1、大型地下室大体积混凝土施工技术以及质量控制摘要：地下室中的大体积混凝土施工如箱形基础，施工期间混凝土水热化引起的的温度作用和自身收缩变形将产生较大的温度应力，若设计和施工不当就会产生危害性裂缝，从而严重的影响整体工程的施工质量。本文就针对笔者参加的某工程，从地下室大体积混凝土的施工技术及施工质量控制方面进行了简要的分析。 关键词：地下室大体积混凝土施工技术质量控制 中图分类号： TU37 文献标识码： A “大体积混凝土”最早出现在水利水电工程中。在水利水电工程建设应用中许多科研工作者对“大体积混凝土”已作了大量细致的研究，发展至今从理论到施工方法，施工方案及优化控制等方面比较成熟，并相应制订
2、了一系列规定，例如：早在 1933 年1936 年美国建成的大苦果重力坝，混凝土浇筑量达 250 万立方米，并且未出现裂缝。我国的三峡大坝，在各方面都取得了很大的成功。但是，建筑大体积混凝土由于工程规模的大小、结构形式、混凝土特点、配筋构造及受荷情况都与水利水电类建筑物差异很大。建筑工程大体积混凝土与大体积混凝土相比，一般块体较薄，体积较小；混凝土设计强度高，单方混凝土水泥用量较大；连续性整体浇筑要求较高；构筑物多属于地下、半地下或室内，受外界条件变化影响较小。此外，在混凝土温度及温度应力的计算方法和采取的措施上，两者也有很多差异。建筑工程中，大体积混凝土与一般混凝土也是不同的。大体积混凝土具
3、有结构厚大、浇筑量大，工程条件复杂，施工技术和质量要求高等特点，且多为现浇超静定结构混凝土。因此，除了必须具有足够的强度、刚度、稳定性以外，还应满足结构物的整体性和耐久性要求。 1 工程概况 本工程为 1 栋地上六层，地下一层的办公楼，工期为 342 天。建筑物平面形状基本呈矩形，从 6 轴至 12 轴长 43.0m，从 A 轴至 H 轴长48.0m，建筑面积为 9970 平方米。地下室使用功能为车库、生活水池、消防水池、配电房、备用发电机房；首层为架空层；二层至六层为办公室、管理室，各层有楼梯三樘、电梯一樘，男、女卫生间各一间；天面有梯屋、电梯机房。工程现场场地已平整，业主已将施工用水电源接
4、到现场内，施工用水管径为 Dn100，施工用电负荷可供 1200KW，施工范围场外道路可通行大型车辆，供施工设备及材料进场；已基本具备施工条件。 本工程基础是筏板式基础，地下室筏板厚度为 1.0m，混凝土为防水混凝土，强度等级为 C30，抗渗等级为 S8，属大体积混凝土，总混凝土使用量为 2400m3。根据施工图纸，在轴间设有一条 1m 宽的后浇带。后浇带将地下室底板分开成了两部分，混凝土使用量分别为 1450 m3、950 m3，两部分均按大体积混凝土施工。 2 大体积混凝土施工技术 2.1 大体积混凝土原材料的控制 大体积混凝土一般采用商品混凝土和泵送混凝土工艺浇筑，泵送商品混凝土对原材料
5、的技术指标要求很高。因此，首先混凝土生产设备的稳定运行和计量的精确度应得到有效保障，组成混凝土的所有材料应符合规范标准要求，以确保混凝土的质量。 2.1.1 水泥品种的选择 应根据大体积混凝土的特点，既要注意水泥的水化热，又要注意水泥的收缩作用，选用低水化热、低收缩的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等，而不宜采用早强型水泥。根据本工程特点，选用 425#普通硅酸水泥或矿渣水泥并掺粉煤灰外掺料。2.1.2 粉煤灰的选择 由于采用泵送施工工艺，因此混凝土的流动性较大，水灰比较大，水泥用量一般均较大。为减少水泥的水化热，在尽量少用水泥的基础上，掺入一定量的粉煤灰，以保
6、证胶凝材料的总量。掺入适量的优质粉煤灰可以代替和节约水泥，一般掺量为水泥重量的 15%20%。粉煤灰在混凝土中主要起物理填充作用加强了粉末效应，增加了混凝土的密实度，可以改善混凝土的工作度，改善施工性能，减少混凝土的泌水和离析现象，减少收缩。粉煤灰还能够延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值。粉煤灰和减水剂同时掺入混凝土中，可以降低水灰比，减少水泥浆量，提高混凝土的可泵性。 2.1.3 粗细骨料的选择 配制大体积混凝土，应选用细度模数在 2.73.1 之间的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值为 0.33，以合理粗细骨料的比例，砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，增加了收缩，对抗裂不利。碎石应采用连续级配
