高層建筑大體積混凝土施工管理分析

周泉龍

【摘要】本文通過結合高壓走廊宅基地置換項目工程實例，對基礎底板大體積混凝土施工過程中出現(xiàn)的質量問題進行分析，最后并提出相應的控制管理措施，以期對提高大體積混凝土的施工質量提供參考。

【關鍵詞】高層建筑；筏板基礎；大體積混凝土；裂縫；管理要點

1工程概況

菊園高壓走廊宅基地置換項目工程位于上海市嘉定區(qū)，劉家河以東，唐家浜路以南，岳普路以西。整個工程由1#樓和2#樓各26層、3#樓18層、4#樓24層、商業(yè)S1#樓和S2#樓3層，局部1層、2層及地下車庫、門衛(wèi)、變電站、垃圾站組成，總建筑面積為68133m2。

基礎形式為筏板基礎，1#樓、2#樓、4#樓筏板面厚度分為800，地下室外墻厚度為350MM；3#樓筏板面厚度分為650，地下室外墻厚度為300MM。車庫筏板面厚度為400，地下室外墻厚度為350；地下室外墻及底板砼強度等級為C35，抗?jié)B為P6。商業(yè)S1#樓為梁板基礎+承臺基礎，底板厚度400，地下室外墻厚度為250MM，地下室外墻及底板砼強度C30，抗?jié)B為P6。S2#樓為承臺基礎，承臺砼強度為C30。

2筏板基礎裂縫產(chǎn)生原因

2.1溫度裂縫

目前，溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由水化熱引起的內(nèi)外溫差造成的。混凝土澆筑初期，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土的體積較大，混凝土又是熱的不良導體，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結初期，在混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應力（實踐證明當混凝土本身溫差達到25℃～26℃時，混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在10Mpa左右的拉應力）。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。

2.2干縮裂縫

干縮裂縫是指混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或混凝土澆筑完畢后一周左右，在干燥的環(huán)境下，混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同導致變形不同而產(chǎn)生的裂縫。這種收縮是不可逆的。

3預防裂縫的產(chǎn)生措施

由以上分析可知，材料型裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產(chǎn)生，就要最大限度的降低溫差和減少混凝土的收縮，在材料選擇和技術措施等環(huán)節(jié)要做好充分準備工作，以保證大體積混凝土順利施工。

3.1混凝土材料選擇

從原材料質量著手，預防大體積及超長結構混凝土產(chǎn)生裂縫。

3.1.1水泥

考慮普通水泥水化熱較高，特別是應用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，在混凝土內(nèi)部溫度過高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差。為降低水化熱，減小溫差，要盡量采取早期水化熱低的水泥。

主要考慮抗裂性能好、兼顧低熱和高強兩方面的要求，一般采用低熱礦渣水泥，中熱硅酸鹽水泥摻入一定量的粉煤灰。另外，由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數(shù)。因此，為了降低水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。同時，在不影響水泥活性的情況下，盡量使水泥的細度適當減小，以減小水化熱的放熱速率。

3.2.2砂

選用質地堅硬、級配良好的B類低堿活性天然中砂，其含泥量應控制在2.5%以內(nèi)。細度模數(shù)為2.5～3.2。

3.2.3石子

粒徑5～25mm的低堿自然連續(xù)級配碎石或卵石，應具有較好的和易性、較少的用水量以及較高的抗壓強度。含泥量應控制在1.0%以內(nèi)，針狀和片狀顆粒含量不大于10%。

3.2.4混凝土外加劑

選用符合《混凝土外加劑質量標準》，符合設計要求及有關規(guī)定，并選用綠色環(huán)保型的、無污染、無毒害等并經(jīng)權威機構檢測的合格產(chǎn)品。

加入外加劑后能減小混凝土收縮開裂的機會。減水劑的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量。緩凝劑的作用一是延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時間，由于混凝土的強度會隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值出現(xiàn)時，混凝土強度也增大了，從而減小裂縫出現(xiàn)的機率；二是改善和易性，減少運輸過程中的塌落度損失。引氣劑在混凝土的應用對改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。

