房屋建筑大体积混凝土基础工程施工工艺分析

【摘 要】房屋建筑大体积混凝土基础工程施工时，为克服水化热过高、干缩变形大而引起的裂缝，通常在混凝土配合比、施工方案与工艺、施工技术与组织、温度测控等方面采取措施，保证施工质量。本文结合工程实例，分析了该工程地下室底板混凝土结构施工特点，介绍了大体积混凝土浇筑过程以及质量控制措施，以供类似工程参考。

【关键词】地下室底板；大体积混凝土；质量控制；施工技术

1、工程概况

湖南某房地产开发项目工程，地下室底板由主塔楼底板和裙楼及回迁楼、公寓楼底板组成，总面积约3.18万m2。根据后浇带把地下室底板划分为18块，每块底板的混凝土单独一次连续浇筑完成。其中主塔楼地下室底板厚度为中间核心筒部位4.5m、外框筒部位4m，再向外厚度变成2m，面积约3000m2，浇筑混凝土量约14300m3，混凝土强度等级C50。

2、地下室底板混凝土浇筑

2.1设备及泵管布置

主塔楼底板混凝土需要8台输送泵同时浇筑A区底板，1台备用汽车泵。现场有出入口4处：南大门、东南大门、西北角大门及东北角大门。混凝土浇筑时，各大门均设混凝土泵送设备。

2.2浇筑及振捣

由于主塔楼A座底板混凝土浇筑量较大，约1.35万m3，每台泵的泵送能力为30m3/h，需采用8台泵浇筑，另准备1台汽车泵备用，施工中应确保每台泵连续运转。每台泵在现场至少有2台罐车供料，确保混凝土连续施工。布料时，相互配合，平齐向前推进，以提高混凝土泵送效果，确保上下层混凝土结合，为杜绝混凝土接槎处出现冷缝，计算混凝土浇筑的最小需求量。若不出现冷缝，则混凝土浇筑需求量为：53m（南北向长度）×0.5m（浇筑分层厚度）×20m（流淌长度）×2（按2层考虑）/8h（缓凝时间）≈132m3/h。现场应将混凝土入模坍落度控制在（160± 30）mm。

为保证浇筑对周边不产生太大影响，将考虑在周五晚交通高峰后开始，周一早高峰之前结束，因此考虑在2.5d内浇筑完成塔楼底板，混凝土需求量为：14300/（24×2.5）= 238m3/h，因此塔楼计划混凝土需求量为238m3/h。

初始浇筑筏板时，由于板厚>3m，采用串筒将混凝土自泵管出口送至作业面，以减小自由落差，防止混凝土离析、分层。串筒架设如图1所示。

浇筑方法采用“斜向分层，薄层浇筑，循序退浇，一次到底”的连续施工方法。

为保证每处混凝土初凝前被上一层新浇混凝土覆盖，采用斜面分段分层踏步式浇捣法，按1∶6坡度自然流淌，分层厚度≤500mm，分层浇捣使新混凝土沿斜坡流一次到顶，使混凝土充分散热，从而减少混凝土热量，且混凝土振捣后产生的泌水沿浇捣混凝土斜坡排走，保证混凝土质量。

图1串筒架设示意

2.3泵管加固措施

整个底板均采用混凝土固定泵浇筑。由于基坑较深，泵管必须按阶梯形设置，防止堵管，泵管架需与基坑腰梁拉接以提高稳定性。为避免泵管振动影响底板钢筋位置，泵管需架设在支设的钢管架上，在钢筋面上采用垫橡胶轮胎的措施，缓冲输送泵的冲击力。如图2所示。

图2 混凝土泵管竖向加固示意

3、大体积混凝土浇筑质量控制

3.1浇捣时间控制

根据超厚混凝土施工过程中的流淌摊铺面及收头等因素，考虑混凝土的初凝时间控制在8h以上，两层混凝土浇筑时间差≤6h。

3.2泌水处理

大流动性混凝土在浇筑和振捣过程中，必然会有游离水析出并顺混凝土坡面下流至坑底。为此，在基坑边设置集水坑，通过垫层找坡使泌水流至集水坑内，用小型潜水泵将过滤出的泌水排出坑外。同时在混凝土下料时，保持中间混凝土高于边缘混凝土，这样振捣后，混凝土的泌水现象得到克服。当表面泌水消去后，用木抹子压一道，减少混凝土沉陷时出现沿钢筋的表面裂缝（见图3）。

图3泌水处理

3.3表面处理

由于泵送混凝土表面水泥浆较厚，浇筑后须在混凝土初凝前用刮尺抹面和木抹子打平，可使上部骨料均匀沉降，提高表面密实度，减少塑性收缩变形，控制混凝土表面龟裂，减少混凝土表面水分蒸发，闭合收水裂缝，促进混凝土养护。在终凝前再进行抹压，要求抹压3遍，最后1遍抹压掌握好时间，以终凝前为准，终凝时间可用手压法把握。

3.4混凝土配合比

本工程混凝土配合比（kg/m3）为：P·O42.5水泥∶水∶中砂∶5～25mm石子∶5～10mm石子∶Ⅰ级粉煤灰∶S95矿渣粉∶SP-8CR泵送剂=245∶102∶724∶945∶ 105∶100∶95∶4.4，水灰比为0.38。

