馮和國(guó)

【摘要】對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)而言，施工技術(shù)對(duì)工程質(zhì)量有著決定性的作用，只有全面提升施工水平，才能減少裂縫的發(fā)生。本文結(jié)合某工程實(shí)例談?wù)劦叵率业装宕篌w積混凝土的施工技術(shù)要點(diǎn)，主要從材料配比控制、施工技術(shù)要點(diǎn)控制以及混凝土的養(yǎng)護(hù)等三個(gè)方面加以分析。

【關(guān)鍵詞】地下室底板；大體積混凝土；施工技術(shù)お

On the construction of mass concrete basement floor technical points

Feng He—guo

（The Ouhai construction engineering companyWenzhouZhejiang325005）

【Abstract】For large concrete structures， construction technology has a decisive role in the quality of the project， only to raise the overall level of construction in order to reduce the occurrence of cracks. In this paper， a project example to talk about the construction techniques of mass concrete basement floor， mainly from the material ratio control， analysis of three aspects of the construction techniques of control， as well as concrete curing.

【Key words】Basement；Mass concrete；Construction technologyお

某工程總建筑面積為13853m2，地下建筑面積為29835m2，一類建筑，耐火等級(jí)一級(jí)、抗震防烈度六度、人防等級(jí)五級(jí)。其中大體積混凝土核心部位處于大樓東側(cè)地下一層31軸到33軸交J軸與X軸處，面積約為1500m2左右。底板板面標(biāo)高—7.1m，厚3.1m；頂板標(biāo)高—1m，厚4m。該結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)即為混凝土構(gòu)件斷面尺寸大，底板、頂板、墻體均為大體積混凝土結(jié)構(gòu)。下面介紹其施工技術(shù)要點(diǎn)。

1. 混凝土材料選擇與配比

（1）在選擇混凝土材料時(shí)，具體的使用量要經(jīng)過試驗(yàn)加以確定，并且要對(duì)試件進(jìn)行為期60天的抗壓與抗?jié)B試驗(yàn)，合格后才能使用。選擇II型粉煤灰作為減水劑，其減水率高于25%，可以大幅降低混凝土的用水量；以水泥用量30%的粉煤灰作用摻合料，控制水泥用量，降低水化熱；骨料的選擇非常重要，其含泥量不得超過0.5%，以保證骨料級(jí)配良好；在制備混凝土之前要根據(jù)配合比做水化熱、泌水率等試驗(yàn)，對(duì)大體積混凝土的裂縫加以控制。具體而言在本工程中混凝土的配合比設(shè)計(jì)如下：

（2）設(shè)計(jì)配合比不僅要考慮其強(qiáng)度要求，而且還要進(jìn)一步滿足抗?jié)B要求，同時(shí)不能忽略溫升控制、水化熱控制等因素，防止出現(xiàn)溫度裂縫。具體的配制步驟如下：