4大體積混凝土施工管理要點

辦公樓地下車庫底板厚1000mm，面積也大；承臺厚有1000mm、1600mm、1800mm、2000mm、2200mm等厚度尺寸，屬大體積混凝土；必須采取措施防止混凝土裂縫（特別是貫通裂縫）的產(chǎn)生。

4.1施工工藝流程

泵車試運轉→攪拌站供貨→核實混凝土配合比、開盤鑒定→混凝土運輸單→檢查混凝土質量、坍落度→輸送與混凝土同配合比的砂漿潤滑輸送管內(nèi)壁→輸送混凝土→分層澆筑→振搗→抹面→掃除浮漿、排出泌水→養(yǎng)護→測溫→成品保護。

4.2施工方案的選擇

澆筑時所有泵車到位，各負其責，以同一坡度（1：6～1：10），薄層澆筑，循序推進。采用斜面分層推進，一次從底到頂，即采用自然流淌形成斜坡的澆筑方法，能較好地適應泵送工藝，減少混凝土輸送管道拆除、沖洗和接長的次數(shù)，提高混凝土泵送效率，保證上下層接縫。

泵送開始時，泵管內(nèi)的水及稀砂漿泵入吊斗內(nèi)吊至坑上處理，其余減石砂漿由端部軟管均勻分布在澆筑工作面上，防止過厚砂漿堆積。利用泵管在底板上皮鋼筋的表面直接布料，在保證混凝土不出現(xiàn)冷縫的前提下，利用軟管左右移動，作扇形狀散布混凝土，盡量使入?；炷辽⒉济娣e大以增加散熱與熱量交換。

在澆筑過程中正確控制間歇時間，上層混凝土應在下層混凝土初凝之前澆筑完畢，并在振搗上層混凝土時，振搗棒插入下層混凝土5cm，使上下層混凝土之間更好地結合。

4.3施工前期準備工作

4.3.1混凝土澆搗前做好各級施工人員技術交底工作，做到人人心中有數(shù)，嚴格按照操作規(guī)程及規(guī)范要求施工。

4.3.2固定在模板上的預埋件、預留洞及安裝用預埋套管均不得遺漏，安裝必須牢固，位置準確。

4.3.3嚴格做好鋼筋（包括插鐵）、模板、預埋件、預留洞等技術復核及隱蔽驗收工作，各種資料收集齊全。

4.3.4混凝土澆搗前，項目部配合現(xiàn)場監(jiān)理進行檢查驗收各檢查項目無遺漏，且質量均符合規(guī)范要求；隱蔽驗收單須經(jīng)監(jiān)理簽字認可，并簽署澆搗令后方可正式開始澆搗混凝土。

4.3.5模板內(nèi)木屑、垃圾等雜物及鋼筋上的油污必須清理干凈，對模板內(nèi)的縫隙和孔洞應予堵嚴。

4.3.6對于混凝土施工縫必須處理好，應清除垃圾、水泥薄膜、表面上松動的砂石和軟弱混凝土層，用水沖洗干凈并充分濕潤，殘留在混凝土表面的積水應予以清除。

4.3.7混凝土面標高應嚴格控制，在澆搗混凝土前用Φ12鋼筋與平臺面鋼筋焊牢（設在有撐腳處），間距約為@3000，刷上紅漆標志，有柱處利用柱主筋。

4.4混凝土振搗

混凝土拌和料在攪拌、澆筑入模后，必須振動搗固，密實成型。澆筑時，每條泵管配備足夠的振搗棒。使混凝土自然緩慢流動，然后全面振搗。根據(jù)混凝土泵送時自然形成的坡度，在每個澆筑帶的前后布置兩道振動棒。第一道布置在混凝土卸料點，解決上部混凝土的振實，第二道布置在混凝土坡角處，解決下部混凝土的密實，隨著混凝土澆筑工作的向前推進，振動棒相應跟上，保證整個高度混凝土的質量。

混凝土澆筑應分層振搗，每次澆筑的高度不應超過振動棒長度的1.25倍，即不得超過500mm。在澆筑過程中應使用尺竿進行配合，保證振搗棒插入深度。為保證上下層混凝土能結合成整體，在進行上層振搗時，應插入下層不少于50～100mm，并在下一層混凝土初凝前，將上層混凝土振搗完畢?？稍谡駬v棒距端部550mm處綁紅橡皮筋作為深度標記。

