摘要：大体积混凝土被广泛应用于建筑工程中，需求量不断增大，同时现代工程建设对于大体积混凝土的施工质量也提出了更高的要求。本文结合工程案例对高层住宅楼地下室筏板基础大体积混凝土施工防裂进行了探讨和分析。
关键词：高层住宅楼；筏板基础；大体积混凝土
引言
随着经济的迅速发展，深圳市的高层住宅楼如雨后春笋般拔地而起，大体积混凝土施工工艺得到广泛应用。在大体积混凝土施工中，防止因水化热引起的裂缝是一个重点和难点。我们在某项目片筏式基础施工过程中，就大体积混凝土防裂方面，采取了一系列技术措施，并取得了良好的效果。
1工程概况
本工程位于深圳市宝安区石岩街道，建筑面积103325.7m2，由3栋24-27层商务公寓楼组成，裙房4层，地下室2层，埋深6.5m。主楼基础采用Φ600B预预应力管桩，片筏式承台。筏板长60m，宽5.2m，厚1.6m，中心电梯井部位厚2.2m，地下室底板厚0.35m。混凝土强度等级C30，抗滲标号S8。
2大体积混凝土施工防裂技术措施
大体积混凝土产生裂缝的主要原因为混凝土的导热性能不良，使水泥在水化过程中产生的大量热量散发不出去。热量积聚使混凝土核心温度急剧上升，而表面温度则因空气导热较优而上升缓慢。当混凝土内部与表面温度相差较大时，就会产生较大的温度应力和温度变形。当温度差超过临界点时，温度应力将大于混凝土的抗拉强度而使混凝土产生裂缝。同时，由于水化热使混凝土的整体温度升高而产生的膨胀变形，因受到地基的约東而产生压应力。在凝固初期，由于混凝土的弹性模量较小，徐变和应力松弛大，这种压应力较小；但到后期，温度下降会产生较大的拉应力，引起混凝土开裂。因此，控制混凝土内外温差及减少水化热是防止大体积混凝土出现裂缝的关键。而混凝土均质密实和防止施工冷缝则是防裂的重要因素。
经以上分析大体积混凝土防裂的具体要求总结为：1.混凝土内部最高温度与混凝土表面温度之差必须控制在30℃以下；2.混凝土施工过程中，必须保证其均质性，不得出现骨料离析现象；3.在混凝土浇筑过程中，不得出现施工冷缝。
2.1混凝土配合比设计
本工程地下室大体积底板混凝土施工不仅要满足强度、抗渗的要求，同时还需满足低水化热和泵送的要求。因此，在进行配合比设计时需要统筹整体考虑。
（1）水泥：混凝土升温主要是由水泥水化热引起的水泥的矿物组成中C3A的水化热与放热速度最大。因此要降低水泥水化热应选用C3A少的水泥。矿渣硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥因掺入了20％～40％的复合材料使得整体水化热降低。
（2）骨料：基于大体积混凝土施工中，抗渗、泵送的共同要求，选用连续级配的粗骨料，针片状颗粒的含量控制在10％以下，细骨料选用中砂。
（3）外加剂：通过综合比较，泵送混凝土选用了某公司的JZB－5浓缩型复合高效减水剂，可使混凝土初凝时间后滞5小时左右，同时具有高效减水、抗渗、微膨胀等性能。对大体积施工非常有利，其优点为：①缓凝有利于工序安排，有效防止施工冷缝；②微膨胀能使混凝土内部处于压应力状态，提高了混凝土的防裂、抗渗性能；③高效减水能使混凝土在水灰比平稳的情况下，加大混凝土坍落度，改善工作性能，有利于泵送及浇筑施工。
（4）掺合料：采用优质一级粉煤灰。
（5）混凝土配合比：经过混凝土配合比设计计算并经多次试验修正，确定混凝土施工配合比（见表1所示）：
2.2 控制混凝土入模温度
