底板基础大体积混凝土抗裂施工技术探讨

摘要：在底板基础大体积混凝土施工中时常会出现混凝土开裂的现象，对混凝土结构的安全性能影响比较大。本文结合工程实例，介绍了混凝土建筑工程的施工难点，重点就底板基础大体积混凝土抗裂施工技术进行探讨，并提出切实有效的施工控制措施，以供实践参考。

关键词：大体积混凝土；无缝施工；技术方案；施工措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

随着我国城市化进程的加快，城市建筑用地可用面积越来越少，高层建筑地下室工程数量日益增加，对于地下室底板基础的质量安全也提出了更高的要求。底板基础是地下室工程施工的重要环节，具有施工工艺繁杂、技术要求高和施工难度大等特点，特别是大体积混凝土的抗裂施工技术，若在这过程中没有做好设计、施工等环节的工作，不仅会影响到混凝土建筑工程的施工进度，增加工程的投资成本，而且也会影响到大体积混凝土结构使用功能的发挥，甚至破坏到结构的耐久性和持久性。因此，如果做好底板基础大体积混凝土抗裂工作就成为建设单位亟待解决的难题。本文通过探讨混凝土抗裂施工技术，制定出一系列有效的施工控制措施，以避免混凝土出现开裂的现象，确保建筑工程的质量安全。

1工程概况

某工程地下结构共有二层，由塔楼、群楼、地下汽车坡道连成整体，建筑东西长约69.2m，南北长约75.4m。采用筏板式基础，主楼处筏板厚度为1.45m，裙楼处筏板基础厚度为0.25m；汽车坡道筏板基础厚度为0.25m。按设计要求工程地下结构东西向设置二条温度收缩后浇带和南北向设置两条沉降后浇带。且工程底板混凝土强度为C40P8，地下室结构墙体为C40高强混凝土。

2工程难点

本工程施工正值雨季、给工程正常施工带来诸多影响。相对于如此工程规模、建筑体量大、施工内容多、质量要求高的工程来讲，工期非常紧迫，属超出常规作业。因此保证工程质量及本工程工期目标的实现，是本工程施工的关键。

3技术方案

本工程施工工期紧，为缩短工期、并确保工程质量，经与科学研究院混凝土材料专家对本工程特殊混凝土施工探讨，根据专家意见，采用膨胀加强带取代温度收缩后浇带，该方法能实现了超长混凝土结构连续浇筑施工，大大缩短工期。

3.1超长混凝土结构无缝施工的原理及应用

(1)原理

超长结构温度收缩、干燥收缩应力集于构件中部，为防裂而在此部位设膨胀加强带，以较大膨胀应力补偿温差、干缩收缩应力，膨胀加强带是实现超长结构连续施工而人为采取的措施，是一个“假缝”，膨胀加强带可根据现场情况确定采取整体连续浇筑或局部连续浇筑，这通过设立连续式、后浇式与间歇式不同形式的膨胀加强带可以实现，正如图1所示，膨胀加强带可有效减低施工期间的温度应力、收缩应力，同时以较大膨胀应力补偿温差、干缩收缩应力集中的地方，是“抗放兼备，以抗为主”的技术路线。

图1补偿收缩混凝土无缝设计原理图

图2 高性能混凝土膨胀剂膨胀特征

加强带一般设在原后浇带的位置上。根据板的厚度，带宽为2～3m，带两侧设镀锌快易收缩网，并用立筋Φ16～Φ18@300加固，目的是防止两侧混凝土流入带内。这样就可实现混凝土连续浇筑或称无缝施工。施工时，带外用小膨胀的补偿收缩混凝土，浇筑到加强带时，改用大膨胀混凝土，其强度等级比两侧高一个等级。浇筑到另一侧时，又改为浇筑小膨胀混凝土。如此循环下去，可连续浇筑100～120m超长结构。膨胀加强带的构造参见《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178-2009。

(2)HCSA高性能混凝土膨胀剂

补偿收缩混凝土用于超长结构无缝抗裂施工，混凝土膨胀剂至为重要。膨胀剂膨胀率偏小，则补偿收缩能力不足，无缝施工难以实现。本工程采用HCSA高性能混凝土膨胀剂，如图2所示，HCSA具有与强度发展相协调的膨胀速率，膨胀能高、稳定性好、安全可靠等特点。性能符合中国GB23439《混凝土膨胀剂》及日本JISA6202标准规定，是配制高性能膨胀混凝土的理想材料，同时能明显改善混凝土的孔结构和孔级配，提高混凝土的抗渗性，具有补偿收缩能力。

(3)膨胀加强带的设置

根据原设计图纸，本工程共设置的3条后浇带，其中2条沉降后浇带，1条东西向温度收缩后浇带。根据工程实际情况和参考《补偿收缩混凝土应用技术导则》(RISN-TG002-2006)，将东西向温度收缩后浇带改为膨胀加强带。

3.2技术准备

(1)补偿收缩混凝土技术要求

根据不同部位设计混凝土配合比，调整HCSA高性能混凝土膨胀剂掺量，实现取消后浇带、提高混凝土抗裂防渗的目的。详见表1。

表1混凝土技术要求

(2)大体积混凝土温控要求及实体试验

1)温控要求

控制混凝土入模温度：混凝土入模温度不低于5℃，且不大于25℃.有条件尽量采用入模温度较低的混凝土。

混凝土温度控制指标：1450mm厚C40混凝土筏板基础，最高温度应小于65℃，300mm厚C40外墙混凝土最高温度应小于45℃.

