浅析大体积混凝土基础设计与施工要点

赵炳蔺　霍建刚

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摘要：文章主要论述了大体积混凝土基础设计与施工中的部分常见问题，并针对其在设计和施工中容易出现的问题，提出了一些解决方法及注意事项。

关键词：大体积混凝土：基础设计；施工要点

中图分类号：TV271文献标识码：A

文章编号：1674-1145(2009)09-0107-02

现代建筑中时常涉及大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等，可以说大体积混凝土基础是最为常见的一类基础形式。所谓的大体积混凝土基础，就是体积大，一般实体最小尺寸大于或者等于1m。它的表面系数较小，水泥水化热释放集中，内部温度上升比较快。在混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。

这些大体积混凝土结构，由外荷载引起裂缝的可能性较小，而由于水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩，是其产生裂缝的主要因素。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，因此控制温度应力和温度变形裂缝，是大体积混凝土结构施工中的一个难点。在这种基础中应采用低强度等级的内掺微膨胀剂的补偿收缩混凝土。优化混凝土配合比设计，控制原材料的质量，选择低水化热的矿渣硅酸盐水泥，降低入模温度，加强隔热、保温和养护措施，以实现控制大体积混凝土裂缝的产生。

我在这几年的设计工作中，遇到的大体积混凝土基础也比较多。下面就我所设计过的一例大体积混凝土基础工程作以简单分析，提供和大家交流提高。

一、工程概况

本工程是一座单层工业厂房，局部二层，建筑高度13.40m，厂房内包括一大型设备基础，总建筑面积一千余平方米，结构型式为框架结构。本工程框架柱部分基础采用振动沉管灌注桩基，独立基础，承台设计底标高-2.1米，基础底板厚度为1000，分两台。本工程大型设备基础采用大体积混凝土基础结合振动沉管灌注桩基。采用C30防渗混凝土，抗渗等级为S6，整个基础大体积混凝土基础的混凝土量约为1000立方米。计划大体积混凝土基础混凝土浇灌时间为一个日历天数。

二、施工准备工作

大体积混凝土对施工技术要求较高，特别是在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节进行充分准备，从而保证基础底板大体积混凝土顺利施工。

(一)材料选择

1．水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，混凝土内部产生压应力。表面产生拉应力。

2．粗骨料：采用砂石，粒径5～30mm，含泥量不大于1。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高。

3．细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含水量接近最优值。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10％左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

4．粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。

5．外加剂：设计无具体要求，可由施工方根据当地施工成熟经验确定。混凝土中适当添加减水剂，能降低水化热峰值，对混凝土收缩有一定补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。

(二)混凝土配合比

1．混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。

2．混凝土配合比应通过提高试配确定。

3．粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。

(三)现场准备工作

1．基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。

2．基础底板上的地坑、积水坑采用组合钢模板支模，不合模数部位采用木模板支模。

3．将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。

4．浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随时需要的塑料薄膜、草席等应提前准备好。

5．施工方应与甲方联系好施工用电，以保证混凝土浇筑时照明使用。

三、大体积混凝土温度和温度应力计算

按照设计要求，对基础底板混凝土进行温度检测；基础底板混凝土中部中心点温升高峰值，该温升值一般略小于绝热温升值。通常在混凝土浇筑后两三天时产生，以后趋于稳定，并且开始逐步降温。规范规定，对大体积混凝土养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内；当设计无具体要求时，温差不宜超过25度。本工程设计无具体要求，即按规范执行。

四、大体积混凝土施工

(一)浇筑顺序

由于基础底板尺寸不大，底板厚度均为500mm，因此基础底板为，个自然施工段。混凝土的浇筑顺序由A至E轴方向从1到27轴向后浇灌。基础底板外侧四周砌筑240厚砖墙，然后水泥砂浆找平层，采用逆作涂膜防水。

(二)钢筋

钢筋加工在现场钢筋场进行，暗梁主筋采用闪光对焊连接，底板钢筋采用冷搭接。基础底板钢筋施工完毕进行柱、墙插筋施工，柱、墙插筋应保证位置准确。基础底板钢筋及柱、墙插筋施工完毕，组织一次隐蔽工程验收，合格后方可浇筑混凝土。

(三)现场浇筑混凝土

1．混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用2台混凝土输送泵浇筑。

2．混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。

3．混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置3～4台振捣器，2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外1～2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。

4．为了防止出现表层钢筋上部的混凝土细小裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

5．现场按每浇筑100方制作3组试块，1组压7d强度；1组压28d强度归技术档案资料用；1组作14d强度备用。

6．防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组。考虑本工程不太大，按规定取2组防水混凝土抗渗试块。

(四)混凝土测温

1．基础底板混凝土浇筑时应没专人配合预埋测温管。测温管的长度分为两种规格，测温点按现行规范布置。

2．配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责，按时按孔测温，不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁，换班时进行交底。

3．测温工作应连续进行，每测一次，持续测温及混凝土强度达到时间，并经技术部门同意后方可停止测温。

(五)混凝土养护

1．混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖二层草席，然后在上面覆一层塑料薄膜。

2．新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。

3．柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或受冻。

4．停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后。可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热。

五、主要管理措施

1．拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。

2．在混凝土搅拌站设专人掺入外加剂，掺量要准确。

3．施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符。

4．混凝土浇筑应连续进行，控制好浇筑顺序，间歇时间不得超过混凝土初凝时间。

5．试验部门设专人负责测温及保养的管理工作，发现问题应及时向项目技术负责人汇报。

6．浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。

7．加强混凝土试块制作及养护的管理，试块拆模后及时编号并送入标养室进行养护。

作者简介：赵炳蔺(1980-)，男，吉林人，中国城市建设研究院山东分院助理工程师，研究方向：市政工程土建结构设计；霍建刚(1978-)，男，陕西富县人。山东电力工程咨询院助理工程师，研究方向：电力工程土建结构设计。