7、、良好粒级的弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。 2.1.4 选用减水型、泵送型复合外加剂 减少混凝土的用水量同时又满足泵送要求，从而减少混凝土收缩，提高混凝土的抗剪能力。 2.2 大体积混凝土浇筑 浇筑混凝土时根据本工程混凝土厚度大且量多，集水井多并有车道及电梯基坑一次性捣完连续施工较长等特点，混凝土泵配备两台、振动棒及振动板配多台、配中夜间施工所需的照明灯具及一些必要的工具。劳动力和管理人员配备两批分上下班连续施工，两强混凝土泵预先划分好各自浇筑区域，统一由南往北浇筑。 检查现场试块操作人员试块制作组数应符合规范要求，试块制作应规范，试块抽取应有代表性，反映
8、不同泵站及时间段混凝土强度。试块拆模后应及时送至标准养护室存放，并与施工现场同条件养护混凝土试块同步制作(按设计和施组要求)。 商品混凝土到现场后严禁加水，若因为混凝土塌落度而影响泵送时，应立即将不合格混凝土推出现场，并及时通知混凝土搅拌站进行调整。 基础承台板混凝土浇捣，应从一个方向斜坡式分层浇捣，混凝土振捣由上下、前后同时进行，施工人员应现场检查混凝土振捣的均匀性，严禁出现振捣不实或漏振情况。经常观察浇捣面混凝土状况，一旦发现混凝土有初凝前兆(用钢筋插入有明显孔洞)，应及时督促施工方调整局部混凝土浇捣顺序，避免出现施工冷锋，施工现场重点注意以下部位。 (1)落深和面积较大的承台部位,电梯和
9、设备井坑，外墙板及水池墙板高低止水口部分；由于每个泵台速度不匀或个别由于停泵导致混凝土不连续供应部位的质量，并在混凝土初凝前督促施工方进行二次泌水处理，克服混凝土早期脱水裂缝，检查混凝土平整度；检查现场测温落实情况，及时分析温度差变化，组织有关方面及时解决混凝土浇捣过程中出现技术问题。 (2)根据温度变化及时落实已浇捣至设计标高部分混凝土表面保温工作，保温塑料薄膜覆盖前必须完成二次泌水处理，减少混凝土表面裂缝，并浇水湿润。薄膜覆盖必须落实，薄膜内保留一定水份，其他保温材料根据温度变化分层覆盖。 (3)基础承台混凝土浇筑过程中要采取措施，降低混凝土的入模温度，控制坍落度，控制坍落度的波动，不得加
10、水，并要振捣密实。 (4)混凝土浇捣方法从一个方向斜坡式分层连续浇捣，不留施工缝。 (5)混凝土振捣采用上下、前后同时振捣的方法进行，即在混凝土浇筑点上下配备振捣棒操作工进行振捣。由于混凝土坍落度大，混凝土流淌坡度小，距离长，依次在浇筑点后面配备振捣人员对斜坡进行振捣，为了便于下坑内施工，操作人员在承台侧模处开设若干孔洞供操作人员上下。 2.3 大体积混凝土的优化施工 2.3.1 大体积混凝土养护的控制 根据本工程的方案布置图，混凝土浇筑前检查测温点布设情况及防止浇筑时损坏该设施，并建立测温点初始值。混凝土初凝前，落实二次泌水处理，克服由于早期脱水引起的裂缝，适量浇水后覆盖薄膜，并落实保温措施
11、。根据施组要求，严格检查混凝土保温措施落实情况。混凝土浇捣过程中以及养护期内，应严密监测混凝土内温度变化情况。自浇捣时起 1d7d，每 1h 测定一次；第 8d14d，每 4h 测定一次。控制混凝土的温差，当温差超过 25时应督促施工方进一步落实加强保温措施。 大体积混凝土养护一般不少于 7 d，并根据板中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期。混凝土的养护应采用保温、保湿及缓慢降温的技术措施，一般在浇筑在厚度大于 3 m 时，要求考虑在大体积混凝土内部设置冷却水循环降温措施，设冷却水管，并通过温度检测控制混凝土中心与表面的温度或混凝土内部与冷却水的温度控制在 25以内。 2
12、.3.2 降低水泥水化热和变形 (1)在厚大无筋的或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过 20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到降低水化热和节省水泥的目的。 (2)改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用 8 钢筋，双向配筋，间距 15cm。这样可以增强抵抗温度应力的能力。 3 大体积混凝土的施工质量控制 3.1 加强对温度的控制 首先，为了控制由温差导致的裂缝，大体积混凝土的浇灌工作应选在一天中气温比较低的时间进行，优先选择水化热比较低的水泥，在确保大体积混凝土的强度等级前提下，使用一定的缓凝减水剂，以减少水泥的使用量，同时使水
