀剂的补偿收缩混凝土施工，以间歇式膨胀加强带替代所有后浇带，利用高性能混凝土膨胀剂（ZY）的补偿收缩性能，控制工程混凝土由于干缩、冷缩、化学减缩、塑性收缩等原因引起的开裂现象并加快施工进度，缩短工期，提高结构的整体性，保证工程的防水质量。

工程底板间歇式膨胀加强带设置：

带宽2.8m，两侧呈阶梯状，双层密孔铁丝网拦截，φ10钢筋加固。

地库围墙、盖板间歇式膨胀加强带设置：

带宽2.0m，两侧为直缝，设置钢板止水带，双层密孔铁丝网拦截，φ10钢筋加固。

混凝土设计标号：

C30/P8，入模塌落度

。

混凝土配合比：

序号

标号

工程部位

水

水泥

砂

石

外加剂

粉煤灰

ZY

1

底板

177

297

777

1030

6.46

60

23

2

底板加强带

171

309

765

1030

7.38

60

41

3

围墙、盖板

180

275

795

1065

7.13

76.5

30

4

围墙加强带

175

280

769

1068

8.17

84

40

、混凝土震捣

根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前、中、后布置三道震动器。

第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的捣实，由于底皮钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝土的密实，第三道在坡度的中部保证砼的坡度和密实性。

随着混凝土浇筑工作的向前推进，震动器也相应跟上，以确保整个高度混凝土的质量。

斜面长度增加后,振动棒也要相应增加个数。

施工管理人员在现场监督工人认真捣实混凝土，提高混凝土的密实度，减少砼骨料之间的空隙。

、混凝土的泌水处理

大流动性混凝土在浇筑、震捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底。

泌水会因振捣而改变混凝土中水的含量及冲洗掉混凝土面的水泥浆，对混凝土具有较大的危害，我局制定以下方法来解决该问题。

混凝土在施工垫层时预留排水沟和集水坑（约每20米设置一个集水坑），使大部分泌水通过两侧垫层的排水沟排出底板坑外，少量来不及排除的泌水随着混凝土浇筑向前推进被赶至底板的另一侧集中抽水。

当混凝土大坡面的坡脚接近侧壁墙模板时，改变混凝土浇筑方向，即从顶端往回浇筑，与原斜坡相交成一个集水坑，这样集水坑逐步在中间缩小成水潭，用软轴泵及时排除（集水坑布置见下图）,采用这种方法排除最后阶段的所有泌水。

、动态控制

施工现场严格监控预拌混凝土的各项指标，随时向现场施工的负责人进行通报，并及时对现场出现的混凝土品质问题进行处理。

试验人员随时抽查砼的坍落度，目测砼的和易性，如发现砼有离析或初凝现象把砼清退出场。

1、面层搓平及设计增加措施

按设计要求，在基座底板砼浇筑完成后，初步用铝合金大杠刮平砼后，用钢丝网压入砼内，钢丝网的标高控制在基础底板标高下20mm处，随砼浇筑的进行随时铺放并用φ8的弯钩钢筋将钢丝网固定，及时用木抹子将砼表面抹平，待砼收水后，用木抹子搓平两次，以闭合砼面层的收缩裂缝。

大体积泵送混凝土，其表面水泥浆较厚，在混凝土浇筑结束后要认真处理。

经4~5小时左右，初步按标高用长尺刮平，在初凝前（因混凝土内掺加减水剂，初凝时间较长）用铁滚筒碾压，再用木蟹打磨压实，以闭合收水裂缝，约12小时后盖麻袋蓄水养护。

五、混凝土的养护措施

1、混凝土底板面层养护

基座底板浇筑砼完毕后约12小时，对砼加以浇水和覆盖。

本工程拟采用蓄水（厚度为20mm具体计算见测温办法）加麻袋养护，以减少升温阶段内外温差，防止产生温度裂缝，并可防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝，使水泥顺利进行水化，提高混凝土的抗裂缝能力。

