大体积混凝土施工技术

第七章　混凝土的冬季施工及安全技术

一、混凝土的冬季施工

(一)混凝土冬季施工的原理

混凝土所以能凝结、硬化并获得强度，是由于水泥和水进行水化作用的结果。水化作用的速度在一定湿度条件下主要取决于温度，温度愈高，强度增长也愈快，反之则慢。当温度降至0℃以下时，水化作用基本停止，温度再继续降至－2～－4℃，混凝土内的水开始结冰，水结冰后体积膨胀8%～9%，在混凝土内部产生冰晶应力，使强度很低的水泥石结构内部产生微裂纹，同时减弱了水泥与砂石和钢筋之间的黏结力，从而使混凝土强度降低。根据当地多年气温资料，凡连续5天室外日平均气温稳定低于5℃时，应采取冬季施工技术措施进行混凝土施工。

(二)混凝土的配置和搅拌

当混凝土进入冬期施工时，混凝土的配制和搅拌必须符合下列规定。

(1)混凝土的配制，应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥强度等级不应低于42.5级，最少水泥用量不宜少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6。使用矿渣硅酸盐水泥，宜采用蒸汽养护;使用其他品种水泥，应注意其中掺和材料对混凝土抗冻、抗渗等性能的影响。掺用防冻剂的混凝土，严禁使用高铝水泥。当进行大体积混凝土的施工时，混凝土最小水泥用量应根据实际情况确定。

(2)混凝土宜使用无氯盐类防冻剂，对抗冻性要求高的混凝土，宜使用引气剂或引气减水剂。掺用防冻剂、引气剂或引气减水剂的混凝土的施工，应符合国家现行标准《混凝土外加剂应用技术规范》的规定。

(3)在钢筋混凝土中掺用氯盐类防冻剂时，氯盐掺量按无水状态计算不得超过水泥重量的1%。掺用氯盐的混凝土必须振捣密实，且不宜采用蒸汽养护。

(4)当采用素混凝土时，氯盐掺量不得大于水泥重量的3%。

(5)冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法。水泥不得直接加热，并宜在使用前运入暖棚内存放。

(6)混凝土所用骨料必须清洁，不得含有冰、雪等冻结物及易冻裂的矿物质。在掺用含有钾、钠离子防冻剂的混凝土中，不得混有活性骨料。

(7)拌制掺有防冻剂的混凝土应符合下列规定:①防冻剂溶液的配制及防冻剂的掺量应符合国家现行标准的有关规定。②严格控制混凝土水灰比，由骨料带入的水分及防冻剂溶液中的水分均应从拌和水中扣除。③搅拌前，应用热水或蒸汽冲洗搅拌机，搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍。④混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。

(三)混凝土的运输和浇筑

进入冬期施工的混凝土的运输和浇筑必须符合下列规定。

(1)混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。运输和浇筑混凝土用的容器应具有保温措施。

(2)混凝土在运输、浇筑过程中的温度，应与热工计算的要求相符，当与要求不符时，应采取措施进行调整。当采用加热养护时，混凝土养护前的温度不得低于2℃。

(3)冬期施工不得在强冻胀性地基土上浇筑混凝土;当在弱冻胀性地基土上浇筑混凝土时，基土不得遭冻。当在非冻胀性地基土上浇筑混凝土时，在受冻前，混凝土的抗压强度应符合下列规定:①在受冻前，硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配置的混凝土，其抗压强度不得低于混凝土设计强度标准值的30%;②矿渣硅酸盐水泥配置的混凝土，其抗压强度不得低于混凝土设计强度标准值的40%，但不大于C10的混凝土，不得小于5.0MPa。

(4)对加热养护的现浇混凝土结构，混凝土的浇筑程序和施工缝的位置，应能防止在加热养护时产生较大的温度应力，当加热温度在40℃以上时，应征得设计单位同意。

(5)当分层浇筑大体积结构时，已浇筑层的混凝土温度，在被上一层混凝土覆盖前，不得低于按热工计算的温度，且不得低于2℃。

(6)装配式结构的接头应符合下列规定:①浇筑承受内力接头的混凝土或砂浆，宜先将结合处的表面加热到正温;浇筑后的接头混凝土或砂浆在温度不超过45℃的条件下，应养护至要求的设计强度;当设计无专门要求时，其强度不得低于设计的混凝土强度标准值的75%。②浇筑接头的混凝土或砂浆，可掺用不致引起钢筋锈蚀的外加剂。

(四)混凝土冬季的养护方法

1.蓄热法

蓄热法系将混凝土组成材料(水泥除外)进行适当加热、搅拌，使浇筑后具有一定的温度，混凝土成型后在外围用保温材料严密覆盖，利用混凝土预加的热量及水泥的水化热量进行保温，使混凝土缓慢冷却，并在冷却过程中逐渐硬化。当混凝土冷却到0℃时，便达到抗冻临界强度或预期的强度。

蓄热法保温应选用导热系数小、就地取材、价廉耐用的材料，如稻草板、草垫、草袋、稻壳、麦秸、稻草、锯末、炉渣、岩棉毡、聚苯乙烯板等，并要保持干燥。保温方式可成层或散装覆盖，或做成工具式保温模板，在保温时再在表面覆盖(或包)一层塑料薄膜、油毡或水泥袋纸等不透风材料，可有效地提高保温效果，或保持一定空气间层，形成一密闭的空气隔层，起保温作用。

蓄热法具有方法简单，不需混凝土加热设备，节省能源，混凝土耐久性较高、质量好、费用较低等优点，但强度增长较慢。它一般适用于不太寒冷的地区(室外最低气温在－15℃以上)、厚大结构(表面系数不大于5)等。如选用适当的保温材料，掺加外加剂以及附加其他措施，表面系数大于5的结构，气温高于－20℃时亦可使用，对于地下的混凝土结构和大型设备基础更为适宜。

