浅谈基础大体积混凝土施工技术

李志慧

摘 要：随着我国经济的发展，我国的城市建设进一步加快，工程建设规模也越来越大型化、复杂化，对地基基础要求越来越高。建筑物的基础对整个建筑的安全起到决定性作用，一旦基础出现问题将会影响整个建筑物的使用安全。大型建筑基础由简单的防水板到梁板式筏形基础、箱形基础形式多种多样，高层混凝土基础一般体积较大，基础质量直接影响结构安全性。因此，基础大体积混凝土浇筑体系已经成为施工实践过程所必须面对的一个重要问题，大体积混凝土施工技术应用的研究具有十分重要的意义。

关键词：基础;大体积混凝土;浇筑;筏板某工程大体积混凝土概况

中图分类号：TU755                                  文献标识码：A                                   文章编号：2096-6903（2022）04-0021-03

0 引言

某工程建筑面积为63 625.76 ㎡，其中地上建筑面积50 806.30 ㎡，地下建筑面积12 819.46 ㎡;地下一层为车库，主楼地上二十三层，裙房二层，建筑高度为99.60 m;结构形式为框—筒结构和框架结构，是当地最高建筑。其中主楼基础为变厚度筏板基础，主楼核心区外筏板混凝土厚度为1 700 mm（筏板面积：2 563 ㎡），核心筒处筏板厚度为2 800 mm（面积：579 ㎡）;混凝土用量约6 000 m3。主楼筏板防水混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P6。主楼基础筏板属大体积混凝土底板，确保大体积混凝土的施工质量关键是解决混凝土的裂缝问题。大体积混凝土裂缝主要分为温度裂缝、收缩裂缝、干缩裂缝和施工冷缝。本工程通过采用控制降低水化热、控制温降、控制大体积混凝土内外温差、保湿等一系列技术措施控制混凝土裂缝的产生。为了把大体积混凝土施工过程中水泥水化热、温降速度、内外温差控制在允许范围内，同时控制施工成本，通过项目技术部研究从混凝土的施工全過程来解决混凝土裂缝的问题，即从采用低水化热水泥、优化配合比设计、混凝土搅拌、运输、浇筑以及浇筑完成后的保温保湿养护等方面采取措施，从而控制大体积混凝土的温度减少混凝土裂缝。

1 施工部署

1.1 平面布置及混凝土浇筑顺序

本工程主楼基础筏板尺寸为53.9 m×47.75 m（长×宽），中间核心区尺寸为24.7 m×21.4 m（长×宽）。主楼基础筏板大体积混凝土浇筑施工时，宜沿长边方向自一端向另一端进行，即由西向东进行浇筑;因本工程主楼筏板中间核心区厚度为2 800 mm，中心区外围筏板厚度为1 700 mm，筏板中间核心区为方形坑;因此施工时，安排两台汽车泵、一台地泵及三个溜槽（根据实际情况能采用溜槽尽量采用溜槽进行浇筑）同时进行浇筑。

1.2 工艺流程

搅拌混凝土→混凝土运输→混凝土布料→混凝土浇筑→混凝土表面处理→混凝土保温保湿养护→测温→停止保温保湿养护。

2 混凝土浇筑

2.1 大体积混凝土浇筑方法

选择“一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的大斜面分层踏步式推进（推移式连续浇筑）的浇筑法，斜面分层厚度为 400 mm。施工面相对稳定，泵送设施不需反复装拆和变位等优点，保证上、下层浇筑间隔不超过初凝时间。斜面的坡度不应大于新浇筑混凝土自然流淌的坡度，对一般混凝土控制其不大于 1/3，对泵送混凝土坡度按1/10～ 1/6进行控制。

每个浇筑点设置四台振捣棒，坡顶、坡中、坡地各设置一台振捣棒，预留一台作为机动使用，避免局部漏振。大体积混凝土浇筑后约三个小时后初凝前进行二次振捣保证混凝土振捣密实，最后采用刮尺刮平收面。

2.2 泌水处理

根据混凝土的和易性及流动性大体积混凝土施工易选泽分层浇筑，由于一般大体积混凝土浇筑体量比较大，造成上下层施工的间隔时间较长，在布料和振捣过程中上涌的泌水和浮浆易顺着混凝土坡面流到坑底[1]。为此，在垫层施工时在横向做2 cm找坡，在结构四周的侧模的底部设置排水孔，使混凝土浇筑过程中产生的泌水及时从预留排水孔及时排除。在混凝土布料时保持中间的混凝土高于四周的混凝土，振捣完成后产生的泌水能及时排出。混凝土浇筑完成后所产生的泌水排除干净后，对混凝土再次进行收面处理，减少因泌水产生的裂缝。

