探讨基础底板大体积混凝土施工技术

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　　摘要：本文针对大体积混凝土，介绍施工中所应采取的施工技术措施。
　　关键词：大体积混凝土；配合比优化
　　1工程概况与施工技术难点分析
　　某工程总建筑面积67366.7m2，包括主楼和裙楼两部分。主楼为剪力墙结构，地下1层，地上31层，建筑高度95.7m;裙楼为框架结构，地下1层，地上5层，建筑高度21.3m。卵砾石天然地基，筏板式基础，长84m，宽25m，基础底标高-7.5m，底板厚2.2m，基础底板混凝土量为5825 m3。混凝土设计强度为C40，抗渗等级为S6，全部采用商品混凝土。基础底板及地下室外墙设有卷材防水层。本工程施工难点如下：
　　(1)本工程主楼共有三个单元，因西侧第三单元拆迁未完成，留作二期施工。一期施工时间在7月份，正值盛夏，施工温度控制成为第一施工难题。
　　(2)底板混凝土强度等级较高，按常规配合比，水泥用量大，标号也高，水化热相应也高，不利于大体积混凝土的施工。如何合理选择原材料，减少水泥用量，优化配合比，降低水化热，推迟温峰出现，是需要认真对待的问题。
　　 (3)底板大而厚，混凝土总方量多，满足混凝土连续浇筑，严防冷缝出现，是保证基础整体性的关键。如何组织好混凝土的供应和浇筑时的组织协调工作显得更为突出。
　　2混凝土配合比及原材料的选择
　　大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别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。施工单位要在材料的选择、技术措施的选择等有关环节充分做好工作，以保证大体积混凝土工程顺利施工。
　　 材料选择
　　(1)水泥。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，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝。据此，确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，并通过掺加合适的外加剂改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。
　　(2)粗骨料。采用碎石，其粒径5一25 mm，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，同时可以减少用水量及水泥用量.从而仗水泥水化热减少，降低混凝土温升。
　　(3)细骨料。采用中砂，其平均粒径大于0.5 mm，含泥量不大于5%。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，选用合理含砂率对混凝土的可泵性也是有所提高的。
　　(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以便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10%以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
　　(5)外加剂。设计无具体要求，通过分析比较及过去在其他工程上的使用经验，每立方米混凝土放2 kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。商品混凝土供应商在浇筑前应将具体的外加剂用量及使用性能报告送达施工单位。
　　3基础大体积混凝土施工的主要方法及技术措施
　　本工程从降低混凝土水化热、控制入模温度、选择合理浇筑方法、控制升降温速度、减小混凝土收缩、提高混凝土抗拉强度等方面人手，全方位采取措施，控制基础大体积混凝土施工质量。
　　3.1优化混凝土配合比
　　合理选用原材料，采用“双掺”技术，优化配合比，降低水化热，从而降低混凝土内部绝热温升，推迟温峰的出现，从根本上保证混凝土的质量和工作性能。
　　(1)水化热较低的P.0 42.5水泥。
　　(2)中粗砂，粒径0.15一4.75mm，细度模数2.5,含泥量2%以内。
　　(3 )碎石粒径为5一31. 5mm，含泥量不大于0.7% 。
　　(4) YI-I一A1缓凝高效减水剂和UEA混凝土膨胀剂。
　　(5) Ⅱ级粉煤灰，增强混凝土和易性和可泵性。
　　(6) 水灰比控制在0.43，砂率控制在38 %，坍落度控制在160±20mm。优化后的配合比如表1。
　　
　　
　　3.2混凝土的搅拌、供应
　　为控制出罐温度，石子采用棚舍遮阳，避免暴晒，并用水冲洗降温;使用地下水或加冰水，水温控制在10℃以下，通过降低拌合水温度以降低拌合物温度。通过以上措施，混凝土出罐温度控制了在15℃以下。
