摘要：地下室底板是建筑工程施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，但由于此結(jié)構(gòu)澆筑體積較大、所產(chǎn)生的水化熱熱量較大，因而施工時控制難度大，存在結(jié)構(gòu)開裂隱患。結(jié)合高層建筑地下室底板工程實(shí)例，對大體積混凝土澆筑施工技術(shù)的應(yīng)用展開了探討，依次介紹了材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、運(yùn)輸控制、澆筑作業(yè)、溫度控制、澆筑振搗和后期養(yǎng)護(hù)這6個環(huán)節(jié)的要點(diǎn)，旨在提高建筑工程地下室底板大體積混凝土施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：建筑工 程 大體積混凝土 配合比設(shè)計(jì) 溫度控制

Research on Construction Technology[A5]" of Large Volume Concrete for Basement Floor of Building Engineering

NAN Jianping

Gansu Haiwang Construction and Installation （Group） Co.， Ltd.， Dingxi， Gansu Province， 743000[A6]" China

Abstract： Basement floor is the key link of construction engineering construction， but because of the large volume of pouring and the high heat generated by hydration heat， it is difficult to control during the construction， and there is a hidden danger of structural cracking. Based on the example of high-rise building basement floor engineering， the paper discusses the application of large volume concrete pouring construction technology. It introduces the key points of material selection， mix ratio design， transportation control， pouring operation， temperature control， pouring vibration and later maintenance， in order to improve the construction quality of large volume concrete for basement floors in construction engineering.

Key Words： Construction engineering; Large volume concrete; Mix ratio design; Temperature control

在城市建設(shè)發(fā)展的過程中，建筑工程項(xiàng)目逐步向高層化與超高層化的方向發(fā)展，為了保障建筑工程質(zhì)量，常會采用大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行澆筑施工，然而澆筑大塊混凝土作業(yè)相對復(fù)雜，存在一些質(zhì)量隱患，特別是地下室底板結(jié)構(gòu)的大體積混凝土，受到施工空間限制，澆筑作業(yè)難度更[A7] 大，可能會因水化熱等問題而引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題。為此，建筑工程地下室底板施工時，需要科學(xué)應(yīng)用大體積混凝土施工技術(shù)，通過施工要點(diǎn)的嚴(yán)格把控，保障大體積混凝土澆筑質(zhì)量。

1.工程概況

某高層建筑工程項(xiàng)目為商業(yè)寫字樓，項(xiàng)目內(nèi)容包含3層地下空間，總面積為7 010 m2，尺寸為95.1 m×73.8 m，底板澆筑厚度設(shè)計(jì)為0.7 m。該[A8] 工程計(jì)劃選用高強(qiáng)度等級的混凝土材料，沿橫、縱兩個方向設(shè)置后澆帶。由于該工程地下室澆筑施工面積較大，并考慮后澆帶分布情況，施工采取分區(qū)作業(yè)形式，即將整個地下室底板分成4個部分進(jìn)行澆筑，分區(qū)后各區(qū)澆筑面積仍較大，因而需要采取大體積混凝土澆筑施工技術(shù)。

2.工程項(xiàng)目施工難點(diǎn)分析

該工程目施工時，在混凝土材料運(yùn)送、拌和、澆筑等方面存在一定的難度。首先，大體積混凝土澆筑所需混凝土材料應(yīng)在混凝土攪拌站內(nèi)提前拌和，但是施工區(qū)規(guī)劃時，將攪拌站設(shè)置在距離施工現(xiàn)場2.8km處，由于距離過遠(yuǎn)，運(yùn)送大體積混凝土?xí)r可能無法保障混凝土材料質(zhì)量，易發(fā)生混凝土坍落度達(dá)不到要求的問題。再加上該工程在夏季施工，氣溫較高，可能會由于溫度因素降低混凝土的和易性，泵送混凝土?xí)r可能會出現(xiàn)堵塞管道的現(xiàn)象，這會對地下室底板施工的順暢開展產(chǎn)生阻礙。另外[A9] ，由于地下室底板尺寸大、厚度高，要應(yīng)用大量混凝土，并且需要較長的澆筑時間，若混凝土拌和、運(yùn)輸、澆筑各個環(huán)節(jié)銜接不暢，可能會延誤工期，在地下室中設(shè)置電梯井、集水槽等結(jié)構(gòu)時，也可能破壞混凝土截面，還會因混凝土澆筑流程不規(guī)范而導(dǎo)致底板形成裂縫。

