大型地下室大體積混凝土施工技術(shù)以及質(zhì)量控制

1、<p>　　大型地下室大體積混凝土施工技術(shù)以及質(zhì)量控制</p><p>　　摘要：地下室中的大體積混凝土施工如箱形基礎(chǔ)，施工期間混凝土水熱化引起的的溫度作用和自身收縮變形將產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，若設(shè)計(jì)和施工不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生危害性裂縫，從而嚴(yán)重的影響整體工程的施工質(zhì)量。本文就針對(duì)筆者參加的某工程，從地下室大體積混凝土的施工技術(shù)及施工質(zhì)量控制方面進(jìn)行了簡要的分析。 </p><p>　　關(guān)

2、鍵詞：地下室大體積混凝土施工技術(shù)質(zhì)量控制 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　“大體積混凝土”最早出現(xiàn)在水利水電工程中。在水利水電工程建設(shè)應(yīng)用中許多科研工作者對(duì)“大體積混凝土”已作了大量細(xì)致的研究，發(fā)展至今從理論到施工方法，施工方案及優(yōu)化控制等方面比較成熟，并相應(yīng)制訂了一系列規(guī)定，例如：早在1933年—1936年美國建成的大苦果重力壩，混凝

3、土澆筑量達(dá)250萬立方米，并且未出現(xiàn)裂縫。我國的三峽大壩，在各方面都取得了很大的成功。但是，建筑大體積混凝土由于工程規(guī)模的大小、結(jié)構(gòu)形式、混凝土特點(diǎn)、配筋構(gòu)造及受荷情況都與水利水電類建筑物差異很大。建筑工程大體積混凝土與大體積混凝土相比，一般塊體較薄，體積較小；混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高，單方混凝土水泥用量較大；連續(xù)性整體澆筑要求較高；構(gòu)筑物多屬于地下、半地下或室內(nèi)，受外界條件變化影響較小。此外，在混凝土溫度及溫度應(yīng)力的計(jì)算方法和采取的措施上，兩

4、者也有很多差異。建筑工程中，大體積混凝土與一般混凝土也是不同的。大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚大、澆筑量大，工程條件復(fù)雜，施工技術(shù)和質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，且多為現(xiàn)澆超靜定結(jié)構(gòu)混凝土。因此，除了必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以外，還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)物的整體性和耐久性要求。 </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　本工程為1棟地上六層，地下一層的辦公樓，

5、工期為342天。建筑物平面形狀基本呈矩形，從6軸至12軸長43.0m，從A軸至H軸長48.0m，建筑面積為9970平方米。地下室使用功能為車庫、生活水池、消防水池、配電房、備用發(fā)電機(jī)房；首層為架空層；二層至六層為辦公室、管理室，各層有樓梯三樘、電梯一樘，男、女衛(wèi)生間各一間；天面有梯屋、電梯機(jī)房。工程現(xiàn)場場地已平整，業(yè)主已將施工用水電源接到現(xiàn)場內(nèi)，施工用水管徑為Dn100，施工用電負(fù)荷可供1200KW，施工范圍場外道路可通行大型車輛，供施

6、工設(shè)備及材料進(jìn)場；已基本具備施工條件。 </p><p>　　本工程基礎(chǔ)是筏板式基礎(chǔ)，地下室筏板厚度為1.0m，混凝土為防水混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為S8，屬大體積混凝土，總混凝土使用量為2400m3。根據(jù)施工圖紙，在⑧～⑨軸間設(shè)有一條1m寬的后澆帶。后澆帶將地下室底板分開成了兩部分，混凝土使用量分別為1450 m3、950 m3，兩部分均按大體積混凝土施工。 </p><p>

7、　　2 大體積混凝土施工技術(shù) </p><p>　　2.1大體積混凝土原材料的控制 </p><p>　　大體積混凝土一般采用商品混凝土和泵送混凝土工藝澆筑，泵送商品混凝土對(duì)原材料的技術(shù)指標(biāo)要求很高。因此，首先混凝土生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和計(jì)量的精確度應(yīng)得到有效保障，組成混凝土的所有材料應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，以確?；炷恋馁|(zhì)量。 </p><p>　　2.1.1 水泥品種

8、的選擇 </p><p>　　應(yīng)根據(jù)大體積混凝土的特點(diǎn)，既要注意水泥的水化熱，又要注意水泥的收縮作用，選用低水化熱、低收縮的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等，而不宜采用早強(qiáng)型水泥。根據(jù)本工程特點(diǎn)，選用425#普通硅酸水泥或礦渣水泥并摻粉煤灰外摻料。 </p><p>　　2.1.2 粉煤灰的選擇 </p><p>　　由于采用泵送施

