高层建筑大体积混凝土施工管理分析

周泉龙

【摘要】本文通过结合高压走廊宅基地置换项目工程实例，对基础底板大体积混凝土施工过程中出现的质量问题进行分析，最后并提出相应的控制管理措施，以期对提高大体积混凝土的施工质量提供参考。

【关键词】高层建筑；筏板基础；大体积混凝土；裂缝；管理要点

1工程概况

菊园高压走廊宅基地置换项目工程位于上海市嘉定区，刘家河以东，唐家浜路以南，岳普路以西。整个工程由1#楼和2#楼各26层、3#楼18层、4#楼24层、商业S1#楼和S2#楼3层，局部1层、2层及地下车库、门卫、变电站、垃圾站组成，总建筑面积为68133m2。

基础形式为筏板基础，1#楼、2#楼、4#楼筏板面厚度分为800，地下室外墙厚度为350MM；3#楼筏板面厚度分为650，地下室外墙厚度为300MM。车库筏板面厚度为400，地下室外墙厚度为350；地下室外墙及底板砼强度等级为C35，抗渗为P6。商业S1#楼为梁板基础+承台基础，底板厚度400，地下室外墙厚度为250MM，地下室外墙及底板砼强度C30，抗渗为P6。S2#楼为承台基础，承台砼强度为C30。

2筏板基础裂缝产生原因

2.1温度裂缝

目前，温度裂缝产生主要原因是由水化热引起的内外温差造成的。混凝土浇筑初期，产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，混凝土又是热的不良导体，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，这种内外温差在混凝土凝结初期，在混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃～26℃时，混凝土内便会产生大致在10Mpa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。

2.2干缩裂缝

干缩裂缝是指混凝土养护结束后的一段时间或混凝土浇筑完毕后一周左右，在干燥的环境下，混凝土内外水分蒸发程度不同导致变形不同而产生的裂缝。这种收缩是不可逆的。

3预防裂缝的产生措施

由以上分析可知，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减少混凝土的收缩，在材料选择和技术措施等环节要做好充分准备工作，以保证大体积混凝土顺利施工。

3.1混凝土材料选择

从原材料质量着手，预防大体积及超长结构混凝土产生裂缝。

3.1.1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。为降低水化热，减小温差，要尽量采取早期水化热低的水泥。

主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两方面的要求，一般采用低热矿渣水泥，中热硅酸盐水泥掺入一定量的粉煤灰。另外，由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数。因此，为了降低水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。同时，在不影响水泥活性的情况下，尽量使水泥的细度适当减小，以减小水化热的放热速率。

3.2.2砂

选用质地坚硬、级配良好的B类低碱活性天然中砂，其含泥量应控制在2.5%以内。细度模数为2.5～3.2。

3.2.3石子

粒径5～25mm的低碱自然连续级配碎石或卵石，应具有较好的和易性、较少的用水量以及较高的抗压强度。含泥量应控制在1.0%以内，针状和片状颗粒含量不大于10%。

3.2.4混凝土外加剂

选用符合《混凝土外加剂质量标准》，符合设计要求及有关规定，并选用绿色环保型的、无污染、无毒害等并经权威机构检测的合格产品。

加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会。减水剂的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量。缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率；二是改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失。引气剂在混凝土的应用对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大體积混凝土施工管理要点

办公楼地下车库底板厚1000mm，面积也大；承台厚有1000mm、1600mm、1800mm、2000mm、2200mm等厚度尺寸，属大体积混凝土；必须采取措施防止混凝土裂缝（特别是贯通裂缝）的产生。

4.1施工工艺流程

泵车试运转→搅拌站供货→核实混凝土配合比、开盘鉴定→混凝土运输单→检查混凝土质量、坍落度→输送与混凝土同配合比的砂浆润滑输送管内壁→输送混凝土→分层浇筑→振捣→抹面→扫除浮浆、排出泌水→养护→测温→成品保护。

4.2施工方案的选择

浇筑时所有泵车到位，各负其责，以同一坡度（1：6～1：10），薄层浇筑，循序推进。采用斜面分层推进，一次从底到顶，即采用自然流淌形成斜坡的浇筑方法，能较好地适应泵送工艺，减少混凝土输送管道拆除、冲洗和接长的次数，提高混凝土泵送效率，保证上下层接缝。

泵送开始时，泵管内的水及稀砂浆泵入吊斗内吊至坑上处理，其余减石砂浆由端部软管均匀分布在浇筑工作面上，防止过厚砂浆堆积。利用泵管在底板上皮钢筋的表面直接布料，在保证混凝土不出现冷缝的前提下，利用软管左右移动，作扇形状散布混凝土，尽量使入模混凝土散布面积大以增加散热与热量交换。

