超长大体积混凝土水池施工裂缝控制方法与流程

1.本发明创造属于工程施工技术领域，具体是一种超长大体积混凝土水池施工裂缝控制方法。


背景技术：

2.目前，在建筑行业中，消防水池、蓄水池、沉淀池、过滤池等钢筋混凝土水池随处可见。为满足工业化发展需求，水池的设计尺寸、截面尺寸都在逐步增大，使得混凝土浇筑量增大，水泥释放的水化热较大，防渗要求更为严格，施工难度大大增加。尤为重要的是对裂缝的控制，一旦出现裂缝，不仅破坏了整体刚度及稳定性，而且也会引起内部钢筋的锈蚀，给水池防渗及耐久性造成很大影响。因此，在施工过程中要严格控制钢筋混凝土水池裂缝的出现。
3.现有技术中，大体积混凝土的强度等级日趋增高，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内部温度高，混凝土内外温差超过30℃以上，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。
4.随着工业化发展，钢筋混凝土水池结构施工技术和工艺得到很大提高，但一直存在一个相当普遍的质量问题，就是钢筋混凝土水池结构的裂缝问题，这已影响到水池结构的安全和正常使用，裂缝不仅影响美观，更严重的是当裂缝尺寸超过一定限度时，会带来渗漏，强度降低，钢筋锈蚀，进而削弱其耐久性以致造成结构物破坏，崩塌等危害。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明创造提出一种超长大体积混凝土水池施工裂缝控制方法，包括：
6.一、材料要求
7.1.1水泥：采用普通硅酸盐水泥(例如p.o42.5)；
8.1.2粗骨料：采用碎石，粒径5
‑
25mm，含泥量不大于1％；
9.1.3细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5.0％；
10.1.4外加剂i：选用泵送剂；外加剂ii：选用膨胀剂；
11.二、浇筑方法
12.2.1筏板基础施工
13.筏板基础采用斜面分层法，推移式连续浇筑：推移式连续浇筑的方向是以筏板基础的中心点环形发散向四周浇筑；斜面分层浇筑是从浇筑层的下端开始逐渐上移，逐层浇筑；斜面分层厚度时250～300mm；
14.混凝土掺加缓凝剂，使混凝土的初凝时间达到8～10小时，混凝土的坍落度不低于160mm，混凝土的自然流淌不超过7:1；
15.在浇筑时，振捣棒移动间距小于50cm，每一振点的延续时间以表面出现浮浆和不再沉落为度；振捣器插入下层混凝5cm；每隔20～30min进行复振；
16.当混凝土浇筑到最后距离边模板5m时，将混凝土布料管转移到边模板处，使混凝土从边缘向中间浇筑；
17.浇筑混凝土每振捣完一段，用平板振动器压振一遍，并按标高刮平后拍压、搓平；
18.整个筏板基础沿其长度方向留有后浇带，由后浇带分为多个浇筑区域分别施工；
19.在第二次浇筑基础底板和加腋处混凝土时，采取先浇筑基础底板混凝土，待其初凝前，再浇筑加腋处混凝土；且振捣时，振捣棒插入下层混凝土50mm；
20.2.2框架剪力墙施工
21.剪力墙混凝土浇筑时采用整体分层连续浇筑方法施工，每浇筑完一层混凝土，再浇筑上一层混凝土；
22.浇筑前，在底部要浇筑与墙体混凝土中水泥、砂配合比成分相同的砂浆50
‑
100mm；混凝土浇筑连续进行，每层混凝土浇筑厚度控制在50cm以内；
23.振捣棒选择：采用φ50mm振捣棒和φ30mm振捣棒两种；振捣棒移动间距：φ50mm振捣棒为40
‑
50cm；φ30mm振捣棒为30cm；φ30mm振捣棒振捣钢筋密集处的混凝土，其它位置采用φ50mm振捣棒振捣；
24.振捣要求：采用插入式振捣棒分两次振捣，第一次振捣时间为15
‑
30秒，隔20
‑
30秒后进行第二次复振时间为15
‑
30秒；
25.在下层混凝土初凝前用振捣棒插入下层混凝土50mmm；
26.混凝土浇筑连续进行，间隔时间不超过3小时；
27.混凝土浇筑后，初凝前按标高用刮平，混凝土终凝前多次抹压；
28.三、混凝土测温方法
29.对浇筑后的混凝土进行温度监控，随时掌握混凝土内部温度变化动态，以此指导砼的养护工作；同时控制混凝土内/表温差不超过25℃；
30.测温点布置：
31.平面布置点在平面浇筑区域中心，以及中心对应的侧边及拐角处；
32.侧面布置点在距离筏板基础底50mm处、筏板中间以及距离筏板表面50mm处；
33.在测温点埋设测温仪的温度传感器；
34.四、混凝土养护
35.混凝土浇筑完后，采用蓄热法养护：
36.混凝土振捣完毕并刮平后，在终凝前收平拉毛后二小时，采用塑料薄膜密封覆盖；
37.然后加盖保温材料控制混凝土内部和表面的温差、以及混凝土表面和大气的温差在25℃以内，且保持不少于14d湿润养护；
38.保温材料的拆除时间应以混凝土内部和表面温差、以及混凝土表面和大气的温差小于25℃为准；保温材料的拆除为15d以后。