13、灰比降低，能够有效减少水化热；加入外掺料如粉煤灰不仅能代替部分水泥的功能、减少用水，还能够改善混凝土的可泵性。其次，要注意控制混凝土入模的温度，如通过向骨料洒水来减少太阳对砂石料的直接照射；通过加冰块来冷却材料。 3.2 提高对原材料的控制 由于在大体积混凝土结构中涉及的配筋较密且多，因此为了确保混凝土的紧密填充，应加强石子中最大粒径及其粗细集料级配，如果石子的粒径过大，石子就可能卡在钢筋中，而砂浆的收缩度大于混凝土的收缩度，拆模后就很可能在钢筋下方造成裂缝。另外，应严格控制砂石料的含泥量，若超过规定，会降低大体积混凝土的抗拉力并增加混凝土的收缩力，这种情况下就极易产生裂缝，影响工程质量。 另
14、外，在大体积混凝土的施工过程中，对水泥的选择也十分重要。不同品牌、类型的水泥其组织各不相同，因此配置出的混凝土的性能也不尽相同，一般大体积混凝土工程在浇筑初期发生开裂的最重要原因就是由于混凝土内部温度升高与收缩而造成的。通过对大体积混凝土的选材及配合比的控制，在大体积混凝土结构中加入外加剂，尽量减少水泥和水的用量，以减少水化热现象引起的收缩变形。普通的硅酸盐水泥虽然其早期的强度高但是水化热反应大；矿渣水泥相比普通水泥的热度低，但是它的干缩和渗水现象严重，而且后期会产生硬度收缩；火山灰水泥在后期的收缩程度较大，而且经济代价较大。 3.3 适当调整钢筋配置 通过调整钢筋的配置方案，可以增设温度的传
15、递分布筋，将大体积混凝土内部的热量及时传递出来，以防止内部热量增高。在钢筋的配置设计上，一般采取在配筋率不改变的前提下、上下皮配筋差异的方案，也就是说底皮钢筋在没有柱板带的地方横纵均采用 25150，在有柱板带的地方上下皮筋则采 25130。由于混凝土的厚度约为 1 米，出于其散热速度的考虑，可在底皮钢筋与顶皮钢筋之间设置 25，温度分布筋采用每平方米 1 根的方式，采用搭接焊的方式连接上下，放弃原来28200 的配筋方案。通过这种上下错位的分布方式，可使钢筋的直径减小，钢筋之间的间距缩短，这样就减少了混凝土的收缩程度，上下搭接的方式能够使中间的热量迅速散发出来，减少裂缝发生的几率。 3.4
16、采取合理的浇筑方法 目前大体积混凝土的浇筑方法常见的有全面分层、分段分层、斜面分层三种方法，在实际的操作过程上，应根据工程自身的特点选择科学合理的方法进行施工。 3.4.1 全面分层 即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后,再回头浇筑第二层,此时应使第一层混凝土还未初凝,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。采用这种方案,适用于结构的平面尺寸一般不宜太大,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段,从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。 3.4.2 分段分层 混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土
17、还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,不象第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。 3.4.3 斜面分层 要求斜面的坡度不大于 1/3,适用于结构的长度大大超过厚度 3 倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。 结束语：综上所述，通过对笔者参加的此项工程的地下室大体积混凝土施工技术的讨论，我们可以知道要保证大型地下室大体积混凝土的施工质量，就必须严格按照施工标准及工艺进行施工，同时还要根据所建工程及大体积混凝土的施工特点来采取合理的施工质量控制措施。只有这样，才能从根本上确保地下室大体积混凝土的施工质量，从而保证整体建筑工程的施工质量。 参考文献： 1 钟之义 超高层建筑大体积混凝土施工质量控制 山西建筑 2013（11） 2 李伟 大体积混凝土施工技术研究与分析 黑龙江交通科技 2010（12） 3 赵磊 浅析大体积混凝土的施工与控制措施中国西部科技 2011（26）
