房建施工中大体积混凝土无缝技术措施——以绿港·爱尚里项目为例

李伟 LI Wei

（通号建设集团第一工程有限公司，贵阳 550000）

1 概述

伴随着国民经济的不断发展，我国的城镇建筑体型和规模不断扩大。但在工程实践中，许多工程都需要一次性浇筑完成，因此“大体积混凝土”的新的理念应运而生。裂缝是大体积混凝土建设中亟待解决的重要问题，裂缝现象十分常见，给工程技术人员带来了很大的困难，因此，学者对其进行了大量的研究。在实际的工程中，由于温度变化，收缩膨胀不均等因素，引起了混凝土的变形，形成了拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，就出现了裂缝[1]。目前，国际和国内有关资料都显示，在真实的混凝土中，超过80%的裂纹都是由于变形造成的，因此，对其进行有效的控制十分必要。

2 工程概况

绿港·爱尚里项目建设了三栋住宅楼。其中一层作为车库，裙楼有2 至5 层，用于公共服务、社会管理、物管及2 层地下室。建筑采用框剪结构。1#楼为32 层，2#楼为21层，3#楼为30 层。地上建筑面积为36972.92m2，地下建筑面积为12390.98m2，总建筑面积为49363.90m2。主楼和裙楼的基础采用不同的形式，主楼为筏板基础，裙楼为柱下独立基础和墙下条形基础。基础持力层选用第3 层泥质粉砂岩，设计时考虑地基承载力特征值为fa=550kPa。天然基础基底进入持力层的深度应不少于300mm。开挖至设计标高后必须检查基础持力层内是否存在问题（如遇问题应与相关人员处理后方可施工）。1#楼筏板厚度为1800mm，2#楼为1350mm，3#楼为1700mm。筏板混凝土采用C40，柱下独立基础和条形基础采用C30 混凝土。墙体抗渗等级为P8。本文分析主楼筏板基础大体积混凝凝土施工方案。

3 施工技术难点分析

①根据原来的设计，将850mm 的后浇带设置在筏基的南北4-5 轴和东西E-F 轴上，其施工过程繁琐，质量难以保证。通过对无缝施工技术方案的探讨和分析，以及与有缝施工方案的多次比较，并在进行了现场勘查和分析之后，决定取消了原设计的3 条后浇带，采用了无缝施工技术方案，从而确保了施工质量和工程的顺利进行。但是，拆除了后浇带后，如何保证6000m3混凝土的施工质量，并实现快速、连续的浇筑，就成了这类大型工程必须解决的难题。

②为保证6000m3混凝土的浇筑质量，在实际工程中，需要重点研究的问题包括：怎样对混凝土的原料进行最优选择，怎样针对特殊的情况进行最优搭配，怎样对筏板基础的混凝土进行合理有效的有限元计算，怎样对掺入膨胀剂的混凝土进行合理有效的计算，怎样进行掺入膨胀剂的计算。

③该工程的西面墙厚达3.5m，因此在进行模板架设和混凝土养护工作时需要特别注意，如何做好西面模板的架设及混凝土的养护工作，是工程能否顺利进行的关键。

④由于筏板基础混凝土属于一种抗渗混凝土，所以，在施工过程中，怎样对混凝土的干缩裂缝、温度裂缝等进行有效的控制，以确保所浇筑的混凝土满足其抗渗要求，同时也不会出现干缩裂缝，是施工过程中需要注意的一个问题[2]。

4 施工方案

4.1 大体积混凝土配合比

为了保证一次全部浇筑6000m3大体积混凝土的施工质量，可以采取以下技术方法：通过减少水泥用量，降低水泥水化热，来处理因高温造成的大体积混凝土的内部贯穿温度裂缝；在拆除了后浇带后，为了弥补其自收缩，还需保留一定的体积膨胀性。通过对其进行分析，得出其混凝土膨胀率在2/10000 左右；大体积混凝土需要良好的和易性[3]。在此基础上，结合工程实际情况，采用8-10 个小时进行初凝固。因此，本文主要开展如下工作。