2.掺外加剂法

在混凝土中掺入一定量外加剂(或用负温硬化水溶液拌制混凝土)，把混凝土浇筑于普通模板中，在养护过程中，不需采取加热措施，仅作保护性遮盖，就能使混凝土在负温条件下继续硬化，达到要求的强度。

掺外加剂的作用，就是使之产生抗冻、早强、催化、减水等效用，降低混凝土的冰点，使之在负温下加速硬化以达到要求的强度。掺外加剂法具有施工简便、使用可靠、加热和保温方法较简单、费用较低等优点，但混凝土强度增长较慢。适用于截面较厚大的结构及一般低温(0～－10℃)和冻结期较短的情况下使用。在严寒条件下，可与原材料加热、蓄热法以及其他方法结合使用。

外加剂种类的选择取决于施工要求和材料供应，而掺量应由试验确定，但混凝土的凝结速度不得超过其运输和浇筑所规定的允许时间，且混凝土的后期强度损失不得大于5%，其他物理力学性能不得低于普通混凝土。新型外加剂不断出现，其效果愈来愈好。

二、泵送混凝土施工

(一)泵送混凝土的施工

混凝土采用混凝土泵来运输，称为泵送混凝土。在现代多、高层建筑和超高层建筑工程中，考虑到结构整体性和抗震性的要求，多采用全现浇钢筋混凝土结构，这样对混凝土的需求量很大。若采用现场设置的小型搅拌站搅拌混凝土，用塔吊运送，进度很慢，满足不了工程进度的要求，所以现在施工现场往往采用泵送混凝土直接送达到浇筑楼层，能收到好的经济效益，这也是当前发展较快的一种混凝土运输方法。同时，泵送混凝土的施工技术也成为建设行业大力推广和运用的一项施工新技术。

泵送混凝土有下列优点:新拌混凝土在运输过程中的质量不受外界气象的影响，能保持混凝土在出搅拌机时的性能，技术先进，质量好;生产效率高，快速方便，不受施工现场条件限制;而且符合环保和文明施工的要求。

泵送混凝土适用于连续性强和浇筑效率要求高的工程。一般用于高层建筑、大型贮罐、塔形建筑物;也适用于大体积混凝土，如筏板基础、大型设备基础、机场跑道和水工工程等整体性强的工程施工。

1.泵送混凝土设备

混凝土的泵送设备由三个部分组成:一是混凝土泵机;二是输送管道;三是布料杆。

1)混凝土泵机、泵车及固定式混凝土泵

(1)混凝土泵机。混凝土泵机是将混凝土从料斗中通过管道输送到浇筑地点的动力设备。混凝土泵按其驱动方式，混凝土泵分为活塞式泵和挤压式泵两种类型。经多年的实践，大多已选用液压活塞式泵机。对于活塞式泵，按动力方式，又分为机械式活塞泵和液压式活塞泵，而目前多用液压式活塞泵。

当前，混凝土泵机的性能，可将坍落度为50～230mm的混凝土输送到垂直距离为60m或水平距离为400m的浇筑地点，当要求的混凝土运距较远或较高时，还可加泵分级泵送。泵机的性能标记是以每小时的输送量(混凝土排量)为型号标记，以“HB”表示。例如型号HB8、HB20、HB60，表示混凝土的输送能力分别为8m3/h、20m3/h、60m3/h等。

液压活塞泵是一种较为先进的混凝土泵。不同型号的混凝土泵，其排量不同，水平运距和垂直运距亦不同，常用混凝土排量30～90m3/h，水平运距200～900m，垂直运距50～300m。目前我国已能一次垂直泵送203m，更高的高度可用接力泵送。液压活塞泵有单活塞和双活塞两种形式，单活塞常用于HB8;双活塞用于HB10以上的泵机。可按工作量及施工进度进行选择。这里仅介绍常用的液压双活塞式混凝土泵。

如图7-1所示，为液压双活塞式混凝土泵工作原理。

图7-1　液压活塞式混凝土泵工作原理图
1－混凝土缸;2－混凝土活塞;3－液压缸;4－液压活塞;5－活塞杆; 6－受料斗;7－吸入端水平片阀;8－排出端竖直片阀;9－Y形输送管;
10－水箱;11－水洗装置换向阀;12－水洗用高压软管;
13－水洗用法兰;14－海绵球;15－清洗活塞

它是利用柱塞的往复运动将混凝土吸入和排出。泵工作时，搅拌好的混凝土装入受料斗6，吸入端片阀7移开，排出端片阀8关闭，活塞4在液压作用下带动活塞2左移，混凝土在自重及其真空吸力作用下，进入混凝土缸1。然后，液压系统中压力油的进出方向相反，活塞右移，同时吸入端片阀关闭，压出端片阀移开，混凝土被压入管道9中，输送到浇筑地点。混凝土泵的出料是脉冲式的，有两个缸体交替出料，通过Y形输料管9，送入同一输送管，因而能连续稳定地出料。

(2)混凝土泵车。将液压混凝土泵固定安装在汽车底盘上，使用时开至需要施工的地点，进行混凝土泵送作业，称为混凝土汽车泵或移动泵车。大部分泵车带有液压折叠式臂架(“布料杆”)及管道。臂架具有变幅、曲折、伸直、回转等功能，其末端是一软管。这种泵车使用方便、适用范围广，在臂架范围内可按需要改变混凝土浇灌的位置。既可以利用在工地配置装接的管道输送到较远、较高的混凝土浇筑部位，也可以发挥随车附带的布料杆的作用，把混凝土直接送到需要浇筑的地点。其浇灌混凝土的生产率为20～70m3/h。如图7-2为DC－S115B型混凝土泵车外形图。