在养护过程中定时对砼内部的温度进行监控，发现砼内外温差大于200C立即采取措施（具体方法见测温办法）。

当砼内外温差小于200C时撤除麻袋，继续浇水养护至30天。

2、底板侧壁养护

底板侧壁采用尽量在满足强度的基础上，提早拆除模板，并挂上麻袋进行养护。

没有拆除模板前每三小时对模板进行浇水养护，侧壁模板在浇筑混凝土后30小时拆除模板挂上麻袋浇水进行养护。

六、混凝土测温办法

砼的内部温度用电子测温仪测温，浇筑砼时预埋测温线，设置上中下三种高度，得出砼内部的温度与外界温度差值，如果其差值超过250C时进行特殊养护。

、混凝土内部水化热所产生应力计算及温度差计算

以最不利的条件进行计算，既不考虑混凝土的热传导，且以前七天的水化热全部不进行传导进行计算内部中心温度的最大值。

砼内部中心温度最大值：

T（t）=CQ/cρ（1—e-mt）

T（t）：

混凝土浇注完t时间，混凝土的绝热温升值（0C）

C：

每立方米混凝土水泥用量（公斤），C40的水泥取400公斤/每立方米

Q：

每公斤水泥水化热量，七天的取250千焦耳/每公斤

C：

混凝土的热比，为0.96

ρ：

混凝土的质量密度，取2400公斤/立方米

m：

为经验系数取0.4

t：

混凝土浇注后至计算时的天数，取7。

T（t）=CQ/cρ（1—e-mt）=400Χ250Χ（1—e-2.8）/（0.96Χ2400）

=40.80C

7天混凝土的弹性模量：

E（t）=E0（1—e-0.09t）

E（t）：

计算时混凝土的弹性模量

E0：

混凝土最终的弹性模量

E（t）=E0（1—e-0.09t）=3.6Χ10000Χ0.467=1.68Χ10000

混凝土的变形应力：

σ=E（t）αΔTS（t）R/（1-v）

σ：

混凝土的温度应力

α：

混凝土的线膨胀系数取1Χ10-5

ΔT：

最大的综合温差ΔT=T（t）—Th（福州市十二月最底气温，按140C计算）ΔT=T（t）—Th=40.8-14=26.80C

S（t）：

混凝土徐变影响系数，取0.4。

R：

混凝土的外约速系数，取0.4。

V：

混凝土的泊松比，取0.15。

σ=E（t）αΔTS（t）R/（1-v）=1.68×0.1×26.8×0.4×0.4/0.85=0.85＞1.2×0.7=0.84（牛顿/平方毫米，混凝土7天的抗拉强度）

达到允许拉力时的温度差:

0.84/（1.68×0.1×0.4×0.4/0.85）=26.50C

经过以上验算，若不进行保温养护，理论计算温差为26.80C时,将会产生裂缝。

控制温差在250C以下时，可保证不产生温度裂缝。

、蓄水厚度

δ＝0.5Ηλ（Τa－Τb）/λ1（Τmax－Τb）k

δ—养护材料厚度

λ—养护材料导热系数，取0.58w/m.k

λ1——混凝土导热系数，取2.3w/m.k

Τmax——混凝土中的最高温度，取67.88℃

Τa——混凝土与养护材料接触面处的温度（℃），当内外温差控制在20℃时，则Τa＝Τmax－20℃

Τb——混凝土达到最高温度时的大气平均温度，取18℃

K—传热系数修正值，取1.3

Η—结构物的厚度，取3.5米

δ＝0.5×3.5×0.58×（40.8-20-18）/（2.3×（67.88－18））×1.3＝0.5厘米

蓄水厚度2厘米，增加麻袋养护三天，以后只蓄水养护，当测温点与外界温差超过20℃时，重新加盖麻袋。

、测温点布控

采用电子测温仪，测温时间间隔见下表。

前三天采用蓄水加麻袋养护，以后只进行蓄水养护。

（1）测温点布置图。

（2）测温记录

第1天~第5天每3小时测温一次；

第6天~第25天每6小时测温一次；

第26天~第30天每9小时测温一次；

各龄期实测内部温度值与理论最大内部温度比较表:

龄期（d）

比值

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

Tt

Tmax

实测值

理论值

40.8℃

基础中心与基础上表面保温养护内外升降温变化表:

龄期（d）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

混凝土中心温度（℃）

水底温度

（℃）

水面温度

（℃）

混凝土中心与上部温差（℃）

混凝土上部

与水底温

差（℃）

水底、水面温差（℃）

日期

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

混凝土中心温度（℃）

水底温度

（℃）

水面温度

（℃）

混凝土中心与上部温差（℃）

混凝土上部与水底温差（℃）

水底、水面温差（℃）