9、工工藝，因此混凝土的流動(dòng)性較大，水灰比較大，水泥用量一般均較大。為減少水泥的水化熱，在盡量少用水泥的基礎(chǔ)上，摻入一定量的粉煤灰，以保證膠凝材料的總量。摻入適量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰可以代替和節(jié)約水泥，一般摻量為水泥重量的15%～20%。粉煤灰在混凝土中主要起物理填充作用加強(qiáng)了粉末效應(yīng)，增加了混凝土的密實(shí)度，可以改善混凝土的工作度，改善施工性能，減少混凝土的泌水和離析現(xiàn)象，減少收縮。粉煤灰還能夠延緩水化熱峰值的出現(xiàn)，降低溫度峰值。粉煤灰和減水劑同時(shí)

10、摻入混凝土中，可以降低水灰比，減少水泥漿量，提高混凝土的可泵性。 </p><p>　　2.1.3 粗細(xì)骨料的選擇 </p><p>　　配制大體積混凝土，應(yīng)選用細(xì)度模數(shù)在2.7～3.1之間的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值為0.33，以合理粗細(xì)骨料的比例，砂率過高意味著細(xì)骨料多，粗骨料少，增加了收縮，對(duì)抗裂不利。碎石應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配、良好粒級(jí)的彈性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率應(yīng)盡可能小一

11、些，以利于降低收縮。 </p><p>　　2.1.4 選用減水型、泵送型復(fù)合外加劑 </p><p>　　減少混凝土的用水量同時(shí)又滿足泵送要求，從而減少混凝土收縮，提高混凝土的抗剪能力。 </p><p>　　2.2 大體積混凝土澆筑 </p><p>　　澆筑混凝土?xí)r根據(jù)本工程混凝土厚度大且量多，集水井多并有車道及電梯基坑一次性搗完連續(xù)施

12、工較長等特點(diǎn)，混凝土泵配備兩臺(tái)、振動(dòng)棒及振動(dòng)板配多臺(tái)、配中夜間施工所需的照明燈具及一些必要的工具。勞動(dòng)力和管理人員配備兩批分上下班連續(xù)施工，兩強(qiáng)混凝土泵預(yù)先劃分好各自澆筑區(qū)域，統(tǒng)一由南往北澆筑。 </p><p>　　檢查現(xiàn)場試塊操作人員試塊制作組數(shù)應(yīng)符合規(guī)范要求，試塊制作應(yīng)規(guī)范，試塊抽取應(yīng)有代表性，反映不同泵站及時(shí)間段混凝土強(qiáng)度。試塊拆模后應(yīng)及時(shí)送至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室存放，并與施工現(xiàn)場同條件養(yǎng)護(hù)混凝土試塊同步制作(按設(shè)

13、計(jì)和施組要求)。 </p><p>　　商品混凝土到現(xiàn)場后嚴(yán)禁加水，若因?yàn)榛炷了涠榷绊懕盟蜁r(shí)，應(yīng)立即將不合格混凝土推出現(xiàn)場，并及時(shí)通知混凝土攪拌站進(jìn)行調(diào)整。 </p><p>　　基礎(chǔ)承臺(tái)板混凝土澆搗，應(yīng)從一個(gè)方向斜坡式分層澆搗，混凝土振搗由上下、前后同時(shí)進(jìn)行，施工人員應(yīng)現(xiàn)場檢查混凝土振搗的均勻性，嚴(yán)禁出現(xiàn)振搗不實(shí)或漏振情況。經(jīng)常觀察澆搗面混凝土狀況，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土有初凝前兆(用鋼筋

14、插入有明顯孔洞)，應(yīng)及時(shí)督促施工方調(diào)整局部混凝土澆搗順序，避免出現(xiàn)施工冷鋒，施工現(xiàn)場重點(diǎn)注意以下部位。 </p><p>　　(1)落深和面積較大的承臺(tái)部位,電梯和設(shè)備井坑，外墻板及水池墻板高低止水口部分；由于每個(gè)泵臺(tái)速度不勻或個(gè)別由于停泵導(dǎo)致混凝土不連續(xù)供應(yīng)部位的質(zhì)量，并在混凝土初凝前督促施工方進(jìn)行二次泌水處理，克服混凝土早期脫水裂縫，檢查混凝土平整度；檢查現(xiàn)場測溫落實(shí)情況，及時(shí)分析溫度差變化，組織有關(guān)方面及時(shí)