在浇筑过程中正确控制间歇时间，上层混凝土应在下层混凝土初凝之前浇筑完毕，并在振捣上层混凝土时，振捣棒插入下层混凝土5cm，使上下层混凝土之间更好地结合。

4.3施工前期准备工作

4.3.1混凝土浇捣前做好各级施工人员技术交底工作，做到人人心中有数，严格按照操作规程及规范要求施工。

4.3.2固定在模板上的预埋件、预留洞及安装用预埋套管均不得遗漏，安装必须牢固，位置准确。

4.3.3严格做好钢筋（包括插铁）、模板、预埋件、预留洞等技术复核及隐蔽验收工作，各种资料收集齐全。

4.3.4混凝土浇捣前，项目部配合现场监理进行检查验收各检查项目无遗漏，且质量均符合规范要求；隐蔽验收单须经监理签字认可，并签署浇捣令后方可正式开始浇捣混凝土。

4.3.5模板内木屑、垃圾等杂物及钢筋上的油污必须清理干净，对模板内的缝隙和孔洞应予堵严。

4.3.6对于混凝土施工缝必须处理好，应清除垃圾、水泥薄膜、表面上松动的砂石和软弱混凝土层，用水冲洗干净并充分湿润，残留在混凝土表面的积水应予以清除。

4.3.7混凝土面标高应严格控制，在浇捣混凝土前用Φ12钢筋与平台面钢筋焊牢（设在有撑脚处），间距约为@3000，刷上红漆标志，有柱处利用柱主筋。

4.4混凝土振捣

混凝土拌和料在搅拌、浇筑入模后，必须振动捣固，密实成型。浇筑时，每条泵管配备足够的振捣棒。使混凝土自然缓慢流动，然后全面振捣。根据混凝土泵送时自然形成的坡度，在每个浇筑带的前后布置两道振动棒。第一道布置在混凝土卸料点，解决上部混凝土的振实，第二道布置在混凝土坡角处，解决下部混凝土的密实，随着混凝土浇筑工作的向前推进，振动棒相应跟上，保证整个高度混凝土的质量。

混凝土浇筑应分层振捣，每次浇筑的高度不应超过振动棒长度的1.25倍，即不得超过500mm。在浇筑过程中应使用尺竿进行配合，保证振捣棒插入深度。为保证上下层混凝土能结合成整体，在进行上层振捣时，应插入下层不少于50～100mm，并在下一层混凝土初凝前，将上层混凝土振捣完毕。可在振捣棒距端部550mm处绑红橡皮筋作为深度标记。

振捣时间以混凝土表面水平、不再出现下沉、不出气泡、表面出现灰浆为准。一般每点振捣20～30s即可。严禁欠振或过振，以免造成混凝土振捣不实或离析。防止先将表面混凝土振实而与下层混凝土发生分层、离析现象。

4.5混凝土的拆模

一是控制拆模时间。混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模；二是表面隔热保护。

混凝土浇筑后，由于内部较表面散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是，如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以，在混凝土拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护，防止表面降温过大，引起裂缝。

4.6混凝土浇筑后的温度监测及养护

4.6.1大体积混凝土的测温

在混凝土浇筑前，应每隔6～8m布设测温点，每一个测温点用钢管进行预留，并与钢筋焊接牢固，分别设置从混凝土表面向下100mm和混凝土板底、中间。混凝土浇筑3d内，每2h进行一次系统测温；3d后，每4h测温一次。

本工程底板混凝土浇捣后，为及时了解混凝土内外温差情况，对底板混凝土养护期间内的温度进行跟踪监测，确保混凝土内外温差控制在25℃左右。当大气温度较高时，在确保其内外温差小于25℃的前提下，于气温较高时掀开覆盖层散热。气温开始下降时，再及时进行覆盖。在已浇筑的混凝土强度未达到1.2N/mm2以前，不得在其上踩踏及堆放材料。

4.6.2大体积混凝土的养护

为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，混凝土浇筑完毕后，在12h内加以覆盖并浇水养护，以保持混凝土表面湿润。

底板大体积混凝土采用覆盖养护方法，在混凝土面上覆盖一层塑料薄膜，在塑料薄膜上再加上一层阻燃草帘被。然后再用塑料薄膜把混凝土全部嚴密覆盖起来，四周用砂袋或其他重物压住，防止被风吹开，影响养护效果。养护时要保持薄膜内有凝结水，若塑料薄膜内无凝结水，则要及时进行洒水，保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护。混凝土养护时间不得少于14d。

在混凝土强度未达到1.2MPa前，不得上人和安装模板、支架。对边缘、棱角部位的保温厚度增加到棉层部位的2倍，加强保温养护。为保证混凝土内部与混凝土表面温差小于25℃，以及表面温度与大气温度之差小于25℃，采取塑料薄膜和保温被覆盖养护的同时，还要根据实际讯息工期时的气候、测温情况、混凝土内表温差和降温速率，通过热工计算来随时调整养护措施。

在养护过程中，如发现遮盖不好，表面泛白或出现干缩细小裂缝时，要立即仔细加以覆盖，加强养护工作并采取措施加以补救。保温层在混凝土达到砼强度标准值的30%后、内外温差及表面与大气最低温差均小于25℃时，方可拆除。保温的拆除应分层逐步进行。

5结语

地下室筏板基础大体积混凝土施工管理是一项复杂系统工程。要从材料选择，施工技术和维护方面进行严格控制，通过不断的在实践中不断总结和分析，地下大体积混凝土的质量问题是可以避免的。

参考文献：

[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011版）

[2]康维.浅谈混凝土裂缝产生的原因及处理[J].中国科技财富.2011（03）