1、工程概況:
目標(biāo)工程為45層超高層建筑,其中:地下裙房為2層,塔樓為43層,建筑物總高度為145.95m,塔樓下設(shè)筏板基礎(chǔ),該基礎(chǔ)平面形狀為矩形,長(zhǎng)32m,寬32m,厚2.5m,混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40,屬大體積混凝土。
2、施工情況:
為了澆筑成功筏板基礎(chǔ)大體積混凝土,施工單位編制了筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工方案。主要措施為:
(1)根據(jù)配合比設(shè)計(jì)計(jì)算出混凝土在凝結(jié)過程中,混凝土內(nèi)部因水化熱產(chǎn)生的拉應(yīng)力能被混凝土的早期抗拉強(qiáng)度所克服;
(2)準(zhǔn)備草墊及薄膜對(duì)大體積混凝土表面進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù);在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置管道用以調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)部溫度;
(3)安裝測(cè)溫管道隨時(shí)檢測(cè)混凝土內(nèi)外溫度以便隨時(shí)采取增溫及降溫措施;
(4)安裝多功能鋼架以避免鋼筋位移等。混凝土攪拌站進(jìn)行了大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)。
施工單位為了控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差,防止溫度裂縫的產(chǎn)生,對(duì)混凝土攪拌站進(jìn)行了技術(shù)交底,同時(shí)要求攪拌站添加ZY-1型膨脹剤,以預(yù)防早期收縮,混凝土凝結(jié)時(shí)間要求為48h初凝。
本筏板基從3月16日晚上23時(shí)左右開始澆筑混凝土。建筑方向由西向東斜向分層澆筑。到3月19日2點(diǎn)左右全部混凝土澆筑完成,混凝土總澆筑方量約為3000m3,本次澆筑共用時(shí)52h,澆筑期間的平均氣溫在10~15℃左右。混凝土澆筑完成后,19日、20日靜養(yǎng)了兩天,21日施工單位開始在筏板基礎(chǔ)進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土沒有凝固,當(dāng)即向有關(guān)單位進(jìn)行了報(bào)告。
3、應(yīng)急處置措施:
3月22日,施工單位停止了筏板基礎(chǔ)工程除保溫保濕工作外的一切施工工作,并停止筏板表面的一切有負(fù)荷施工,以避免對(duì)未凝固的混凝土產(chǎn)生破壞。與此同時(shí)施工單位對(duì)混凝土攪拌站的混凝土生產(chǎn)情況進(jìn)行了調(diào)查,除發(fā)現(xiàn)混凝土配合比時(shí)間對(duì)不上號(hào),混凝土試件發(fā)生緩凝現(xiàn)象外,生產(chǎn)過程未發(fā)現(xiàn)異常情況,并初步判斷:大體積混凝土發(fā)生緩凝現(xiàn)象估計(jì)是外加劑加多了所致,過幾天混凝土?xí)Y(jié)。同時(shí)施工單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土進(jìn)行調(diào)查,方法為:在結(jié)構(gòu)中的拌合物取回一桶,成型兩組試件進(jìn)行試驗(yàn),一組進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù),一組進(jìn)行熱水養(yǎng)護(hù)。
