地下室大體積混凝土的施工技術

摘要：本文從原材料選擇與配合比的確定、混凝土溫控措施及施工過程中的控制措施三個方面探討了地下室大體積混凝土的施工技術。

關鍵詞：大體積混凝土；地下室；施工技術

大體積混凝土是指體量很大，其結構實體最小尺寸超過1m，或者最小實體尺寸雖不超過1m，但預計會因混凝土水化熱和收縮而產生有害裂縫的混凝土。混凝土澆筑后，水泥在凝結過程中會散發大量水化熱，使混凝土體積膨脹，達到最高溫度以后溫度開始下降，這時又將發生體積收縮。由于受到地基巖土層的約束，體積膨脹時產生壓應力，體積收縮時受到拉應力；同時在這個過程中，混凝土內部與表面、表面與大氣環境之間都存在溫度差，內、外部混凝土之間的相互約束也會形成應力。其中最危險的是拉應力，超過混凝土極限抗拉強度就會產生裂縫。裂縫尤其是貫穿性裂縫將引起地下結構滲漏，鋼筋受到水的侵蝕會生銹、強度下降，由此引起地下結構壽命縮短[1]。

1 原材料選擇與配合比的確定

1.1 原材料選擇

對于大體積混凝土，選擇好原材料是溫控和防裂措施的第一步，應選擇水化熱低、保水性好、泌水小、干縮率低的水泥，并且要進行水化熱和凝結時間的測試，同時還要兼顧防水、抗滲要求[2]。粗骨料應選用級配良好、孔隙率低的碎石或卵石。細骨料宜采用中砂，并且限制含泥量。可以摻加優質粉煤灰、礦渣粉等礦物摻合料。按照《大體積混凝土施工規范》（GB 50496-2009）第4.2.1條規定，水泥3d水化熱應≯240kJ/kg，7d水化熱應≯270kJ/kg；混凝土中的鋁酸三鈣≯8%。

1.2 配合比確定

大體積混凝土配合比應按照《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ 55-2011）及GB 50496-2009第4.3節的規定進行設計，并應遵循經濟性、耐久性、可泵性的原則。水膠比一般不宜大于0.55，用水量不宜大于175 kg/m3。膠凝材料總量不宜少于300kg/m3。應摻入粉煤灰，但摻量不宜超過膠凝材料總量的40%。在滿足強度與和易性前提下，可適當增加砂率。坍落度較適宜控制在120～160mm [3]。在確定混凝土配合比后，必須經過試配，并檢測相關物理性能，除強度以外凝結時間、坍落度、泌水試驗等結果對于施工控制也有重要價值。

2混凝土溫控措施

2.1 溫度裂縫的預控

對于大體積混凝土來說，體積變形是裂縫產生的主要原因，而體積變形又是因溫差而引起，由于混凝土導熱系數較低，傳熱較慢，各部位的溫差是比較顯著的，為了對溫度裂縫進行預控，簡便易行的方法是進行熱工計算，當然，有條件的再進行有限元仿真效果就更好了。一般可依據GB 50496-2009附錄B規定的方法進行計算，即對施工階段混凝土澆筑體的溫度、溫度應力、收縮應力進行試算，以此作為確定混凝土澆筑體在施工階段的溫升峰值、里外溫差、降溫速率等控制指標的依據。

2.2 溫度控制措施

一般情況下，混凝土澆筑體入模溫度應≯25℃，這要求對原材料溫度、水溫等進行控制，同時確保混凝土在運輸、泵送過程中溫度不會升高。其他溫控指標如下：混凝土澆筑體內外溫差≯25℃；混凝土澆筑體表面溫度與大氣環境溫差≯20℃；混凝土澆筑體降溫時的速率≯2.0℃/d。當不滿足上述溫控指標時，應采取內部冷卻和外部保溫的做法。內部冷卻是指在混凝土內部預埋水管通循環水冷卻，冷卻水管的管徑、布置形式（如間距、進出口位置等）等可以通過計算確定，而在實施降溫時還可通過入水溫度、流量控制降溫速率和溫差。外部保溫一般是覆蓋保溫材料，先覆蓋一層塑料薄膜，再蓋草墊或泡沫塑料板。保溫層的厚度可按GB 50496-2009附錄C規定的方法進行計算。通常混凝土里表溫差高峰出現在澆筑后的2～4d，混凝土表面溫度與大氣溫度溫差高峰出現在澆筑后的2～7d.，所以需要提前做好養護計劃。混凝土各部位溫度的測定，一般采用預埋熱電偶溫度計的方法，常采用銅-康銅熱電偶，應按照混凝土構造尺寸選擇有代表性的部位，例如水平方向在對角線上設點，垂直方向可分別選擇表面、中間、底部設點。需要注意的是熱電偶溫度計必須經過校正以后才能投入使用。

