浅析大体积混凝土浇筑施工方法

黄联盟

摘要：文章以C35级超厚大体积混凝土浇筑工程为例，从原材料选用与配合比设计，混凝土供应与浇筑，混凝土内部温度检测与表面养护等方面采取了有效的措施以避免混凝土产生有害结构裂缝。

关键词：大体积混凝土；浇筑；基础；裂缝；水化热；监测

中图分类号：TU755文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）22-0154-02

福建豪氏威马钢铁制品有限公司测试坑位于招商局漳州开发区豪氏威马一号车间北侧。建筑平面基本上为长方形。为全现浇钢筋砼设备基础。基础底板总面积约为1 200 m2（39.3×29.75），其砼总量约为4 000 m3。整个基础为一个大承台。承台混凝土厚达3.5 m，砼设计强度等级为C35。

基础混凝土强度高，厚度和体积大，施工时正值秋季，突出难度如下：

降低大体积混凝土内部最高温度和控制混凝土内外温度差在规定限值（25℃）以内，存在以下极不利因素：承台混凝土超厚，要一次性浇筑，混凝土内部温度不易散发；混凝土强度等级高，一般需用硅525或硅425水泥，水化热高；秋季施工，环境昼夜温差大，混凝土内表温差大。在这些因素综合作用下，混凝土内部必然形成较高的温度，存在着产生裂缝的危险。为防止混凝土产生裂缝（表面裂缝和贯穿裂缝），就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能这两方面综合考虑。为此，我们编制了较为完整的施工方案。

1C35大体积混凝土配合比设计及试配

为降低C35大体积混凝土的最高温度，最主要的措施是降低混凝土的水化热。因此，必须做好混凝土配合比设计及试配工作。

1.1原材料选用

①水泥：C35大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，并尽可能减少水泥用量。本工程因条件限制只能选用P.O425号水泥。

②细骨料：宜采用Ⅱ区中砂，因为使用中砂比用细砂更可减少水及水泥的用量，且含泥量小。

③粗骨料：在可泵送情况下，选用粒径5~31.5 mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。

④含泥量：在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。因此骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1％以内，砂的含泥量控制在2％以内。

⑤掺合料：应用添加粉煤灰及矿粉技术。在混凝土中掺用的粉煤灰及矿粉不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，并且混凝土的28 d强度基本能接近混凝土标准强度值。故本工程采用45 d龄期的混凝土强度来代替28 d龄期强度，控制温升速率，推移温升峰值出现时间。

⑥外加剂：采用外加高效缓凝减水剂技术。在混凝土中添加约10％的高效缓凝减水剂。试验表明在混凝土添加了高效缓凝减水剂之后，可推迟混凝土的水化时间，以避免浇筑温度与水化放热同时产生。

1.2试配及施工配合比确定

根据试验室配合比设计，每立方米混凝土配合比为425号水泥270 kg，连续级配碎石（粒径5～31.5mm）1 065 kg，掺合料87 kg，外加剂7.14 kg，水165 kg，坍落度120～160 mm。

2温度预测分析

根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用3D-TFEP程序对混凝土施工期温度场及温差进行计算机模拟动态预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化情况，进行保温养护优化选择。根据计算，拟先在混凝土表面铺一层塑料薄膜，中间覆盖1～2层毛毯，上面再铺一层塑料膜。

3大体积混凝土施工方法

①混凝土浇筑方案。由于承台混凝土厚达到3.5 m，内部水化热温升偏高，内表温差和降温速率不易控制，同时考虑工期紧迫，必须尽快浇筑底板，且需一次性浇筑完成。

②混凝土浇筑。为了使混凝土浇筑不出现冷缝，要求前后浇筑混凝土搭接时间控制在5 h内（初凝时间>8 h），因此，混凝土浇筑前经详细计算安排浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度及前后浇筑的搭接时间，实施了以下浇筑主案。自南向北分层浇筑。用“一个坡度、薄层浇筑，一次50 cm，分七次到顶”的方法。采用两台汽车输送泵布料，14辆罐车，另备用2辆，每台输送泵控制范围20 m。

③混凝土振捣要及时，同时不漏振，但也不能过振，防止离析。

④混凝土表面处理。大体积混凝土表面水泥浆较厚，浇筑后3～4 h内初步用水长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压2遍，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂，并按规定覆盖养护。

4混凝土内部温度监测

在承台范围垂直埋设25根测杆（编号为1～25），每根测杆沿混凝土的厚度设（A、B、C）3个测点（如图1示意），合计25根测杆75个混凝土内部温度测点；同时在混凝土外部设置气温测点4个，保温材料温度测点4个及养护水温度测点2个，总计85个工作测点。另设85个备用测点。所有工作测点都通过热电偶补偿导线与设置在测试房的微机数据采集仪相联接，温度监测数据由采集仪处理后自动打印输出。现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析，每隔一小时打印输出一次每个测点的温度值及各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。

5养护措施

因此次浇筑的混凝土顶相对标高为-0.08 m，与预埋件表面±0.00 m还有8 cm的间隙，覆盖养护时刚好可形成8 cm高度的“棚子”。此前，为了让砼内部水化热气能及时排出，在砼内部设置250多根排气散热管（如图2所示），因此在“棚子”内恰好形成了循环蒸气可使混凝土表面温度较容易保持恒定。在混凝土初凝前及时覆盖，效果更好。表面及时铺一层塑料薄膜，中间覆盖1～2层毛毯，上面再铺一层塑料薄膜进行保温。在养护期间，随时检查混凝土表面的干湿情况及温差（内表温差达23℃时就发警报），及时浇水保持混凝土温润。夜间承台内外温差若大于25℃，采取了灯照和上搭2 m高塑料保温棚，将温差控制在25℃内。

6健全施工组织管理

在制订技术措施和质量控制措施的同时，还落实了组织指挥系统，逐级进行了技术交底，做到层层落实，确保顺利实施。

7混凝土的监测结果

①混凝土浇筑温度为15～26℃，混凝土浇捣及养护期间环境温度日平均为20～28℃。

②承台中心混凝土最高温度为81.5℃，面层混凝土最高温度为56.3，底层混凝土最高温度为57.1℃。从监测结果可看出：一般，混凝土厚度越厚，体积越大，其内部的水化热温度峰值就越高。

③随着混凝土厚度、体积的增大，其内部热峰值出现龄期也相应延长，承台区域（混凝土厚度为3.5 m）中心热峰出现龄期为2.5～3.0 d。

④承台区域混凝土浇捣后很重视保温养护工作，因养护期间每天由3班制工人浇温水养护，混凝土表面基本处于水养护状态，保湿良好，且养护棚内蒸气循环加温起到了一定作用，所以在前17 d龄期内全区域的内表温差均控制在25℃以内。

8施工中应注意的问题

混凝土浇筑不应留冷缝，保证浇筑的交接时间，应控制在初凝前；保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振；及时发出温控警报，做好覆盖保温及保湿工作，但覆盖层也不应过热，必要时应揭开保温层，以利于散热；保证混凝土供应，确保不留冷缝；做好现场协调、组织管理，要有充足的人力、物力、保证施工按计划顺利进行。

9结语

经现场检查，本基础未发现温度变形裂缝。实践证明，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理，完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生，达到良好的自防水抗渗效果。另外，外加剂方面也可以用UEA，用微膨胀以抵消部分收缩应力。

参考文献：

[1] 赵晖.建筑施工中的大体积混凝土浇筑技术探讨[J].硅谷,2011,(9).