淺談基礎地下室混凝土施工的幾點體會

【摘要】近年來，國內建筑工程中混凝土工程的用量日漸增大，尤以基礎地下室為甚。同時，隨著我國建筑技術的發展和城市建設、城市環保的需要，預拌商品混凝土以其集約化的生產方式， 穩定優異的產品質量，得到了越來越廣泛的應用。

【關鍵詞】基礎；地下室；混凝土

1.前言

預拌混凝土除了必須滿足強度、剛度、整體性和耐久性要求外，還應滿足現場實際施工的要求。由于預拌混凝土在施工中應滿足從預拌站到工地現場的運輸和現場泵送澆筑工藝的要求，其需要的坍落度比現場自拌混凝土傳統施工工藝大得多，因而在基礎大體積混凝土施工和地下室外墻混凝土施工中，如何有效防止和控制混凝土變形裂縫的出現和開展，顯得非常重要。本文結合永豐大酒店工程的基礎地下室混凝土施工實例，介紹了在施工中通過控制配合比、澆筑、養護等一系列措施，有效地防止基礎大體積混凝土和地下室外墻混凝土出現變形裂縫的體會。

2.工程實例

位于龍巖市永定縣高陂鎮高陂大街與規劃16米寬道路交界的東北側區域。地下1層地下室，主要是作人防工程、車庫及設備用房；地上由主樓21層和裙房4層組成。根據設計，本工程采用旋挖灌注樁處理復合地基，基礎采用筏板基礎，其中筏板厚度為2.0m、0.8m。筏板混凝土量約12041.69m3，為大體積混凝土， 混凝土強度等級為C35，抗滲等級為P6。根據設計，基礎及地下室、后澆帶混凝土采用8%的SY-K膨脹纖維抗裂防水混凝土，后澆帶砼澆筑時間安排在其兩側混凝土澆筑兩個月后進行，沉降后澆帶砼澆筑時間安排在主體封頂后進行。

2.1基礎底板大體積混凝土施工

本工程采用上筏板基礎，主樓底板厚2000mm，裙樓地板厚為800mm；平面形狀近似為矩形，長125m×寬63.7m，本工程在地下室D-5軸至D-6軸交D-A軸至D軸、D-11軸至D-12軸交D-A軸至D軸、D-11軸至D-12軸交L軸至D軸、D-16軸至D-17軸交D-A軸至M軸、C軸至D軸交D-1至D-20軸設沉降后澆帶。

由于基礎混凝土工程量大，基坑較深，為確保基礎結構的整體性和安全性，考慮施工搭接和大跨度施工的困難，基礎底板以后澆帶為界分成A、B兩段施工：A段為后澆帶以東的裙房部分，混凝土量約4000m３；B段為后澆帶以西的主樓部分，混凝土量約6000m３。每段水平向不留施工縫，一次性澆筑；豎向在基礎上翻梁以上500mm處設施工縫。

砼澆筑采用“分段定點、薄層澆筑、一個坡度、循環推進、一次到頂”的成熟工藝，這種自然流淌形成斜坡的澆筑方法，能較好地適應泵送工藝。砼泵送時，按1：6～1：10坡度澆筑，每層澆筑厚度控制在500mm左右，且上層砼應在下層砼初凝前進行澆筑，同時設專人檢查，避免產生冷縫。砼下料應移動進行，不得靠其自然流淌，砼下料厚度根據柱筋上的標高點拉線量測而定，以保證砼厚度及表面平整，砼振搗采用插入式振動器，砼振搗完畢隨即以2m刮尺刮平，個別低洼處以砼找平拍實并整體以滾筒滾壓密實，滾壓遍數不少于兩遍，然后用木抹子再次拍實搓平，收平次數不少于兩次，二次收平時應掌握好時間，以手壓能壓出指痕為準，既不要太早也不要太晚，二次收平太早控制不了裂紋，收平作用不大，太晚砼超過初凝時間既影響強度又增加了收平難度，甚至無法收平，二次收平結束隨即進行表面掃毛處理。

2.2 地下室外墻板混凝土施工

地下室外墻墻厚250mm，總延長米為125m，混凝土C35，抗滲等級P6。與基礎施工相同，以后澆帶為界，分成A、B兩段施工。由于設1層地下室，豎向共設4條施工縫，采用鋼板止水帶止水。

