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浅谈大体积混凝土施工质量控制

作者：蒋子富

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2011年第07期

摘要：本文结合某高层建筑基础施工实例，通过对大体积混凝土温度裂缝产生的原因进行分析，提出了相应技术控制措施，从而很好地指导高层建筑基础底板的施工和裂缝控制。 关键词：大体积混凝土施工 温度裂缝 控制措施

1 工程概况

文景观园8#楼结构形式为27层剪力墙结构。基础为平板式筏形基础，设计平面长32.5m，宽23m，底板厚1800mm，砼强度等级为C35，抗渗等级为S6，砼总量约1345m3。 2 大体积砼特点

通常将混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土定义为大体积混凝土。

根据大体积砼定义，本工程筏板基础属于大体积砼范畴，需采用大体积混凝土施工技术措施。温度应力是大体积混凝土产生裂缝的主要原因。

裂缝分两种：一是表面裂缝。混凝土浇筑初期，水泥水化产生大量水化热，使混凝土的温度很快上升，内外形成温度梯度，形成内约束。在混凝土内部产生压应力，面层产生拉应力，当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。二是收缩裂缝。混凝土浇筑后数日，混凝土从最高温度逐渐降温，降温及水份蒸发等引起体积收缩变形，二者都受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，产生温度拉应力。当该温度应力超过混凝土抗拉强度时，则从约束面开始向上形成裂缝，如果该温度应力足够大，可能产生贯穿裂缝。

基于上述特点，作为大体积砼在其砼浇筑过程中及其后一段养护时间内，对砼内部及表面温度进行跟综检测，掌握温度变化状况并及时采取相应措施，对防止大体积砼内外温差过大产生温度应力而导致有害裂缝（深层、贯穿性裂缝）的产生具有至关重要的意义。 3 大体积混凝土温度预控原理

3.1 混凝土热工计算：筏板基础混凝土施工在九月份，根据当地历史资料，大气平均气温（T0）取25℃以上。入模温度（Tq）25℃。由于受混凝土材料及外界气温、养护方法、结构厚度等的影响，混凝土内部最高绝热温度按经验计算：

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Tmax=Wc/10+Tq+F/50 Wc—单方砼水泥用量 F—单方砼活性掺料用量 结合本例混凝土配合比，则

Tmax=Wc/10+Tq+F/50=400/10+25+65/50=66.5℃ 3.2 混凝土表面温度计算

①混凝土的虚厚度：本工程混凝土保温方法为铺一层棉毡，以其导热系数λ取0.14；内铺外盖塑料薄膜，其导热系数λ取0.09，代入得

取K=0.666，λ=2.33，砼的虚厚度h=K.λ/β=0.666×2.33/3.5=0.44m。 ②混凝土的计算厚度：H=h+2h/=1.8+2×0.44=2.68m ③混凝土的表面温度：

T1=TMAX-T0=66.5-25=41.5℃ （T1——混凝土达到最高温度时，混凝土中心温度与外界气温之差）。

T=T0+4×h/×（H-h/）×T1/H2=25+4×0.44×(2.68-0.44)×41.5/2.682=47.8℃

混凝土中心最高温度与表面温度之差TMAX-T=66.5-47.8=18.7℃＜25℃，故满足要求，可以保证质量。

因此，采用科学的监测手段，制定科学有效的施工方法，使砼的内外温差小于25℃，砼内部的温差应力小于砼本身的极限拉伸强度，抗裂安全系数大于1.15，砼不会产生温差裂缝。同时加强砼的保湿，防止表层干缩裂缝的产生，从而达到砼质量目标。 4 大体积混凝土施工质量控制措施

本工程混凝土采用商混站供应，一台37米臂架泵输送混凝土，6辆罐车运输混凝土，考虑到泵机的混凝土输送能力，现场采用分层、循环浇筑的方法，拟定每层厚度400mm-500mm，每小时混凝土供应能力大于90m3。

4.1 组织措施。浇筑前召开施工、监理、混凝土供应商参加的联席会议，进行相关技术交底，要求有关参建单位协调好配合工作。合理组织劳动力及机械设备。施工人员分班作业。每

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班交接班工作提前半小时完成，人不到岗不准换班，并明确接班注意事项，以免交接班过程带来质量隐患。

4.2 技术措施。①选择合适水泥，宜选用PO42.5水泥。②按比例掺加粉煤灰减少水泥量，降低水化热。③采用60天龄期强度作为达到砼强度等级的标准。④掺高效减水剂延缓水泥水化热，降低放热峰值，避免混凝土过早出现高温，初凝延长到5h左右。并且用水量减少12%左右，水灰比可控制在0.45内。⑤严格控制骨料级配和含泥量。选用10～40mm连续级配碎石，细度模数2.80～3.00的中砂。砂、石含泥量控制在1%以内。⑥控制混凝土人模温度。施工过程中对碎石洒水降温，由于是夏季施工，白天温度较高，浇筑混凝土的时间宜选在晚上。⑦加强技术管理。加强原材料的检验、试验工作。

4.3 优化施工工艺。混凝土浇筑采用平面分条，斜面分层、薄层浇捣、自然流淌、循环浇筑，多次到顶的连续浇捣方式，确保混凝土密实无冷缝。

在浇捣过程中，为防止砼自然流淌太大及砼供应迟缓而形成施工冷缝，砼要具有一定的缓凝性，砼流淌坡度控制在1:8内。斜面分层厚度控制在500mm内，以便下层砼在初凝之前即被上层砼覆盖，浇筑线呈s状，来回摆动退行，并且每条线的摆动方向要基本一致。 振动器分别布置在泵管出料口、混凝土中部及坡角处。振捣采用插入式振捣棒，以混凝土浆上浮、石子下沉、不出现气泡为原则，振捣间距为300mm成梅花型振捣，采用自后往前的振捣顺序，棒头垂直混凝土面插入下层混凝土中，保证上下层混凝土完全融合无冷缝，提高混凝土的密实度和与钢筋的握裹力，减少混凝土的收缩和微裂来提高抗裂性。

浇筑成型后的混凝土表面水泥砂浆较厚，应按设计标高用刮尺刮平，待砼收水后再用木蟹搓磨、压实，以闭合收水裂缝。

4.4 混凝土的养护。砼浇筑完毕，边收面边用超薄软膜对砼表面进行覆盖。待砼初凝后，采用一层塑料膜和一层棉毡覆盖。为保证混凝土内部与混凝土表面温差小于25℃，混凝土降温速率小于1.5℃/ d；表面温度与大气温度之差小于25℃，实际施工时将根据测温办的通知来调整。养护在混凝土浇筑完12h内开始，养护时间不少于14d。

4.5 混凝土的测温。为了掌握混凝土的温升和温降变化规律以及各种条件下温度影响，需要对混凝土进行温度监测控制。项目部安排两个专职人员进行轮流测温，做好测温记录。 ①测温点布设：1800mm筏板范围内共布设2.0米长测温管2处，电梯井布设2.95米长测温管1处。其中每个测温管中共布置上、中、下三个测点，分别对砼表层、中部、底部温度进行测定。

②砼温度监测周期：砼内部温度变化比较慢，升温最快5℃/小时；降温更慢，降温最快3~4℃/天。升温、恒温、降温阶段，每0.5小时监测1次。