首先確定配制強(qiáng)度，公式如下：

fヽu，o=fヽu，k+1.645σ

上式中fヽu，o為混凝土的施工配制強(qiáng)度；

fヽu，k為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；

σ為混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差；

本工程中混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，因此σ取5，則：

fヽu，o=fヽu，k+1.645σ=35+1.645*5=43.22（MPa）

混凝土采用商品混凝土，具體的基礎(chǔ)底板混凝土配料如下表1所示：

表1底板混凝土配合比用料表 サノ唬篕g/m3

強(qiáng)度等級(jí) 水泥 水 沙 石 摻合料 外加劑1 外加劑2

C35.P8 337 179 706 1058 63 9.9 51

水灰比 0.43

沙率 40%

（3）混凝土的坍落度控制在140～160mm范圍內(nèi)，商品混凝土的水灰比則控制在0.4～0.6范圍內(nèi)，砂率則為38%～45%。采用礦渣硅酸鹽水泥，需經(jīng)過復(fù)試合格后方可投產(chǎn)，且水泥要提前一個(gè)星期入庫(kù)，存儲(chǔ)時(shí)為避免水泥受潮，需要采用防潮措施；粗骨料選擇含泥量不超過1%的碎卵石，最大粒徑不超過25mm，密度大于2.55t/m3，原篩孔檢查超徑控制在5%以內(nèi)，無(wú)泥團(tuán)；采用河砂作為細(xì)骨料，過0.315mm篩孔的比例至少大于15%，含泥量不得大于3%，密度大于2.5t/m3，無(wú)泥團(tuán)；選擇外加劑時(shí)需要經(jīng)過試驗(yàn)加以比較，膨脹劑的摻入量控制在水泥用量的3.2%，且可以減少混凝土的用水量、水灰比，改善混凝土的和易性等；選擇II級(jí)粉煤灰作為混合料，細(xì)度范圍控制在7.8%～8%之間，燒失在3.9%左右，由于礦渣水泥的保水性相對(duì)較差，因此粉煤灰代替水泥的用量為16%。

2. 底板大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

圖1地下室施工分區(qū)平面布置示意圖

2.1準(zhǔn)備工作。

在施工前需要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作：首先計(jì)算混凝土的需求量，確定混凝土的等級(jí)與坍落度等參數(shù)，且為保證混凝土在施工過程中的連續(xù)性，需與混凝土供應(yīng)單位預(yù)約好澆筑時(shí)間；其次制定出合理的施工方案，以保證澆筑過程的組織性、合理性以及連續(xù)性，現(xiàn)場(chǎng)澆筑實(shí)行分區(qū)分段責(zé)任制管理；第三，根據(jù)施工方案準(zhǔn)備相關(guān)機(jī)具設(shè)備，充分考慮故障停機(jī)時(shí)間，準(zhǔn)備備用的輸送泵與振搗設(shè)備；對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行檢查，確保使用正常；鋪設(shè)混凝土泵管，泵管需用鋼筋焊接支架架立，彎頭處要固定好；第四，施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備發(fā)電機(jī)，以保證不中斷用電；最后，對(duì)鋼筋、預(yù)埋管以及預(yù)埋件，對(duì)磚胎模、鋼筋、保護(hù)層、預(yù)埋件以及預(yù)埋管的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行行檢測(cè)與控制，保證其誤差值與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符。

2.2確定施工方案。

（1）本工程地下室底板為大體積混凝土，底板混凝土的澆筑主要有兩部分，即樁承臺(tái)與地梁，考慮混凝土用量較大，因此施工過程中根據(jù)后澆帶的劃分，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境狀況，將施工區(qū)劃分為A、B、C三個(gè)區(qū)，A1—A3、B1—B4、C1—C3共計(jì)10個(gè)施工段。具體分區(qū)示意圖如下圖1所示。

（2）由于施工過程中上部結(jié)構(gòu)插入時(shí)間與垂直運(yùn)輸存在一定難度，因此需要三個(gè)施工區(qū)同步進(jìn)行，每區(qū)中按施工段序號(hào)順序進(jìn)行流水施工。施工過程中選擇斜面分層澆搗法，每個(gè)施工段間隔4m為一個(gè)施工帶，每個(gè)施工帶的混凝土用量大概在48方左右。為實(shí)現(xiàn)初凝前將每段工作面均澆搗完成的要求，需要兩臺(tái)混凝土泵；混凝土在澆筑過程中要保持連續(xù)性，以防止出現(xiàn)施工冷縫?；炷敛视没炷帘幂斔凸懿剂?，利用插入式振搗方案，保證移動(dòng)間距可以使振動(dòng)器將振實(shí)部分的邊緣完全覆蓋。在利用振搗棒進(jìn)行振搗時(shí)，為了提高混凝土的密實(shí)度，要控制其間距在50cm左右，插入時(shí)間則控制在十分鐘左右，直至混凝土表面出現(xiàn)翻漿冒泡為宜。施工過程中注意不得碰撞鋼筋與模板，遵循快插慢拔、不漏點(diǎn)的原則，上、下混凝土振搗搭接至少在5cm以上。此外，在進(jìn)行混凝土澆筑過程中要保證鋼筋位置與保護(hù)層的準(zhǔn)確性。