　　混凝土搅拌计量由微机全自动控制，原材料计量误差控制在规范允许值之内:水泥±2%，砂石±3%,水、外加剂±2%。混凝土的搅拌时间不少于120s。
　　严格控制混凝土运输时间，通过搅拌站在现场的指挥调度人员，及时掌握施工现场混凝土的浇筑速度，及时反馈信息，保证混凝土均匀连续供应，最大限度缩短罐车等待时间，避免因供应不及时造成冷缝现象的发生。
　　3.3混凝土的浇筑
　　(1)施工段划分及后浇带留设。根据设计要求，基础底板主楼与裙房间设沉降后浇带，主楼沿长度方向在第二和第三单元间设温度后浇带，因东侧两单元主楼底板长度长，施工时在其中间再增设一道温度后浇带，后浇带宽均为0.8m。基础底板浇筑按后浇带设置共分为六个施工段，本期施工为四个施工段。
　　考虑底板较厚，混凝土的侧压力较大，保证后浇带模板的强度、刚度和稳定性是关键。本工程后浇带两侧模利用底板上下钢筋的角钢支撑作为模板竖向支撑，在其上满布两道密目收口网，纵向用22 @ 200钢筋上下焊牢压住，横向用14 @ 350钢筋压住，并与纵向钢筋和角钢支架焊牢，中间加斜撑，组成空间结构模架体系。
　　按照设计要求，后浇带两侧混凝土浇筑后45d,混凝土收缩基本稳定后，用C45微膨胀混凝土将后浇带混凝土浇筑，将基础连为整体。
　　(2)混凝土的浇筑。本工程浇筑时采用“分段浇筑，斜面分层，循序推进，连续浇筑”的方法，浇筑顺序由西向东推进，采用汽车泵和地泵分别从西南角和从西北角同时开始，按照1:8~ 1:10的自然休止斜面和0. 6m的层厚浇筑。严格控制薄层的间隔时间，下层混凝土初凝之前浇筑上层混凝土，上下层之间不形成施工缝。
　　混凝土浇筑完毕采用二次振捣工艺，以排除混凝土因泌水生成的水分和空隙，提高与钢筋的握裹力，防止混凝土出现沉陷裂缝，减少内部微裂。浇筑后在初凝前用铁滚筒来回滚压数遍，终凝前打磨压实压光，以闭合混凝土收缩裂缝，增强面层密实度，提高混凝土的抗裂性。
　　(3)混凝土的泌水处理。施工中形成的泌水，顺着混凝土浇筑的坡度方向流向底板周围的排水盲沟，汇集于集水坑内，用水泵排出。
　　3.4混凝土的养护及内部温度控制
　　为防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，一方面加强混凝土表面的保温保湿，另一方面采取措施降低混凝土内部温度。
　　(1)混凝土表面温度湿度控制。本工程夏季施工为防止太阳暴晒高温蒸发混凝土表面水分，采用了两种养护方法:对于有上翻外墙的部位采用蓄水养护方法;其他部位采用塑料薄膜加毛毡的养护方法。蓄水深度和毛毡层数根据热工计算确定，蓄水深度应为80mm，毛毡层数为2一3层(7 . 5cm)，计算过程此处略。
　　(2)混凝土内部冷却水循环降温系统。本工程采取混凝土内部冷却水循环系统降低内部温度，降温管采用 5钢管，铺设于钢筋中层网片上，纵向间距2m，用12#铅丝与中层钢筋网片绑扎牢固。
　　循环水降温工艺:冷却水放进水箱，由潜水泵压力输人循环水管经循环区域回人水箱，再根据混凝土内表温差情况调控水箱水温。通过温度监测及降温系统运行，混凝土内外温差控制在25℃以内，混凝土表面与大气温差也控制在25℃以内，满足规范要求。
　　4混凝土的测温监控
　　了解大体积混凝土内部不同区域、不同标高处的温度变化情况，选择有代表性的位置布置测温点，每段基础布置测温点9组，每组分别呈三角形布设测量上、中、下温度，测温点间距13一14m,测温点距外墙2m，距后浇带有施工缝4m。
　　本工程采用电子测温仪进行测温。混凝土浇筑时在底板不同部位预埋测温感应线，每组线感点埋设深度分别为基础表面下100,1100,2100mm处。
　　混凝土浇筑时，根据测温记录，气温为28一35℃ ,混凝土人模温度为20℃以内。混凝土浇注完毕12h进行首次测温,8#中心点上、中、下温度分别为45,59,53 ℃，随着水化反应的进行，内部温度逐渐升高，在混凝土浇筑后44h后，底部温度为57℃，中部温度峰值达到71℃，表面温度为59 ℃，底部和表面温度与中部温度分别相差14℃和12 ℃。从温度变化曲线可以看出，混凝土内部温度在最高点维持l0h左右即开始降温，72h混凝土底部、中部、表面温度分别降为54, 65,52℃, 7d后混凝土底部、中部、表面温度分别降为35.034.9,31.9℃。在降温过程中，表面温度降温较快，中部次之，底部较慢。通过采取保温覆盖措施，环境温度与混凝土表面温度相差值也未超过规范要求的25 ℃。
　　5结束语
　　本工程底板大体积混凝土浇筑因采取了合理的施工技术方案和严格的质量管理措施，取得了较好的技术经济效果。
　　
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