39.通过上述方法，从材料、施工过程以及温度控制等方面着手，降低甚至杜绝裂缝的发生，保障了工程质量。
附图说明
40.图1是筏板基础分层浇筑中以中心点环形发散向四周浇筑的示意图；
41.图2是混凝土底板顶层与加腋处及混凝土上下层浇筑振捣示意图；
42.图3是框架剪力墙混凝土浇筑示意图；
43.图4是混凝土冷却循环水管示意图；
44.图中：上层混凝土1、下层混凝土2、振捣棒3、测温传感器4、水管5、进水口6、出水口7。
具体实施方式
45.下面以内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司氯碱化工分pvc续建项目公用工程辅助设施装置生产消防水池05z2501a/b为例，对本方法进行说明。
46.该水池长67.6m，宽24.6m，高5.75m，由于水池较大，因此在施工过程中采用多次分层连续浇筑，可以有效减少裂缝存在，提高施工质量，从而节约施工成本。
47.首先，对裂缝产生的原因进行技术分析：
48.根据资料显示，工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化(温度、湿度、地基变形)引起的约占80％以上，属于荷载引起的约占20％左右。在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。
49.接着，提出解决问题的总体技术思路：
50.控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土出现温度裂缝。对于施工的生产消防水池长度较长，根据施工的结构形式，采取合理的施工方案；在施工过程中避免出现裂缝，在水池混凝土浇筑过程中进行多次分层连续浇筑。
51.具体施工时候：
52.1、材料选择
53.1.1水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此选用性能较稳定的p.o42.5普通硅酸盐水泥以降低水化热。
54.1.2粗骨料：采用碎石，粒径5
‑
25mm，含泥量不大于1.选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高。
55.1.3细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5.0。
56.1.4外加剂i选用高效泵送剂；外加剂ii选用yp
‑
sfa高效能膨胀剂。
57.2、浇筑方法
58.术语说明：砼即为混凝土。
59.2.1筏板基础施工
60.施工的生产消防水池05z2501a/b筏板厚度为1300mm，筏板基础需采用分层浇筑，即循环推进，采用斜面分层，推移式连续浇筑方法，即按照“一个坡度，分层浇捣，循序渐进”的方法实施，此方法既可方便振捣，又可利用混凝土层面散热，对降低大体积混凝土的温升有利。在浇筑过程中为防止混凝土的自然流淌太大及混凝土供应迟缓而形成冷凝缝，混凝土掺加缓凝剂，使混凝土的初凝时间达到8～10小时；混凝土的坍落度不低于160mm，使混凝土的自然流淌不超过7:1，斜面分层厚度控制在250～300mm，保证混凝土在初凝之前被上层
混凝土覆盖，振捣手顺混凝土流淌方向赶振。
61.在浇筑时，振捣棒移动间距小于50cm，每一振点的延续时间以表面出现浮浆和不再沉落为度。同时振捣器应插人下层混凝5cm，注意整个振捣作业中，不要振模振筋，不得碰撞各种埋件、铁件等。并且每隔20～30min左右进行复振，增加砼的密实度和均匀性。为确保砼的密实性，振动棒的操作应做到“快插慢拔”，不漏振，不过振。当砼浇筑到最后离边模板5m左右时，应将布料管转移到边模板处，使砼从边缘向中间浇筑，避免浆集聚在边模板处。浇筑砼每振捣完一段，应用平板振动器压振一遍，并用长刮尺按标高刮平，用铁抹子拍压，木抹子搓平。
62.整个基础筏板东西方向有两条宽度1000mm后浇带，具体位置位于3
‑
4轴和6
‑
7处。现将基础筏板大体积混凝土按其轴线从左到右依次划分为1#、2#和3#浇筑区域。
63.筏板基础分层浇筑，以中心点环形发散向四周浇筑的示意图如图1示意。
64.在第二次浇筑基础底板和加腋处混凝土时，采取先浇筑基础底板混凝土，待其强度初凝前，再浇筑加腋处混凝土。且振动棒需插入下层50mm，要求注意振捣时间，严禁过振，以免混凝土从基础底板流出来。
65.混凝土底板顶层与加腋处及混凝土上下层浇筑振捣示意图如图2示意。
66.2.2框架剪力墙施工
67.剪力墙砼浇筑时采用整体分层连续浇筑方法施工，浇筑前底部要浇筑与墙体混凝土中水泥、砂配合比成分相同的砂浆50
‑
100mm，砼浇筑要连续进行，每层砼浇筑厚度控制在50cm以内，用手电筒检查，用分层尺杆控制下料厚度。