15、解決混凝土澆搗過程中出現(xiàn)技術(shù)問題。 </p><p>　　(2)根據(jù)溫度變化及時(shí)落實(shí)已澆搗至設(shè)計(jì)標(biāo)高部分混凝土表面保溫工作，保溫塑料薄膜覆蓋前必須完成二次泌水處理，減少混凝土表面裂縫，并澆水濕潤。薄膜覆蓋必須落實(shí)，薄膜內(nèi)保留一定水份，其他保溫材料根據(jù)溫度變化分層覆蓋。 </p><p>　　(3)基礎(chǔ)承臺(tái)混凝土澆筑過程中要采取措施，降低混凝土的入模溫度，控制坍落度，控制坍落度的波動(dòng)，不得加

16、水，并要振搗密實(shí)。 </p><p>　　(4)混凝土澆搗方法從一個(gè)方向斜坡式分層連續(xù)澆搗，不留施工縫。 </p><p>　　(5)混凝土振搗采用上下、前后同時(shí)振搗的方法進(jìn)行，即在混凝土澆筑點(diǎn)上下配備振搗棒操作工進(jìn)行振搗。由于混凝土坍落度大，混凝土流淌坡度小，距離長，依次在澆筑點(diǎn)后面配備振搗人員對(duì)斜坡進(jìn)行振搗，為了便于下坑內(nèi)施工，操作人員在承臺(tái)側(cè)模處開設(shè)若干孔洞供操作人員上下。 <

17、/p><p>　　2.3 大體積混凝土的優(yōu)化施工 </p><p>　　2.3.1 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)的控制 </p><p>　　根據(jù)本工程的方案布置圖，混凝土澆筑前檢查測溫點(diǎn)布設(shè)情況及防止?jié)仓r(shí)損壞該設(shè)施，并建立測溫點(diǎn)初始值?；炷脸跄?，落實(shí)二次泌水處理，克服由于早期脫水引起的裂縫，適量澆水后覆蓋薄膜，并落實(shí)保溫措施。根據(jù)施組要求，嚴(yán)格檢查混凝土保溫措施落實(shí)情況。混

18、凝土澆搗過程中以及養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測混凝土內(nèi)溫度變化情況。自澆搗時(shí)起1d～7d，每1h測定一次；第8d～14d，每4h測定一次?？刂苹炷恋臏夭睿?dāng)溫差超過25℃時(shí)應(yīng)督促施工方進(jìn)一步落實(shí)加強(qiáng)保溫措施。 </p><p>　　大體積混凝土養(yǎng)護(hù)一般不少于7 d，并根據(jù)板中心混凝土溫度變化及同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊強(qiáng)度確定養(yǎng)護(hù)周期?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)應(yīng)采用保溫、保濕及緩慢降溫的技術(shù)措施，一般在澆筑在厚度大于3 m時(shí)，要求考慮

19、在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻水循環(huán)降溫措施，設(shè)冷卻水管，并通過溫度檢測控制混凝土中心與表面的溫度或混凝土內(nèi)部與冷卻水的溫度控制在25℃以內(nèi)。 </p><p>　　2.3.2 降低水泥水化熱和變形 </p><p>　　(1)在厚大無筋的或少筋的大體積混凝土中，摻加總量不超過20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達(dá)到降低水化熱和節(jié)省水泥的目的。 </p><p>　　(

20、2)改善配筋。為了保證每個(gè)澆筑層上下均有溫度筋，可建議設(shè)計(jì)人員將分布筋做適當(dāng)調(diào)整。溫度筋宜分布細(xì)密，一般用φ8鋼筋，雙向配筋，間距15cm。這樣可以增強(qiáng)抵抗溫度應(yīng)力的能力。 </p><p>　　3 大體積混凝土的施工質(zhì)量控制 </p><p>　　3.1加強(qiáng)對(duì)溫度的控制 </p><p>　　首先，為了控制由溫差導(dǎo)致的裂縫，大體積混凝土的澆灌工作應(yīng)選在一天中氣溫比

21、較低的時(shí)間進(jìn)行，優(yōu)先選擇水化熱比較低的水泥，在確保大體積混凝土的強(qiáng)度等級(jí)前提下，使用一定的緩凝減水劑，以減少水泥的使用量，同時(shí)使水灰比降低，能夠有效減少水化熱；加入外摻料如粉煤灰不僅能代替部分水泥的功能、減少用水，還能夠改善混凝土的可泵性。其次，要注意控制混凝土入模的溫度，如通過向骨料灑水來減少太陽對(duì)砂石料的直接照射；通過加冰塊來冷卻材料。 </p><p>　　3.2提高對(duì)原材料的控制 </p>

