浅谈大体积混凝土的施工

连　天　项晓丽

摘要：高层建筑的基础多采用箱基、筏基及高层或超高层机构转换层等大体积混凝土。文章讨论了如何解决混凝土的水化热，控制其体积变形，以最大限度减少开裂，为大体积混凝土的施工过程提供参考。

关键词：大体积混凝土；混凝土施工；水化热

中图分类号：TU746文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）06-0191-02

大体积混凝土的定义为“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土”。由于高层建筑的发展，其基础多采用大体积混凝土，因此如何控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键问题。

一、大体积混凝土产生裂缝的原因及防治措施

（一）裂缝的产生原因

1．水泥水化热引起的温度应力和温度变形。当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形，其二者成正比，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。因此，防止混凝土出现裂缝的关键就是控制混凝土内部与表面的温差。

2．内外约束的条件影响。混凝土内部由于水泥的水化热而形成中心温度高，热膨胀大，因而在中心产生压应力，在表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度值和钢筋的约束作用时，同样会产生裂缝。

3．外界气温变化的影响。混凝土内部温度是由水泥水化热的绝热温度、浇注温度和混凝土的散热温度三者的叠加。而浇注温度与外界气温有直接关系。

4．混凝土的收缩变形。混凝土的塑性收缩变形；混凝土的体积变形；干燥收缩；混凝土的匀质性的影响；设计造型的影响。

（二）防止大体积混凝土裂缝的主要措施

1．水泥应尽量选用水化热和安定性好的水泥，在满足设计强度要求的前提下，尽量减少水泥用量。

2．配合比设计时，可利用混凝土的后期强度。

3．尽量选用连续级配的骨料配制混凝土，在保证可泵性的前提下，选用粒径较大的石子和粗砂，并控制石子的含泥量不超过1%，砂子的含泥量不超过2%。

4．掺加一定数量的减水剂或缓凝剂，以减少水泥用量，改善和易性，推迟水化热的峰值期。

5．在混凝土中掺加少量的磨细粉煤灰，取代部分水泥，并可改善混凝土的塑性和可泵性。

6．在混凝土中掺加一定数量的毛石。

7．根据不同施工季节，可分别采用降温法和保温法施工。

8．在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

9．采用分层分段法浇筑混凝土。

10．改善配筋，保证每个浇筑层上下均有温度筋。

11．设置后浇缝。

二、大体积混凝土的施工

大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高气温≤30℃时为宜。气温大于30℃时，应周密分析和计算温度（包括收缩）应力，并采取相应的降低温差和减少温度应力的措施。混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比，其重量允许误差为：水泥、外掺合料±2%；粗、细骨料±3%；水、外加剂溶液±2%。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于1.5～2min。搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、塌落度变化等现象，如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。混凝土浇筑要点如下：

1．大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下三种方法：（1）全面分层：即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未凝结是，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。（2）分段分层：适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。（3）斜面分层：适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层的底层开始，逐渐上移，以保证分层混凝土之间的施工质量。

2．当基础底板厚度超过1.3m时，应采取分层浇筑。分层厚度宜为0.6～1.0m。对于大块底板，在平面上应分成若干块施工，以减少收缩和温度应力，有利于控制裂缝，一般分块最大尺寸宜为30m。

3．为了减少大体积混凝土底板的内外约束，浇筑前宜在基层设置滑移层。为减少分块间后浇缝处钢筋的连接约束，应将钢筋的连接设置在后浇缝处。

4．分层浇筑时间的间隔，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温升的峰值以后，一般为3～5d。

5．夏季施工时，应采取有效措施降低混凝土内部的实际温度，方法有降低混凝土入模浇筑温度，在拌合水中掺入冰渣、使用冷却水作拌合用水、砂石采取遮阳措施和喷冷水降温等，在骨料中掺入毛石，掺入适量的粉煤灰。

6．为了防止混凝土发生离析，当混凝土自由倾落高度超过2m时，应采用串筒、溜槽下落。

7．混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作，快插慢拔。每点振捣时间一般以20～30s为宜，还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。分层振捣时，振捣棒应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝。

8．混凝土养护的时间和方法为：（1）养护时间：浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14d；矿渣水泥，火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21d。（2）养护方法：大体积混凝土养护方法，分降温法和保温法两种。降温法，即在混凝土浇注成型后，用蓄水、洒水或喷水养护；保温法是在混凝土成型后，使用保温材料覆盖养护及薄膜养生液养护，可视具体条件选用。

9．混凝土测温。（1）测温点的布置-必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500～800mm；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.5～5m。（2）测温制度-在混凝土温度上升阶段每2～4h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应侧大气温度。（3）测温工具的选用-采用热电偶或半导体液晶显示温度计。在测温工程中，当发现温度超差，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土产生温差应力和裂缝。

三、施工中应注意的问题

（一）泌水和浮浆问题

积混凝土施工，由于混凝土采取分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长（一般为1.5～3h，即控制在凝结前），因此各浇筑层易产生泌水层，采用泵送混凝土施工时，尤为严重。解决的办法是，可在结构四周侧模的底部开设排水孔，使多余的水分从孔中自然排走，或利用正式设计的集水坑或人为的“水潭”，将多余水分集中后用专门的软轴泵或隔膜泵抽水排出。

（二）后浇缝的留置与处理

大体积混凝土施工中，合理的分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围；同时可利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。接缝的处理必须满足防止渗漏水的要求。后浇缝的设置和处理如设计无规定时，其间距一般为20～30m缝宽1m，可在后浇缝形成40d后封闭，冬期可适当延长。封闭前，应仔细凿毛，并将钢筋按设计要求连接好，再用补偿收缩混凝土将缝灌密实。

（三）模板工程

大体积混凝土施工时，模板承受着混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力，因此必须保证模板及其支撑体系的可靠性，防止模板产生过大的变形。由于大体积混凝土对模板的刚度要求较高，在有条件时，宜优先使用钢模板。采用木模板时，浇筑混凝土钱应充分湿润，防止木模吸收混凝土表面水分后膨胀变形。

四、结语

大体积混凝土施工技术含量高，因此在施工前除必须的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施工特殊性，做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、水泵、测温设备等，尤其要做好施工方案的编制工作。

参考文献

[1]工程施工手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002．

[2]建筑工程施工质量验收规范[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．

[3]傅水龙．建筑施工项目经理手册[M]．江西科学技术出版社，2002．

作者简介：连天（1981－），男，辽宁大连人，辽宁省咨发建设监理预算咨询有限公司助理工程师，从事监理工作；项晓丽（1982－），女，辽宁瓦房店人，辽宁省工程勘察研究院助理工程师，从事工程地质、水文地质工作。