振搗時間以混凝土表面水平、不再出現(xiàn)下沉、不出氣泡、表面出現(xiàn)灰漿為準。一般每點振搗20～30s即可。嚴禁欠振或過振，以免造成混凝土振搗不實或離析。防止先將表面混凝土振實而與下層混凝土發(fā)生分層、離析現(xiàn)象。

4.5混凝土的拆模

一是控制拆模時間?；炷猎趯嶋H溫度養(yǎng)護的條件下，強度達到設計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內(nèi)，預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模；二是表面隔熱保護。

混凝土澆筑后，由于內(nèi)部較表面散熱快，會形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應力，這種拉應力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強度而產(chǎn)生裂縫。但是，如果此時受到冷空氣的襲擊，或者過分通風散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導致裂縫的產(chǎn)生，所以，在混凝土拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護，防止表面降溫過大，引起裂縫。

4.6混凝土澆筑后的溫度監(jiān)測及養(yǎng)護

4.6.1大體積混凝土的測溫

在混凝土澆筑前，應每隔6～8m布設測溫點，每一個測溫點用鋼管進行預留，并與鋼筋焊接牢固，分別設置從混凝土表面向下100mm和混凝土板底、中間。混凝土澆筑3d內(nèi)，每2h進行一次系統(tǒng)測溫；3d后，每4h測溫一次。

本工程底板混凝土澆搗后，為及時了解混凝土內(nèi)外溫差情況，對底板混凝土養(yǎng)護期間內(nèi)的溫度進行跟蹤監(jiān)測，確保混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃左右。當大氣溫度較高時，在確保其內(nèi)外溫差小于25℃的前提下，于氣溫較高時掀開覆蓋層散熱。氣溫開始下降時，再及時進行覆蓋。在已澆筑的混凝土強度未達到1.2N/mm2以前，不得在其上踩踏及堆放材料。

4.6.2大體積混凝土的養(yǎng)護

為了確保新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫，混凝土澆筑完畢后，在12h內(nèi)加以覆蓋并澆水養(yǎng)護，以保持混凝土表面濕潤。

底板大體積混凝土采用覆蓋養(yǎng)護方法，在混凝土面上覆蓋一層塑料薄膜，在塑料薄膜上再加上一層阻燃草簾被。然后再用塑料薄膜把混凝土全部嚴密覆蓋起來，四周用砂袋或其他重物壓住，防止被風吹開，影響?zhàn)B護效果。養(yǎng)護時要保持薄膜內(nèi)有凝結水，若塑料薄膜內(nèi)無凝結水，則要及時進行灑水，保證混凝土在不失水的情況下得到充足的養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護時間不得少于14d。

在混凝土強度未達到1.2MPa前，不得上人和安裝模板、支架。對邊緣、棱角部位的保溫厚度增加到棉層部位的2倍，加強保溫養(yǎng)護。為保證混凝土內(nèi)部與混凝土表面溫差小于25℃，以及表面溫度與大氣溫度之差小于25℃，采取塑料薄膜和保溫被覆蓋養(yǎng)護的同時，還要根據(jù)實際訊息工期時的氣候、測溫情況、混凝土內(nèi)表溫差和降溫速率，通過熱工計算來隨時調(diào)整養(yǎng)護措施。

在養(yǎng)護過程中，如發(fā)現(xiàn)遮蓋不好，表面泛白或出現(xiàn)干縮細小裂縫時，要立即仔細加以覆蓋，加強養(yǎng)護工作并采取措施加以補救。保溫層在混凝土達到砼強度標準值的30%后、內(nèi)外溫差及表面與大氣最低溫差均小于25℃時，方可拆除。保溫的拆除應分層逐步進行。

5結語

地下室筏板基礎大體積混凝土施工管理是一項復雜系統(tǒng)工程。要從材料選擇，施工技術和維護方面進行嚴格控制，通過不斷的在實踐中不斷總結和分析，地下大體積混凝土的質量問題是可以避免的。

參考文獻：

[1]《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50204-2002（2011版）

[2]康維.淺談混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及處理[J].中國科技財富.2011（03）