22、<p>　　由于在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中涉及的配筋較密且多，因此為了確?；炷恋木o密填充，應(yīng)加強(qiáng)石子中最大粒徑及其粗細(xì)集料級(jí)配，如果石子的粒徑過大，石子就可能卡在鋼筋中，而砂漿的收縮度大于混凝土的收縮度，拆模后就很可能在鋼筋下方造成裂縫。另外，應(yīng)嚴(yán)格控制砂石料的含泥量，若超過規(guī)定，會(huì)降低大體積混凝土的抗拉力并增加混凝土的收縮力，這種情況下就極易產(chǎn)生裂縫，影響工程質(zhì)量。 </p><p>　　另外，在大體積混

23、凝土的施工過程中，對(duì)水泥的選擇也十分重要。不同品牌、類型的水泥其組織各不相同，因此配置出的混凝土的性能也不盡相同，一般大體積混凝土工程在澆筑初期發(fā)生開裂的最重要原因就是由于混凝土內(nèi)部溫度升高與收縮而造成的。通過對(duì)大體積混凝土的選材及配合比的控制，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中加入外加劑，盡量減少水泥和水的用量，以減少水化熱現(xiàn)象引起的收縮變形。普通的硅酸鹽水泥雖然其早期的強(qiáng)度高但是水化熱反應(yīng)大；礦渣水泥相比普通水泥的熱度低，但是它的干縮和滲水現(xiàn)象嚴(yán)

24、重，而且后期會(huì)產(chǎn)生硬度收縮；火山灰水泥在后期的收縮程度較大，而且經(jīng)濟(jì)代價(jià)較大。 </p><p>　　3.3適當(dāng)調(diào)整鋼筋配置 </p><p>　　通過調(diào)整鋼筋的配置方案，可以增設(shè)溫度的傳遞分布筋，將大體積混凝土內(nèi)部的熱量及時(shí)傳遞出來，以防止內(nèi)部熱量增高。在鋼筋的配置設(shè)計(jì)上，一般采取在配筋率不改變的前提下、上下皮配筋差異的方案，也就是說底皮鋼筋在沒有柱板帶的地方橫縱均采用Φ25@150，在

25、有柱板帶的地方上下皮筋則采Φ25@130。由于混凝土的厚度約為1米，出于其散熱速度的考慮，可在底皮鋼筋與頂皮鋼筋之間設(shè)置Φ25，溫度分布筋采用每平方米1根的方式，采用搭接焊的方式連接上下，放棄原來28@200的配筋方案。通過這種上下錯(cuò)位的分布方式，可使鋼筋的直徑減小，鋼筋之間的間距縮短，這樣就減少了混凝土的收縮程度，上下搭接的方式能夠使中間的熱量迅速散發(fā)出來，減少裂縫發(fā)生的幾率。 </p><p>　　3.4采取

26、合理的澆筑方法 </p><p>　　目前大體積混凝土的澆筑方法常見的有全面分層、分段分層、斜面分層三種方法，在實(shí)際的操作過程上，應(yīng)根據(jù)工程自身的特點(diǎn)選擇科學(xué)合理的方法進(jìn)行施工。 </p><p>　　3.4.1 全面分層 </p><p>　　即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層,此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續(xù)澆筑,直至完工為止。采用這種

27、方案,適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸一般不宜太大,施工時(shí)從短邊開始,沿長邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑。 </p><p>　　3.4.2 分段分層 </p><p>　　混凝土澆筑時(shí),先從底層開始,澆筑至一定距離后澆筑第二層,如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多,所以澆筑到頂后,第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單

28、位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少,不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長度較大的工程。 </p><p>　　3.4.3 斜面分層 </p><p>　　要求斜面的坡度不大于1/3,適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況?；炷翉臐仓酉露碎_始,逐漸上移。 </p><p>　　結(jié)束語：綜上所述，通過對(duì)筆者參加的此項(xiàng)工程的地下室大體積混凝土施工

29、技術(shù)的討論，我們可以知道要保證大型地下室大體積混凝土的施工質(zhì)量，就必須嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)及工藝進(jìn)行施工，同時(shí)還要根據(jù)所建工程及大體積混凝土的施工特點(diǎn)來采取合理的施工質(zhì)量控制措施。只有這樣，才能從根本上確保地下室大體積混凝土的施工質(zhì)量，從而保證整體建筑工程的施工質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 鐘之義 超高層建筑大體積