江蘇大體積混凝土工程監(jiān)理質量控制措施

作者：xx單位：南京市xx設計院有限公司時間：2009年6月25日監(jiān)理在大體積混凝土施工中成功控制總結一、工程概況xxxx船舶制造基地船塢工程位于xx區(qū)xx鎮(zhèn)長江岸邊，毗鄰xx船廠，工程建設規(guī)模為同時建造2條五萬噸級散貨船。船塢塢室平面尺寸為240×78m，鎢首寬度為26m，長為96m，鎢門厚度為8m。在鎢首臨水側各引出一座棧橋（共兩座），棧橋長度為50m。在鎢室及鎢首兩側布置共四條400t×126m龍門吊軌道，軌上為2臺同規(guī)格的400t龍門吊，跨度126m，錯軌布置。工程地質為Ⅲ類穩(wěn)定性較差的圍巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，部分張開且充泥，軟弱結構面分布較多，巖體呈碎石狀鑲嵌結構。結構面組合不利于圍巖穩(wěn)定，地下水活動顯著。實際施工中采用了水泥深層攪拌樁、人孔灌注樁、泥漿護壁鉆孔灌注樁、沖擊成孔鋼管樁、地下連續(xù)墻等多種工藝對基礎進行加固處理。2008年8月27日，進行xx首塢門東側底板大體積混凝土澆筑，其基礎為φ1200，壁厚t14mm，間距3200mm的螺旋型鋼管樁，伸入底板1m。本次澆筑的塢首底板厚從▽－3.5～▽－1.0，長×寬為32×26m，一次性澆筑方量為2080m3，混凝土強度等級C30。從8月27日上午6：00至28日下午2：0澆筑完畢，歷時32小時，連續(xù)澆筑不留施工縫。為了保證基礎底板的混凝土澆筑質量，監(jiān)理部要求施工單位編制了詳細的大體積混凝土施工方案，并在施工實施前做了風險防范預案措施。二、配合比的選用大體積混凝土的施工質量控制應從原材料的質量控制入手，除了采用低發(fā)熱量的水泥外，監(jiān)理部還要求施工單位注意以下幾點：①骨料要求表面潔凈，不含雜質。②砂子采用中砂，石子采用大粒徑的卵石或碎石。③砂子的含泥量不得超過3%，石子的含泥量不得超過1%。④粉煤灰選用細度、燒失量合格，質地優(yōu)良的粉煤灰。本工程選用的材料為：1、選用六合自采加工料場生產(chǎn)的碎石，粒徑：5～20mm2、砂：細度模數(shù)為2.6的中砂表1砂子材料性能項目含水率（%）表觀密度（kg//m3）松散堆積密度（kg/m3）空隙率（%）結果5.32675155042.0表2石子表材料性能項目含水率(%)表觀密度(kg//m3)松堆密度(kg//m3)壓碎指標(%)空隙率(%)結果0.1275514953.554.23、水泥選用海螺牌P.042.5水泥4、選用南京鋼鐵廠的Ⅱ級粉煤灰表3水泥的主要性能項目標準稠度用水量((%)初凝時間(h::min)終凝時間(h::min)細度(%)安定性雷式法抗折強度MPa抗壓強度MPa3d28d3d28d結果28.42:503:300.04合格5.48.931.757.3表4粉煤灰的主要物理性能細度（45um篩余量，%）需水量比(%)含水率(%)表觀密度（g/ccm3）堆積密度（g/ccm3）16.41011.01.060.765、基礎底板混凝土配合比為表5大體積混凝土配合比強度等級水水泥砂石外加劑粉煤灰C30底板17431055012968.670經(jīng)監(jiān)理審核建議：1、石子粒徑適當增大為：5～25mm2、為提高搞滲效果，砂率增大至35%3、因不是選用水化泥低的的礦渣水泥，所以應加大粉煤灰的摻入量，根據(jù)文獻資料，粉煤灰摻入量最大可至水泥用量的60%，占膠凝材料的37.5%。考慮工程實際情況，這里建議取33%。表6根據(jù)監(jiān)理建議后調整的配合比強度等級水水泥砂石外加劑粉煤灰C30底板17426064011948.6130根據(jù)調整后的配合比進行試驗，結果試配強度為：表7調整后的試配強度試驗結果強度等級3天強度7天強度28天強度60天強度C30底板12.7MPa20.6MPaa29.1MPaa38.4MPaa從調整后的試配情況來看，試驗結果良好，可以使用。三、水泥水化熱的溫度計算在大體積混凝土施工前,必須進行溫度和溫度應力的計算,并預先采取相應的技術措施控制溫度差值,控制裂縫的開展,做到心中有數(shù),科學指導施工,確保大體積混凝土的施工質量。攪拌站提供的混凝土每立方米各項原材料用量及溫度如下:水泥：260kg，22℃。砂子：640kg，25℃，含水率為5.3%。石子：1194kg，25℃，含水率為0.1%。水：174kg，19℃。粉煤灰：130kg，22℃。外加劑：8.6kg，18℃。（1）混凝土拌合物的溫度T0=[0.9(mceTce+msaTsa+mgTg)+4..2Tw(mw-