2.3后澆帶混凝土的施工。

本工程中后澆帶混凝土的施工如下圖2所示。

圖2后澆帶施工示意圖

施工過程中需要注意：首先澆筑時(shí)要對(duì)混凝土的質(zhì)量、振動(dòng)時(shí)間以及振棒落點(diǎn)間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止出現(xiàn)漏振或者過振的情況；對(duì)混凝土的初凝時(shí)間、塌落度、和易性等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證混凝土的密實(shí)度達(dá)到相關(guān)規(guī)范的要求。后澆帶的兩側(cè)利用快易收口網(wǎng)進(jìn)行隔斷固定。其次，底板混凝土澆筑過程中，需要對(duì)后澆帶兩側(cè)的混凝土進(jìn)行加振；在澆筑后澆帶的混凝土之前，需要把鋼表面的浮漿用長(zhǎng)鐵鑿去除，然后表面要進(jìn)行鑿毛處理，如果鋼筋上沾有混凝土漿，要用鋼絲刷去除，再用高壓水清洗干凈；第三，由于設(shè)計(jì)要求后澆帶要在完成混凝土澆筑后至少四十天以上才能施工，甚至要求兩個(gè)月，因此要求其混凝土澆筑密實(shí)度要高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度一個(gè)等級(jí)。不過在實(shí)際施工時(shí)由于受到工期的限制，需要將部分后澆帶的混凝土澆筑提前，此時(shí)需要將適量的微膨劑按配比加入其中，控制混凝土收縮，提升其抗裂效果；第四，為有效控制溫度應(yīng)力，后澆帶混凝土的澆筑盡量在環(huán)境溫度較低時(shí)進(jìn)行；且在完成板混凝土澆筑后，在混凝土終凝前要用麻袋進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，適量澆水保持混凝土的濕潤(rùn)狀態(tài)，還要在后澆帶兩側(cè)砌磚進(jìn)行灌水養(yǎng)護(hù)至少兩周以上。

2.4底板混凝土澆筑。

進(jìn)行混凝土底板混凝土澆筑過程中，可以采用平板式振動(dòng)器進(jìn)行振搗，要保證平板底面與混凝土全面接觸，并且振搗面前后要重疊，每一處振搗至混凝土表面泛漿不再下沉為止，然后再慢慢前移。本工程中結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況采用分段、分層澆筑，為了提高底板的施工效率，要對(duì)周轉(zhuǎn)材料進(jìn)行合理安排。比如底板厚3.1m的具體澆筑過程如下：

（1）首先沿著長(zhǎng)方向的寬10m區(qū)段內(nèi)平均設(shè)置兩臺(tái)混凝土泵，每臺(tái)泵布料距離控制在8m左右，從而8m寬的混凝土帶中每延長(zhǎng)一米，其底板的混凝土用量即為8*3.1≈25m3/m，每臺(tái)泵的出料量為25m3/h，則每臺(tái)泵的澆筑長(zhǎng)度即為50/25=2m，這樣算來(lái)混凝土澆筑一個(gè)來(lái)回的時(shí)間大概為5h，而混凝土的初凝時(shí)間按保守計(jì)算也需要6h，因此每臺(tái)泵在8m寬的的底板混凝土帶中，根據(jù)2m的長(zhǎng)度澆筑混凝土一個(gè)來(lái)回不會(huì)出現(xiàn)施工冷縫。不過需要注意的是混凝土泵的最小供應(yīng)量至少在50m3/h以上，這就意味著現(xiàn)場(chǎng)混凝土泵的實(shí)際供應(yīng)能力至少在100m3/h以上，才能保證水出現(xiàn)施工冷縫，從而順利完成混凝土澆筑施工。

