燃氣電站基礎大體積混凝土施工技術

劉曄

（中國水利水電第八工程局有限公司，長沙410000）

1 引言

大體積混凝土施工技術在建筑工程中取得廣泛應用，但施工控制難度高，易出現質量問題，如由于溫度控制不合理而產生裂縫，導致結構受損、力學性能降低。 因此，深入研究大體積混凝土施工技術具有重要意義，確定施工方法和控制措施，建設質量可靠的大體積混凝土基礎結構。

2 工程概況

某燃氣電站總建筑面積13 萬m2，地上建筑面積10 萬m2，地下建筑面積3 萬m2。 地上建筑采用L 形筏板基礎，長99 m、寬28.8 m，混凝土強度等級為C30，防水等級為P8，混凝土用量為5 377 m3，屬于大體積混凝土結構。 澆筑分兩次完成，設備采用2 臺地泵和1 臺汽車泵。

3 大體積混凝土的原材料及配合比

1）水泥：強度等級為42.5 的普通硅酸鹽水泥，進場時進行檢驗和適配，安定性、強度、耐久性均要達到要求。

2）粉煤灰：電廠的Ⅱ級粉煤灰，對水泥無不良反應，SO2含量＜3%，SiO2含量＞40%， 燒失量＜8%， 摻量為水泥用量的30%。 通過粉煤灰的應用，可降低水泥用量，減弱水泥水化熱作用，減少大體積混凝土的溫差裂縫，同時可促進后期強度的提高以及降低泌水率[1]。

3）粗骨料：按連續級配或合理的摻配比例使用碎石或卵石，級配以5～31.5 mm 為宜，最大粒徑不可超過鋼筋最小凈距的3/4，若采用碎石，則最大粒徑不超過30 mm。粗骨料的含泥量需控制在1%以內，不含有機雜質。

4）細骨料：黑河中砂，細度模量為2.3～2.6，含石率＜8%，含泥量不超過3%。

5）外加劑：初凝時間為10～12 h、終凝時間為14～16 h 的HS-Ⅱ和STYUI 微膨脹劑， 利用復合性能良好的外加劑提升大體積混凝土的性能。

6）配合比：根據60 d 強度設計混凝土的配合比，秉承質量可靠、結構完整的原則，盡可能減少水泥用量。水灰比＜0.6，砂率0.4～0.45，以摻加減水劑或調整砂率的方法控制坍落度。 以強度等級為C40 的大體積混凝土為例，配合比設計如表1 所示。

表1 C40大體積混凝土配合比

4 大體積混凝土施工準備

（1）在基坑邊布置泵機，檢驗泵送設備的性能。 （2）所有混凝土運輸車均要掛設標識牌， 注明強度等級等混凝土相關信息。車輛運輸能力強，數量充足，保證混凝土供應的及時性。 （3）混凝土澆筑前，由專員進行場內外交通疏導，減小外界對現場施工的影響。 （4）每臺泵機均有1 臺攪拌車等候卸料，以免因供料不足而導致施工進程中斷。 （5）裝料前，清理混凝土運輸車的料斗，不可存在積水和雜物。 裝車后，司機規范駕駛車輛，在不影響混凝土性能的前提下盡快將混凝土運送到場。 根據大體積混凝土隨拌隨用的要求，運送至施工現場的時間需在1 h 以內。運輸工作人員與當地交通指揮部門溝通，創設良好的運輸條件[2]。

5 大體積混凝土施工技術

5.1 溫度計算

大體積混凝土溫度超出許可范圍時，易引起裂縫，因此，需要進行溫度計算，以計算結果為準，在施工期間采取控溫措施。大體積混凝土澆筑溫度Tj的計算方法如下：

式中，Ti為混凝土出罐溫度， 取20.8 ℃；Tq為室外平均氣溫，取30 ℃；A1為混凝土裝卸溫度損失系數， 共裝卸3 次， 每次取0.032， 則A1＝0.096；A2為混凝土運輸時溫度損失系數，A2＝θτ1（θ 為熱損失值，取0.004 2；τ1為運輸時間，取30 min），則A2＝0.126；A3為混凝土澆搗時溫度損失系數，A3＝0.003τ2（τ2為澆搗時間，取20min），則A3＝0.06。 ΣA=A1+A2+A3＝0.282，則：Tj＝30.1℃。

