江蘇大體積混凝土工程監(jiān)理質(zhì)量控制措施

作者：xx單位：南京市xx設(shè)計(jì)院有限公司時(shí)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(jié)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(zhǎng)江岸邊，毗鄰xx船廠，工程建設(shè)規(guī)模為同時(shí)建造2條五萬噸級(jí)散貨船。船塢塢室平面尺寸為240×78m，鎢首寬度為26m，長(zhǎng)為96m，鎢門厚度為8m。在鎢首臨水側(cè)各引出一座棧橋（共兩座），棧橋長(zhǎng)度為50m。在鎢室及鎢首兩側(cè)布置共四條400t×126m龍門吊軌道，軌上為2臺(tái)同規(guī)格的400t龍門吊，跨度126m，錯(cuò)軌布置。工程地質(zhì)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(jié)構(gòu)面分布較多，巖體呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)面組合不利于圍巖穩(wěn)定，地下水活動(dòng)顯著。實(shí)際施工中采用了水泥深層攪拌樁、人孔灌注樁、泥漿護(hù)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(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。2008年8月27日，進(jìn)行xx首塢門東側(cè)底板大體積混凝土澆筑，其基礎(chǔ)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(zhǎng)×寬為32×26m，一次性澆筑方量為2080m3，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。從8月27日上午6：00至28日下午2：0澆筑完畢，歷時(shí)32小時(shí)，連續(xù)澆筑不留施工縫。為了保證基礎(chǔ)底板的混凝土澆筑質(zhì)量，監(jiān)理部要求施工單位編制了詳細(xì)的大體積混凝土施工方案，并在施工實(shí)施前做了風(fēng)險(xiǎn)防范預(yù)案措施。二、配合比的選用大體積混凝土的施工質(zhì)量控制應(yīng)從原材料的質(zhì)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(diǎn)：①骨料要求表面潔凈，不含雜質(zhì)。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(xì)度、燒失量合格，質(zhì)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(chǎng)生產(chǎn)的碎石，粒徑：5～20mm2、砂：細(xì)度模數(shù)為2.6的中砂表1砂子材料性能項(xiàng)目含水率（%）表觀密度（kg//m3）松散堆積密度（kg/m3）空隙率（%）結(jié)果5.32675155042.0表2石子表材料性能項(xiàng)目含水率(%)表觀密度(kg//m3)松堆密度(kg//m3)壓碎指標(biāo)(%)空隙率(%)結(jié)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(jí)粉煤灰表3水泥的主要性能項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量((%)初凝時(shí)間(h::min)終凝時(shí)間(h::min)細(xì)度(%)安定性雷式法抗折強(qiáng)度MPa抗壓強(qiáng)度MPa3d28d3d28d結(jié)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(xì)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(chǔ)底板混凝土配合比為表5大體積混凝土配合比強(qiáng)度等級(jí)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(dāng)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(yīng)加大粉煤灰的摻入量，根據(jù)文獻(xiàn)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(shí)際情況，這里建議取33%。表6根據(jù)監(jiān)理建議后調(diào)整的配合比強(qiáng)度等級(jí)水水泥砂石外加劑粉煤灰C30底板17426064011948.6130根據(jù)調(diào)整后的配合比進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果試配強(qiáng)度為：表7調(diào)整后的試配強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果強(qiáng)度等級(jí)3天強(qiáng)度7天強(qiáng)度28天強(qiáng)度60天強(qiáng)度C30底板12.7MPa20.6MPaa29.1MPaa38.4MPaa從調(diào)整后的試配情況來看，試驗(yàn)結(jié)果良好，可以使用。三、水泥水化熱的溫度計(jì)算在大體積混凝土施工前,必須進(jìn)行溫度和溫度應(yīng)力的計(jì)算,并預(yù)先采取相應(yīng)的技術(shù)措施控制溫度差值,控制裂縫的開展,做到心中有數(shù),科學(xué)指導(dǎo)施工,確保大體積混凝土的施工質(zhì)量。攪拌站提供的混凝土每立方米各項(xiàng)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(dāng)骨料溫度>0℃時(shí)，c1=4.2，c2=0；當(dāng)骨料溫度≤0℃時(shí)，

c1=2.1，c2=335。為了計(jì)算簡(jiǎn)便,粉煤灰和外加劑的重量均計(jì)算在水泥的重量?jī)?nèi)。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(jī)溫度T1=T0-0.16(T0-Ti)式中

