地下室大體積混凝土施工探析

胡南軍

(深圳中鐵二局工程有限公司,廣東深圳 518000)

地下室大體積混凝土施工探析

胡南軍

(深圳中鐵二局工程有限公司,廣東深圳 518000)

結合公司在貴陽花果園的工程實例,羅列了地下室大體積混凝土常見的施工工序及一些質量問題,并針對出現的質量問題,采取了一系列施工措施和施工工藝,很好的防止了常見質量問題的出現。

地下室 大體積 混凝土 施工工藝

1 工程概況

本工程的R2-1#樓位于貴陽花果園小車河濕地公園附近，主樓39層，2層商業層，2層地下室?；A形式為樁筏基礎，筏板基礎高度為3m，平面尺寸約為59.1m×40.2m，澆筑混凝土量為6432.18m3，地下室的底板是C40P6的防水混凝土，因此地下室基礎施工為大體積混凝土施工技術。為此，對大體積混凝土工程進行了現場監測，實施信息化施工。該工程中還應用了粗鋼筋電渣壓力焊、直螺紋連接、止水模板定位對拉螺桿和膠合模板等多項施工技術。該樓棟地下室大體積混凝土施工還進行了施工設計“技術先行，低溫入模，跟蹤監測，適時養護，動態管理”等措施為施工過程創造有利條件。

2 地下室大體積混凝土常見的質量問題

地下室的大體積混凝土出現質量問題受到諸多方面的影響。比如：施工操作的不規范；不均勻的沉降；水泥型號選擇不當；溫度應力等均會導致大體積混凝土出現質量問題。其中溫度應力是導致地下室大體積混凝土產生質量問題的主要因素。

地下室大體積混凝土常見的質量問題有很多，比如：(1)在基礎底板澆筑混凝土時，分層澆筑不合理，導致前期澆筑的混凝土與后期澆筑的混凝土之間出現冷縫。(2)混凝土在振搗的過程中，出現漏振，或者由于鋼筋過密導致混凝土振搗深度不夠等，均會導致后期出現蜂窩麻面、漏筋、混凝土沉降塌陷等，甚至出現混凝土裂縫等質量問題。(3)水泥品種的選擇不當，導致澆筑時產生泌水現象，水化熱過高等質量問題。(4)混凝土澆筑后期養護不當和溫度控制不合理，導致混凝土成品出現裂縫等質量問題。

3 地下室大體積混凝土常見質量問題的預防和控制措施

根據本工程實例，我部采用以下措施來防止地下室大體積混凝土常見質量問題的產生。

3.1 混凝土的選擇

為了減小混凝土的收縮可以選用收縮值比較小的水泥，例如礦澄水泥＞ 普通桂酸鹽水泥＞粉煤灰水泥；為了減小混凝土水化熱可以通過減少水泥用量，釆用低水化熱水泥和標號比較低的水泥；采用水泥細度相對較大的水泥，防止泌水現象的發生；釆用較低的水灰比；降低砂率，選用質量比較高的骨料及良好的粗骨料的級配；利用混凝土的后期強度，盡可能的選用強度等級比較低的混凝土，降低早期產生的水化熱量；適當的選用外加劑和摻合料，并且適當、正確的使用，以便防止混凝土裂縫的產生等。結合本工程的實際情況，選擇了表一的混凝土配合比來施工，從后期的成品檢查來看，滿足了設計和規范要求。

3.2 設置冷凝管

(1)地下室大體積混凝土在施工中，混凝土在水化熱反應時是放熱過程，故而造成混凝土內部的溫度升高。根據規范和設計要求，混凝土內部最高溫度和混凝土表面最高溫度的差值不得大于25℃，否則將造成混凝土的開裂等質量問題。故本工程在3m板厚區域采用冷卻管進行大體積混凝土的降溫，有效的控制了混凝土內外的溫差，保證了施工質量。具體布置見圖三和圖四。

(2)冷凝管參數的計算。

流量的確定：

為滿足混凝土內部降溫要求，取水在管中的流速為2.0m/s，由此可確定流量為：

水泵功率的確定：

由V=Q/A=6×4/(3.14×0.0322×3600)=2.07m/s。據此可得水泵的功率為：

P=1.2QHg/3600/W(其中，P-水泵功率；Q-流量；H-揚程，本設計取20m；

g-重力加速度；W-水泵效率，一般為55%；

P=1.2QHg/3600/=1.2×6×20×9.8/(3600×0.55)=0.713KW，取P=750(W)