3 施工過程中的控制措施

3.1 澆搗控制

由于大體積混凝土澆筑量大，為了保證澆筑的連續性應對混凝土的生產、運輸、澆筑進行規劃，可按GB 50496-2009附錄A的方法計算需要安排的混凝土攪拌車數量以及混凝土泵的數量。另外，還要考慮交通擁堵的影響，盡量避開交通高峰時段。混凝土澆筑應采用整體分層連續澆筑的方法或“斜面分層，自然流淌”方法，以避免施工冷縫的出現。控制每層澆筑厚度宜為300～500mm。布料時，應相互配合、平齊推進。當布料管口與澆筑面高度超過3m時，應接串筒送料，避免混凝土出現離析、分層現象。兩層混凝土的澆筑時間差，在扣除混凝土罐裝、運輸及現場等待時間以后，必須小于混凝土的初凝時間，否則應留設施工縫。合理布置振搗器，保證各部分混凝土都能得到充分的振實，如采用斜面分層法澆筑，在自然斜坡上可分卸料點、坡中、坡腳安排3道振棒。振動棒的插入間距可取400～500mm，插點必須均勻排列，每次振搗時間控制在15～30s。振搗時，應快插慢拔，保證振搗質量。在兩層混凝土之間應進行二次振搗，第二次振搗的時間應在下層混凝土初凝時間之前，此時將振棒插入下層混凝土振動拔出后，孔洞能夠立即被周圍的混凝土填平。澆筑順序應從低到高，如電梯井坑、集水坑這些部位應該先澆筑。

3.2 泌水與表面處理

大體積混凝土在澆搗過程中，會有游離水泌出并流到坡腳、坑底，所以基坑邊應設置集水坑，并隨時用小潛水泵將過濾后的水排出坑外。同時，在混凝土初凝前，要對面層混凝土的水泥漿用刮尺和木抹子抹平，可提高表面密實度，減少表面龜裂現象。終凝前，再次對混凝土表面進行抹壓，一共抹壓3遍，最后一次務必在混凝土終凝前（終凝后指壓不出痕）。

3.3 施工縫處理

施工縫是地下結構的薄弱環節，處理不當很容易成為滲漏通道。目前，常用的處理方法是在施工縫上設置鋼板止水帶。混凝土澆筑時，應確保止水帶位置的準確性。混凝土收平后，應采用棉紗擦凈止水帶上灰漿。在下一次混凝土澆筑前，必須清除施工縫處的浮漿、松動石子及軟弱混凝土層，澆筑時先在此處鋪一層與混凝土配比相同的薄層砂漿。

3.4 混凝土養護

混凝土初凝后，就應覆蓋塑料薄膜進行養護，終凝后再覆蓋保溫層。覆蓋薄膜必須覆蓋嚴密，尤其注意搭接處不能漏風。如果薄膜蓋的嚴實，原則上可以不用灑水養護。

3.5 后澆帶處理

對于沉降后澆帶，應在主體結構完成并達到沉降穩定后，采用比主體結構混凝土強度高一級的早強補償收縮細石混凝土澆筑并搗實。對于伸縮后澆帶，應在兩側混凝土完工2個月后，采用強度高一級的早強補償收縮細石混凝土澆筑并搗實。

4 結束語

對于地下室來說，底板、墻板都可能產生裂縫，地下室表面、預埋件部位、管道部分是滲漏的重點部位。由于地下結構施工環境的復雜性，如何在施工階段進行有效的溫控和防裂，是大體積混凝土施工技術的關鍵。

參考文獻：

[1] 劉山林.談地下室大體積混凝土工程施工防裂防滲漏技術措施[J].工程建設與設計，2013（10）：101-103.

[2] 余景良，楊冬.某工程地下室高厚筏基底板混凝土一次成型施工技術探討[J].科學技術與工程，2014，14（13）：278-281.

[3] 徐國賓.大體積混凝土在地下室承臺工程中的應用研究[J].福建建材，2014（8）：29-31.

作者簡介：

趙駿文，男（1987.6～），海南省瓊中縣人，主要從事建筑工程技術與管理的相關工作。