混凝土凝结时间：20℃实验室内测试的凝结时间应不小于40小时。

2)实体试验

根据现场施工情况，对2#、3#塔吊基础进行C40P8大体积混凝土实体试验。两塔吊基础尺寸分别为6500mm×6500mm×2000mm，5600mm×5600mm×1350mm，C40P8混凝土分别由当地凝土搅拌站供应。试验配比及有关数据如表2所示。

C40P8大体积混凝土实体试验结果可以看出，搅拌站的混凝土入模温度均为30℃左右，高于大体积混凝土最高入模温度的要求，说明不采取相应降温措施，混凝土入模温度不能满足技术规定的要求；大体积混凝土最高温度发生在40～44小时，峰值温度约70℃，考虑到入模温度高于技术要求5℃，所以可以判断当入模温度满足技术要求规定的条件时，1450mm厚C40混凝土筏板基础最高温度小于65℃，这说明混凝土配合比能满足大体积混凝土最高温度的要求。

4施工措施

4.1混凝土原材料及配合比

与搅拌站共同商议优选各种原材料，配制表2所确定的低热微膨胀混凝土，来降低大体积混凝土的水化热。

表2 C40 P8 混凝土配合比及相关数据

(1)水泥：选用42.5普通硅酸盐水泥；

(2)砂：采用中砂；

(3)石：选用5-25mm碎石；

(4)混凝土膨胀剂：HCSA高性能混凝土膨胀剂；

(5)活性掺合料:采用Ⅰ级粉煤灰；

(6)外加剂： MNF-8型(液体)缓凝高效减水刘；

4.2混凝土施工关键环节

(1)膨胀加强带取消温度收缩后浇带的施工具体做法

取消在20～21、J～K、R～P轴间的温度收缩后浇带，在后浇带的位置设置的连续式膨胀加强带(如图3)，加强带宽度2m，在加强带的两侧用镀锌快易收缩网将带内混凝土与带外混凝土分开，加强带内混凝土强度等级C40，混凝土膨胀率不低于0.040%。

图3 连续式膨胀加强带做法

(2)大底板浇筑顺序

大底板根据后浇带、施工缝分为3个施工段，施工采取分块一次性整体浇筑的施工方式。

(3)混凝土浇筑及养护：

混凝土的浇筑和养护应按照相关的大体积混凝土施工规范严格实施。施工时参照《补偿收缩混凝土应用技术规程》(JGJ/T178-2009)的相关规定进行。

1)浇筑

a)浇筑之前制定周密的浇筑计划，检查膨胀加强带、后浇带是否按设计要求设置，钢筋绑扎要牢固、浇筑部位要清理干净；

b)浇筑方法要尽可能减少混凝土分散离析；

c)振捣要严格要操作要点进行。底板混凝土振捣时，插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实；

d)大底板浇筑完成后，应在终凝前采用人工或机械的方式，对混凝土表面进行多次抹压。首先要用刮杠刮平，并用木抹子反复抹压表面，使上部骨料均匀下沉，不受钢筋和较大骨料的限制，以提高表面密实度，减少塑性收缩变形。初凝后至终凝前再用铁抹子二次抹压。这样能较好地控制混凝土表面龟裂，减少混凝土表面水分的散发，以促进养护。

2)养护

a)浇筑后进行充分养护，以避免受到低温、干燥及急剧的温度变化影响混凝土质量。

b)潮湿养护：浇筑完成的混凝土在至少在14d内保持潮湿状态。定时洒水、覆盖塑料薄膜及铺设麻袋(毡布)并洒水，使表面处于湿润状态。对于大底板可采用直接蓄水养护的方式。

5施工总结

通过探讨底板基础大体积混凝土抗裂施工技术可知，浇筑施工及养护等环节是实现混凝土结构抗裂的手段。因此，建设单位必须做好设计、浇筑施工和养护等环节的工作，合理布置膨胀加强带，正确选择优质的膨胀剂，优选设计混凝土配合比，从而提高混凝土结构的抗裂水平，避免裂缝的产生。本工程浇筑完毕后，底板未出现有害裂缝，有效缩短了施工工期，并取得了较好的经济效益。

参考文献

[1] 叶良友.高层建筑基础底板大体积混凝土抗裂施工技术[J].城市建设理论研究.2013年第01期

[2] 邵永寿.大体积混凝土抗裂施工技术措施[J].中国科技博览.2013年第04期