图7-2　DC－S115B型混凝土泵车
1－混凝土泵;2－混凝土输送管;3－布料杆支承装置;
4－布料杆臂架;5、6、7－油缸;8、9、10－混凝土输送管;11－软管

(3)固定式混凝土泵。固定式混凝土泵使用时，需用汽车将它带到施工地点，然后进行混凝土输送。它具有输送能力大、输送高度高等特点，一般最大水平输送距离为250～600m，最大垂直输送高度为150m，输送能力为60m3/h左右，适用于高层建筑的混凝土输送。

一般混凝土泵应尽量靠近浇筑地点，并要满足两台混凝土搅拌输送车能同时就位，使混凝土泵能不间断地得到混凝土供应，进行连续压送，以充分发挥混凝土泵的有效能力。

2)输送管道

混凝土输送管道大多用钢管或合金钢管，在临时管道或在接近经常移动的布料管的缓冲段多采用金属丝绕制的波纹橡胶管。

主管道内径的大小，应按粗骨料的粒径考虑:如为碎石混凝土，其内径应为最大粒径的4倍;如为卵石混凝土，其内径应为最大粒径的3.5倍。但通常均不小于100mm。

3)布料杆

布料杆视浇筑目标的具体情况而有所不同，通常有三种情况:如用于基础工程、地面工程或多层房屋工程，其工作半径小于20m的，可采用自带布料杆的混凝土泵车浇灌。如图7-3。

如用于高层建筑工程的，可在塔式起重机上安装布料杆。在地面上设置若干泵机站点，供应混凝土。如图7-4。

图7-3　自带布料杆的混凝土泵车(工作半径≤20m)

图7-4　安装在塔式起重机上的布料杆

第三种情况比较多见，是在面积较大基础、地坪、楼盖上安装移置式布料杆，按施工进度要求移置，其布料杆可长可短，可回旋300°，工作面较大，管理较易。如图7-5。

图7-5　移置式布料杆

2.泵送混凝土的配合比

1)泵送混凝土工艺对原材料提出了要求

泵送混凝土时，为使混凝土拌和物在泵送过程中不至离析和堵塞，就必须正确选择混凝土拌和物的原材料及配合比。泵送混凝土配合比的设计，除了满足普通混凝土所要求的强度、耐久性和工作度要求外，还应考虑泵送的特性，避免早凝、黏度过大和在管道内堵塞。因此，对材料的要求，有其特殊性:

(1)要求采用保水性好、泌水性小的水泥。

(2)砂应采用中砂，其细度模数不宜大于3.0。

(3)石子的规格要满足要求，以免堵塞管道。

(4)混凝土内宜适量掺入泵送剂、引气剂或减水剂等外加剂。泵送轻骨料混凝土的原材料选用及配合比，应通过试验确定。

(5)宜掺用粉煤灰或其他活性掺合料，以减少管壁的摩阻力。所掺用的粉煤灰质量应符合表5-4中Ⅰ、Ⅱ级的指标要求。质量差的粉煤灰对混凝土强度和可泵性都不利。

2)配合比设计

配合比设计应按照普通混凝土配合比设计的基本原则和方法进行，同时应符合下列泵送工艺的要求:

(1)泵送混凝土的坍落度不宜小于80mm。但也不是越大越好，过大易离析，过小易堵管;坍落度宜为80～180mm。在试配时，其坍落度应按下式计算:

T1=Tp+ΔT

式中:T1——试配时要求的坍落度值;

　　Tp——入泵时要求的坍落度值，可参考表7- 1;

　　ΔT——坍落度的经时损失值，可由试验测得，或参考表7- 2。

表7-1　混凝土入泵坍落度选用表

表7-2　混凝土经时坍落度损失值

注:掺粉煤灰与其他外加剂时，坍落度经时损失可根据施工经验确定。无施工经验时，应通过试验确定。

(2)泵送混凝土的水灰比，不宜大于0.6。过大则容易在泵送过程中引起离析，在硬化期容易导致体积收缩，出现裂缝。

(3)泵送混凝土的水泥用量，不宜小于300kg/m3。因浆量过少，不利于泵送。

(4)掺用引气型外加剂时，混凝土的含气量不宜大于4%。

(5)砂率可以比常规增大2%～3%;宜在35%～45%。目的是增加混凝土的可泵性。

泵送混凝土配合比的计算方法及参数，除上述要求外，其他与第三节相同，设计时可参照使用。但是，在试配、调整阶段应增加可泵性实验，在实验过程中注意运行情况，及时修改配合比。

3.泵送混凝土的操作工艺

1)泵送混凝土的管道安装

Ⅰ.规划和布局

(1)输送管的布置宜短直，尽量减少弯管数，转弯宜缓，其曲率半径应大于0.5m，管段接头要严密，少用锥形管，以减少压力损失;管道应合理固定，不随意变更路线，不影响交通运输，不搞乱已安装绑扎好的钢筋或预埋件，泵送时不致引起模板的振动，应有自行固定的支承系统。

图7-6　混凝土输送管的固定支承
(a)铺设的水平管　(b)垂直管的固定　(c)水平与垂直管的交接
1－水平管;2－垂直管;3－钢支杆

(2)管道应一次安装好，不宜在泵送时再加装管线，浇筑点应先远后近，管道只拆不接;管线关键部位(开关、接头、弯曲等部位)应预留或选在较宽松的场地，便于维修、装拆和清洗。向上配管时，地面水平管的长度不宜小于泵送垂直高度的1/4，且不小于15m。

(3)混凝土的供料应保证混凝土泵能连续工作，不间断。

Ⅱ.安装要点

(1)水平管线避免下斜，以防泵空堵管。

(2)接头应严密，防止漏水漏浆。应在泵送压力下做一次巡视验收。

(3)在距混凝土泵出料口3～6m的水平管处应设置截止阀，以防混凝土反流。

(4)向下倾斜泵送管道，应采取下列措施:①在斜管上端设排气阀;②管径宜较小;③在斜管中段或下段设一缓冲水平管，其长度为高差的5倍。如因条件限制，可多设弯管或用金属丝缠绕的橡胶管平放等折算代替;④在泵送时用低压输送。