3.施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1選擇質(zhì)量達(dá)標(biāo)的混凝土材料

相較于普通混凝土，大體積混凝土出現(xiàn)水化熱的概率更大，因而混凝土開裂隱患較高[1]。為此，大體積混凝土澆筑時，要重點(diǎn)控制混凝土材料質(zhì)量。首先，應(yīng)選用低熱水泥，以降低水化熱所產(chǎn)生的影響，防止因內(nèi)部溫度過大而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂。該工程選用普通42.5硅酸鹽水泥，由于該工程選用泵送方式輸送大體積混凝土，在配制混凝土?xí)r，需要摻加低于總量10%的粉煤灰，以降低水化熱速率，使混凝土的早期強(qiáng)度得到有效提升。其次，應(yīng)合理篩選集料級配，以降低水泥用量，削弱水化熱效應(yīng)，防止混凝土結(jié)構(gòu)開裂；應(yīng)選擇粒徑尺寸高于0.5 cm、低于2.5 cm、含泥量不超過1%的碎石作為粗集料，并且碎石中其他物質(zhì)含量也應(yīng)控制在5%以內(nèi)。而細(xì)集料應(yīng)選用模數(shù)為2.5的中粗砂，使用前需要過篩，確保其含泥量低于2%。最后，大體積混凝土配制時還應(yīng)加入適量減水劑，以降低用水量，抑制水泥水化熱現(xiàn)象，從而提高混凝土材料的和易性。

3.2科學(xué)設(shè)計(jì)混凝土配合比

為了保障該工程泵送大體積混凝土作業(yè)的順暢實(shí)施，需要科學(xué)設(shè)計(jì)大體積混凝土的配合比。工程所用混凝土的強(qiáng)度等級為C40，其抗?jié)B強(qiáng)度應(yīng)不超過1.6 MPa，水灰比不可超出0.4，混凝土的坍落度要低于10 cm。該工程澆筑大體積混凝土?xí)r，因運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，所以混凝土需要很長時間才能運(yùn)送到施工現(xiàn)場，同時考慮澆筑時長、水化熱等因素，該工程所用大體積混凝土的初凝與終凝時間應(yīng)分別設(shè)置為不超過17 h和22 h。配制混凝土?xí)r，摻沙量應(yīng)控制在40%以內(nèi)。另外，大體積混凝土中還需要添加適量外加劑，以便盡可能降低水泥水化熱值，減少混凝土凝固所需的時間，進(jìn)而達(dá)到降低水化熱熱量、提高水泥強(qiáng)度與和易性的要求。

3.3嚴(yán)格控制混凝土材料運(yùn)輸過程

工程采用專用運(yùn)輸車運(yùn)送大體積混凝土材料，防止由于運(yùn)輸時間過長導(dǎo)致大體積混凝土材料出現(xiàn)離析問題，確保大體積混凝土入模溫度達(dá)到規(guī)定要求?？紤]到該工程混凝土攪拌站與施工現(xiàn)場之間的距離為2.8 km，在運(yùn)送大體積混凝土?xí)r，需要控制好運(yùn)輸車輛的攪拌速度，以慢速均勻攪拌混凝土。抵達(dá)地下室底板澆筑施工現(xiàn)場后，如果發(fā)現(xiàn)大體積混凝土的坍落度低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)立即將混凝土材料送回?cái)嚢枵局匦聰嚢瑁⒔Y(jié)合具體情況酌情添加適量減水劑，從而提升大體積混凝土材料的坍落度，防止泵送混凝土材料時出現(xiàn)泵送管道被堵塞現(xiàn)象[2]。