5.2 大體積混凝土澆筑

以分層分段的方式澆筑燃氣電站基礎大體積混凝土， 分層厚度為600～1 000 mm，每層寬度為1.0 m，澆筑時間約1 h，無冷縫。以后澆帶為分界線，劃分為后澆帶以南、以北兩部分，具體順序為：先澆筑后澆帶以南部分的混凝土，從東南部位開始澆筑，再向西推進；再澆筑以北部分，從西北角開始，向西逐步澆筑。在分區澆筑施工方式下，需做到“一個坡度、循環推進”，嚴格控制各部分的大體積混凝土施工質量，確保無誤。

5.3 大體積混凝土振搗

1）振搗遵循“快插慢拔”的原則，用振動棒進行振搗，插點可采用交錯式或并列式布置方式， 相鄰兩插點的距離為300～400 mm，各插點均勻分布。

2）大體積混凝土分層施工，在振搗本層時將振搗棒插入下層50～100 mm，連同下層局部共同振搗后，使相鄰兩層穩定結合。 按照插點布置方式依次振搗，不可漏振。 振搗時間以混凝土表面無明顯下沉、無氣泡、有泛漿為準進行控制，通常每點的振搗時間為30 s[3]。

3）根據澆搗總量，調控攪拌車到達指定泵位。 由專員在現場指揮，澆搗速度保持一致，協同振搗。

4）大斜面分層下料與振搗，每層厚度約為500 mm。 振搗必須嚴格依據“薄層澆筑、分段定點、一個坡度、一次到頂”的基本原則進行，經過有效的振搗后避免冷縫的出現。

5）每臺混凝土泵出料口配置前、中、后3 處振搗棒，分別在出料點處、坡腳處、斜面中部。 第一道振搗的作用在于使混凝土形成自然流淌坡度， 第二道振搗的作用在于提升混凝土下部的密實性， 第三道振搗后進一步保障大體積混凝土的密實性。 斜面分層振搗時，還需嚴格控制振搗棒的移動距離、插入深度以及振搗時間，不過振、不欠振。

5.4 大體積混凝土測溫

1）溫度監測點的布置方式為：根據結構的幾何尺寸合理布置，每套測試軸線的監測點位至少為4 處；沿澆筑體厚度方向，底面、中間及外面均要布置，其他測點間距不超過60 cm；在澆筑體底面以上50 mm 設測溫點，監測底面溫度；在澆筑體外表以內50 mm 設測溫點，監測外表溫度。

2）測試元件需在水下1 m 深度浸泡24 h，確認無異常后方可安裝至測溫點位。 元件接頭位置準確并連接穩定，使用過程中不松動；集中布置測溫元件的引出線，采取保護措施?；炷翝仓驼駬v時防護測溫元件，避免因混凝土卸料時的沖擊作用以及振搗時的激振力導致測溫元件異常。

3）大體積混凝土的測溫頻率為每晝夜至少4 次，具體根據現場氣溫以及其他影響大體積混凝土溫度的因素而定。若溫度監測數據顯示內外溫差超過25 ℃或內部溫度超過65 ℃，均不滿足要求，需及時報警，根據當前的溫度信息采取控制措施。大體積混凝土溫度控制可采取表面保溫（減小混凝土表面溫度的降低速度）和加大循環水量（促進混凝土內部降溫）的方法[4]。

5.5 大體積混凝土養護

1）施工現場的氣溫較高、空氣干燥，大體積混凝土水分蒸發量大，要求大體積混凝土表面保持濕潤，從而正常成型。對于大體積混凝土的養護，可向表面依次覆蓋塑料薄膜、雙層土工布、彩條布，起到保水、保溫的作用；承臺大體積混凝土施工時，養護覆蓋材料以棉被和土工布為宜，起到保溫的作用。