(5)管道、弯头、开关等零配件应有备品，可随时更换。

(6)管道交工后，应有防晒防寒措施。可用帆布、草席、麻袋等将管道覆盖，避免严寒酷暑气温影响管道内混凝土质量。

2)混凝土的泵送

Ⅰ.基本操作

(1)应注意输送钢管的温度。在夏季，如钢管外部未经覆盖，其温度炙手时，应先行淋水降温。在冬季，应检测混凝土温度符合设计要求后，方可泵送。

(2)应对混凝土进行检测，使之符合泵送要求。亦可临时增加泌水性试验。可按泌水率的测定方法，简述如下:

取一5L金属容器(直径185mm，高200mm)，将5L拌和物一次装入，在振动台上振动20s，表面用抹刀抹平，约低于容器口20mm。从表面抹平时起计时。在前60min，每隔10min用吸水管将泌水吸出1次，共吸6次;以后，每隔20min吸水1次，再吸3次或吸至无泌水可吸为止。每次吸水时，可将容器底部一侧垫高，便于吸水。每次所吸得的水盛入有塞的量管内。将量管内的泌水总量除以拌和物的搅拌用水量，便是泌水率。必要时，可做3次测定，取其平均值。

(3)操作人员应持证上岗，并能及时处理泵送过程出现的故障。

(4)泵机与浇筑点应有联络工具，信号要明确。

(5)泵送前，为减少泵送阻力，应先用适量与混凝土内成分相同水灰比为0.7的1∶2的水泥浆或水泥砂浆润滑输送管内壁;水泥砂浆用量按管道长度，按每米用量为0.1m3计算。新换节管也应先润滑，后接驳。

(6)开始泵送时应使混凝土泵处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。泵送速度先慢后快，同时观察泵的压力和各系统的情况，运转正常后方可按正常速度输送。泵送过程中，应经常留心料斗混凝土的存量，泵的受料斗内应充满混凝土，防止泵空而吸入空气形成阻塞;在泵送过程中应有专人巡视管线，发现漏浆漏水应及时修理，较大的故障应报告技术主管。

(7)泵送节奏，原则上以一个层段浇筑完方可停泵。并应有备用机，在出现故障时可继续泵送。泵送结束后，要及时清洗泵体和管道;用混凝土泵浇筑的建筑物，要加强养护，防止龟裂。

(8)有计划地中断泵送，应计划好中断浇筑的部位，中断时间应不得大于所浇筑混凝土的初凝时间。防止停歇时间过长，若停歇时间超过45min，应立即用压力或其他方法冲洗管内残留的混凝土。

(9)向下泵送混凝土时，应先将输送管道的气阀打开，待下段管有了混凝土并有一定压力时，方可关闭气阀。在泵送过程中如出现压力升高、油温升高、输送管道有明显的振动、泵送困难时，不要强行泵送，应立即查明原因设法解决。如非管道堵塞，可采取如下措施:①慢速输送或间歇输送;②间歇作反泵和正泵，促使混凝土在管道中运动。

(10)混凝土泵宜与混凝土搅拌运输车配套使用，且应使混凝土搅拌站的供应能力和混凝土搅拌运输车的运输能力大于混凝土泵的泵送能力，以保证混凝土泵能连续工作，不堵塞。用混凝土泵浇筑的结构物，要加强养护，防止因水泥用量较大而引起龟裂。如混凝土浇筑速度快，对模板的侧压力大，模板和支撑应保证稳定和有足够的强度。

Ⅱ.管道堵塞

管道堵塞的象征，反映在泵机上是压力表的压力上升;反映在管道上是堵塞点有明显的振动，敲击时声音闷响。临时处理措施为:①如堵塞点在送料球阀或泵机出口处，可将泵机做反转、正转各2～3个冲程，将混凝土吸回机内;②如在管道中轻微堵塞，巡管员可通知泵机放慢泵送或反吸，同时用木槌敲打堵塞部位;③如在管道中严重堵塞，则应拆管清理。拆管时，操作者只宜在管旁操作，切勿站在管口的正前方，以免混凝土喷出伤人。

预防措施:

(1)勿用泌水性大的水泥，避免离析;水泥用量过大，黏度大，容易堵塞。一般控制胶结材料的绝对体积不要大于160L/m3，按水泥计算，不大于500kg/m3。

(2)严格控制粗骨料的最大粒径，在泵机进料斗上加装相应规格的筛网粗骨料粒径，其最大粒径应控制在泵送管道直径的1/3以内，以1/4为佳。尽量用稍大的砂率，一般不小于38%。

(3)注意混凝土供应进度，当发现混凝土进料不足时，改用“开、停、开、停”办法操作，低压送浆，严禁泵空。注意管道漏水漏浆情况，及时修理。

Ⅲ.特殊混凝土的泵送

(1)泵送距离超长或超高时，应考虑加泵中转接力。

(2)对有特殊需要的富混凝土(水泥用量超过500kg/m3)，因其黏度系数较大，宜按常规增加泵送压力。

(3)水泥用量少于220kg/m3的贫混凝土极易堵塞，应掺用掺合料，同时改用较大管径的管泵送。

(4)对轻骨料混凝土，应在搅拌前使骨料充分预湿，同时用低压泵送。

(5)对重混凝土，因其排出压力不均匀，在管道安装时应考虑:导管弯位尽量减少;泵送时应连续泵送，来料不应中断;停泵后应及时冲洗。

3)泵送混凝土的浇筑

Ⅰ.准备工作

(1)事前应对模板及钢筋、预埋件等进行检查，应符合牢固、清洁的要求。

(2)振捣工具和振捣能力应与泵送混凝土的来料量相适应。

(3)按照来料量和布料杆的工作半径，以塔吊为中心，安排好浇筑区域，按先远后近的原则浇筑。

(4)泵送开始前，先将泵管管口向下，用料斗承接泵来的混凝土:如来料喷出后即散开，则将其盛入料斗内，另行处理;当来料喷出成筒状、长达300mm开始散开，则认为正常，可泵用。