2.3 混凝土收面

①处理程序：由于大体积混凝土比较厚，混凝土浇筑时易产生粗骨料下沉造成表面水泥浆比较厚，混凝土振捣完成后初凝前对混凝土表面进行收面处理，采用刮杠、刮尺刮平，并用木抹子收面拉毛，可使上部骨料均匀沉降，提高混凝土面层的密实度，减少因塑性收缩变形而产生的混凝土龟裂，同时也可减少混凝土面层的水分流失，减少收缩裂缝，促进混凝土保湿养护。在混凝土终凝前再次对混凝土面层进行搓压，要求搓压不得少于两遍，当混凝土表面强度达到用手指能按出手印且用力压不没过手掌程度时（即手压法），进行最后一遍抹面处理。

②混凝土表面因施工产生的泌水应及时排除。

③混凝土收面后及时采取养护措施，避免因混凝土养护不到位产生的裂缝。

④混凝土强度未达到1.2 MPa前严禁一切扰动混凝土、钢筋、模板的施工行为。

2.4 混凝土保温保湿养护

①对大体积混凝土进行保温降低混凝土体表温差，防止因体表温差过大造成混凝土内部和外部因热胀而产生表面裂缝和贯穿性裂缝;防止混凝土因表面水分流失过快而产生表面干缩裂缝，再者给混凝土表面提供一定水分促进表面水泥水化顺利进行，从而提高混凝土的强度减少表面裂缝。混凝土的养护是一项十分关键的工序，各工程在浇筑混凝土前应密切关注浇筑期间的天气情况，根据浇筑时的天气情况采相应的保温保湿的措施，混凝土浇筑后及时测量混凝土表面和内部温度，混凝土的温差必须在25℃范围内，根据测温结果及时调整岩棉被的覆盖厚度。

②一般大体积混凝土采用保温、保湿的养护方法，在混凝土浇筑完成且收面后，表面泛白前覆盖塑料布及岩棉被、浇水，保证塑料布内外湿润。

③新浇筑的完毕后12 h对混凝土表面进行覆盖布及保温被。塑料布及保温被要全面覆盖不留死角，塑料布及保温被每幅之间搭接宽度不少于10 cm，以减少水分的散发，并持续养护14 d以上。

④特殊部位的保温保湿养护：墙柱插筋、水电预留预埋之间由于空间狭小保温保湿措施不易全面覆盖，可根据实际情况将塑料布及保温被进行切割裁剪后再进行覆盖，确保不易养护的薄弱环部位的保温工作不出现漏洞。

⑤在养护过程中，如果发现混凝土覆盖不到位，混凝土表面泛白或出现干缩细小裂缝时，要及时进行浇水并重新对混凝土进行覆盖，必要时可联系设计采取其他措施进行补强。

⑥根据大体积混凝土施工规范要求内部与表面温差不得大于于25℃，表面温度与大气温差不能大于25℃，混凝土在养护的同时及时进行测温，根据当时的大气温度、混凝土内表温度差和降温速率，及时调整混泥土的保温保湿措施。

⑦在基础养护时，对集水坑及电梯坑采用蓄水养护[2]。

3 大体积混凝土监测

一般基础筏板混凝土一次性浇筑体量及面积都比较大，混凝土硬化时因水泥硬化产生的水化热比较大又不能及时将热量散发出去，最终导致混凝土内部产生较大的热量，因混凝土的截面形状厚度接触物体的不同造成混凝土内部因水泥水化热产生一定的温差，若不能将混凝土的温差控制在25℃以内，会造成导致混凝土因不同热胀变形产生温度裂缝。

温度监测点的布置：根据本工程的特殊性，每个竖向位置应沿浇注体高度，在底层、中层和表层分别布置一个测温点，共三个。其中，底层（表层）测温点布置在距底层（表层）40～80 mm范围内，中层测温点布置在浇注体高度正中。

测温制度：在混凝土完前3 d每4 h测一次，混凝土浇筑完成4～7 d时每8 h测量一次，混凝土浇筑完7 d测温工作每12 h一次。测温前需要经过专门培训，保证测温的准确性，测温记录及时上报技术负责人，技术负责人根据测温结果及时调整保温保湿，作为混凝土施工质量控制的依据。

温度监测的措施：本工程采用热电阻测温探头，测温探头的误差应不大于0.3℃（25℃环境下）;测温范围-30～150℃;测温元件接头严格按照测温点布置图布置，固定牢固，并与周围的钢筋等金属进行绝缘处理。浇筑完成后14 d测温结果将测量结果进行汇总整理，绘制大体积混凝土温度监测图。

