筏板式基础混凝土施工的质量控制分析
2009/09/15 00:00
来源：杨智军 于秀丽 高树凯
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摘要：文中阐述了筏板式基础混凝土施工中，选用最佳的原材料与配合比，以合理的浇筑方法，控制温升与温降时间，可杜绝混凝土施工中裂缝的产生。
关键词：大体积混凝土；浇筑；温度控制；质量控制
1、混凝土施工的发展
目前，随着建筑技术的发展，出现了越来越多的高层、超高层建(构)筑物，使建筑物的基础要承受上部荷载的能力越来越大，这样就出现了高性能混凝土和大体积混凝土。由于各地对大体积混凝土的理解不同，采取的方法也不尽相同。通常采用的有自然法、控制原材料法、中心降温法等来控制最高中心温度，通过覆盖法、蓄水法等来控制温差和降温速率，以保证混凝土的各项技术指标，下面结合一个具体工程来介绍在大体积混凝土施工管理中的做法。
2、工程实施综述
2．1工程简介
某大厦位于燕郊经济技术开发区，框—筒结构。地下2层，地上26层（裙房4层），总建筑面积48098平方米，基础形式为筏板式基础。底板混凝土强度等级为C40，抗渗等级为S9，总面积为1356平方米，底板总长52.6m，宽度为32.6m，厚度为1600、3200mm。底板底标高为-11.70m，主楼混凝土方量约2700立方米。由于混凝土工程量大并且较厚；底板、反梁及梁柱节点配筋粗大且密集；混凝土强度等级较高，且水泥用量大，水化热高，因此应制定有针对性、先进的技术措施指导施工，以有效的控制大体积混凝土施工质量。
3、控制措施
3.1 材料的选用及配合比选定
对商品混凝土供应搅拌站的原材料、外加剂、掺和料和试验试配提出详细的技术要求。
(1) 混凝土中的水化热是由于水与水泥的化学反应引起的，水化热会造成大体积混凝土的中心温度大大高于外界温度，导致混凝土内外温差过大，降温梯度过大，易引起混凝土的开裂。考虑到燕郊地区的实际情况和大体积混凝土的强度等级C40，因此选择中低水化热的水泥，综合试验、计算和材料的供应等，认为选用矿渣42.5级水泥比较可靠。
(2) 如果混凝土中砂、石的含泥量过大，也会加大混凝土的收缩变形，从而引起混凝土的开裂。综合考虑具体施工情况后，石子粒径定为5～25mm，砂选用密云细度模数3.1的粗砂与细度模数2.0的三河砂组成的2∶1混合砂。
(3) 粉煤灰采用二级以上粉煤灰。
(4) 采用高效减水剂，坍落度控制在18～20cm，初凝时间控制在不小于20h，选用较低胶泥材料的配合比，以控制混凝土后期的收缩裂缝。
3.2 混凝土的浇筑及表层处理
(1) 混凝土必须分四层一次性浇筑，间歇时间短，不允许出现施工冷缝，每层前后两次混凝土浇筑时间不应超过8h（初凝时间控制为20h）。混凝土浇筑顺序分别由两侧同时均匀的向中心浇筑，泵送要协调平衡，振捣密实。在出灰口及其附近设置尺杆，控制浇筑高度。
混凝土浇筑时设专人指挥，均匀布料，采用“平面分条，斜面分层，薄层浇捣，自然流淌，循序渐进，一次到顶”的连续浇筑方式。
(2) 混凝土浇筑振捣的施工工艺措施是否得当，是关系到混凝土的强度和防止产生裂缝的重要环节之一。本工程底板厚1600mm，采取分层（分四层）浇筑振捣。采用插入式振捣棒振捣，在混凝土的下灰口配1～2个振捣棒，在混凝土流淌端头配1～2个振捣棒，要振捣密实，防止上一层混凝土盖上后而下层混凝土仍未振捣，造成混凝土振捣不密实。每一插点要掌握好振捣时间，一般为20～30s，过短振捣不实，过长可能引起混凝土离析，以混凝土表面呈水平、不大量泛气泡、不再显著下沉、表面浮出灰浆为准。边角处应多加注意，防止漏振。振捣棒距离模板应小于其作用半径的0.5倍，大约为25cm，且不宜靠近模板振捣，应尽量避免碰撞钢筋、芯管、止水带、预埋件等。
(3) 混凝土浇筑振捣后表面积存较厚的水泥浆，易收缩产生裂缝，必须在初凝前做好处理。一般在振捣完毕初凝前用长杠刮去浮浆，刮平到指定标高。当表面泌水消去后，用木抹子来回打抹2～3遍压平，待混凝土终凝前抹压一遍，随压随盖好塑料布，防止裂缝出现。
3.3 混凝土的养护