大体积混凝土浇筑施工是一项复杂的工序，控制好混凝土核心温度尤为重要。混凝土核心的最高温度实际上是由混凝土入模温度、水泥水化热引起的绝热温升、混凝土浇筑后的散热温度三部分组成。因此，在减少混凝土绝热温升的同时，降低混凝土的入模温度也是减少内外温差的重要措施。通过实验对比得出混凝土中各种原材料对混凝土搅拌温度影响最大为石子的温度，石子温度降低1℃，混凝土搅拌温度约可降低0.4～0.6℃。因此，我们对砂石料堆进行遮阳覆盖处理，并在搅拌前对石子米料堆喷洒冷水，以及在拌和用水池中加入大量冰块，以降低水温。通过采取这些措施，现场测得搅拌后温度为28℃
在混凝土运输过程中，选择路程最短及交通最便利的搅拌站，尽量缩短运输时间，并在进出场时进行罐外喷淋。混凝土泵车和泵管都采取了搭建防晒棚的措施。通过采取一系列措施后，现场测定的入模温度为29℃，施工现场环境温度为33℃）。
2.3 整体连续浇筑
该项目地下室采用斜坡式浇筑方法。由东向西浇筑，一次到顶，边浇边撤泵管，水平浇筑带宽2～3m，依次将浇筑的混凝土全部覆盖。浇筑到北头后，迅速接好泵管再从东南重新开始浇筑。现场布置了三台泵车，每小时泵送量约为120m3，每覆盖一层需混凝土约180m3，即需1.5小时才能完成。加上拆接泵管的时间，从南头浇筑到北头再重新从南头开始，需3小时。再考虑到混凝土的运输和等候时间，项目配制的混凝土的初凝时间为5小时，能够较好地满足浇筑的需要。现场设置六个振捣组，进行地毯式振捣。这样可以确保混凝土振捣密实，防止漏振。在振捣过程中，严格遵照施工规范，控制振捣间距、振捣时间及振动棒插入深度。在浇筑完成后，先用磨浆机进行磨浆，然后再用木抹子反复搓压混凝土面，在混凝土初凝后再用铁抹子压，使混凝土表面平整，减少表面龟裂。
2.4 混凝土养护、保温
经计算该部混凝土前三天的绝热温升应为55．6℃，预计混凝土内部实际温度可达72℃以上，而此时的日平均环境温度为30℃。这将使混凝土内部温度与表面温度之差远大于要求的30℃，因此必须采取保温措施，利用保温材料提高浇筑混凝土表面温度，有效控制混凝土的内外温差。
经过热工计算，决定在混凝土表面先覆盖一层塑料薄膜，再盖一层麻袋，然后在麻袋上再盖一层塑料薄膜。这样，第一层塑料薄膜可以起保湿作用，避免混凝土中水分蒸发而失水；第二层塑料薄膜可以加强麻袋的保温性能，并防止外界天气影响失去保温功能，造成表面温度突降。当混凝土内部与环境温度小于30℃时，方可撤除保温。
3结束语
工程在采取上述防裂技术措施后，地下室底板混凝土强度、抗滲性及表面质量均达到了设计要求，没有出现裂缝和施工冷缝，顺利通过验收。大体积混凝土的施工是一项系统复杂的工程，为防止混凝土裂缝，除了按一般的混凝土施工前必须进行的物质准备、技术准备以外，还应根据大体积混凝土施工的特点，从原材料选用和施工方案上下功夫，积极借鉴先进控制大体积混凝土裂缝的有效施工措施，制定详细周密的施工方案，采取积极稳妥的组织措施，在各单位的紧密合作下，顺利地完成大体积混凝土地浇筑工作。
参考文献
[1] 陈碧璇.浅谈大体积混凝土施工过程中的裂缝控制措施[J].四川建材，2012.
[2] 林建祥.论建筑工程中大体积混凝土浇筑的施工技术[J].中国住宅设施，2012
[3] 陈新喜.浅谈大体积混凝土施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2011
论文作者:赖广文,蒋冬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/7
标签：混凝土论文; 体积论文; 水化论文; 温度论文; 裂缝论文; 应力论文; 措施论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;