大体积混凝土施工与措施

黄洪

摘要：简要介绍了建筑 建筑大体积砼的特点及对大体积砼砼工程的研究中所取得的成就，介绍了大体积砼结构裂缝产生的原因，并以材料、施工、设计、和维护四个方面进行综合解决，并提出了预防和和减少砼裂缝的一般方法和施工中所要注意的几个问题。

关键词：大体积砼；裂缝；预防；控制

一、建筑工程大体积混凝土的特性

近十幾年来，由于高层建筑的发展，其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土，具有以下几个特点：

1.混凝土设计强度较高，单方水泥用量较多，水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多；

2.结构断面内配筋较多，整体性要求较高；

3.基础结构大多埋置地下，虽然受外界温度变化的影响较小，但要求抗渗性能较高。

二、大体积混凝土的施工

1.材料要求

（1）水泥

a.在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥（发热量270～290kJ/kg）、严禁使用安定性不合格的水泥。

b.由于大体积混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供应难以做到按施工要求的品种标号一次进场，因此要加强水泥进场的检验和试配工作。

（2） 骨料

a.粗骨料。碎石和卵石均可，并采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小间距的3/4。当采用泵送混凝土时，为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量。骨料中不得含有有机杂质，其含泥量应<=1%泵送大体积混凝土粗骨料最·大粒径（㎜）

b.细骨料。宜选用粗砂或中砂，含泥量应≤3%。当采用泵送混凝土时，其细度模数以2.6～2.8为宜。控制细砂以0.3㎜筛孔的通过率为15～30%；0.15㎜筛孔的通过率为5～10%。

c.粉煤灰。为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰应符合《技术条件103—56》的要求，其烧失量应<15%，SO3应<3%，SIO2应>40%，并应对水泥无不良反应。

d.外加剂。为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。

2.配合比设计

（1） 基本要求

a.设计配合比时尽量利用混凝土60天或90天的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。

b.混凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。一般要求水泥用量宜控制在260～300kg/m3。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33～0.37（泵送时宜为0.4～0.45）。坍落度应根据配合比要求严加控制，当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在10～14㎝为宜。

（2）混凝土浇筑要点如下

a.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时，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方法适用于结构平面尺寸不太大的工程。一般长方形底板宜从短边开始，沿长边推进浇筑；亦可从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

②分段（块）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它各层。

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。

b.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左右。

c.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。为了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。

设置滑移层可采取以下做法：

①在基层设置沥青油毡层或其它类似做法；

②利用防水层上的保护层在其早期强度较低时，浇筑底板大体积混凝土；

③在岩基等基层上铺设250㎜厚级配砂石层，作为缓冲层。

d.分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/㎜2，混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之在25oC以下时（即Tb-Tq≤25oC）进行。

e.为了加强分层浇筑层间的结合，可以采取在下层混凝土表面设置键槽的办法。键槽可用100×100㎜的木方每隔1m左右留设。

f.分层浇筑间隔的时间，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温峰值以后，一振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道、预埋件等。每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。

三、施工中注意的几个问题

1.泌水和浮浆问题

大体积混凝土施工，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。对于墙体等竖向结构，可用调整配合比和坍落度的办法解决。

2.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；同时也可利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。另外，尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作需要。但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，再用比原设计砼强度提高一级补偿收缩混凝土（亦可在普通混凝土中掺入膨胀剂）将缝灌密实。

3.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。

对于大体积混凝土的模板，不能完全套用一般常规方法进行配置，而应根据实际受力情况，对模板、立柱、拉杆以及支撑系统的所有构件，都要进行设计计算，争取足够的安全储备。

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。采用木模时，浇筑混凝土前应充分湿润，防止木模吸收混凝土表面水分后膨胀变形。

四、结束语

大体积砼结构结构裂缝预防和控制是一门边缘科学， 也是一项系统工程，必须以材料、设计、施工和维护四个方面加以综合解决。设计方面，要积极采用先进技术，配合成熟的技术措施，抗放兼施，以抗为主，在理论上提出可行的控制措施，在实践操作中采用切实可行的技术，在经济上合理节约。材料配置，施工组织方面，要科学组织，合理安排，确保大体积砼的质量，严格按照施工规范，施工操作规程操作，不断改进操作工艺，加强养护，以预防和减少大体积砼裂缝的产生，将工程裂缝损害控制到最小程度。

参考文献：

[1]高层建筑建筑施工手册.1992年中国建筑工业出版社；主编：杨嗣信，副主编：胡世德，侯君伟