冷凝水在管中的停留時間：

每個核心筒冷凝管總長度為258m，由S=Vt(S-冷凝管總長度；V-水在管中的流速；t-水在管中的停留時間)，得：t=S/V=234/2.07=124.6(s)=2.077min。

蓄水池及集水坑尺寸的確定：

圖1 冷凝管平面布置圖

圖2 冷凝管1-1剖面圖

表一 R2-1#樓地下室混凝土配合比(Kg/m3)

由以上計算可知兩個核心筒的蓄水池的蓄水量為12m3，蓄水池的尺寸確定為2.5×2.5×2，考慮到從混凝土中出來的水需循環利用，但需要冷卻時間故加大集水坑的尺寸，取其尺寸為蓄水池的1.5倍?？紤]市政給水不穩定性，為保證冷卻水供水安全采用1.5的保證系數。

圖三 混凝土溫度測量點平面布置圖

圖四 1-1剖面溫度計布置圖

圖五 基礎底板分層澆注示意圖

則蓄水池尺寸為3×3×2m=18m3。采用厚度為4mm鋼板統一焊制。

(3)冷凝管示意圖，圖一、圖二

3.3 溫度控制

本工程的人工控溫方法包括保溫法和降溫法。保溫法即在混凝土表面覆蓋保溫層或者灑溫水養護，提高混凝土表面的溫度，使得混凝土內外的溫差不會過大。降溫法其中一種方法就是在混凝土外部灑水降溫，這種使混凝土表面溫度接近(甚至低于)環境溫度，因此能有效地防止常見質量問題的產生。而本工程采用另外一種降溫的方法即使用埋入混凝土中的循環水水管降溫。水管冷卻進行內部降溫的方法不僅降低混凝土內的最高升溫和平均溫度，還能有效地減小溫差，因此直接減少了溫度應力。地下室樁筏基礎一共九個溫度測量點，在每個測量點上分上、中、下設置三個溫度計。通過在混凝土內外設置溫度測量點，實時監測混凝土的溫度變化，針對異常的溫度變化采取相應的處理措施，防止混凝土常見質量問題的產生。本工程采用的溫度計型號為：JDC-2建筑電子測溫儀。測溫范圍：-30~130℃，測溫誤差：≤±0.5℃，使用環境：-20~50℃。

3.4 混凝土的澆筑與振搗

本工程混凝土結構的尺寸較大，整體一次饒筑會產生較大溫度應力，必定產生溫度效應。根據“由低到高，斜面分層，循序推進，一次到頂”和“三層梯級，快插慢拔，直上直下”的原則，因此采用了合理的分層饒筑方法，即澆灌混凝土采用“分層饒筑、分層振搗、一個斜面、連續澆灌、一次到頂”的施工方法(見圖五)，每層厚度控制在400mm以內，每層錯開5m左右，斜面坡度為1：6，各澆筑層前后錯位，分層退著澆灌，下層初凝前上層接上，確?；炷辽舷聦拥慕Y合及質量。最上層混凝土初凝前，表面用鐵滾筒滾壓，增強表面密實性，待混凝土收水后用木抹子搓平不少于三次，以消除混凝土表面層的早期塑性收縮裂縫。這種澆筑方法即防止了裂縫的產生，又增加了混凝土在澆筑初期的散熱面，保證了澆筑的質量。

4 結語

通過以上的一系列大體積混凝土防裂措施在本工程中的應用，在后期的檢測中基本沒有發現常見的質量問題。在此筆者得到幾點體會：a選用前期水化熱低的水泥品種，添加合適的外加劑，并且正確合理的使用。b設置冷凝管，通過物理降溫，使大體積混凝土內外溫差≤25℃，防止裂縫等質量問題的產生。c通過實時的混凝土溫度監控，及時的采取措施應對因溫度異常而引發的混凝土質量問題。d通過科學的混凝土澆筑和振搗方式，防止在混凝土澆筑早期常見質量問題的產生，并且在混凝土澆筑完成后加強混凝土的后期養護。e項目部各個部門相互配合，加強現場管理，做好防止混凝土常見質量問題產生的監督與治理工作。

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[4]黃杰雄.某地下室底板大體積混凝土設計及施工[D].華南理工大學,2011.12.