淺談基礎大體積混凝土施工技術

李志慧

摘 要：隨著我國經濟的發展，我國的城市建設進一步加快，工程建設規模也越來越大型化、復雜化，對地基基礎要求越來越高。建筑物的基礎對整個建筑的安全起到決定性作用，一旦基礎出現問題將會影響整個建筑物的使用安全。大型建筑基礎由簡單的防水板到梁板式筏形基礎、箱形基礎形式多種多樣，高層混凝土基礎一般體積較大，基礎質量直接影響結構安全性。因此，基礎大體積混凝土澆筑體系已經成為施工實踐過程所必須面對的一個重要問題，大體積混凝土施工技術應用的研究具有十分重要的意義。

關鍵詞：基礎;大體積混凝土;澆筑;筏板某工程大體積混凝土概況

中圖分類號：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）04-0021-03

0 引言

某工程建筑面積為63 625.76 ㎡，其中地上建筑面積50 806.30 ㎡，地下建筑面積12 819.46 ㎡;地下一層為車庫，主樓地上二十三層，裙房二層，建筑高度為99.60 m;結構形式為框—筒結構和框架結構，是當地最高建筑。其中主樓基礎為變厚度筏板基礎，主樓核心區外筏板混凝土厚度為1 700 mm（筏板面積：2 563 ㎡），核心筒處筏板厚度為2 800 mm（面積：579 ㎡）;混凝土用量約6 000 m3。主樓筏板防水混凝土強度等級為C40，抗滲等級為P6。主樓基礎筏板屬大體積混凝土底板，確保大體積混凝土的施工質量關鍵是解決混凝土的裂縫問題。大體積混凝土裂縫主要分為溫度裂縫、收縮裂縫、干縮裂縫和施工冷縫。本工程通過采用控制降低水化熱、控制溫降、控制大體積混凝土內外溫差、保濕等一系列技術措施控制混凝土裂縫的產生。為了把大體積混凝土施工過程中水泥水化熱、溫降速度、內外溫差控制在允許范圍內，同時控制施工成本，通過項目技術部研究從混凝土的施工全過程來解決混凝土裂縫的問題，即從采用低水化熱水泥、優化配合比設計、混凝土攪拌、運輸、澆筑以及澆筑完成后的保溫保濕養護等方面采取措施，從而控制大體積混凝土的溫度減少混凝土裂縫。

1 施工部署

1.1 平面布置及混凝土澆筑順序

本工程主樓基礎筏板尺寸為53.9 m×47.75 m（長×寬），中間核心區尺寸為24.7 m×21.4 m（長×寬）。主樓基礎筏板大體積混凝土澆筑施工時，宜沿長邊方向自一端向另一端進行，即由西向東進行澆筑;因本工程主樓筏板中間核心區厚度為2 800 mm，中心區外圍筏板厚度為1 700 mm，筏板中間核心區為方形坑;因此施工時，安排兩臺汽車泵、一臺地泵及三個溜槽（根據實際情況能采用溜槽盡量采用溜槽進行澆筑）同時進行澆筑。

1.2 工藝流程

攪拌混凝土→混凝土運輸→混凝土布料→混凝土澆筑→混凝土表面處理→混凝土保溫保濕養護→測溫→停止保溫保濕養護。

2 混凝土澆筑

2.1 大體積混凝土澆筑方法

選擇“一個坡度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的大斜面分層踏步式推進（推移式連續澆筑）的澆筑法，斜面分層厚度為 400 mm。施工面相對穩定，泵送設施不需反復裝拆和變位等優點，保證上、下層澆筑間隔不超過初凝時間。斜面的坡度不應大于新澆筑混凝土自然流淌的坡度，對一般混凝土控制其不大于 1/3，對泵送混凝土坡度按1/10～ 1/6進行控制。

每個澆筑點設置四臺振搗棒，坡頂、坡中、坡地各設置一臺振搗棒，預留一臺作為機動使用，避免局部漏振。大體積混凝土澆筑后約三個小時后初凝前進行二次振搗保證混凝土振搗密實，最后采用刮尺刮平收面。

2.2 泌水處理

根據混凝土的和易性及流動性大體積混凝土施工易選澤分層澆筑，由于一般大體積混凝土澆筑體量比較大，造成上下層施工的間隔時間較長，在布料和振搗過程中上涌的泌水和浮漿易順著混凝土坡面流到坑底[1]。為此，在墊層施工時在橫向做2 cm找坡，在結構四周的側模的底部設置排水孔，使混凝土澆筑過程中產生的泌水及時從預留排水孔及時排除。在混凝土布料時保持中間的混凝土高于四周的混凝土，振搗完成后產生的泌水能及時排出。混凝土澆筑完成后所產生的泌水排除干凈后，對混凝土再次進行收面處理，減少因泌水產生的裂縫。