68.框架剪力墙混凝土浇筑示意图如图3示意。
69.振捣棒选择：采用φ50振动棒和φ30振动棒两种，振动棒移动间距：φ50振动棒为40
‑
50cm；φ30振动棒为30cm。φ30振动棒主要用于柱、连梁等钢筋密集处混凝土的振捣，其余均采用φ50振动棒。振捣棒振捣间距在墙体模板上按照50cm的间距刷红色油漆标记来控制，柱、连梁等钢筋密集处处按照30cm的间距刷蓝色油漆标记。振捣深度用在振捣棒上按照间距50cm缠贴胶带标记的方法控制。
70.振捣要求：采用插入式振动棒需分两次振捣，第一次振捣时间为15
‑
30秒，应使表面呈现浮浆和不再下沉，隔20
‑
30秒后进行第二次复振，以利于提高混凝土密实度，消除结构构件四周的水泡和收缩裂缝。
71.为使上下层砼结合成整体，在下层混凝土初凝前必须要用振捣棒插入下层砼50mmm，且一定要振捣到位。在遇有暗柱、连梁等钢筋较密的位置，要提前查看确定下棒点，保证砼振捣密实，防止漏振和出现贴模气泡。混凝土浇筑需连续进行，间隔时间不宜超过3小时。
72.砼浇筑后，初凝前应按标高用长刮杆刮平，砼终凝前应用人工多次抹压，以便减少砼表面收缩龟裂。
73.整个水池混凝土浇筑时备用一台水泵，及时抽掉因振捣产生的泌水，防止砼离析。少量来不及排出的泌水随着浇筑的方向前推进，赶至侧模边上，用扫帚清扫出去。
74.3、混凝土测温方法
75.3.1本工程底板砼(即混凝土)厚度为1300mm，一次性浇筑面积大，砼硬化所释放的水化热会产生较高的热量，因砼在较大截面范围内硬化速度和散热条件的差异，内部会产
生一定的温差，会导致底板砼产生温度裂缝，尤其是深层和贯穿裂缝。对浇筑后的砼进行温度监控，随时掌握砼内部温度变化动态，以此指导砼的养护工作，及时做好砼覆盖、养护工作，控制砼内表温差不超过25c。
76.筏板基础采取在混凝土内设置循环降水管的方式，通过管内水流的循环运转，降低混凝土内部的水化热温度，确保混凝土内外温差在规范允许范围内，并将混凝土的应力值控制在允许范围之内。由于混凝土中心水化热较大，产生的热量最高，拟在底板基础中部采用25mm曲形波纹管进行冷却水管布置，水管预定于底部钢筋层上方，以基础中心向四周回字型发散布置，管间距为2m左右，混凝土浇筑后采用配套循环水泵进行不间断循环水冷却。
77.提前绘制测温点平面布置工程图，将测温管布置到位；
78.混凝土冷却循环水管示意图如图4，图中单位是mm。
79.3.2底板砼测温采用jdc
‑
ii型便携式建筑电子测温仪，配合测温导线、测温探头使用。预埋时可用钢筋做支承载体，先将测温线绑在钢筋上，测温线的温度传感器处于测温点位置并不得与底板及支撑钢筋直接接触，在浇筑砼时，将绑好测温线的钢筋植入混凝土中，插头留在外面并用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁。每组测试点包括三个测温感应点，每个测温点在底板混凝土浇筑前插入的螺纹钢筋钢支架进行预埋，各传感器分别附着于钢筋支架上。测温时，按下主机电源开关，将各测温点插头依次插入主机插座中，主机屏幕上即可显示相应测温点的温度。
80.测温点布置：
81.平面布置：(1)划分的平面浇筑区域中心；(2)中心对应的侧边及拐角处；
82.侧面布置：(1)位于距筏板基础底50mm处；(2)筏板中间；(3)距筏板表面50mm处。
83.4.混凝土养护
84.混凝土浇筑完后，采用蓄热法养护。砼振捣完毕并刮平后应在终凝前收平拉毛后二小时左右采用塑料薄膜密封覆盖，防止砼脱水龟裂，然后加盖棉毡或土工布从而有效的控制砼内部和表面的温差，以及砼表面和大气的温差，将内外温差控制在25℃以内，且保持不少于14d湿润养护，防止砼因温差应力而产生的裂缝。保温材料的拆除时间应以砼内部和表面温差以及表面和大气的温差远小于25℃为准。一般砼浇筑完毕，第三、四天为升温的高峰，其后逐渐降温，保温材料的拆除一般为15d以后，但仍应以测温结果和同条件养护试块试压结果为准。降温速度不宜过快，以防温差应力产生裂缝。
85.5.主要管理措施
86.5.1拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。
87.5.2在混凝土搅拌站设专人掺入外加剂，掺量要准确。
88.5.3要求商品混凝土站备足运输车辆和混凝土数量，保证商品混凝土供应时匀速进场不断档，以满足混凝土连续浇筑的需要。同时准备好坍落度筒及试模，对每车混凝土进行预控工作和做好其它进场检查，并测量卸料时的坍落度，做好详细的施工记录，同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
89.5.4混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3h。
90.5.5浇筑混凝土前必须将基槽及模板内的杂物清理干净。