为了防止混凝土温度应力的破坏，除了减小混凝土的水化热影响外，还需对混凝土进行养护，以减小混凝土内外温差，保证在控制范围内。根据具体情况，在混凝土的表面增加了100mm深的水进行保温。但刚浇筑完的混凝土无法挡堰蓄水，故及时覆盖一层塑料布，防止过早失水，使混凝土内蒸发出的游离水积存在混凝土表面，进行保湿养护。同时覆盖一层阻燃草帘子保温。3.4混凝土测温控制。
(1) 测温采用测温仪自动显示，每点分上、中、下三层，按照对角线预埋式温度传感器，埋设工作安排在浇筑前的12h进行。
(2) 测温监控：底板共布置测温点40个(具有代表性的点)。测温工作从终凝时开始，时间为25h。对混凝土降温前每4h测温一次，同时检查混凝土表面情况，当混凝土开始降温后，每2h测温一次。在整个降温阶段测温工作是最重要的，主要是指导养护工作，控制温差和降温速率。
(3) 内外温差记录情况分析，本工程浇筑混凝土24h后，实际测得混凝土中心温度最高达50℃左右，表层温度40℃左右，表面温度30℃左右，温差均控制在25℃以内，没有因温差过大造成内部出现有害裂缝。
4、混凝土施工效果分析
(1)大体积混凝土的强度等级为C40，抗渗等级为S9，其配合比中的水泥用量较多，因此选用发热量较低的矿渣水泥比较适宜。为了减少水泥用量，以部分粉煤灰替代水泥掺入混凝土中，充分利用其活性降低水化热，利用其物理填充作用加强粉末效应，增加混凝土的密实性，使混凝土不离析，不泌水，保持良好的黏聚力、和易性。
(2)用泵送浇筑大体积混凝土要求有较大的坍落度，较小的用水量，较长的初凝时间，便于混凝土的运输、泵送及分层浇筑振捣，防止混凝土产生施工冷缝。
(3)混凝土温度控制是防止大体积混凝土产生裂缝的关键。为此在夏季拌和混凝土时加冷水或冰水以降低混凝土出机温度，运输中保证浇筑温度。经测试，混凝土中层的最高温度2～4d达70℃左右，比计算的值高出13℃左右。分析原因，实际计算参数取值有些可能有不符合实际、环境变化等多因素。因此，使用高精度的电子测温仪测温反馈，准确及时的调整养护、保温措施，严格执行多项技术措施，有效的控制温差，使工程质量控制达到预期的效果。
参考文献：
1．混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002). 中国建筑工业出版社，2002
2．《建筑工程冬期施工规范》(JGJ104-97). 中国建筑工业出版社，1998
（中国混凝土与水泥制品网 转载请注明出处）
关键词：大体积混凝土；浇筑；温度控制；质量控制
1、混凝土施工的发展
目前，随着建筑技术的发展，出现了越来越多的高层、超高层建(构)筑物，使建筑物的基础要承受上部荷载的能力越来越大，这样就出现了高性能混凝土和大体积混凝土。由于各地对大体积混凝土的理解不同，采取的方法也不尽相同。通常采用的有自然法、控制原材料法、中心降温法等来控制最高中心温度，通过覆盖法、蓄水法等来控制温差和降温速率，以保证混凝土的各项技术指标，下面结合一个具体工程来介绍在大体积混凝土施工管理中的做法。
2、工程实施综述
2．1工程简介
某大厦位于燕郊经济技术开发区，框—筒结构。地下2层，地上26层（裙房4层），总建筑面积48098平方米，基础形式为筏板式基础。底板混凝土强度等级为C40，抗渗等级为S9，总面积为1356平方米，底板总长52.6m，宽度为32.6m，厚度为1600、3200mm。底板底标高为-11.70m，主楼混凝土方量约2700立方米。由于混凝土工程量大并且较厚；底板、反梁及梁柱节点配筋粗大且密集；混凝土强度等级较高，且水泥用量大，水化热高，因此应制定有针对性、先进的技术措施指导施工，以有效的控制大体积混凝土施工质量。
3、控制措施
3.1 材料的选用及配合比选定
对商品混凝土供应搅拌站的原材料、外加剂、掺和料和试验试配提出详细的技术要求。
(1) 混凝土中的水化热是由于水与水泥的化学反应引起的，水化热会造成大体积混凝土的中心温度大大高于外界温度，导致混凝土内外温差过大，降温梯度过大，易引起混凝土的开裂。考虑到燕郊地区的实际情况和大体积混凝土的强度等级C40，因此选择中低水化热的水泥，综合试验、计算和材料的供应等，认为选用矿渣42.5级水泥比较可靠。
(2) 如果混凝土中砂、石的含泥量过大，也会加大混凝土的收缩变形，从而引起混凝土的开裂。综合考虑具体施工情况后，石子粒径定为5～25mm，砂选用密云细度模数3.1的粗砂与细度模数2.0的三河砂组成的2∶1混合砂。