2）大體積混凝土養護期間需由專員在現場管控，保濕養護時間≥14 d， 養護過程中不可出現碰撞等影響成型效果的因素。 以測溫數據為指導，靈活采取養護措施，例如，大體積混凝土降溫速度超過1.5 ℃/d 時，保溫以及降低循環水流量，緩解降溫過快的問題；大體積混凝土內外部溫差超過25 ℃時，可增加循環水流量從而降低內部溫度以及增加保護層厚度進行表面保溫，直至內外部溫差控制在許可范圍內為止；若混凝土內部和表面的溫差過大并且溫度均較高，增加循環水流量降低內部溫度，搭設遮陽棚降低表面溫度。

3）大體積混凝土養護的保溫覆蓋層需分層依次拆除，若表面和環境溫差均在20 ℃以內，則完全撤除覆蓋材料。

6 大體積混凝土施工控制措施

拌和站員工嚴格管控大體積混凝土的質量，例如，挑選質量可靠的水泥、集料等原材料；嚴格按照配合比稱量原材料，控制材料用量；控制混凝土拌和時間，保證混凝土的均勻性；控制混凝土坍落度，運至現場時坍落度不可超過（16±2）cm，否則混凝土將離析；根據混凝土運輸能力、現場澆搗能力靈活控制拌和量，連續供應混凝土但不可因供料量過多而產生大量廢料。

大體積混凝土澆筑溫度高， 水泥水化劇烈且在短時間內完成，可供混凝土散熱的時間較短，難以有效降低混凝土的最高溫度以及縮小溫差， 并且此情況在大氣溫度提升時體現得更為明顯。 為此，需加大溫度控制力度，如控制大體積混凝土的出機溫度、入模溫度，減小混凝土總溫升、縮小內外溫差。若日間氣溫超過25 ℃，水泥的入機溫度需在40 ℃內，拌和站工作人員需對砂石料灑水，用于降低溫度，向拌和水中加入冰塊，使水的溫度降低至10 ℃內。 現場施工時，混凝土的入模溫度需在25 ℃內，養護時通過測溫點監測溫度，根據實際溫度采取控制措施。

7 大體積混凝土裂縫的防治措施

7.1 合理選用材料

細度模數為2.80～3.00，砂率為40%～45%的中砂；10.40 mm 連續級配的碎石，10.30 mm 級配的占比約為65%。 砂、石中不可混入有機質及其他雜物，含泥量均要在1%以內，且禁止將海砂作為大體積混凝土的原材料。

7.2 采用科學的施工工藝

以“分段定點、一個坡度、薄層澆筑、循序漸進”的原則進行大體積混凝土施工， 采用泵送工藝， 直接將混凝土泵送到位，避免頻繁拆卸管道、接長管道等情況。 混凝土泵送效率高，可有效控制上下層混凝土澆筑間隔時間， 保證相鄰各層的穩定結合，也便于處理泌水問題。 混凝土泵送時自然形成坡度，在澆筑帶的前后位置布置兩道振動器， 分別在混凝土出料口（第一道）和混凝土坡腳位置（第二道），第一道振搗的作用在于提高上部混凝土的密實性， 第二道振搗的作用在于使下部混凝土具有密實性且不由于振搗而導致底層較密鋼筋發生偏位。 振搗作業根據混凝土澆筑進度及時進行，遵循“快插慢拔”的原則，振搗后的混凝土應密實穩定。

7.3 控制混凝土入模溫度

工期允許時，盡可能在春秋兩季進行大體積混凝土施工，降低混凝土入模溫度。 若因工期要求而在夏季施工，需避免混凝土直接在太陽下暴曬，保證水泥庫通風良好，對碎石灑水降溫，在蓄水池中預先降低自來水溫度。

8 結語

綜上所述，燃氣電站基礎大體積混凝土施工細節多，要求工程人員合理選擇原材料、設計混凝土配合比，再按照拌和、運輸、澆筑、振搗、養護的基本流程進行施工，施工期間加強溫度監測與控制，將混凝土內部溫度、表面溫度以及環境溫度的差值控制在允許范圍內。 經過本文的分析后，提出燃氣電站基礎大體積混凝土施工技術的應用要點，希望所提內容對類似工程有參考作用。