為確保外墻混凝土澆筑的整體性、連貫性，防止出現施工冷縫，在外墻混凝土澆筑前，先將獨立柱和內墻板混凝土預先澆完，以便集中力量進行外墻混凝土的連續澆搗。外墻混凝土澆筑采用2臺混凝土泵車，其中1臺固定泵停放在基坑北側，用硬管接入，另一臺置于基坑南側，為汽車移動泵，軟管擺布。混凝土澆筑從后澆帶開始，按斜面分層法振搗，根據當時的氣溫和混凝土的初凝時間，每澆筑一段長度，及時調整泵送管，循序循環推進，以避免出現施工冷縫。

3.混凝土裂縫產生的原因分析

3.1 基礎大體積混凝土裂縫產生的原因

基礎大體積混凝土施工，由于混凝土內部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應力。同時，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，溫差產生的表面拉應力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生表面裂縫。此種裂縫一般產生在混凝土澆筑后的第3天(升溫階段)。

混凝土降溫階段，由于逐漸降溫而產生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內部拌合水的水化和蒸發以及膠質體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時收縮。這兩種收縮由于受到基底或結構本身的約束，也會產生很大的拉應力，直至出現收縮裂縫。

3.2 地下室外墻混凝土裂縫產生的原因

地下室外墻混凝土裂縫主要是收縮裂縫。混凝土降溫產生的收縮和硬化時的收縮，受到結構本身和基坑邊壁等的約束，產生較大的拉應力，直至出現收縮裂縫。

4.混凝土配合比的選定

4.1 混凝土配合比

根據上述對大體積混凝土和地下室外墻混凝土產生裂縫的原因，混凝土配合比的選定是至關重要的。經與商品混凝土廠家 (某商品混凝土公司)一起反復試配，選定的配合比中水泥∶中砂∶石子∶水為1∶3.52∶4.86∶0.44，另DXH-B外加劑1.8%，UEA-H微膨脹劑0.23%，CF礦粉0.54%。

4.2 原材料的選用

(1)水泥：選用＃4２５普通硅酸鹽水泥，出廠后貯存7d以上，使用前經復試 ，合格后方能使用。

(2)砂、石料：采用細度模數大于2.4的中砂，5～25mm碎石，級配良好。砂、石含泥量均要小于1%。

(3)摻合料：選用F類Ⅱ級粉煤灰，比表面積400m２以上。

(4)外加劑：減水劑選用SY-K復合型抗裂纖維減水劑；微膨脹劑選用UEA-H高效混凝土膨脹劑。

4.3 本配合比的特點和作用

本工程中選定的配合比一個最大的特點，就是水泥用量僅為220kg/m３(一般C40、S8的混 凝土，水泥用量為350～400kg/m３)。混凝土最高絕熱溫升Ｔmax與每m３混凝土內的水泥用量成線性正比關系。本工程通過降低水泥用量以防止大體積混凝土裂縫的產生，在保證混凝土強度的前提下，通過摻加高性能磨細礦粉，取代部分水泥以減少水泥用量。磨細礦粉的摻量為膠凝材料用量的34%。

選擇減少水泥用量而不是選用初凝時間長、水化熱低的礦渣水泥，是因為礦渣水泥的析水性比普通硅酸鹽水泥強，在澆筑層表面有大量水析出。析出的水聚集在上下兩澆筑層的表面，造成混凝土的水灰比改變，形成了一層含水量多的夾層，妨礙兩層混凝土粘合，破壞混凝土的整體性，這種混凝土的泌水性與用水量成正比。目前用作混凝土摻合料的除磨細礦粉外，還有粉煤灰、硅灰和沸石粉等。由于粉煤灰的耐久性不如磨細礦粉，硅灰相對來源少、價格貴，沸石粉則需水量甚大，摻入后增加混凝土泌水性，故選用高性能磨細礦粉作為本工程混凝土的摻合料。由于水泥砂漿和粗骨料的粘結強度即界面粘結力大小是決定混凝土強度的主要因素之一。因此選擇與水泥適應性好、減水率高的優質外加劑也至關重要。同時，考慮到基礎大體積混凝土計劃澆筑時間為10月上旬，當時的白天氣溫仍在27℃以上，尚需使混凝土的初凝時間滿足施工要求。摻用SY-K復合型抗裂纖維減水劑試配后，混凝土性能就完全滿足了設計和施工要求。

鑒于市場上UEA微膨脹劑多而雜，經多方考證，慎重選用北京中巖特種工程材料公司的專利產品第五代UEA高效混凝土微膨脹劑(UEA-H)。

5.混凝土的測溫與養護

5.1 基礎混凝土的測溫和養護

為掌握大體積砼內部溫升和溫降的變化規律，及時做好對砼養護和砼裂縫的控制工作，需對砼表面及砼內部溫度進行監測。

（1）測溫采用電子測溫法，即在砼中預埋測溫探頭，每個測點分上、中、下三點埋設，測溫時用測溫儀分別測上、中、下三點溫度.