(3) 粉煤灰采用二级以上粉煤灰。
(4) 采用高效减水剂，坍落度控制在18～20cm，初凝时间控制在不小于20h，选用较低胶泥材料的配合比，以控制混凝土后期的收缩裂缝。
3.2 混凝土的浇筑及表层处理
(1) 混凝土必须分四层一次性浇筑，间歇时间短，不允许出现施工冷缝，每层前后两次混凝土浇筑时间不应超过8h（初凝时间控制为20h）。混凝土浇筑顺序分别由两侧同时均匀的向中心浇筑，泵送要协调平衡，振捣密实。在出灰口及其附近设置尺杆，控制浇筑高度。
混凝土浇筑时设专人指挥，均匀布料，采用“平面分条，斜面分层，薄层浇捣，自然流淌，循序渐进，一次到顶”的连续浇筑方式。
(2) 混凝土浇筑振捣的施工工艺措施是否得当，是关系到混凝土的强度和防止产生裂缝的重要环节之一。本工程底板厚1600mm，采取分层（分四层）浇筑振捣。采用插入式振捣棒振捣，在混凝土的下灰口配1～2个振捣棒，在混凝土流淌端头配1～2个振捣棒，要振捣密实，防止上一层混凝土盖上后而下层混凝土仍未振捣，造成混凝土振捣不密实。每一插点要掌握好振捣时间，一般为20～30s，过短振捣不实，过长可能引起混凝土离析，以混凝土表面呈水平、不大量泛气泡、不再显著下沉、表面浮出灰浆为准。边角处应多加注意，防止漏振。振捣棒距离模板应小于其作用半径的0.5倍，大约为25cm，且不宜靠近模板振捣，应尽量避免碰撞钢筋、芯管、止水带、预埋件等。
(3) 混凝土浇筑振捣后表面积存较厚的水泥浆，易收缩产生裂缝，必须在初凝前做好处理。一般在振捣完毕初凝前用长杠刮去浮浆，刮平到指定标高。当表面泌水消去后，用木抹子来回打抹2～3遍压平，待混凝土终凝前抹压一遍，随压随盖好塑料布，防止裂缝出现。
3.3 混凝土的养护
为了防止混凝土温度应力的破坏，除了减小混凝土的水化热影响外，还需对混凝土进行养护，以减小混凝土内外温差，保证在控制范围内。根据具体情况，在混凝土的表面增加了100mm深的水进行保温。但刚浇筑完的混凝土无法挡堰蓄水，故及时覆盖一层塑料布，防止过早失水，使混凝土内蒸发出的游离水积存在混凝土表面，进行保湿养护。同时覆盖一层阻燃草帘子保温。3.4混凝土测温控制。
(1) 测温采用测温仪自动显示，每点分上、中、下三层，按照对角线预埋式温度传感器，埋设工作安排在浇筑前的12h进行。
(2) 测温监控：底板共布置测温点40个(具有代表性的点)。测温工作从终凝时开始，时间为25h。对混凝土降温前每4h测温一次，同时检查混凝土表面情况，当混凝土开始降温后，每2h测温一次。在整个降温阶段测温工作是最重要的，主要是指导养护工作，控制温差和降温速率。
(3) 内外温差记录情况分析，本工程浇筑混凝土24h后，实际测得混凝土中心温度最高达50℃左右，表层温度40℃左右，表面温度30℃左右，温差均控制在25℃以内，没有因温差过大造成内部出现有害裂缝。
4、混凝土施工效果分析
(1)大体积混凝土的强度等级为C40，抗渗等级为S9，其配合比中的水泥用量较多，因此选用发热量较低的矿渣水泥比较适宜。为了减少水泥用量，以部分粉煤灰替代水泥掺入混凝土中，充分利用其活性降低水化热，利用其物理填充作用加强粉末效应，增加混凝土的密实性，使混凝土不离析，不泌水，保持良好的黏聚力、和易性。
(2)用泵送浇筑大体积混凝土要求有较大的坍落度，较小的用水量，较长的初凝时间，便于混凝土的运输、泵送及分层浇筑振捣，防止混凝土产生施工冷缝。
(3)混凝土温度控制是防止大体积混凝土产生裂缝的关键。为此在夏季拌和混凝土时加冷水或冰水以降低混凝土出机温度，运输中保证浇筑温度。经测试，混凝土中层的最高温度2～4d达70℃左右，比计算的值高出13℃左右。分析原因，实际计算参数取值有些可能有不符合实际、环境变化等多因素。因此，使用高精度的电子测温仪测温反馈，准确及时的调整养护、保温措施，严格执行多项技术措施，有效的控制温差，使工程质量控制达到预期的效果。
参考文献：
1．混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002). 中国建筑工业出版社，2002
2．《建筑工程冬期施工规范》(JGJ104-97). 中国建筑工业出版社，1998
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