msa-ωgmg)+c1(ωsamsaTsa+ωgmgTg)-c2(ωsamsa+ωgmg)]÷[4.2mw+0.9(mce+msa+mg)]式中

T0—混凝土拌合物的溫度(℃)。mw、mce、msa、mg

—水、水泥、砂、石的用量(kg)。Tw、Tce、Tsa、Tg

—水、水泥、砂、石的溫度(℃)。ωsa、ωg

—砂、石的含水率(%)。c1、c2

—水的比熱容(kJ/kg.K)及溶解熱(kJ/kg)。當骨料溫度>0℃時，c1=4.2，c2=0；當骨料溫度≤0℃時，

c1=2.1，c2=335。為了計算簡便,粉煤灰和外加劑的重量均計算在水泥的重量內。T0=[0.9(260×22+640×25+1194×25)+4.2×19(174-5.3%×640-0.1%×1194)+4.2(5.3%×640×25+0.1%×1194×25)-0]÷[4.2×174+0.9(260+640+1194)]=23.1℃（2）混凝土拌合物的出機溫度T1=T0-0.16(T0-Ti)式中

T1—混凝土拌合物的出機溫度(℃)；Ti—攪拌棚內溫度(℃)。T1=23.1-0.16(23.1-32)=24.5℃（3）混凝土拌合物澆筑完成時的溫度T2=T1-(αtt+0.032n)(T1-Ta)式中