（2）測溫應在每塊混凝土澆筑完后即開始，測溫時間不應小于14d。其時間間隔如下：前3d每1h測溫一次，4~7d后每2h測溫一次，8~14d每4h測溫一次。測溫過程中如發現溫差超過25°C 時，應立即采取有效措施，如覆蓋保溫層等。如測溫結果與標準偏差較大，應繼續測溫、監控，測溫成果應及時報送監理與業主。

（3）測溫工作應指派專人負責，24h連續測溫，尤其是夜間當班的測溫人員，更要認真負責，因為溫差峰值往往出現在夜間。測溫結果應填入測溫記錄表，

（4）每次測溫結束后，應立刻整理、分析測溫結果并給出結論，混凝土內外溫差應控制在25℃之內（詳熱工計算）。在測溫過程中，溫差>25℃及時采取措施。

大體積混凝土內外溫差的控制是防止混凝土產生裂縫的重要手段，混凝土搓平壓實后立即覆蓋兩層塑料薄膜和一層保溫草袋，塑料薄膜的覆蓋應保證相鄰兩幅之間至少有150mm的搭接，以確保將混凝土表面蓋嚴，減少水分的過早散失，以利進行保溫保濕養護，柱頭及墻板斷面內部、底板（包括后澆帶）側面均采用單層保溫草袋進行保溫保濕養護，混凝土養護期不得少于14d。混凝土養護過程中應特別注意加強信息管理，根據測溫結果隨時調整養護措施與方案，確保混凝土養護措施調整與測溫工作在信息勾通上做到暢通無阻，以測溫指導養護。另外混凝土養護過程中如遇突然降溫、下雨、大風等特殊情況，應及時采取措施調整養護方案，確保混凝土內外溫差不超過25℃。養護過程中混凝土表面如需上人操作時，應在草袋上鋪設腳手板，防止成品混凝土表面被踩踏破壞。當砼內外溫差低于20℃時，可逐步拆除保溫材料，但在拆除過程中應隨時注意觀測砼內外溫差的變化，發現異常及時處理。

5.2 地下室外墻混凝土的養護

地下室外墻混凝土易出現收縮裂縫，除在配合比選定上采取積極的預防措施，在施工中采取外側加密橫向鋼筋、嚴格控制坍落度等措施外，后期的養護也至關重要。本工程采取以下措施：

長期的帶模養護：由于采用木模，故保持模板的完全濕潤可以使得混凝土內部拌合水的水化過程中，保持濕潤環境，補充水源。澆水養護基本上采取連續循環的方式，澆水面為外墻的內外側面。在混凝土獲得一定強度后，松開對銷螺栓，使得模板與混凝土界面可以蓄水，帶模養護，規定20d拆模。

繼續養護：模板拆除后，繼續對外墻混凝土澆水養護。

6.幾點體會

某大樓地下室工程完成后，基礎大體積混凝土表面和外墻混凝土表面均無明顯裂縫出現，達到了預期目的。

1. 泵送商品混凝土施工的地下室外墻易出現收縮裂縫，但只要措施得當，還是可以避免或得以控制的。關鍵在于：(a)在保證混凝土強度的前提下，盡可能降低每m３混凝土的水泥用量。(b)盡可能將墻板的水平鋼筋置于混凝土外側，控制混凝土保護層厚度不得超厚，水平鋼筋的間距盡可能小于150mm。(c)嚴格控制混凝土坍落度，絕不允許現場加水。(d)建議盡可能延長拆模時間，澆水養護時間應大于30d。

2. 基礎大體積混凝土施工控制表面溫度裂縫的產生，首先應從選定混凝土配合比入手。只要對摻合料、緩凝減水劑等選擇合適，通過試配完全可以大大降低每m３混凝土的水泥用量，降低混凝土的最高絕熱溫升，從根本上解決升溫階段的裂縫產生。

3. 摻加高性能磨細礦粉能有效地降低每m３混凝土的水泥用量，其性能優于粉煤灰。

4. 對基礎大體積混凝土而言，養護措施極為重要，應根據施工時的氣溫、測溫情況，采取相應的養護方法。布置合理的測溫手段是必不可少的，可以為養護提供調整依據。

5.摻加高效微膨脹劑對混凝土能起到補償收縮作用，可有效地提高混凝土的抗裂縫抗滲能力。