Ⅱ.基本操作

(1)浇筑大体积混凝土基础时，应按“大体积混凝土施工”的要求操作;浇筑其他结构时，可参照“混凝土的浇筑”中的有关工艺要求操作。

(2)浇筑竖向结构或深梁时，布料管的管口离模板侧板应大于50mm，并不得直冲侧板，也不应冲乱钢筋骨架。其分层厚度为300～500mm。

(3)浇筑水平结构时，不得集中一点浇灌，应将管口作2～3m范围内摆动。布料管宜垂直于模板平面，落差高度约600mm。

(4)对于预留洞、预埋件和钢筋密集的部位，请参照“混凝土的浇筑”的有关操作。

(5)泵送混凝土浇筑时应重点注意边角的布料和捣固，如布料不饱满时，应用手工操作补足，并用手工工具振捣密实，保证边角密实。

(6)混凝土板的表面，应先用铁滚筒滚压两遍，用测量仪将表面水平检查一次，然后按设计要求搓毛、抹平或留槎。

Ⅲ.冬期施工

(1)先用热砂浆润滑管道，管道必须有保温装置。

(2)混凝土水灰比宜小，可掺用抗冻减水剂以保证所需的坍落度。

(3)通过计算，确定混凝土出搅拌机时的温度(按布料时所需温度加上运输过程和泵送过程的温度损失)，由搅拌站提供合格的混凝土。

(4)模板应采用保温模板(用预热法或暖棚法等)。

(5)每一转接点，应进行测温检查。

Ⅳ.管道清洗

泵送工作结束后，应及时进行管道清洗工作:

(1)计算导管内剩余的混凝土量，确定清洗工作量。导管内混凝土的数量可参考表7-3。

表7-3　输送混凝土导管内混凝土的数量

(2)洗管前应先行反吸，以降低管内压力和管内的混凝土量;洗管材料为海绵球或橡胶球。洗管可用水或压缩空气，按机种采用。洗管时，布料杆或导管出口前方，禁止站人，可用安全挡架或围栏阻挡。应预先准备好排浆管或排水沟，严禁洗管残浆灌入已浇筑好的工程。

(3)冬期泵送，下班前应将泵内、导管内水全部排清，并将泵机活塞擦洗干净，防止冻坏活塞。

三、大体积混凝土施工技术

(一)大体积混凝土基本知识

1.大体积混凝土的概念

在《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55－2000)中对大体积混凝土有两种界定:①“混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m的部位”;②“预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土”。本规定指出了两个要点，一是实体尺寸;二是出现裂缝。这里的实体尺寸，不是外形尺寸。例如某承重柱，其外形为1.5m×1.5m，但该柱是空心柱，壁厚仅为0.4m，即实体尺寸仅为0.4m，故不属于大体积混凝土。大体积混凝土的范围很大，大型海洋采油平台的混凝土支柱、大河的混凝土水坝等，是当之无愧的大体积混凝土结构。

按此规定，建筑工程中的大体积混凝土，常见的部位有三个:一是高层建筑中的厚大的桩基承台或基础底板;二是工业建筑中大型的设备基础;三是高层建筑的转换层的梁或板。

大体积钢筋混凝土具有结构厚、体形大、施工条件复杂和技术要求高等特点。除了要满足刚度、强度和耐久性的要求以外，最突出的问题就是如何控制由于温度的变化而引起的混凝土开裂。

裂缝的出现，不是因为强度不够，而是因体积大，在水化过程中水化热产生的温度应力与大体积混凝土收缩而产生的收缩应力共同作用下产生的。

作为施工的工程技术人员，要了解大体积混凝土中由于温度的变化而引起裂缝的出现;在施工中对温度应进行监测，采取措施，降低混凝土内部的最高温度和减小内外温差。

2.大体积混凝土的裂缝起因及质量要求

总的来讲，钢筋混凝土结构出现裂缝，原因不外乎两类:第一，由于荷载的作用，结构的强度、刚度或稳定性不够时而出现裂缝;第二由于温度、收缩、不均匀沉降等而引起裂缝。大体积混凝土产生裂缝，属于第二类原因。

1)由于混凝土的收缩而产生的裂缝

混凝土的收缩，主要是:①碳化过程中的收缩。浇捣后的混凝土，因空气中的CO2与混凝土水泥石中的Ca(OH)2起化学反应，生成碳酸钙，放出结合水而使混凝土产生收缩;②当混凝土在凝固过程中，内部的水被蒸发而产生的干燥收缩。这种收缩，是由表及里的。由于湿度不均匀，其收缩变形也不均匀。这样，使混凝土内部引起相当大的应力，导致混凝土开裂。

2)由于水化热所产生的裂缝

浇筑混凝土时，就有一定的温度，加上混凝土中的水泥与水进行水化作用产生的水化热，这两种温度为混凝土内部的最高温度，与外界环境存在着温差，在降温过程中，产生拉应力，而引起混凝土开裂。

3)外约束与内约束

混凝土内部各质点都会相互影响、相互制约，这种现象叫“约束”。由于混凝土内部的温度和温度分布不均匀，而引起各质点的变形叫“内约束”;由于内外温度和不均匀收缩，叫“外约束”。外约束占主要地位，要控制混凝土裂缝，就得重点研究外约束。