4.1.1 原材料的选择

为了保证所研制的混凝土可以达到在现场一次整体浇筑的施工要求，在进行各种的分析与研究的时候，还需要对市场上所提供的材料的品质进行深入的调查，从而对现实状况有一个清晰的了解，选择最佳的材料，从而保证混凝土的每种原材料都具备良好的性能。因此，本文对这一项目所需的各种材料进行了详细的分析和探讨。

水泥：选用42.5P.O 型水泥，这种新型混凝土对外加剂和减水剂均有较好的适用性。

粗骨料：利用泾阳5-20mm 粒径的砂砾和黑河出产的5-25.5mm 粒径的砂砾进行复合拌和，保证其粒径符合5-25.5mm 的连续粒径，并且砂砾含量不超过0.9%。

细骨料：通过对该项目地区沙场的考察，确保其中的泥沙含量不超过1.2%，选用细度模数为2.6 的黑河中砂作为最佳配比，这样可以减少水泥配比时的用量。

外掺料：经研究，选择II 类粉煤灰和S95 类颗粒状的炉渣粉末作为原料。通过在混凝土中掺入各种粉煤灰和钢渣粉，可以降低混凝土的收缩，增加其体积稳定性和抗渗性。

减水剂：经过调查和研究，最终选择一种新型高效减水剂——多羧酸类。在水泥中加入减水剂，可使水泥的水化热量下降，凝固时间变长，并具有一定的导气性。

抗裂剂：通过对比，选择SY-T 类抗裂缝增强剂作为主要产品。多项试验表明，添加这一类新型抗裂剂后，可将水泥石的体积膨胀提高至原来的2/10000 倍，提高水泥石的抗渗性和抗裂性。

水：选择饮用自来水时，要注意用水量不要超过165kg/m3。

4.1.2 确定配合比

该项目筏板基础混凝土已于4 月初正式开工。为了防止在施工中出现的混凝土入模温度过高，应从配合比、温度等方面进行合理的配制。经过长达半年多的时间，进行了将近100 多组的试配试验，在对混凝土的各项性能和指标都达到了施工要求和标准条件后，最终确定了主楼基础筏板大体积混凝土C45P10 的配合比，见表1。

表1 大体积混凝土配合比

4.1.3 检测抗压强度

根据确定的大体积混凝土配合比，进行标准试块的混凝土抗压检测，从而分析混凝土性能。根据试块养护时间不同，通过检测得到混凝土强度发展规律，不同养护时间的抗压强度见图1。

图1 不同养护时间的抗压强度

要确保一次整体浇注6000m3筏板基础的大体积混凝土的施工质量，需要自己配制混凝土配合比，因此必须从下列几个方面来确保其性能：

①温度裂缝是一个常见的问题，这些裂缝可能会对结构的稳定性和耐久性产生负面影响。为确保在较高的温度下，不产生贯通的温度裂缝，首先，减小水泥掺量是一种有效的方法。水泥的水化反应会产生大量的热量，这可能导致混凝土在硬化过程中温度升高。通过减少水泥的使用量，可以降低混凝土的水化热，从而减少温度升高的风险。其次，减小水化热也是一种可行的方法。水化热是指混凝土在水化反应过程中释放的热量。为了减少水化热对混凝土的影响，可以采用控制水化反应速率的方法，如使用低热水泥或添加控制剂来延缓水化反应的进行。通过以上措施的综合应用，可以有效地消除在较高温度下产生贯通的温度裂缝的风险。

②后浇带被拆去后，大体积混凝土要有足够的膨胀性能来补偿其在凝固时所引起的自身收缩及温度变化，通过实验和实践，我们发现，当混凝土的膨胀性能达到2/10000时，可以有效地补偿其在凝固过程中产生的收缩和温度变化。这意味着混凝土在凝固后会发生微小的膨胀，以抵消其自身收缩和温度变化所带来的影响，从而保持结构的稳定性和耐久性。

