随着国内大型商业综合体的建设增多,大型商业综合体地下室修建的面积也越来越大,大部分商业综合体的地下室为2~3层,基坑的深度较大,因此要求基坑有更好的抗渗防水性能。大型商业综合体的地下室底板较厚,通常超过1 m[1],混凝土体积也相对较大,需要采用大体积混凝土浇筑技术[2-4]。混凝土体积越大,其散热能力越弱,导致混凝土内外温差大,容易出现温度应力产生的裂缝,因此有效地控制混凝土水化热和混凝土内外温差成为大体积混凝土浇筑的重点和难点[5-6]。本文以上海市某大型商业综合体建设项目为例,针对可能影响混凝土裂缝的因素提出合理措施。1工程概况商业综合体基坑总面积约24 073 m2,延长米约725 m。地下室2层,局部设置夹层,区域底板面标高为-9.800 m,板厚700 mm,垫层厚150 mm,开挖深度为10.15 m;西北角、西南角降板区域底板面标高-11.300 m,板厚800 mm,垫层厚150 mm,开挖深度为11.65 m,若干集水井、电梯井落深为1.30~3.80 m。基坑安全等级及环境保护等级为二级。2裂缝产生原因大体积混凝土为结构实体最小尺寸不小于1 m的大体量混凝土或预计会由于混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。大体积混凝土体积较大,其散热性能低,而混凝土表面的温度散发较快,因此混凝土内部与表面会产生较大的温差,产生不均匀的温度应力,导致混凝土不均匀变形。当混凝土的温度拉应力大于混凝土的极限抗拉强度后,会出现温度裂缝。3控制裂缝的措施办法3.1优化施工设计大体积混凝土浇筑过程中具有较多不可控因素,因此本次工程采取样板引路施工,在前期浇筑一块厚度1 m、长宽4 m×4 m混凝土样板,混凝土试验块平面布置2个温度测点,每个监测点竖向布置3个断面。布置温度监测点观测本次所浇筑的混凝土温度变化规律、最大温差和收缩变形等,验证配筋率和混凝土原材料的可用性,测量混凝土的温度。温度传感器水平布置在中间位置和顶角位置距两边100 mm处,垂直布置分别布置在距表面位置50 mm处、中间位置和距底部位置50 mm处。验证温度监测设备的准确性及完善调整后期施工工艺,为本工程地下室底板混凝土跳仓法施工提供指导依据。混凝土试验块监测点布置如图1所示。图1混凝土试验块监测点布置/mm10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.037.F1a110.19301/j.cnki.zncs.2024.04.037.F1a2根据监测结果可以看出,入模温度均保持在23 ℃左右,满足规范要求的≤30 ℃(50~100 mm深处的温度);升温的最大温度值均未超过50 ℃,升温值均低于30 ℃。测温点1混凝土里表温差变化如图2所示,测温点2混凝土里表温差变化如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.037.F002图2测温点1混凝土里表温差变化10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.037.F003图3测温点2混凝土里表温差变化根据实测数据,测温点1在监测期间的最大温差为8.1 ℃,测温点2在监测期间的最大温差为8.7 ℃,即两个监测点的里表温差均未超过25 ℃。监测期间测温点1与测温点2之间的最大温差为即浇筑后27 h,温差9.7 ℃,满足底板浇筑的温差要求。根据温度变化曲线分析得到,测温点1在监测期间混凝土的降温速率最大为5.9 ℃/d,平均降温速率为3.13 ℃/d;测温点2在监测期间混凝土的降温速率最大为6.33 ℃/d,平均降温速率为4.01 ℃/d。根据设计要求不应大于1.5~2.0 ℃/d,因此在混凝土浇筑后应补充保温措施。根据混凝土表面温度变化曲线分析得到,测温点1在监测期间混凝土的表面温度与大气温度的最大温差为21.35 ℃。测温点2在监测期间混凝土的表面温度与大气温度的最大温差为23.74 ℃。根据设计要求混凝土体表面与大气温差不宜大于20 ℃,因此在混凝土浇筑后应补充保温措施,防止温差过大造成混凝土开裂。基于以上实验结果编写施工作业指导书,用于指导基础大底板施工。浇筑底板前,对整个底板进行合理分区浇筑,提前将大底板划分为不超过40 m区段进行“跳仓法”施工。分区块方案制定完成后,根据划分结果对整个大底板进行有限元模拟,重点关注模型在时间维度下的温度变化情况。参照相关规范,结合模拟结果计算出底板是否会出现裂缝,在整个模拟过程中,根据温度模拟结果不断调整基础底板的分块方案,最终确定具体分区。分区结果如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.037.F004图4分区结果/mm数值模拟结果(60 d温度分布)如图5所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.037.F005图5数值模拟结果(60 d温度分布)对施工缝进行处理,防止混凝土收缩导致施工位置出现裂缝;本次工程相邻区段的施工间隔为7 d以上,采用跳仓法进行浇筑,加快施工进度提高工程质量。3.2合理控制原材料、优化配合比根据工程特点,混凝土在保证抗压强度的同时,尽可能地提高混凝土抗拉性能,降低收缩。前期在实验室进行混凝土配比调试,通过轴压试验、坍落度试验得出的结果对超长结构混凝土配合比进行优化,确定符合项目要求的混凝土配合比。混凝土浇筑前,在混凝土单位进行试配,检测混凝土性能达标后投入使用。混凝土原材料清单如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.037.T001表1混凝土原材料清单材料规格验收标准规范水泥P.O42.5《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)矿粉S95级矿粉28 d活性指数大于95%《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046—2008)粉煤灰Ⅱ级磨细粉煤灰《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB 1596—2017)黄砂、碎石中粗砂,细度模数2.3以上;5~25 mm连续粒级碎石。《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》(JGJ 52—2006)外加剂TX600型聚羧酸高效外加剂《混凝土外加剂》(GB 8076—2008)3.3优化抹压方式采用二次抹压的施工工艺,根据前期样板试验的抹压结果,规定大底板浇筑期间,在浇筑完成后立即进行第一次抹压收光,在初凝后1 h左右,进行二次抹压。3.4加强混凝土温度监测及应变监测在底板浇筑期间,提前布置好温度监测点及应变监测,针对最不利的部位单独设置温度监测点,通过实时动态对底板混凝土进行监测,观察混凝土的温度变化梯度、内外温差、混凝土及大气温差,并根据规范要求制定报警值。在施工过程中,根据采集的温度(应变数据)采取对应的改进措施,以保证底板浇筑期间不会出现影响底板性能的温度裂缝。立面测点安装如图6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.037.F006图6立面测点安装3.5加强保温养护在混凝土养护过程中,根据温度的变化采取对应的养护方式,洒水覆膜养护、洒水覆盖保温层养护等方式结合运用。4结语大体积混凝土在浇筑过程中,易出现温差导致的裂缝,结合实际工程分析裂缝病害的原因并采取合理的应对措施,严格控制温度裂缝的生成。从优化施工设计、合理控制原材料、优化配合比、优化抹压方式、加强混凝土温度监测、应变监测及加强保温养护,全过程中未出现影响底板性能的裂缝,该工程的施工技术可以为类似工程提供参考借鉴。
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