浅谈建筑基础大体积混凝土施工

浅谈建筑基础大体积混凝土施工

尹永华

沂南县自来水公司山东276300

摘要：大体积混凝土由于其体积巨大，所以混凝土中的水泥在水化反应过程中释放的水化热和混凝土内部与外部的散热不均所产生的温差和混凝土硬化过程中的收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，进而导致大体积混凝土结构出现裂缝，从而给工程结构带来不同程度的危害。本文通过对工程实例，主要从温度应力控制、水平施工缝和竖向后浇带的处理、混凝土输送过程中离析和坍落度的控制等，探讨建筑基础大体积混凝土施工技术。

关键词：建筑基础；大体积混凝土；施工技术

大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及浇筑完的保温、后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，严格施工规范，仔细落实每一个施工环节，大体积混凝土的施工质量是可以得到有效保证的。

一、施工准备阶段的质量要求

大体积混凝土出现裂缝的原因较复杂，但以下三个方面因素引起的裂缝必须控制，即混凝土温度温升阶段由内外温差导致的表面裂缝；由混凝土失去水分形成的收缩裂缝；有碱集料反应使大体积混凝土产生的裂缝等。针对上述引起混凝土裂缝的因素在混凝土配合比设计时应采取技术措施。因此工程实践中应注重以下几点：

1、优化配合比设计：大体积钢筋砼结构引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使砼出现早期升温和后期降温现象。因此，要求施工单位应提前一个月进行混凝土配合比设计，大体积混凝土可按60d强度设计。掺入适量的粉煤灰，在保证大体积混凝土强度的前提下尽可能减小水泥用量，降低水化热峰值及推迟水化热峰值的出现，能过做绝热温升试验，优选混凝土配合比。

2、严格控制原材料：

（1）水泥应选用水化热较低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，加强对水泥的检查试验；

（2）粗、细骨料的选择，选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量。粗骨料选择主要是考虑能满足泵送要求，砂采用中砂，含泥量控制在0.2%以内，并不得含有杂质，碎石粒径10～30mm内连接级配。

（3）外加剂宜采用复合防冻剂、减水剂，掺和物宜采用粉煤灰、矿渣粉等；

（4）大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。

二、基础大体积混凝土施工技术

1.基础工程概况

工程基础为天然地基满堂筏板，四周基础埋深-11.03m，中心筒体部位基础设计埋深-11.65m。基础底板为菱形，东西长70.50m，南北宽47.40m，厚度为1.80m和2.40m二种，混凝土体积约5500m3。混凝土为C45P12防水混凝土。

2.基础大体积混凝土温度应力控制难点

本工程是具有一系列大体积混凝土的施工难题：如温度应力控制、水平施工缝和竖向后浇带的处理、混凝土输送过程中离析和坍落度的控制等。

（1）基础混凝土配筋率低，抗拉强度低，裂缝对拉应力敏感，相对温度控制、应力控制尤为重要，须将温度应力控制在较小的范围。在产生拉应力的部位须采取措施，加强养护，严格控制拉应力低于混凝土相应龄期的抗拉强度。（2）由于施工要求尽量不采用冷却水管，为此应相应减小浇筑层的厚度，降低混凝土内部温度峰值。浇筑层厚度的减小会相应增加水平施工缝层数，因此应优化大体积混凝土分层和分块施工方案。（3）本工程基坑深，混凝土块体厚度大，浇筑底层混凝土离析和坍落度较难控制，因此应采取合理的混凝土配合比和输送方案减小单方混凝土水泥浆量，降低坍落度，防止混凝土离析。

3.基础大体积混凝土配合比的选用

混凝土配合比。对于大体积混凝土，水泥水化产生的水化热会引起温度上升，若不同部位混凝土温差过大，温度应力超过混凝土的抗拉强度，会导致混凝土的开裂。大体积混凝土的温控措施应全面考虑，合理的配合比设计是非常重要的环节。基础大体积混凝土配合比设计中主要考虑降低水化热，减小混凝土的绝热温升。本工程采用的配合比主要从五个方面考虑。