大体积混凝土结构上都承受有巨大的荷载，整体性要求较高，往往不允许留施工缝，要求一次连续浇筑完毕。另外，大体积混凝土结构浇筑后水泥的水化热量大，由于混凝土体积大，热传导性差，水化热聚积在内部不易散发，混凝土内部温度显著升高(水化热可使中心处的温度达到60～70℃)，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，内部产生压应力，而表面产生拉应力，当内外温差大于25℃时，则在混凝土表面产生裂纹;在混凝土内部逐渐散热冷却产生收缩时，由于受到基底或已浇筑的混凝土约束，接触处将产生很大的拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，与约束接触处会产生裂缝，甚至会贯穿整个混凝土块体，这些都成为混凝土严重的质量隐患。

因此，在浇筑大体积混凝土时的质量要求，除了达到饱满密实、强度合格和尺寸符合要求之外，还应防止裂缝的出现。其具体做法就是尽量减少混凝土实体的内外温差。具体要求是:①混凝土内部和外部的温差不应超过25℃;②混凝土的温度陡降不应大于10℃。

一般来说，大体积混凝土施工的时间应尽可能安排在外界气温在20～30℃的季节中进行，使内外温差比较接近，以减少技术措施的费用，也能避免温差裂缝的出现。

(二)大体积混凝土裂缝控制的方法

1.控制好配合比的设计

配合比设计的方法是从材料选择着手来减少温差变形。

1)减少水泥的水化热

(1)水泥的水化热大小与它所含硅酸三钙和铝酸三钙的含量有关，含量愈高，发热量愈大，水化速度也愈快，水泥的水化热值如表7-4。故大体积混凝土应选用矿渣水泥或火山灰水泥。对有外部约束的混凝土，可选用微膨胀水泥。

表7-4　每千克水泥水化热量值

注:本表数值是按平均硬化温度15℃时编制的，当平均温度为7～10℃时，表中数值按60%～70%采用。

(2)掺用缓凝剂或减水剂以减缓水泥的水化速度，也就是推迟水化热的释放时间，即推迟初凝时间，便于散热。

(3)掺用粉煤灰，可减少水泥的用量，就是减少水泥的水化热和延缓水化的时间。

(4)对粗骨料选用的原则是就地取材，以降低费用。但在有条件时，应选用线胀系数较小的岩石以减少混凝土的膨胀值。岩石的线胀系数如表7-5。

表7-5　不同岩石的线胀系数

2)优化配合比设计

优化配合比的设计是减少骨料的空隙率以减少混凝土收缩的可能性。

(1)选择细度模数为2.8～3.1的中砂。

(2)选择良好级配的粗骨料，采用最大粒径为40mm的连续级配的粗粒径石子，比采用最大粒径为20mm的石子，其用水量可以节约20kg/m3。水的用量少，水泥用量也少，水化热也少了。除泵送混凝土对粒径有所限制外，其他输送方法可以尽量采用较大粒径。

(3)用水量宜少，可同时减少混凝土凝结、收缩、泌水等现象。

2.掺用块石

在厚大少筋的混凝土中，一般可掺用小于混凝土体积的25%的块石。在征得设计部门同意后，此法的效果较好。其优点是，块石可以吸收水泥的水化热，可以因此减少混凝土用量。在操作时应严格检查块石的质量和遵守有关规定。

(1)块石应坚实、无裂纹、经过洗刷、无泥质和未经过煅烧的块体;其强度应为所浇筑混凝土强度等级的1.5倍。

(2)块石的规格，其长边的尺寸不得大于浇筑部分最小边长的1/3，也不得大于钢筋最小间距的1/3，且不得大于300mm;条形和片状的块石不得使用。

(3)投放块石时，应将棱角插入混凝土中，上、下层形成交错状，并使上下层之间的距离大于100mm;块石与块石之间的距离、块石与模板、预留孔洞、预埋件、锚固筋之间的距离，均不得小于100mm;投放时不要触动钢筋，更不能砸乱钢筋。

(4)如有水平施工缝，石块露出部分约为该石块体积的一半。

3.降低拌和物入模温度

规范规定，大体积混凝土拌和物入模时的温度不宜大于28℃;浇筑成型后混凝土内外温差不应超过25℃。一般情况下，在夏季进行大体积混凝土施工，应对混凝土的材料温度作一定的控制，使拌和物能符合上述的要求。

一般的措施是将砂、石子存放在荫棚内，避免太阳直射;水的温度如过高，采用井水或加溶解的冰水(但水内不得有冰粒)。通过计算后才投放搅拌。

4.调控温度，外蓄内降

1)外部蓄热，避免热量散失

(1)当基础上表面为平面、斜面或阶梯形时，均可采用筑埂蓄水保温。蓄水的作用不是冷却，而是将混凝土散发的热量保留在水内，同时也可以将外界的高温或人工加温吸收到水内，成为保温层。蓄水高度一般为100～200mm。蓄水的方法，可砌两皮至四皮砖的矮墙围成小水池;或用挖出来的泥土筑成小埂围成小水池。

(2)混凝土的侧面可用挂帘保温。帘的材料可因地制宜，草帘、竹帘、帆布、胶布或麻袋片均可。

(3)如在冬期，可采用红外线灯或电热毡等措施蓄温。

(4)重要的是，必须有专人值班，负责补充热源及加水，帘被吹走后补挂等工作。在内外温差已小于20℃时，保温工作仍按养护要求维持至14℃。

2)内部降温，减少内外温差

内部降温工作，在配合比设计时已采取了相应措施。浇筑后的内部降温，通常是通水冷却。方法如下:

(1)传统的做法是用金属管子，可以按需布置，但难以回收，一般可作为基础构造筋。但需事先与设计部门、建设部门等共同商定。目前已有采用软胶管，其优点是可以回收，但只能采用直排式。

