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，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S1#樓和S2#樓3層，局部1層、2層及地下車庫、門衛、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，抗滲為P6。商業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，抗滲為P6。S2#樓為承臺基礎，承臺砼強度為C30。

2筏板基礎裂縫產生原因

2.1溫度裂縫

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

2.2干縮裂縫

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

3預防裂縫的產生措施

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節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，在混凝土內部溫度過高，與混凝土表面產生較大的溫度差。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。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。細度模數為2.5～3.2。

3.2.3石子

粒徑5～25mm的低堿自然連續級配碎石或卵石，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，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定，并選用綠色環保型的、無污染、無毒害等并經權威機構檢測的合格產品。

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時，混凝土強度也增大了，從而減小裂縫出現的機率；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壁→輸送混凝土→分層澆筑→振搗→抹面→掃除浮漿、排出泌水→養護→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，提高混凝土泵送效率，保證上下層接縫。

泵送開始時，泵管內的水及稀砂漿泵入吊斗內吊至坑上處理，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，盡量使入模混凝土散布面積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，嚴格按照操作規程及規范要求施工。

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，項目部配合現場監理進行檢查驗收各檢查項目無遺漏，且質量均符合規范要求；隱蔽驗收單須經監理簽字認可，并簽署澆搗令后方可正式開始澆搗混凝土。

4.3.5模板內木屑、垃圾等雜物及鋼筋上的油污必須清理干凈，對模板內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。可在振搗棒距端部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、不再出現下沉、不出氣泡、表面出現灰漿為準。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生分層、離析現象。

4.5混凝土的拆模

一是控制拆模時間。混凝土在實際溫度養護的條件下，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，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，由于內部較表面散熱快，會形成內外溫差，表面收縮受內部約束產生拉應力，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生，所以，在混凝土拆模后，特別是低溫季節，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測及養護

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，每2h進行一次系統測溫；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外溫差情況，對底板混凝土養護期間內的溫度進行跟蹤監測，確保混凝土內外溫差控制在25℃左右。當大氣溫度較高時，在確保其內外溫差小于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生裂縫，混凝土澆筑完畢后，在12h內加以覆蓋并澆水養護，以保持混凝土表面濕潤。

底板大體積混凝土采用覆蓋養護方法，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，影響養護效果。養護時要保持薄膜內有凝結水，若塑料薄膜內無凝結水，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護。混凝土養護時間不得少于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，加強保溫養護。為保證混凝土內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護的同時，還要根據實際訊息工期時的氣候、測溫情況、混凝土內表溫差和降溫速率，通過熱工計算來隨時調整養護措施。

在養護過程中，如發現遮蓋不好，表面泛白或出現干縮細小裂縫時，要立即仔細加以覆蓋，加強養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范》GB50204-2002（2011版）

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