筏板基础大体积混凝土施工技术研究

李明艳

在大体积混凝土施工过程中，由于水化热引起的混凝土浇筑构件内部温度的变化，对混凝土成型质量控制带来一定的影响，因此，大体积混凝土的施工重点在于水化热及裂缝的控制。本文结合工程实际，就大体积混凝土施工过程中对裂缝及水化热的控制进行探讨。

关键词

大体积混凝土 水化热控制裂缝控制

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

在工业与民用建筑工程的大体积混凝土施工过程中，由于水泥水化热引起的混凝土构件内部温度升高，引起混凝土构件早起的塑性收缩和混凝土硬化过程中的收缩增大，从而导致混凝土构件产生裂缝。因此，如何防止大体积混凝土施工中出现有害裂缝是大体积混凝土施工中的关键技术问题。近年来，随着建筑工程的高度等要求不断发展，混凝土构件的设计强度也在不断提高。同时，随着商品混凝土的普及应用，混凝土配合比设计中水泥等胶凝材料的细度不断提高，各种外加剂的掺入比例加大，用水量则减少，使大体积混凝土在施工过程中因水泥水化热产生的温度应力或由于混凝土干燥收缩而产生的收缩应力的变化引起的混凝土体积变形而产生裂缝的防控问题尤为突出。

笔者参与施工的某高层建筑筏板基础大体积混凝土施工过程，通过在材料选择、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，有效的保证了最终的施工质量。下面结合工程实际就该施工工艺进行探讨。

一、工程概况

某高层建筑工程，主体结构为33层框架剪力墙结构，地下二层，地基基础设计等级为甲级，桩基础设计等级为甲级，基础形式为桩基础、筏板基础及独立基础的组合基础形式。

该工程基础部分工程量大，筏板混凝土厚度为2.1米—3.5米。混凝土量约4000立方米，为典型的大体积混凝土施工。

二、大体积混凝土裂缝成因分析及预防

大体积混凝土由于结构截面大，混凝土设计强度高，水泥用量增多，而拌合用水则因泵送剂等多种外加剂的掺入而减少，因此，水泥水化过程中所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此而产生的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝日常又可分为表面裂缝和贯通裂缝两种。

表面裂缝是由于混凝土表面和内部散热条件不同，温度外低内高，使混凝土内部产生压应力，表面则表现为拉应力，两者强度不能平衡而造成的。贯通裂缝则是大体积混凝土在逐渐降温过程中，降温引起变形与混凝土失水引起体积收缩，收到其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，大于混凝土本身的抗拉强度造成的。这两种裂缝均属于有害裂缝。

因此，大体积混凝土工程在混凝土原材料选择、配合比的设计、制备、运输以及混凝土的保温保湿养护均应提前拟定专项施工方案，并严格遵照施工。同时，还应加强混凝土在浇筑和硬化过程中的内外温度的监测，并制定有关的应急预案。

三、实际施工措施

1、原材料的选用

大体积混凝土应优先选用水化热较低的水泥，本工程中采用矿渣42.5水泥。粗细骨料的选择则主要考虑其运输性及可泵性，优先选用中砂和粒径5—31.5的连续级配良好的石子，重点控制其含泥量，粗骨料含泥量不应大于1%，细骨料含泥量不应大于3%。

掺合料方面，选用国内目前运用成熟的粉煤灰添加技术，其替代部分水泥后不仅可以有效降低水泥的水化热，同时也节约了部分水泥，增加了混凝土的和易性。同时，大量资料研究证实，粉煤灰的添加应用还可以大幅度提高混凝土后期的强度。

外加剂除采用常规泵送剂外，也经试验室配合比设计掺加一定比例的膨胀剂。经验证明，添加膨胀剂后，混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土收缩应力，从而在一定程度上提高了混凝土的抗裂能力。

2、进行混凝土施工的温度验算

结合施工季节正值初秋，环境气温仍较高，以及现场实际环境条件，先设定筏板基础周边无散热和热损失条件，水泥水化热全部转为混凝土温升后的温度值，进行混凝土施工温度计算，以最终确定混凝土表面温度与内部温度之差，和混凝土表面温度与大气温度之差。便于确定混凝土在浇筑过程中和其后的养护过程中当采用何种方式进行有效的降温。

3、降温措施

根据最大混凝土内部温度计算，经项目部施工技术管理人员反复讨论，决定采用措施包括；粗细骨料均用水先进行冲洗；水泥不得存放于露天并有合适的遮阳措施；拌合用水也采用冷水。根据混凝土温度测算，在混凝土内部同步预埋降温钢管，根据混凝土浇筑后的温度监测情况，向管内注水，采用循环换水的方式进行混凝土内部降温。

4、温度监测及应急措施

施工前即应根据筏板基础的底部平面尺寸进行测温点的布置，并有专人负责在浇筑12小时后—14天的温度监测。

当温度监测显示温度升高超过预期时或出现异常变化时，应立即采用应急措施，包括加快管内循环水的频次，加强混凝土表面的保湿与保温工作等。

5、混凝土浇筑施工

混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，每区采用2台混凝土输送泵送筑。

混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。依据钢筋泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺，使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题，也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。

混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置1～2台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在底板内可斜向流淌1米远左右，2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外2～4台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。

由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

6、混凝土测温

基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。测温点应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。测温点位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。由专职测温人员按时按孔测温，严格执行事先制定的温度监测方案。测温时发现温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取措施。

7、混凝土养护

混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖二层草席，然后在上面覆一层塑料薄膜。新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大。停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，以利于混凝土散热。

四、施工中应注意的问题

1、拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。同时要注意各种原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。

2、外加剂掺量要准确，为保证施工质量，应对商品混凝土搅拌站进行专项交底，并在浇筑混凝土期间进行不定期的抽查。

3、施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符。同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。

4、混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3～5h，同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于相关规定。

5、各类原材料及劳动力应提前策划清楚，满足连续施工作业，并应提前了解天气情况，尽量避免在天气比较恶劣的情况下进行混凝土浇筑施工。

6、大体积混凝土浇筑时，易使钢筋产生位移现象，因此，浇筑过程中应及时复核钢筋位置，并采取措施保证其位置准确。

7、由于矿渣水泥沁水现象比较明显，施工中应注意排水的及时性。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。