T2—混凝土拌合物經(jīng)運輸至澆筑完成時的溫度(℃);T1—溫度損失系數(shù)(h-1);α—混凝土自運輸至澆筑完成時的時間(h);tt—混凝土轉運次數(shù);Ta—運輸時的環(huán)境氣溫(℃)。T2=24.5-(0.25×0.7+0.032×3)[24.5-32]=26.5℃混凝土拌合物澆筑完成時的溫度計算中略去了模板和鋼筋的吸熱影響。有關的計算可以參照《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》中的附錄三。（4）混凝土最高升溫值Tmax=T2+mce/10+F/50式中Tmax—混凝土最高升溫值(℃)；mce—水泥用量(kg)；F—粉煤灰用量(kg)。Tmax=26.5+260/10+130/50=55.1℃該溫度為基礎底板混凝土內部中心點的溫升高峰值,該溫升值一般都略小于絕熱溫升值,一般在混凝土澆筑后3d左右產(chǎn)生,以后趨于穩(wěn)定不再升溫,并且開始逐步降溫。（5）混凝土表面溫度規(guī)范規(guī)定:對大體積混凝土的養(yǎng)護,應根據(jù)氣候條件采取控溫措施,并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內部溫度,將溫差控制在設計要求的范圍內以內;當設計無具體要求時,溫差不宜超過25℃。由于混凝土內部最高溫升值理論計算為55.1℃,因此將混凝土表面的溫度控制在30℃左右,這樣混凝土內部溫度與表面溫度,以及表面溫度與環(huán)境溫度之差均不超過25℃。而此時正值盛夏，白天溫度高達34℃，晚上最低溫度為26℃，為了防止晚上降溫造成混凝土內外溫差55.1℃-26℃=29.1℃>25，采取的辦法是在底板的中間層設置冷卻水循環(huán)降溫。四、冷卻水管的埋設及控制因底板厚度僅為2.5m，內外溫差最大不超過5℃，在底板中間設置一層冷卻水管已足夠達到降溫效果。為此監(jiān)理部要求：1、水管位置冷卻水管均為φ40×2mm的普通碳素鋼管，絲扣麻絲連接，其水平間距為0.9m，每根冷卻水管最大長度為26-1×2=24m，水循環(huán)時采用“低進高出法”。2、冷卻水管使用及其控制1）冷卻水管使用前進行壓水試驗，防止管道漏水、阻水；2）為確保大體積混凝土內部通水冷卻效果，冷卻水通水流量應達到32－40L/min，且應控制冷卻水流向，使冷卻水從砼高溫區(qū)域流向低溫區(qū)域；3）為確保大體積混凝土內部冷卻均勻，冷卻水管進出水溫差小于5℃。4）混凝土澆筑到各層冷卻水管標高后開始通水，各層混凝土峰值過后，降溫速率超過2℃／d時停止通水。為防止上層混凝土澆筑后下層混凝土溫度的回升，采取二次通水冷卻，通水時間根據(jù)測溫結果確定。5）控制進出水溫度，夏季進水溫度不宜超過25℃，可選取地下水或水庫深層水；6）為保證冷卻水的初期降溫效果，項目部應與溫控單位協(xié)調配合，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，優(yōu)化冷卻水管的管路布置，合理選擇水泵，并配備檢修人員，以保證冷卻系統(tǒng)正常工作。五、施工控制1、澆筑方法采用“斜面分層、薄層澆筑、循序推進、一次到邊”連續(xù)施工的方法，每臺泵車負責一定寬度范圍的澆筑帶，各泵車澆筑帶前后略有錯位，形成階梯式分層推進局面，以達到提高泵送工效，簡化混凝土泌水處理，確保上下混凝土層的結合。施工中共采取3臺泵車、15輛運輸車，通過對每泵混凝土方量的統(tǒng)計，控制每泵泵送量為25～30m3/h，避免施工中冷縫的出現(xiàn)。2、振搗根據(jù)混凝土泵送時自然形成的流淌斜坡度，在每條澆筑帶的澆搗面前、中、后各布置3臺振動器，第1臺布置在混凝土卸料點，振搗手負責出管混凝土的振搗，使之順利通過面層鋼筋流入底層；第2臺設置在混凝土斜面的中間部位，振搗手負責斜面混凝土的密實；第3臺設置在坡腳及底層鋼筋處，因底層鋼筋間距較密，振搗手負責混凝土流入下層鋼筋底部，確保下層鋼筋混凝土的振搗密實。振搗手振搗方向為：下層垂直于澆筑方向自下而上，上層振搗自上而下，嚴格控制振動棒移動的距離、插入深度、振搗時間，避免各澆筑帶交接處的漏振。3、泌水處理流動性的混凝土在澆筑過程中，上涌的泌水和漿水順著混凝土坡腳流淌到坑底，故我們采取的措施是在混凝土墊層施工時，使其施工成一定的坡度，使大量的泌水順墊層坡度流入到周圍的排水溝盲溝，通過積水坑排放到基坑外，當混凝土的坡腳接近后澆帶、模板頂端或底板面標高時，我們要求振搗手改變混凝土的澆筑方向，即由頂端往回澆筑，與斜坡面形成一個積水潭，用軟管及時排除最后的泌水。4、表面處理由于混凝土摻有大量的粉煤灰，表面水泥漿較厚，故在混凝土澆筑后至初凝前，應按初步標高進行拍打振實后用長木尺抹平，趕走表面泌水，初凝后至終凝前，用木蟹打壓實，緊跟著用鐵抹刀抹光閉合收水裂縫。六、在大體積混凝土施工時應全過程旁站監(jiān)理對于大體積混凝土施工過程中，現(xiàn)場監(jiān)理工程師必須全天候的、24小時跟班旁站監(jiān)理，如發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。試驗監(jiān)理工程師必須親自在混凝土攪拌站現(xiàn)場監(jiān)督，檢查生產(chǎn)配合比是否正確，測定砼坍落度是否穩(wěn)定，并查看混凝土出料溫度記錄情況，試件抽取、制作是否符合要求，并抽檢取樣。如發(fā)現(xiàn)質量問題，及時通知整改，消滅質量隱患。七、養(yǎng)護本工程底板混凝土澆筑正值盛夏初秋，氣溫較高，日晚溫差較大。根據(jù)有關工程經(jīng)驗，采取塑料薄膜與草袋相間覆蓋的方法保濕保溫即可，特別是早期不要浸水養(yǎng)護，因為大摻量粉煤礦灰混凝土水泥用量較少，粉煤灰早期不參與水化反應，混凝土中實際水灰比相對較大，只要內部水分不流失，就中以保證水泥充分水化；同時，由于粉煤灰比水泥輕，而粉煤灰早期又不參加水化反應，如果早期浸水養(yǎng)護，大量粉煤灰就會漂浮到混凝土表層，出現(xiàn)發(fā)白、起皮，起粉現(xiàn)象。還有一點，大體積混凝土隨著水化反應的進行，混凝土內部熱量不斷聚集，溫度升高，對粉煤灰的水化起促進作用，有利于混凝土強度的增長，故用塑料薄膜覆蓋保濕保溫養(yǎng)護即可。八、幾點體會：1、監(jiān)理要認真審核施工方提交的施工組織設計，重點檢查大體積混凝土在材料供應，配合比方案，混凝土澆搗方案，大體積混凝土測溫及混凝土養(yǎng)護等方面的施工組織及專項技術措施。針對大體積混凝土降低水化熱等技術措施監(jiān)理應組織施工方等有關方面進行專題討論。2、配合比設計中混凝土絕熱溫升及混凝土內部溫度的計算是整個大體積混凝土勢功計算的重心，不能被忽略。同時所選用的配合比還是要根據(jù)試驗結果來最終篩選。值得一提的是，由于粉煤灰摻量較大和緩凝劑的添加，水化熱較低，早期強度可能達不到設計要求值，特別是對于地下工程，需要60d強度才能滿足要求，因此，該試驗宜早進行。3、澆筑前項目部應配合監(jiān)理現(xiàn)場考察混凝土攪拌站的施工能力及儲備情況，并且要有應急的攪拌站，必要時項目經(jīng)理要親自到場開會布置，要求其所供應的混凝土組成的所有材料，如石子、中砂、水泥、減水劑和粉煤灰等，品牌和質量要求與技術參數(shù)完全一致。4、實踐證明，摻33%粉煤灰的方法是可行的，不但可以提高混凝土的抗?jié)B性能、抗侵蝕作用，非常有效的控制大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，而且混凝土與常用同標號混凝土單方價格有所降低，為企業(yè)節(jié)約了資金，取得了可觀的技術效益和經(jīng)濟效益。結束語：本工程塢首