（2）其次整個(gè)底板的施工順序?yàn)橛晌飨驏|、由北向南、依次推進(jìn)，澆筑每部分混凝土?xí)r均需綜合考慮后澆帶的設(shè)計(jì)因素，遵循方便布管、由遠(yuǎn)至近的原則。采用自然分層澆筑法進(jìn)行施工，澆筑時(shí)共分三層緩慢推進(jìn)，先澆筑底層，推進(jìn)一定距離后再澆筑第二層，要注意兩層推進(jìn)面的距離控制，兩層澆筑的間隙時(shí)間要小于混凝土的初凝時(shí)間；第三層的操作方法一樣。在分層澆筑時(shí)可以采用一個(gè)坡度、薄層澆筑、一次到頂?shù)姆椒?，不但可以保證混凝土底板澆筑的連續(xù)性，而且可以提高混凝土的澆筑效率，減少施工時(shí)間，防止出現(xiàn)施工冷縫，地下室結(jié)構(gòu)的整體性能得到提升；并且可以擴(kuò)大混凝土的散熱面，改善早期混凝土水化熱的散發(fā)。

（3）最后要對(duì)混凝土的出機(jī)溫度與入模溫度加以控制，防止由于結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大出現(xiàn)溫度裂縫。本工程中地下到底板的施工季節(jié)處于夏季，溫度環(huán)境相對(duì)過高，因此要采取相應(yīng)的溫度控制措施：針對(duì)骨料堆場(chǎng)要求混凝土供應(yīng)商進(jìn)行遮陽(yáng)或淋水降溫，以降低骨料的入機(jī)溫度；在攪拌混凝土?xí)r可以采用冰水，可以有效降低混凝土的入模溫度；此外，混凝土用水泥需提前進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行存儲(chǔ)散熱。設(shè)置內(nèi)部降溫的冷卻水管，大體積混凝土由于水泥水化熱大量積蓄在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不易向外散發(fā)，因而結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土的溫度急劇上升，且高溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。而結(jié)構(gòu)表層混凝土則能夠和外界接觸容易散熱，其溫度近似接近外界環(huán)境溫度，所以造成內(nèi)外溫差較大。在大體積混凝土施工時(shí)必須充分認(rèn)識(shí)此現(xiàn)象，并做好混凝土內(nèi)部降溫措施如埋設(shè)冷卻水管。

2.5混凝土的整平。

本工程中混凝土的整平利用水平滑移刮平托架體系進(jìn)行大面積混凝土一次成型。水平滑移刮平托架體系是選擇可調(diào)式支座作為托架體系，調(diào)平水平高度后再沿托架軌道的方向用刮平板將混凝土刮平，從而混凝土的平整度可以利用固定的托架體系進(jìn)行有效控制。水平滑移刮平托架體系結(jié)構(gòu)圖如下圖3所示。

圖3水平滑移刮平托架體系原理結(jié)構(gòu)圖

3. 大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施

3.1保溫材料厚度計(jì)算。

（1）由于大體積混凝土表面散熱相對(duì)較快，而內(nèi)部水化熱的散熱則相對(duì)較慢，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表面出現(xiàn)較大的溫差，所以在大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)過程中要采用措施對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差進(jìn)行控制。在混凝土澆筑成型后，在其表面覆蓋珍珠巖、塑料膜或者麻袋、草袋等保溫材料進(jìn)行表面保溫，控制結(jié)構(gòu)表面混凝土散熱的速度，提高混凝土表層的溫度，進(jìn)一步縮小混凝土內(nèi)外溫度，實(shí)現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)內(nèi)外部溫度的目標(biāo)。這個(gè)過程中保溫材料的厚度選擇非常重要，如果過厚會(huì)增加施工成本，如果厚度不夠則會(huì)直接影響保溫效果，最終影響到混凝土的質(zhì)量，因此需要通過計(jì)算確定出保溫材料的具體厚度。保溫材料厚度計(jì)算過程如下：

З=0.5Hλ（Ta—Tb）·K/λ1（Tmax—Ta）

上式中：λ：為草袋的導(dǎo)熱系數(shù)，本工程中取0.14W/m·k

λ1：為混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，本工程中取2.33W/m·k；

Trmax：為混凝土的最高溫度（℃）；

Ta：O 混凝土與保溫材料接觸處的溫度（℃），本工程中取Ta=67.28℃—25℃=42.28℃

Tb：環(huán)境溫度，由于本工程底板混凝土施工處于夏季高溫階段，故取Tb=38℃；

K：傳熱系數(shù)修正值取K=1.3；

H：結(jié)構(gòu)物厚度，本工程底板厚度3.1 m。

（2）經(jīng)過計(jì)算后可以得出結(jié)論：在混凝土初凝后，即混凝土澆筑完成后12小時(shí)以內(nèi)，底板混凝土采用一層草袋再覆蓋一層薄膜進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)即可。