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

T2—混凝土拌合物經(jīng)運(yùn)輸至澆筑完成時(shí)的溫度(℃);T1—溫度損失系數(shù)(h-1);α—混凝土自運(yùn)輸至澆筑完成時(shí)的時(shí)間(h);tt—混凝土轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù);Ta—運(yùn)輸時(shí)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(shí)的溫度計(jì)算中略去了模板和鋼筋的吸熱影響。有關(guān)的計(jì)算可以參照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)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(chǔ)底板混凝土內(nèi)部中心點(diǎn)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(duì)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù),應(yīng)根據(jù)氣候條件采取控溫措施,并按需要測(cè)定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度,將溫差控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)以內(nèi);當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí),溫差不宜超過25℃。由于混凝土內(nèi)部最高溫升值理論計(jì)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(nèi)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(shí)正值盛夏，白天溫度高達(dá)34℃，晚上最低溫度為26℃，為了防止晚上降溫造成混凝土內(nèi)外溫差55.1℃-26℃=29.1℃>25，采取的辦法是在底板的中間層設(shè)置冷卻水循環(huán)降溫。四、冷卻水管的埋設(shè)及控制因底板厚度僅為2.5m，內(nèi)外溫差最大不超過5℃，在底板中間設(shè)置一層冷卻水管已足夠達(dá)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(zhǎng)度為26-1×2=24m，水循環(huán)時(shí)采用“低進(jìn)高出法”。2、冷卻水管使用及其控制1）冷卻水管使用前進(jìn)行壓水試驗(yàn)，防止管道漏水、阻水；2）為確保大體積混凝土內(nèi)部通水冷卻效果，冷卻水通水流量應(yīng)達(dá)到32－40L/min，且應(yīng)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(nèi)部冷卻均勻，冷卻水管進(jìn)出水溫差小于5℃。4）混凝土澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高后開始通水，各層混凝土峰值過后，降溫速率超過2℃／d時(shí)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(shí)間根據(jù)測(cè)溫結(jié)果確定。5）控制進(jìn)出水溫度，夏季進(jìn)水溫度不宜超過25℃，可選取地下水或水庫(kù)深層水；6）為保證冷卻水的初期降溫效果，項(xiàng)目部應(yīng)與溫控單位協(xié)調(diào)配合，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(jìn)、一次到邊”連續(xù)施工的方法，每臺(tái)泵車負(fù)責(zé)一定寬度范圍的澆筑帶，各泵車澆筑帶前后略有錯(cuò)位，形成階梯式分層推進(jìn)局面，以達(dá)到提高泵送工效，簡(jiǎn)化混凝土泌水處理，確保上下混凝土層的結(jié)合。施工中共采取3臺(tái)泵車、15輛運(yùn)輸車，通過對(duì)每泵混凝土方量的統(tǒng)計(jì)，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(shí)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(tái)振動(dòng)器，第1臺(tái)布置在混凝土卸料點(diǎn)，振搗手負(fù)責(zé)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(tái)設(shè)置在混凝土斜面的中間部位，振搗手負(fù)責(zé)斜面混凝土的密實(shí)；第3臺(tái)設(shè)置在坡腳及底層鋼筋處，因底層鋼筋間距較密，振搗手負(fù)責(zé)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(shí)。振搗手振搗方向?yàn)椋合聦哟怪庇跐仓较蜃韵露希蠈诱駬v自上而下，嚴(yán)格控制振動(dòng)棒移動(dòng)的距離、插入深度、振搗時(shí)間，避免各澆筑帶交接處的漏振。3、泌水處理流動(dòng)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(shí)，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(dāng)混凝土的坡腳接近后澆帶、模板頂端或底板面標(biāo)高時(shí)，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(gè)積水潭，用軟管及時(shí)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(yīng)按初步標(biāo)高進(jìn)行拍打振實(shí)后用長(zhǎng)木尺抹平，趕走表面泌水，初凝后至終凝前，用木蟹打壓實(shí)，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(shí)應(yīng)全過程旁站監(jiān)理對(duì)于大體積混凝土施工過程中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師必須全天候的、24小時(shí)跟班旁站監(jiān)理，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。試驗(yàn)監(jiān)理工程師必須親自在混凝土攪拌站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，檢查生產(chǎn)配合比是否正確，測(cè)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(zhì)量問題，及時(shí)通知整改，消滅質(zhì)量隱患。七、養(yǎng)護(hù)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(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，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(hù)，因?yàn)榇髶搅糠勖旱V灰混凝土水泥用量較少，粉煤灰早期不參與水化反應(yīng)，混凝土中實(shí)際水灰比相對(duì)較大，只要內(nèi)部水分不流失，就中以保證水泥充分水化；同時(shí)，由于粉煤灰比水泥輕，而粉煤灰早期又不參加水化反應(yīng)，如果早期浸水養(yǎng)護(hù)，大量粉煤灰就會(huì)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(diǎn)，大體積混凝土隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，混凝土內(nèi)部熱量不斷聚集，溫度升高，對(duì)粉煤灰的水化起促進(jìn)作用，有利于混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，故用塑料薄膜覆蓋保濕保溫養(yǎng)護(hù)即可。八、幾點(diǎn)體會(huì)：1、監(jiān)理要認(rèn)真審核施工方提交的施工組織設(shè)計(jì)，重點(diǎn)檢查大體積混凝土在材料供應(yīng)，配合比方案，混凝土澆搗方案，大體積混凝土測(cè)溫及混凝土養(yǎng)護(hù)等方面的施工組織及專項(xiàng)技術(shù)措施。針對(duì)大體積混凝土降低水化熱等技術(shù)措施監(jiān)理應(yīng)組織施工方等有關(guān)方面進(jìn)行專題討論。2、配合比設(shè)計(jì)中混凝土絕熱溫升及混凝土內(nèi)部溫度的計(jì)算是整個(gè)大體積混凝土勢(shì)功計(jì)算的重心，不能被忽略。同時(shí)所選用的配合比還是要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)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(qiáng)度可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求值，特別是對(duì)于地下工程，需要60d強(qiáng)度才能滿足要求，因此，該試驗(yàn)宜早進(jìn)行。3、澆筑前項(xiàng)目部應(yīng)配合監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)考察混凝土攪拌站的施工能力及儲(chǔ)備情況，并且要有應(yīng)急的攪拌站，必要時(shí)項(xiàng)目經(jīng)理要親自到場(chǎng)開會(huì)布置，要求其所供應(yīng)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(zhì)量要求與技術(shù)參數(shù)完全一致。4、實(shí)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(biāo)號(hào)混凝土單方價(jià)格有所降低，為企業(yè)節(jié)約了資金，取得了可觀的技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)束語：本工程塢首