淺議地下室混凝土施工技術

本工程在地下室施工過程中，所使用的混凝土為商品砼，商品砼除了必須滿足強度、整體性和耐久性要求外，還應滿足現(xiàn)場實際施工的要求。由于商品砼在施工中應滿足從預拌站到工地施工現(xiàn)場的運輸和現(xiàn)場泵送澆筑的工藝要求，其需要的坍落度比現(xiàn)場自拌混凝土傳統(tǒng)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(xiàn)和開展，顯得非常重要。本文就筆者參與并取得良好抗?jié)B效果的融悅華庭工程談幾點體會。

該項目為群體工程，層高為22層～30層不等，其中地下室兩層。地下室面積大，層高高、跨度大、結構復雜、底板厚度厚、后澆帶多等特點，經過筆者與同事們共同努力，精心組織、施工，尤其注意了混凝土配合比的選定、澆筑方法及養(yǎng)護，取得了良好效果。

一、裂縫產生的原因

在地下室結構中，鋼筋混凝土構件是帶裂縫工作的，更確切地說，混凝土在凝結硬化過程中就有微小裂縫存在。這是因為混凝土中的水泥石和骨料在溫濕度變化條件下產生不均勻的體積變形，而它們又粘結在一起不能自由變形，于是形成相互間的約束應力；一旦此約束應力大于水泥石和骨料間的粘結強度，或水泥石自身的抗拉強度，就產生微裂縫，微裂縫主要有兩種：

（1）沿骨料和水泥石界面的微裂縫顯月牙形，兩端尖細中間寬粗，稱粘結裂縫；

（2）骨料間水泥石中的微裂縫稱水泥石裂縫。

混凝土裂縫是肉眼看不見的，其寬度小于50цm，微裂縫在混凝土中的分布不規(guī)則，也不貫通，故只有微裂縫的混凝土是可以承受一定拉力的，微裂縫對混凝土的承重、防滲漏、防腐蝕等使用功能沒有危害性。然而，混凝土微裂縫的存在及其容易擴展串連和分布不均勻的性質，不僅使混凝土對受拉很敏感，它抗拉強度很低，離散性也大；而且可以認為混凝土的各種破壞，包括受力破壞，以及因施工、材料、環(huán)境因素的破壞，都是裂縫被拉伸的擴展，串連，以致材料失去強度，結構構件失去承載能力的結果。特別是當這種材料微裂縫分布較為集中，本身也較大的，更易產生混凝土的各種破壞，對于大體積的基礎混凝土及抗?jié)B要求較高的外墻混凝土施工就更為明顯。下面就兩種情況進行簡單闡述。

基礎大體積混凝土裂縫產生的原因是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(fā)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(xiàn)收縮裂縫。而地下室外墻混凝土裂縫產生的原因是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(xiàn)收縮裂縫。

在進行混凝土配合比時，我們對原材料的選用很苛刻，如水泥我們對其相對密度、濕度、強度、細度、凝結時間、安定性、等級均要達到國家標準。另進場時應對出廠合格證及出廠日期檢查驗收，合格后方能使用。堆放環(huán)境應做到嚴格控制。而砂、石料粒徑級配，本身的強度、堅固性、形狀、雜質含量（堿活性等）均應達到規(guī)范要求。對摻合料及外加劑要求更嚴，前者主要為降低水泥用量，改善混凝土和易性，使用時應注意其應用范圍，品質指標和最優(yōu)摻量等要求，后者使用時必須根據混凝土的性能要求，施工及氣候條件，結合混凝土原材料及配合比等因素，經試驗確定其品種及摻量。

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。商品砼的配合比應認真結合各種因素進行嚴格的配合比試驗，以確定最符合實際施工的現(xiàn)場配合比。特別是在單位體積水泥用量、用水量、水灰比、坍落度、骨料粒徑、構件截面尺寸、鋼筋間距、砂石級配等指標方面進行嚴格控制。

二、裂縫的控制

在該工程我們中配合比所起到的作用大大超出了我們的預想。由于混凝土最高絕熱溫升Tmax與每立方米混凝土內的水泥用量成線性正比關系。因此工程施工中可考慮通過降低水泥用量來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。磨細礦粉的摻量可達到膠凝材料用量的30-40%。

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，防礙兩層混凝土的凝合，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跟適合為類似工程混凝土的摻合料。

由于水泥沙漿和粗骨料的凝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(yōu)質外加劑也至關重要。同時，當基礎大體積混凝土計劃澆筑時的氣溫較高時，尚需使混凝土的的初凝時間滿足施工要求?？蓳接肈XH—B型高效緩凝減水劑試配后，混凝土性能應完全滿足了設計和施工要求。

砼表面的水分散失過快是導致塑性裂縫的主因之一。因而砼早期的充分濕養(yǎng)是防止塑性裂縫產生的重要措施。重點在攪拌時間、澆筑延續(xù)時間、自由下落高度等以及振搗要求等方面的控制。

現(xiàn)場溫度監(jiān)測圖

測溫點布置圖

溫度控制是大體積砼施工的關鍵。為防止大體積混凝土內外溫差超過限值而產生溫度裂縫，在混凝土內布置測溫點，掌握基礎內部實際溫度變化情況，監(jiān)視溫差波動，以指導養(yǎng)護工作。

基礎澆搗時應選擇適宜的天氣條件，施工后應在混凝土表面用木夯緊壓整平后，覆蓋一層塑料薄膜，兩層麻袋布（草袋），并澆水濕潤，此后根據溫控數(shù)據確定覆蓋材料的增減。

根據經驗，大體積混凝土的溫差變化在1～72h內波動最大，因此在這段時間現(xiàn)場值班應不間斷測量，測試頻率宜為每2h一次，測試時要求記錄以下數(shù)據：①混凝土入模溫度；②每次測溫時間，各測點溫度值；③各部位保溫材料的覆蓋和去除時間；④澆水養(yǎng)護或恢復保溫時間；⑤異常情況如雨、風等發(fā)生的時間。

測溫前確定混凝土內中心溫度與表面薄膜下溫差不宜超過25℃，超過時必須采取保溫應急措施，現(xiàn)場可采取停止?jié)菜B(yǎng)護和覆蓋雙層干麻袋后在1h內即以提高表面溫度來降低內外溫差。

此外，地下室外墻混凝土易出現(xiàn)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(yǎng)護也至關重要。我們在實際操作中常采用長期的帶模養(yǎng)護，并根據實際情況進行后續(xù)的養(yǎng)護。

長期的帶模養(yǎng)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(huán)境，補充水源。澆水養(yǎng)護基本上采取連續(xù)循環(huán)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(yǎng)護，規(guī)定20d拆模。

現(xiàn)場養(yǎng)護圖

最后的并不是最不重要，恰恰相反很重要，繼續(xù)養(yǎng)護是最后一關，也是很重要的一個環(huán)節(jié)。泵送商品混凝土施工的地下室外墻易出現(xiàn)收縮裂縫，但只要措施得當，還是可以避免或得以控制的。建議盡可能延長拆模時間，澆水養(yǎng)護時間應大于30d，該工程確實取得了良好的效果。

結束語

本文著重從基礎大體積砼及地下室外墻砼的施工裂縫產生的原因進行分析出發(fā)，著重討論商品砼在大體積基礎及地下室外墻的施工中應注意的事項，確實取得的良好的效果，并提出幾點個人體會，以便能為提高類似工程的施工質量提供一些參考。