3.5混凝土测温控制

本工程混凝土底板浇筑量大，且要求一次连续浇筑，浇筑后在混凝土硬化过程中释放大量水化热。混凝土内外温差增大，容易产生较高温度应力和收缩应力，处理不好会导致温度裂缝，影响结构使用性能。因此，对于塔楼底板大体积混凝土的测温监控成为本工程的难点之一，必须予以重视。

测温时应记录表面温度（即覆盖层和混凝土表面间温度）、20cm处温度、中心温度、底部温度。测温时，升温阶段（一般在浇筑后72h内，具体以测温数据为准）2h测量1次，降温阶段每4h测量1次。当混凝土内部最大温度与大气温度之差

先用温度计测试环境温度及混凝土表面温度，然后用测温仪按测温点的编号顺序测试，待测温仪的显示数字稳定后（一般每点≥3min）读取数据，并与前一次测试温度数据对比，当温度升降变化确定是在正常范围之内才予以记录。如发现温度数据异常，应在该测试之后0.5h进行1次复测。

3.6混凝土养护

3.6.1保温保湿自然养护

混凝土在浇筑完成接近初凝时，在上部覆盖1层塑料薄膜，以保证混凝土早期水分散发不会太快。当混凝土达到初凝后，在上面覆盖3层麻袋（总厚度达到设计厚度），并在上表面覆盖1层塑料薄膜，以加强保温层的不透风性能，及防止突降雨水降低混凝土表面温度。

3.6.2模板带水养护

在混凝土浇筑完后，模板不予松动和拆除。对于无模板部位（如采用快易收口网的侧面部位），则需在外侧用铁钉钉上1层或数层麻袋，以保证混凝土内外温差≤25℃。

由于在养护开始阶段混凝土温升比较快，在第1～3天每2h进行1次测温；第4～28天每4h进行1次测温。内外温差25℃，及时增加覆盖保温。养护层厚度应根据混凝土温度情况及时调整，如内外温差

3.7底板后浇带

后浇带混凝土要求掺膨胀剂，强度提高1个等级，接槎处设置膨胀止水条。后浇带混凝土使用比原混凝土强度等级高一级的微膨胀混凝土浇筑，后浇带施工时应先进行清理、调直钢筋，在凿除松动和不规则的混凝土前，在其两边弹墨线，然后按墨线凿除，使后浇带两边整齐，成一条直线，安装止水条，用水泥钉固定。浇筑后浇带混凝土前，应先浇水湿润，使旧混凝土充分吸水。底板后浇带的做法如图4所示。

图4底板后浇带

图中A为C15混凝土垫层厚度；C为建筑防水层厚度，遇水膨胀止水条应具缓膨胀性能，其7d膨胀率不应大于最终膨胀率的60%，止水条应采用水泥钉固定，间距200～500mm。

3.8大体积混凝土裂缝控制

本工程为超高层建筑，其基础部分属于典型的大体积混凝土，具有块体相对较厚、体积相对较大、整体性要求高、混凝土强度等级与抗渗等级较高的特点。因此，如何控制混凝土的内外温差、温度变形（应力）引起的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能直接关系到工程质量。

3.8.1混凝土级配调整

采用掺粉煤灰的方法，优化混凝土级配，减小水灰比。应充分利用混凝土后期强度，经与建设单位、监理单位协商，确定混凝土采用90d强度进行评定。但增加留置3，7，10，14，28，60d强度试块各1～3组，用以观察混凝土的强度变化情况，为工程施工（如钢结构安装）提供强度依据。90d试块按规定留设，用以对混凝土进行强度评定。

3.8.2降低混凝土入模温度

尽可能降低混凝土入模温度，入模最高温度控制在35℃内。混凝土采用斜向分层浇筑，并注意加强混凝土振捣。

3.8.3加强混凝土养护

在混凝土表面标高控制完毕振捣密实后，在其表面覆盖1层塑料薄膜，以保证混凝土表面水分不外泄。混凝土初凝可上人后，即在上面覆盖麻袋及最顶层塑料薄膜。在墙、柱中部，也需将塑料薄膜剪成小条覆盖保水养护。

3.8.4防渗措施

加强对混凝土配合比的监督，要求商品混凝土供应商严格按设计要求的防渗等级进行配合比设计，力求做到混凝土配合比的最优化，同时还应严格控制混凝土的生产和运输。加强现场混凝土的收料及泵送管理，严禁向混凝土中添加生水和超过初凝时间后向泵车倾倒混凝土。浇捣混凝土应密实，振捣棒应连续振动，不能漏振。

4、结语

本工程由于施工技术措施、组织措施及养护措施落实到位，效果良好，施工结束后，跟踪观察未发现底板裂缝。实践证明，要防止和控制大体积混凝土结构浇筑后产生温度裂缝，必须严格控制混凝土的配合比，施工过程中要合理降低浇筑速度和减小浇筑层厚度，浇筑后要进行测温，随时掌握大体积混凝土内温度变化，以便及时调整降温及养护措施，将大体积混凝土结构内外温差控制在25℃以内，降低混凝土的温度应力，有效控制有害裂缝的出现。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.GB50010— 2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]罗璇.后浇带设计施工浅析[J].重庆建筑，2005（9）：60-62.

[3]中国建筑科学研究院.JGJ130—2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.