4 减少大体积混凝土的裂缝措施及施工质量的保证措施

4.1 减少大体积混凝土裂縫的措施

4.1.1 科学的混凝土配合比设计

为了减少大体积混凝土的温度裂缝，优化混你凝土的配合比，增加粉煤灰等掺合料的用量降低水泥用量，从而减少水泥水化热。对于大体积混凝土，底板厚度已远远超出常规，为降低混凝土的水化热，解决大体积混凝土的温升及抗裂问题，首先确定合理的混凝土配合比。

咨询行业内专家，并召开混凝土配合比确定会议，通过计算、试配等措施选择最优配合比。在保证混凝土终凝强度，减缓混凝土硬化速度可采取标养60 d龄期的试块对混凝土进行评定。

4.1.2 优选材料

①水泥：混凝土的温升取决于混凝土中水泥水化热的大小，水泥品种、细度及水泥中矿物成分决定水泥的水化热大小，根据设计要求本工程采用普通硅酸盐水泥配制大体积混凝土。混凝土水灰比不大于0.5，内掺UEA型膨胀剂，掺入量（取代水泥率）为12%，要求膨胀率为0.03%。为减少温度裂缝，在满足混凝土终凝强度的前提下通过增加粉煤灰等用量而降低水泥用量，减少水泥水化热从而可减少混凝土的凝结、收缩、泌水及干缩现象，降低混凝土的温升速度。

②掺合料：粉煤灰是一种人工火山灰质材料，作为混凝土胶凝材料的一部分要求粉煤灰必须具有一定的火山灰活性，需要掺入适量的粉煤灰。因为粉煤灰可以提高混凝土的后期强度，增加混凝土的密实度，在混凝土中掺加粉煤灰，可以显著地推迟和减少发热量，可以降低混凝土温升值20%～25%。掺入适量的粉煤灰能改善混凝土的和易性和流动性，延长凝结时间，能满足大体积混凝土的施工要求。综合分析后本工程粉煤灰采用一级粉煤灰，用量宜为胶凝材料总量的20%～30%。

③添加剂：添加适量的高效SF泵送剂，在保持混凝土强度、和易性、流动性的前提下减少拌合用水量（23%左右），从而达到推迟混凝土的初凝时间2～3 h，减缓水泥水化热速度，延长混凝土的升温期从而减少混凝土表面出现裂缝的效果。

④骨料：粗骨料（石子）优先采用中砂的冲洗用水和混凝土拌合用水采用自来水（饮用水）。

4.2 技术措施

因主楼筏板基础大体积混凝土体量较大（约6 000 m3），混凝土浇筑完成后，加强混凝土的保温养护及温度控制;采取温度监测措施，随时根据温度测量结果调整混凝土的温控措施（增减岩棉被及洒水）。

4.2.1 降低混凝土的入模温度

根据当时浇筑混凝土的大气温度，进过混凝土的热工计算后，混凝土的入模温度必须控制在15℃以内。

4.2.2 降低混凝土的温升速度

大体积混凝土采取分层浇筑养护。采取温度监测措施，随时根据温度测量结果调整混凝土的温控措施（增减岩棉被及洒水）。

4.2.3 根据混凝土的温度监测措施

内外温差值超过25℃且表面温度与大气温度相差较小说明混凝土散热过快，需要增加保温层厚度降低散热，减少裂缝;如果混凝土温差超过25℃，说明混凝土散热过慢，需要减少保温层加快散热，减少混凝土表面温度裂缝。

5 结语

在本项目的施工过程中从混凝土浇筑到保温保湿养护完成，最终基础底板未发生质量问题。本次大体积混凝土浇筑中共采用了三种混凝土浇筑方式即：汽车泵浇筑、地泵浇筑、溜槽浇筑。其中溜槽浇筑受现场实际情况限制因素较多，搭设比较困难，搭设完成后需要挪动比较困难，但是溜槽浇筑混凝土是最快最经济的浇筑方式。地泵浇筑较慢，灵活性一般，汽车泵浇筑混凝土比较灵活可以及时进行调整位置，但成本较高。综合本项目施工经验，浇筑大体积混凝土时要综合考虑采取多种浇筑方式，相互配合可以有效解决施工中易产生冷缝的问题，也可使混凝土顺利完成浇筑。

结合工程实际，本工程采用了独特的“双层塑料薄膜+岩棉被”的保温保湿养护工艺，形成了一套完整的超厚大体积混凝土施工流程。施工工艺过程及意外处置，对施工工艺进行详细研究，针对施工过程中的意外情况，提出具体的解决方案，保证施工质量[3]。

参考文献

[1] 中国建筑股份有限公司.建筑施工手册（第五版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2] 李继业，刘福臣.建筑施工质量问题与防治措施[M].北京：中国建材工业出版社，2013：26-28.

[3] 王铁梦.王铁梦教授谈控制混凝土工程收缩裂缝的18个主要因素[J].混凝土，2003（11）：65.