3.4規(guī)范實(shí)施混凝土澆筑作業(yè)

該工程澆筑大體積混凝土?xí)r，采用泵送管道與起重機(jī)設(shè)備作為輔助，向施工現(xiàn)場輸送混凝土材料。因地下室底板設(shè)計(jì)澆筑0.7 m厚，因而澆筑大體積混凝土?xí)r，需要以一側(cè)作為起始點(diǎn)，逐步向另一側(cè)推進(jìn)，同時為降低水泥水化熱積蓄量，需要采取斜面分層法，劃分4個區(qū)域進(jìn)行澆筑作業(yè)。澆筑斜面區(qū)時，坡度不可設(shè)置過緩，以免混凝土材料自然流動受到限制。澆筑作業(yè)時，面層澆筑作業(yè)應(yīng)于混凝土初凝之前完成，之后再采用[A11] 分層澆筑模式，澆筑地下室底板。大體積混凝土澆筑時，要在預(yù)先規(guī)劃好的位置停放混凝土卸料車，應(yīng)在一個區(qū)域澆筑完成后，再轉(zhuǎn)移至另一區(qū)域。大體積混凝土澆筑作業(yè)要分層開展，并應(yīng)控制好上層、下層的澆筑時間，應(yīng)在下層混凝土凝固前完成上層澆筑，以降低混凝土結(jié)構(gòu)開裂概率，從而保障底板混凝土強(qiáng)度。

3.5嚴(yán)格控制混凝土溫度

3.5.1控制好拌和[A12] 與入模溫度

大體積混凝土拌制時，需要考慮混凝土拌和[A13] 與運(yùn)輸時間、混凝土澆筑溫度等相關(guān)因素，制訂科學(xué)、可行的溫控方案。[A14] 該工程地下室底板澆筑作業(yè)于高溫天氣下進(jìn)行，因而拌和[A15] [A16] 混凝土材料時可以使用冰水，或應(yīng)用專用溫控設(shè)備控制混凝土材料的溫度值。同時，大體積混凝土入模的溫度是否適合，會對混凝土結(jié)構(gòu)成型的質(zhì)量、效果產(chǎn)生決定性影響。為了防止混凝土結(jié)構(gòu)因溫度原因而形成裂縫，還需要加強(qiáng)入模溫度的控制。常溫條件下施工時，大體積混凝土的入模溫度控制在15 ℃以內(nèi)即可，如果是寒冷的冬季實(shí)施地下室底板澆筑作業(yè)，混凝土的入模溫度不得低于5 ℃。而該工程是在夏季氣溫較高的時段施工，因而大體積混凝土入模溫度應(yīng)不超過25 ℃[3]。

3.5.2做好內(nèi)部降溫處理

混凝土內(nèi)部溫度的高低是混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后是否會形成裂縫的關(guān)鍵原因。為此，大體積混凝土澆筑時，需要加強(qiáng)混凝土內(nèi)部降溫處理。可以將冷卻水循環(huán)系統(tǒng)埋設(shè)于地下室底板混凝土區(qū)域，按照表1所示的參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)，正式開展地下室底板大體積澆筑作業(yè)時，可以先將冷水加入[A17] 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)之中，以防止溫度過高導(dǎo)致水分蒸發(fā)速度過快，并使混凝土內(nèi)部水化熱熱量峰值下降，可以有效避免混凝土內(nèi)外溫度出現(xiàn)較大差異而產(chǎn)生溫度裂縫。在澆筑大體積混凝土?xí)r，需要密切監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度，結(jié)合需求科學(xué)設(shè)置冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的溫度參數(shù)，要將冷水溫度與混凝土溫度的差值控制在25 ℃以內(nèi)，防止由于水溫過低導(dǎo)致混凝土凝固效果受到影響。如果每日混凝土內(nèi)部溫度下降值為2 ℃且混凝土內(nèi)外溫度差不高于15 ℃，則可以停用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。