2.3 混凝土收面

①處理程序：由于大體積混凝土比較厚，混凝土澆筑時易產生粗骨料下沉造成表面水泥漿比較厚，混凝土振搗完成后初凝前對混凝土表面進行收面處理，采用刮杠、刮尺刮平，并用木抹子收面拉毛，可使上部骨料均勻沉降，提高混凝土面層的密實度，減少因塑性收縮變形而產生的混凝土龜裂，同時也可減少混凝土面層的水分流失，減少收縮裂縫，促進混凝土保濕養護。在混凝土終凝前再次對混凝土面層進行搓壓，要求搓壓不得少于兩遍，當混凝土表面強度達到用手指能按出手印且用力壓不沒過手掌程度時（即手壓法），進行最后一遍抹面處理。

②混凝土表面因施工產生的泌水應及時排除。

③混凝土收面后及時采取養護措施，避免因混凝土養護不到位產生的裂縫。

④混凝土強度未達到1.2 MPa前嚴禁一切擾動混凝土、鋼筋、模板的施工行為。

2.4 混凝土保溫保濕養護

①對大體積混凝土進行保溫降低混凝土體表溫差，防止因體表溫差過大造成混凝土內部和外部因熱脹而產生表面裂縫和貫穿性裂縫;防止混凝土因表面水分流失過快而產生表面干縮裂縫，再者給混凝土表面提供一定水分促進表面水泥水化順利進行，從而提高混凝土的強度減少表面裂縫。混凝土的養護是一項十分關鍵的工序，各工程在澆筑混凝土前應密切關注澆筑期間的天氣情況，根據澆筑時的天氣情況采相應的保溫保濕的措施，混凝土澆筑后及時測量混凝土表面和內部溫度，混凝土的溫差必須在25℃范圍內，根據測溫結果及時調整巖棉被的覆蓋厚度。

②一般大體積混凝土采用保溫、保濕的養護方法，在混凝土澆筑完成且收面后，表面泛白前覆蓋塑料布及巖棉被、澆水，保證塑料布內外濕潤。

③新澆筑的完畢后12 h對混凝土表面進行覆蓋布及保溫被。塑料布及保溫被要全面覆蓋不留死角，塑料布及保溫被每幅之間搭接寬度不少于10 cm，以減少水分的散發，并持續養護14 d以上。

④特殊部位的保溫保濕養護：墻柱插筋、水電預留預埋之間由于空間狹小保溫保濕措施不易全面覆蓋，可根據實際情況將塑料布及保溫被進行切割裁剪后再進行覆蓋，確保不易養護的薄弱環部位的保溫工作不出現漏洞。

⑤在養護過程中，如果發現混凝土覆蓋不到位，混凝土表面泛白或出現干縮細小裂縫時，要及時進行澆水并重新對混凝土進行覆蓋，必要時可聯系設計采取其他措施進行補強。

⑥根據大體積混凝土施工規范要求內部與表面溫差不得大于于25℃，表面溫度與大氣溫差不能大于25℃，混凝土在養護的同時及時進行測溫，根據當時的大氣溫度、混凝土內表溫度差和降溫速率，及時調整混泥土的保溫保濕措施。

⑦在基礎養護時，對集水坑及電梯坑采用蓄水養護[2]。

3 大體積混凝土監測

一般基礎筏板混凝土一次性澆筑體量及面積都比較大，混凝土硬化時因水泥硬化產生的水化熱比較大又不能及時將熱量散發出去，最終導致混凝土內部產生較大的熱量，因混凝土的截面形狀厚度接觸物體的不同造成混凝土內部因水泥水化熱產生一定的溫差，若不能將混凝土的溫差控制在25℃以內，會造成導致混凝土因不同熱脹變形產生溫度裂縫。

溫度監測點的布置：根據本工程的特殊性，每個豎向位置應沿澆注體高度，在底層、中層和表層分別布置一個測溫點，共三個。其中，底層（表層）測溫點布置在距底層（表層）40～80 mm范圍內，中層測溫點布置在澆注體高度正中。

測溫制度：在混凝土完前3 d每4 h測一次，混凝土澆筑完成4～7 d時每8 h測量一次，混凝土澆筑完7 d測溫工作每12 h一次。測溫前需要經過專門培訓，保證測溫的準確性，測溫記錄及時上報技術負責人，技術負責人根據測溫結果及時調整保溫保濕，作為混凝土施工質量控制的依據。

溫度監測的措施：本工程采用熱電阻測溫探頭，測溫探頭的誤差應不大于0.3℃（25℃環境下）;測溫范圍-30～150℃;測溫元件接頭嚴格按照測溫點布置圖布置，固定牢固，并與周圍的鋼筋等金屬進行絕緣處理。澆筑完成后14 d測溫結果將測量結果進行匯總整理，繪制大體積混凝土溫度監測圖。