另外，由于本工程中存在着大量筏基础混凝土的浇注需求，需要在其表面铺上一层新拌好的浆料，并采用振动方法将其均匀铺平。对于大体积的混凝土结构，利用点振技术可以减小混凝土中的空隙，从而降低混凝土发生裂缝的可能性。为了确保水泥的稳定性，可以通过添加粉煤灰、矿物粉和使用速凝剂等措施。采取这些措施可以有效地控制水泥的水化过程，从而提高混凝土的抗裂性能。

此外，为了使混凝土拌合物具备良好的流动性，需要减小水胶比的影响，并确保拌合物达到一定的强度水平。这可以通过合理设计拌合物的配合比例以及使用高性能的外加剂来实现。

4.2 混凝土浇筑

4.2.1 混凝土的供应

根据该项目的基本施工进度，预计72小时完成基筏的混凝土浇筑，每天至少完成2000m3。混凝土供应站与施工现场交通便利，与施工现场之间的交通距离也比较近，可以根据道路状况设置多条路线，满足施工需求。

4.2.2 浇筑设备及运输车辆

①使用泵车数量计算。

式中：

N1——泵车使用数量；

qn——原计划每小时需要混凝土的体积；

η——混凝土泵车施工过程中的效率，取0.6。

因此，在施工过程中所需的混凝土输送泵数为：

②每台输送泵需配备搅拌运输车台数。

式中：

N3——泵车与运输车的数量比；

QA——一台泵车的实际输出功率，取40m3/h；

V——一台混凝土运输车的运输混凝土体积，取10m3；

l1——在实际施工过程中，从施工现场到搅拌站的混凝土运输车辆的距离，取12km；

s0——在实际施工中，混凝土搅拌机每小时的速度，取30km/h；

T1——在施工期间，每一辆混凝土运输车都要有一段间歇时间，取30min。

通过这种方法，可以计算出运输车数量为：

为此，7×2=14 台，备用2 台，本次施工共选16 台车。

③项目的施工组织安排。

根据以上分析，为本工程需要使用14 台搅拌车，供本工程中的筏基混凝土浇注。并配有2 台搅拌车，以便于现场及时调整，保证混凝土施工过程的顺利进行。除此之外，在浇筑混凝土前12 天，按照工程相关规定，明确并规范运输车司机的管理，对司机展开检查与考核，制定相关管理制度，并在施工前5 天下发。

4.2.3 设备浇筑的部署

因为该项目的混凝土浇注量很大，一次浇注量达到了6000m3，所以在进行浇注时，可以按照施工的实际情况，把整个工地分成四个不同的区域来进行施工，把整个施工过程分成两个步骤。在使用时，要根据泵和混凝土运输车辆的具体条件进行适当的调整。为实现该主楼的筏基混凝土浇筑，共配置2 台泵，包括1 台空中泵，1 台地面泵。混凝土建筑部署图如图2 所示。

图2 混凝土建筑部署图

5 结论与建议

本文以实际工程应用为主要目标，通过最优选择混凝土原材料，并对配合比进行了合理的优化设计和试配，使得所选用的混凝土原材料和配合比能够更好地适应于筏板基础的一次整体浇筑，从而确保工程质量。通过分析爱尚里工程住宅楼项目筏板基础施工实施方案，并得出以下结论：

①在采用较大体积的混凝土时，要尽量降低用水量和水泥用量，使混凝土水化热和其收缩减小。在实验基础上，通过加入粉煤灰，降低水泥的水化热量和水泥用量。

②采用有效的施工方法，强化施工期间的混凝土维护，维护期不得少于14 天，防止因施工不当或高温造成的贯穿裂缝，增强建筑的实用性与耐久性。

③在进行大量体积混凝土的施工时，可以采用分层浇注方法以及加强养护措施，使混凝土内产生的热量尽快散发出去。