3.6科學(xué)振搗大體積混凝土

在大體積混凝土澆筑同時要進(jìn)行振搗，主要采用插入式振搗棒，插入[A19] 底板混凝土中的深度應(yīng)不低于5 cm，振搗棒要快速插入、緩解拔出，以免后期澆筑時產(chǎn)生氣泡或?qū)е禄炷两Y(jié)構(gòu)開裂，進(jìn)而影響大體積混凝土的凝固強(qiáng)度。待混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡便可停止振搗[4]。布置振搗棒時，施工人員需要將混凝土流淌的坡度條件考慮在內(nèi)，確保振搗布設(shè)的合理性。該工程分別在上層、下層澆筑區(qū)域各設(shè)2個振搗棒，并在卸料區(qū)、坡腳處各設(shè)一個振搗棒，以保障各區(qū)域混凝土振搗的密實(shí)度，防止坡腳區(qū)域出現(xiàn)混凝土材料堆積現(xiàn)象。應(yīng)從卸料區(qū)混凝土開始振搗，如果其流淌坡度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可以對其他區(qū)域進(jìn)行全面振搗。為了及時排出混凝土泌出水分，可以在澆筑區(qū)外側(cè)挖掘集水坑，在抽水設(shè)備輔助[A20] 下，定期抽出坑內(nèi)積水，混凝土泌水排放圖詳如圖1所示。在大體積混凝土澆筑后2 h內(nèi)，要完成混凝土表面抹面作業(yè)，防止由于表面存在浮漿而使混凝土結(jié)構(gòu)面層出現(xiàn)裂紋。

3.7加強(qiáng)混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)

完成大體積混凝土澆筑作業(yè)后，應(yīng)立即實(shí)施混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)?？梢圆扇「采w保溫法，即在混凝土處于初凝階段內(nèi)，將具有保溫隔熱功能的材料覆蓋在混凝土結(jié)構(gòu)外側(cè)，以免由于外部環(huán)境因素影響而導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫度出現(xiàn)較大差異。該工程地下室底板混凝土材料的內(nèi)部、外部溫度差需要控制在25 ℃以內(nèi)，需要至少實(shí)施2周以上的養(yǎng)護(hù)?；炷翉?qiáng)度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，方可將其上覆蓋的保溫隔熱材料揭除，但應(yīng)注意采取逐級拆除模式，應(yīng)先掀起部分少區(qū)域，然后逐步增大掀開比例，或覆蓋多層保溫隔熱材料時應(yīng)一層層揭除，防止由于保溫隔熱層突然性拆除導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度快速下降，從而造成結(jié)構(gòu)開裂問題[5]。

4.結(jié)語

建筑工程地下室底板施工時，由于澆筑體積較大，易出現(xiàn)強(qiáng)烈的水化熱反應(yīng)，可能會因水化熱熱量峰值過大而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。為此，該工程在開展地下室底板混凝土澆筑施工時，需要選擇質(zhì)量達(dá)標(biāo)的混凝土材料、科學(xué)設(shè)計(jì)混凝土配合比，還要加強(qiáng)混凝土材料運(yùn)輸控制、規(guī)范實(shí)施混凝土澆筑作業(yè)，并應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土溫度、科學(xué)振搗大體積混凝土、做好混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)，通過有效把控這些大體積混凝土澆筑施工要點(diǎn)，打造出高品質(zhì)、整體性的地下室底板，從而為建筑工程的優(yōu)質(zhì)建設(shè)提供保障。

參考文獻(xiàn)

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