4 減少大體積混凝土的裂縫措施及施工質量的保證措施

4.1 減少大體積混凝土裂縫的措施

4.1.1 科學的混凝土配合比設計

為了減少大體積混凝土的溫度裂縫，優化混你凝土的配合比，增加粉煤灰等摻合料的用量降低水泥用量，從而減少水泥水化熱。對于大體積混凝土，底板厚度已遠遠超出常規，為降低混凝土的水化熱，解決大體積混凝土的溫升及抗裂問題，首先確定合理的混凝土配合比。

咨詢行業內專家，并召開混凝土配合比確定會議，通過計算、試配等措施選擇最優配合比。在保證混凝土終凝強度，減緩混凝土硬化速度可采取標養60 d齡期的試塊對混凝土進行評定。

4.1.2 優選材料

①水泥：混凝土的溫升取決于混凝土中水泥水化熱的大小，水泥品種、細度及水泥中礦物成分決定水泥的水化熱大小，根據設計要求本工程采用普通硅酸鹽水泥配制大體積混凝土。混凝土水灰比不大于0.5，內摻UEA型膨脹劑，摻入量（取代水泥率）為12%，要求膨脹率為0.03%。為減少溫度裂縫，在滿足混凝土終凝強度的前提下通過增加粉煤灰等用量而降低水泥用量，減少水泥水化熱從而可減少混凝土的凝結、收縮、泌水及干縮現象，降低混凝土的溫升速度。

②摻合料：粉煤灰是一種人工火山灰質材料，作為混凝土膠凝材料的一部分要求粉煤灰必須具有一定的火山灰活性，需要摻入適量的粉煤灰。因為粉煤灰可以提高混凝土的后期強度，增加混凝土的密實度，在混凝土中摻加粉煤灰，可以顯著地推遲和減少發熱量，可以降低混凝土溫升值20%～25%。摻入適量的粉煤灰能改善混凝土的和易性和流動性，延長凝結時間，能滿足大體積混凝土的施工要求。綜合分析后本工程粉煤灰采用一級粉煤灰，用量宜為膠凝材料總量的20%～30%。

③添加劑：添加適量的高效SF泵送劑，在保持混凝土強度、和易性、流動性的前提下減少拌合用水量（23%左右），從而達到推遲混凝土的初凝時間2～3 h，減緩水泥水化熱速度，延長混凝土的升溫期從而減少混凝土表面出現裂縫的效果。

④骨料：粗骨料（石子）優先采用中砂的沖洗用水和混凝土拌合用水采用自來水（飲用水）。

4.2 技術措施

因主樓筏板基礎大體積混凝土體量較大（約6 000 m3），混凝土澆筑完成后，加強混凝土的保溫養護及溫度控制;采取溫度監測措施，隨時根據溫度測量結果調整混凝土的溫控措施（增減巖棉被及灑水）。

4.2.1 降低混凝土的入模溫度

根據當時澆筑混凝土的大氣溫度，進過混凝土的熱工計算后，混凝土的入模溫度必須控制在15℃以內。

4.2.2 降低混凝土的溫升速度

大體積混凝土采取分層澆筑養護。采取溫度監測措施，隨時根據溫度測量結果調整混凝土的溫控措施（增減巖棉被及灑水）。

4.2.3 根據混凝土的溫度監測措施

內外溫差值超過25℃且表面溫度與大氣溫度相差較小說明混凝土散熱過快，需要增加保溫層厚度降低散熱，減少裂縫;如果混凝土溫差超過25℃，說明混凝土散熱過慢，需要減少保溫層加快散熱，減少混凝土表面溫度裂縫。

5 結語

在本項目的施工過程中從混凝土澆筑到保溫保濕養護完成，最終基礎底板未發生質量問題。本次大體積混凝土澆筑中共采用了三種混凝土澆筑方式即：汽車泵澆筑、地泵澆筑、溜槽澆筑。其中溜槽澆筑受現場實際情況限制因素較多，搭設比較困難，搭設完成后需要挪動比較困難，但是溜槽澆筑混凝土是最快最經濟的澆筑方式。地泵澆筑較慢，靈活性一般，汽車泵澆筑混凝土比較靈活可以及時進行調整位置，但成本較高。綜合本項目施工經驗，澆筑大體積混凝土時要綜合考慮采取多種澆筑方式，相互配合可以有效解決施工中易產生冷縫的問題，也可使混凝土順利完成澆筑。

結合工程實際，本工程采用了獨特的“雙層塑料薄膜+巖棉被”的保溫保濕養護工藝，形成了一套完整的超厚大體積混凝土施工流程。施工工藝過程及意外處置，對施工工藝進行詳細研究，針對施工過程中的意外情況，提出具體的解決方案，保證施工質量[3]。

參考文獻

[1] 中國建筑股份有限公司.建筑施工手冊（第五版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2] 李繼業，劉福臣.建筑施工質量問題與防治措施[M].北京：中國建材工業出版社，2013：26-28.

[3] 王鐵夢.王鐵夢教授談控制混凝土工程收縮裂縫的18個主要因素[J].混凝土，2003（11）：65.