3月22日(距混凝土入模時(shí)間約5~6d)下午筏板基礎(chǔ)混凝土表面大部分凝結(jié),但表面以下約100~200mm處的混凝土還成塑性狀態(tài);平面上局部地方的混凝土還沒有凝結(jié),其中有1個(gè)點(diǎn),用鋼釬插至混凝土內(nèi)部可達(dá)2m深左右;立面上:上下部混凝土已凝結(jié),中間層混凝土個(gè)別地方基本無(wú)強(qiáng)度;施工單位對(duì)大體積混凝土的測(cè)溫記錄為:22~55℃左右,下部溫度約高,中間溫度約低,表面溫度最低。 過多的緩凝劑造成了混凝土超時(shí)緩凝,為了加快混凝土水化反應(yīng),從23日上午開始,施工單位組織了廢油桶、水管、水泵及液化氣灶等,在筏基表面進(jìn)行燒熱水養(yǎng)護(hù),但由于混凝土板面較大,熱水養(yǎng)護(hù)后,效果不理想。通過觀察,施工單位調(diào)整了加熱方案,由以前的表面加溫改成通過預(yù)埋的循環(huán)水管道進(jìn)行內(nèi)部熱水循環(huán)加溫,水溫控制在50℃左右,同時(shí)對(duì)整個(gè)筏板表面增加了草簾和塑料布覆蓋進(jìn)行表面保溫養(yǎng)護(hù),并對(duì)筏板基礎(chǔ)內(nèi)部溫度進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量監(jiān)控。
24日繼續(xù)進(jìn)行熱水循環(huán)升溫措施和保溫養(yǎng)護(hù),溫度監(jiān)測(cè)顯示出最先澆筑的混凝土開始水化放熱,局部溫度上升到40℃以上,但大面積混凝土?xí)簾o(wú)明顯的水化放熱現(xiàn)象。
26日,整個(gè)筏基混凝土溫度都有明顯上升,但表面溫度不高。
28日,整個(gè)筏板基礎(chǔ)表面均已明顯感到水化放熱的溫升,大部分表面都在40℃左右,中下部溫度在50~60℃。
4月1日整個(gè)筏板表面及中下部溫度開始呈緩慢下降趨勢(shì),證明整個(gè)筏體混凝土的水化放熱峰值已過。
4月6日,建設(shè)單位委托重慶市建筑科學(xué)研究院混凝土研究所對(duì)筏板基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行質(zhì)量鑒定,研究所利用地勘鉆進(jìn)行試探性的取芯,先取了5個(gè)芯樣,4月10日進(jìn)行試驗(yàn)
4、原因分析:
攪拌站在測(cè)試混凝土凝結(jié)時(shí)間時(shí),技術(shù)部的人員用試件的手感來(lái)判定混凝土的凝結(jié)時(shí)間,感覺混凝土試件凝固了,于是就下了混凝土凝結(jié)時(shí)間的結(jié)果。但是現(xiàn)場(chǎng)混凝土與試件混凝土卻是不同的,這主要是由于試件與現(xiàn)場(chǎng)筏基塊體之間的體積差異太大,試件表面由于脫水干燥,表面形成了一層硬殼,有一定的強(qiáng)度,但這強(qiáng)度不是水泥水化反應(yīng)而來(lái)的,是風(fēng)干而來(lái)的。因此沒有經(jīng)驗(yàn)的人就會(huì)錯(cuò)誤認(rèn)為混凝土已經(jīng)初凝,這是極其錯(cuò)誤的。
混凝土生產(chǎn)澆筑時(shí)的氣溫下降,是造成此次混凝土超時(shí)緩凝的次要原因。水泥的水化反應(yīng)隨著溫度的增加而變快,混凝土澆筑時(shí)的最低溫度為10℃,此溫度下,即使不使用緩凝劑,混凝土的凝結(jié)時(shí)間也會(huì)超長(zhǎng)10h,兩種不利因素的作用,造成了此次混凝土的凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)170h。 混凝土超時(shí)緩凝以后到底對(duì)混凝土質(zhì)量是否造成影響,重慶市建筑科學(xué)研究院混凝土研究所對(duì)筏板基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行質(zhì)量鑒定,鑒定結(jié)果表明:混凝土質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。故此,該工程筏板基礎(chǔ)混凝土雖多加了緩凝劑,但對(duì)混凝土最終質(zhì)量沒有影響。
工程筏板基礎(chǔ)大體積混凝土發(fā)生超長(zhǎng)凝固的原因是大體積混凝土內(nèi)緩凝劑超量摻加和混凝土在澆筑時(shí)和混凝土澆筑后連續(xù)多天出現(xiàn)氣溫偏低引起的。雖然混凝土質(zhì)量最終達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,但因此造成的工期損失以及對(duì)參建各方的心理均帶來(lái)不利影響。所以,一定要認(rèn)真吸取這次質(zhì)量事故的教訓(xùn),認(rèn)真按規(guī)范規(guī)程的要求進(jìn)行操作。