(2)线路布置按水流方式，有自流式和电动循环式。自流式要有2‰的降坡。电动循环式较为灵活。按构件的种类和形状，通常有三种方式:①迂回式(亦称蛇形式)，如图7-7。其优点是进、出水口可安排在同一地点，易于管理，用一个小抽水机就能解决水流循环。其缺点是线路过长，后段水温较高，效率较低。适用于筏板形基础;②直排式，如图7-8，其安装工作量较少，管子也可以回收，金属管和软胶管均可用。如采用电动循环通水，将出、入水总管接上便可;③迂回与垂直孔共用，如图7-9。水平迂回管用钢管。垂直孔可用预埋锥形木棒成型，浇筑时注意转动，待混凝土结硬后抽出，作为泄气孔，也可灌入冷却水，但应间断地抽出换新水。待水化热散失后，再行灌浆填补密实。

图7-7　循环冷却水管迂回式线路
1－冷却水管;2－冷却水出口;
3－冷却水进口

图7-8　循环冷却水管直排式线路
1－冷却水管;2－出水管;
3－进水管

图7-9　循环冷却水管与垂直孔布置示意图
1－水平冷却水管;2－预留垂直孔

(3)管子的距离视管子的材料、内径、管壁厚度、水的流速等等而不同。当通常采用直径为25mm的钢管，水流速度为14～20L/min时，管子的距离可取1.5～3m。钢管较大，水流速度较快时，可采用大值。

(4)上述各图只表示一层水管的布置线路，各个工程应配置多少层，可按其冷却半径安排。

(5)管子安装质量要求不漏水，安装后要进行试压检查。

(三)基础底板和设备基础的浇筑

1.浇筑方法

基础底板是高层建筑的承重基础，亦称为满堂红基础。其特点是整体性要求高，混凝土质量要求密实均匀，施工工艺上应做到分层浇筑、分层捣实，但又必须保证上下层混凝土在初凝之前结合好，不致形成施工缝。设备基础也有同样的要求，但外形较为复杂，预埋件及地脚螺栓预留孔较多。

如要保证混凝土的整体性，则要保证使每一浇筑层在初凝前就被上一层混凝土覆盖并捣实成为整体。

1)施工方案

大体积混凝土基础底板工程，其施工方案一般分为全面分层、分段分层和斜面分层三种，根据结构物的具体尺寸、捣实方法和混凝土供应能力，通过计算选择浇筑方案。

图7-10　全面分层浇筑
1－分层线;2－浇筑方向;3－新浇筑的混凝土;h－分层浇筑厚度

(1)全面分层浇筑，即平面不分段，厚度需分层的浇筑方法。适用于平面尺寸不大的设备基础或房屋的基础底板。如图7-10。

(2)分段分层浇筑，即是将平面分为若干段，厚度分为若干层浇筑的方法。适用于面积较大，或工作面较长或分组两端对称同时作业的基础底板。如图7-11。

图7-11　分段分层浇筑
(a)分段分层浇筑　(b)对称分层浇筑
1－分层线;2－浇筑方向;3－新浇筑的混凝土
①、②、③……浇筑次序;h－分层浇筑厚度

(3)斜面分层浇筑，如图7-12。现代大型工程施工，多采用泵送混凝土，也多采用斜面分层浇筑。由于来料快、坍落度大，当浇筑厚度较大时，斜面不易控制，形成斜面过陡，粗粒骨料易下坠，拌和物出现离析，混凝土底板容易出现烂根现象。因此，斜面比例应有一定的控制。《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》(JGJ6－99)提出，可以利用混凝土自然流淌形成的斜坡，采用薄层浇筑。据各方面的经验和资料，所形成斜坡宜为1∶6～1∶8，其水平角约为7°～9°;分层厚度应薄，以来料的快慢考虑，控制在300mm以内。注意振捣，但不应过分振捣，否则导致离析。

2)浇筑工艺

(1)混凝土供应量可按布料、振捣能力安排;或按供应量安排布料和振捣人员的数量。不应超速供应，打乱计划，影响质量。

(2)浇筑前应先对冷却水管试水压及流量。一保不渗漏，二看流量，计划冷却时间。

图7-12　斜面分层浇筑
1－分层线;2－浇筑方向;3－新浇筑的混凝土
h－分层浇筑的厚度，应小于300mm

(3)无论采用何种方案浇筑，布料时必须采用移动布料(图7-13)，一是避免离析，二是避免拌和物成堆，以致转运耗工费时。

图7-13　泵送布料应先远后近(图内数码表示先后次序)

(4)布料厚度，根据振动器性能考虑，如用插入式振动器，其厚度应小于400mm，或小于振动器棒长的3/4。并保证振动棒能插入下层混凝土中振捣。也可以按拌和物的粗骨料粒径、坍落度大小及每层厚度，选用振动器。如工程较大，可选用直联式振动器或组合式振动器。

(5)布料层距(台阶式水平距离)应不少于1m。

(6)采用吊罐、串筒或溜槽布料时，上一层应在下一层开始初凝，但未超过规定的时效内浇筑。

(7)采用泵送布料，可参考图7-14，先远后近，其厚度及水平角度应符合上述施工方案中的要求。布料时布料口应垂直向下，防止混凝土突然冲出将钢筋向前推移，并保证保护层的厚度。

(8)操作振动器时，注意勿触动钢筋骨架及预埋的冷却水管等预埋件。插入式振动器可以从钢筋网的空位中插入。

(9)如表面某点出现砂浆窝或石子窝，可先将窝内的净砂浆或净石子取出，用脚底或振动器或搓板从窝的外围将混凝土压送填补。因系同时搅拌，其黏聚性较从别处取料的好。

图7-14　多层钢筋网片处混凝土的振捣

(10)大体积混凝土，尤其是泵送混凝土，必然有泌水流出。做基础垫层时，应将垫层面做成带有1‰～2‰的坡度斜向后浇带或两侧，同时在侧模板开若干孔引水，以便将泌水引至后浇带及两侧排水沟，再行引出场外。