（1）在保证强度和耐久性的同时尽量降低单位水泥用量，水泥用量与大体积混凝土的最高升温有直接关系，降低水泥用量是最有效的温控措施。（2）选用对大体积混凝土温度控制最有利的外加剂NF型缓凝高效减水剂。缓凝型外加剂能有效延缓水化热的释放时间，降低水化热放热峰值，使混凝土水化热释放比较平缓，避免中心部位混凝土温度急剧上升而导致温差增大。用NF型配制的C45P12混凝土的绝热温升延缓，对大体积混凝土温度的均匀性有利。（3）掺粉煤灰。粉煤灰可以使混凝土水化热在一定程度上延缓释放，对于大体积混凝土的温控极为有利；还可以增加混凝土的后期强度，使混凝土的强度保证率提高；另外掺加粉煤灰可以改善混凝土的施工性能。（4）改善混凝土的体积稳定性，提高混凝土的抗裂性能。保证一定的粗骨料含量可以有效地改善混凝土的抗裂能力，在满足强度和施工性的前提下，采用尽量低的砂率。

4.基础大体积混凝土施工技术

（1）基础大体积混凝土分块施工，并埋设冷却水管是否采用冷却水管，对厚度影响很大，采用冷却水管，可降低混凝土内部温度峰值，延缓升温速度。根据本工程特点，基础底板C45P12混凝土厚度1.8m，局部厚度2.4m，整块混凝土体积5500m3，经过热工计算若要将其温度降低10℃，则需要用水300t，要在50小时内完成降温，设计移流量应该为15L/S。应将整个降温系统分为2个区域进行。地下水直接排入下水道。为了保证有良好的降温效果，保证降温在混凝土内部平稳进行，不出现大的温度不均匀现象，我们采用De20管径的PEX交联管做为降温支管，PEX交联管可以满足热工计算要求。管路系统我们分为2个系统，每个系统由一台泵和分水器以及降温支管组成。2个系统共用一个备用泵，和一个水箱（矩形钢板水箱），泵的扬程为H=40m、流量=30t/h、N=7.5kw。对于周边死角部位，降温阶段加强保温养护，延缓降温速度，同样能达到冷却水管作用，且可免去冷却水管的施工费用和冷却水调温的繁琐施工程序。埋设冷却水管的方法

是在基础底板上、下约中间部位，具体为距底板面800mm，距顶面1000mm中间布置冷却水管，综合考虑，在混凝土浇注24h后，立即开始循环水降温，使混凝土中心最高温度控制在40℃左右，确保混凝土在每一个断面上温差小于20℃～25℃。（2）混凝土输送。由于基坑深达11.65m，纵向净长70.5m，根据本工程自身特点，考虑多种因素，基础大体积、采用泵送混凝土，首先优化配合比，掺入减水剂、保证混凝土出机和入仓时的质量要求。试验人员根据砂石的含水情况及时对施工配合比作相应调整，混凝土的拌制时间控制为60秒，试验人员对混凝土坍落度和和拌合温度必须严格控制。泵送现场实测混凝土坍落并保持在160mm～180mm之间；浇筑温度在6.7℃～8.6℃之间，混凝土工作性能良好。（3）混凝土浇筑。混凝土采用斜面分层法浇筑，每层的厚度不超过600，斜面坡度为混凝土振捣时自然流淌形成的坡度。混凝土的浇筑应连续进行、间歇时间尽量缩短，并不超过混凝土的初凝时间，次层混凝土应在前层混凝土初凝前浇筑完成。（4）混凝土振捣。采用插入式振动棒振捣混凝土。根据混凝土泵送时自然流淌和振捣时形成的坡度分前、中、后三段布置振动棒，前面为泵管出料口布置1台，中间布置1台，后面为坡脚处布置2台。振动棒作业时，要使振动棒自然沉入混凝土，且插入到下层尚未初凝的混凝土中5.0cm，以使上下层相互结合。注意将振动棒上下抽动5.0cm，以保证混凝土均匀密实。

三、结束语

总之，面对应用日益广泛的大体积混凝土工程，我们必须不断总结经验，完善技术措施，提高大体积混凝土的施工质量，从而使其施工走上成熟和规范化的道路。

参考文献

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[2]张铜庆，尹富贺.大体积混凝土施工分析[J].中国科技博览，2011（33），154-154