3.2混凝土的測(cè)溫控制。

要將混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，有必要對(duì)大體積混凝土進(jìn)行測(cè)溫控制，全程掌握混凝土的溫度變化情況，有針對(duì)性的采用降溫措施。在進(jìn)行混凝土的測(cè)溫控制時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：首先要注意測(cè)溫點(diǎn)布置的代表性與可比性，在本工程中測(cè)溫點(diǎn)選擇預(yù)留測(cè)溫孔洞的方法，每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)自上而下設(shè)置三個(gè)測(cè)溫探頭；其次，控制測(cè)溫時(shí)間，即從混凝土入模到該溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)開始，先對(duì)混凝土的入模溫度進(jìn)行測(cè)試，然后以間隔四小時(shí)的頻率測(cè)試一周，并對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量；再次，負(fù)責(zé)測(cè)量工作的人員要經(jīng)過專業(yè)的培養(yǎng)，相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人要審閱測(cè)溫記錄，該記錄可以作用混凝土施工與質(zhì)量管理的重要依據(jù)；最后，測(cè)溫工具要選擇專用的測(cè)溫儀器，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)外部的溫差超出25℃，則要及時(shí)采取保溫措施，控制混凝土所產(chǎn)生的溫差應(yīng)力，防止裂縫的發(fā)生。

4. 大體積混凝土裂縫預(yù)防措施

第一，調(diào)整混凝土的級(jí)配，通過摻粉煤灰的方法對(duì)混凝土的級(jí)配做進(jìn)一步優(yōu)化，降低水灰比；將混凝土后期強(qiáng)度的作用充分發(fā)揮出來(lái)；第二，降低混凝土的入模溫度，最高溫度不得超過35℃，采用斜向分層澆筑的方法，混凝土的振搗方法也要注意；第三，混凝土表面標(biāo)高控制完成后且振搗密實(shí)后，要在混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜，防止混凝土表面的水分流失；混凝土初凝可上人后，可以覆蓋麻袋、塑料薄膜；第四，采取適當(dāng)?shù)姆罎B措施，提高混凝土配合比的合理性，配合比設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的防滲等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)；嚴(yán)格控制混凝土的生產(chǎn)與運(yùn)輸過程，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)混凝土的收料與泵送管理，不得在混凝土中添加生水，如果超過初凝時(shí)間，不得再向泵車傾倒混凝土。

5. 結(jié)論

總之，地下室大體積混凝土的施工關(guān)系到整個(gè)建筑工程的質(zhì)量管理，因此要防止施工過程中出現(xiàn)開裂或者滲漏等質(zhì)量問題，遵循混凝土自防水為主、外防水為輔的技術(shù)原則，并從設(shè)計(jì)、材料、施工、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)方面采用合適的技術(shù)措施加以控制；結(jié)合實(shí)際工程的地基、結(jié)構(gòu)以及施工條件等情況，合理選擇后澆帶、膨脹帶或者滑動(dòng)層等技術(shù)措施，從而抵消混凝土結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力與溫度應(yīng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]余軍秋. 高層建筑地下室底板大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用[J].工程技術(shù)，2011（4）.

[2]易海濤. 建筑工程大面積地下室底板混凝土施工技術(shù)及裂縫控制[J].廣東建材，2011（6）.

[3]宋向東. 麗日廣場(chǎng)地下室大體積混凝土底板施工技術(shù)[J]. 施工技術(shù)，2011（11）.

[4]扶永益. 地下室底板大體積混凝土的澆筑與裂縫控制[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（11）.

[5]陳坤明. 大型地下室厚底板的混凝土施工技術(shù)[J].廣東建材，2012（2）.

[6]楊和禮. 基礎(chǔ)大體積混凝土原材料對(duì)裂縫的影響及控制[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2009（8）.