(11)大体积混凝土上表面如有小洼聚集泌水，可用吸水筒将水吸去。

(12)上表面在浇筑完成后应进行二次或三次抹面工作，可消除表面微细裂缝。

2.后浇带

当一些较长(一般为40m以上)的箱形基础或设备基础不能设置沉降缝或伸缩缝时，通常采用后浇筑带(或称为特殊施工缝)代替。后浇带是在大体积混凝土基础中预留的一条后浇的施工缝，它将整块大体积混凝土分成两块或若干块浇筑，待所浇筑的混凝土经一段时间的养护干缩、原部位混凝土的收缩或沉陷变化基本稳定后，再在预留的后浇带中浇筑补偿收缩混凝土，使分块的混凝土连成一个整体。

后浇带有多种形式，通常有平直缝、阶梯缝、企口缝等，常用的为企口缝，如图7-15。缝宽应等于或大于800mm，厚度同原部位。后浇带的范围，可包括整个基础结构，例如箱形基础，则包括底板、墙体和顶板，如为平板基础，则仅包括底板，是一条较宽的施工缝。

图7-15　后浇带的构造形式
(a)外墙(平剖面)(b)底板(立剖面)

施工时，可按设计要求操作，一般的浇筑技巧已在前文介绍，后浇带浇筑的关键措施如下:

(1)留置后浇带的部位，尤其是顶板部位，为防止有人误坠，应加栏杆妥善围护;地面后浇带空位，应加覆盖，保护钢筋，避免踩踏，禁止堆放垃圾。

(2)留设后浇带的立缝侧模，不应采用光面木模板，以免将来拆模后进行凿毛工作。应使用不必拆除的永久性模板。常用的永久性模板有钢丝网水泥预制模板、快易收口钢板网、多层钢丝网叠合成网孔交错的网板。

(3)原有结构钢筋应按设计图原样绑扎，不断开。若属于伸缩性后浇带，可以断开。

(4)后浇带何时浇筑，应经技术主管通过检查计算后决定。一般为半个月以后或更长一些时间。若属沉降性后浇带，一般是在建筑物沉降稳定后浇筑。

(5)浇筑前应先检查旧槎口，如有平滑部位，应将之凿毛成粗糙面，并将废渣、垃圾全部清出，用水淋湿并待其他工种(例如防水工作等)验收合格后，方可浇筑。

(6)新浇筑混凝土的用料品质应与原部位混凝土相同，其强度等级应比原强度高一级。

(7)如有需要，新混凝土可掺用膨胀剂。

四、混凝土施工的安全技术

混凝土结构工程施工安全技术要点。

(1)在进行混凝土施工前，应仔细检查脚手架、工作台和马道是否绑扎牢固，如有空头板应及时搭好，脚手架应设保护栏杆。运输马道宽度:单行道应比手推车的宽度大400mm以上;双行道应比两车宽度大700mm以上。

(2)搅拌机、卷扬机、皮带运输机和振动器等接电要安全可靠，绝缘接地装置良好，并应进行试运转。搅拌台上操作人员应戴口罩;搬运水泥工人应戴口罩和手套，有风时戴好防风眼镜。

(3)搅拌机应由专人操作，中途发生故障时，应立即切断电源进行修理;混凝土搅拌机在运行中，任何人不得将工具伸入筒内清料，其机械传动外露装置应加保护罩。进料斗升起时，严禁任何人在料斗下通过或停留。混凝土机停用时，升起的料斗应插上安全插销，或挂上保险链。

(4)在深基础槽中打灰土、混凝土时，不得随意去掉土壁的支撑，防止塌方砸人。在沟槽内回填土，灌注混凝土时，先要检查槽壁是否有裂缝，发现隐患要及时处理。在基槽下操作的人员，要戴好安全帽。用小车向内卸料时，小车不得撒把，在边槽应加横木板，防止小车滑落砸人。

(5)用料斗吊运混凝土时，要与信号工密切配合好，在料斗接近下料位置时，下降速度要慢，须稳住料斗，防止料斗碰人、挤人。

(6)采用井字架运输时，应设专人指挥;井字架上卸料人员不能将头或脚伸入井字架内;斗车把不得伸出吊篮外，车要放稳，运送到楼层要待吊篮停稳，人方可进入吊篮内推车。

(7)用手推车运输混凝土时，要随时注意防止撞人、挤人，平地运输时，两车距离不小于2m，在斜坡上不小于10m。向基坑或料斗倒混凝土，应有挡车措施，不得用力过猛和撒把。

(8)振动器操作人员振捣混凝土时必须穿胶鞋和戴绝缘手套，湿手不得接触开关，电源线不得有破皮漏电，电线要架空，开关要有人监护;振动器必须设专门防护性接地导线，避免火线漏电发生危险，如发生故障应立即切断电源修理。

(9)在高空尤其是在外墙边缘操作时，应预先检查防护栏杆是否安全可靠，发现问题及时处理后，再进行操作。必要时应系安全带作业。

(10)浇混凝土使用的溜槽及串筒节间必须连接牢固。操作部位应有护身栏杆，不得直接站在溜槽边上操作;浇灌框架、梁、柱混凝土应设操作台，不得直接站在模板或支撑上操作;浇捣拱形结构，应自两边拱脚对称同时进行;浇圈梁、雨披、阳台，应采取防护措施;浇捣料仓，下口应先封闭，并铺设临时脚手架，以防人员坠落。

(11)夜间施工时应设足够的照明;深坑和潮湿地点施工时，应使用36V以下低压安全照明。