建筑物基础大体积混凝土施工控制技术

建筑物基础大体积混凝土施工控制技术
一、工程概况
某建筑物基础底板砼厚度1.28m，采用一次连续浇筑，不留施缝，砼强度等级C40,抗渗等级S8,按大体积砼施工。

由于基础底板的混凝土具有较大的截面尺寸，水泥水化产生的水化热使砼在硬化期间产生收缩应力和温度应力，会导致砼结构出现裂缝。

本基础施工中，考虑温度应力的影响，并设法降低砼的最高温度，减小其内外温差：采取以温度差和温度应力双控制的方法保证砼的质量。

二、大体积混凝土施工
（1 ）材料要求。

基础底板采用42.5 级普通硅酸盐水泥。

砂子采用中粗砂，细度模数2.6〜2.9，含泥量小于3%;石粒径5〜25mm针片状颗粒成分含量小于10%，含泥量小于1%。

底板砼初凝时间为8〜10 小时，终凝时间为13〜15 小时，掺加缓凝剂和减水剂推迟水化热峰值期。

、砼运送到工地塌落度控制在130±20。

砼水灰比要求为小于0.5 。

、泵送混凝土砂率控制在41 〜45%之间，在满足可泵性的前提下，尽量降低砂率，坍落度在满足泵送条件下尽量选用小值，减少收缩变形。

砼的碱含量小于3kg/m3 。

水泥选用P.O42.5R 低碱水泥，碱含量小于0.6 %; 砂石采用C种集料；掺加泵送剂用量小于水泥用量的5%,选用
低碱或无碱的外加剂，掺加抗渗剂满足抗渗等级S8的要求。

每小时64m3 (两台泵车浇筑)，发车频率约7.5分钟1辆。

、基础底板砼抗渗
等级为S8,均采用UEA膨胀剂，其掺量按配合比严格执行。

其他技术要求应按有关规范、规程、标准严格执行。

( 2) 砼采用分段分层浇筑法浇筑，分三层(分层厚度不大于500mm) , 第一、二层厚度为400mm 第三层480mm按坡度浇筑成型后，平行向前推进，见图1。

按已定坡度向前推进，以降低砼温度，减小温度应力对大体积砼的影响。

( 3)振捣。

振捣棒移动间距为500mm振捣时间为15〜20S,且间隔20Min 后进行第二次复振。

振动棒振动半径为300mm R=300mm交错布置间距1.75R，取500mm上层砼振捣时深入下层50mm振捣时做到快插慢拔，快插为防止表面砼振实而与下面一层砼发生离析，分层现象，慢拔为使砼能填满振捣棒抽出时所造成的空洞。

上层砼表面用平板振捣器，在同一位置的振捣时间为25〜40S,以砼面均匀出现浆液为准，移动时排依次前进，前后位置和排与排之间相互搭接5Cm，防止漏振。

注意砼振捣时间，过短不易振实，过长会引起砼分层现象，要以砼表面不再显著下降，不再出现气泡、表面流出灰浆为准。

( 4)找平。

浇筑时按钢筋上的标高线拉白线控制标高，用刮杠找平后，用木抹子搓平，在砼初凝前进行第二遍抹压, 排除表面泌水, 抹压密实, 消除混凝土表面最先出现的裂缝。

注意墙体根部用水平尺检查，使此处砼表面保持水平，以利于模板的支设。

( 5)养护。

砼浇筑完毕后(上人后不留脚印)，开始洒水养护，养护时间不少于14天。

大体积砼每100M3一组标养试块，
当一次连续浇筑超过1000 m3 时，同一配合比的混凝土每200m3 留置一组标养试块。

底板抗渗按每500m3留一组抗渗试块（一组为6 个抗
渗试件），且每项工程不得少于两组。

同条件养护试块的留置 3 组，除此外留够备用试块。

标养试块从罐车倒入泵处制作，同条件试块在砼入模处制作。

设五个电子测温孔，测温点分别位于结构厚度的1/2 、1/4 和表面处, 离钢筋距离应大于30mm，见图2。

测温从砼养护开始，每 2 小时测温一次，直至同条件试块抗压强度达到4Mpa以后每六小时测温一次，直到砼内外温差小于20C ,且表面温度与外界温度差不大于15C时，方可停止测温。

如发现内外温差过大（超过25C），及时采取措施进行保温。

用覆盖塑料薄膜使砼表面温度增加，减少水分蒸发，减低砼内外温差。

（6）砼质量控制。

实验人员做好砼交接记录。

做好现场塌落度检查，及砼出机、入模温度检查。

对砼小票进行严格检查，对于不符合技术要求的不予接受。

现场协调人员安排好罐车间隔，以免等待时间过长而影响砼的质量。

浇筑时，振捣顺序明确，特别是两层接触处不要漏振。

砼必须分段分层浇筑，且在下层砼初凝之前将上层砼浇筑完毕，并使振捣棒深入下层5cm。

分段分层浇筑，掺加外加剂，使砼初凝时间达到8〜10小时，推迟水化热的峰值期。

砼的供应速度为每小时64m3砼一次浇筑，不留施工缝。

掺加外加剂，推迟水化热的峰值期。

掺加膨胀剂，使砼补偿收缩，减少砼的温度应力。

加强施工中的温度控制：按1：6 的坡度平行推进，保证下层砼被上层砼覆盖之前温度降至最低，使水化热尽快散失。

浇筑完毕后12 小时内及时洒水养护。

保证养护时间14 天以上，延缓降温时间和速度，充分发挥砼的应力松弛效应。

根据温差调整养护和保温措施，控制砼内外温差控制在25C以内，以控制混凝土出现裂缝。

图 1 测温孔布置图 2 砼分层及振捣示意图 (7)底板砼抗拉强度验算。

根据施工条件、施工方案、大气温度等因素，计算 3 天、7 天、28天的收缩变形值，估算可能产生的最大温度收缩应力，检验砼的抗拉强度。

砼水化热绝热温升值：T(t)= (C.Q/c. p ) . (1-e-m.t)，式中：砼水泥用量C
=300kg/m3; Q为水泥水化热量(J/kg )，对P.O42.5R普通硅酸盐水泥，Q(3) = 250 X 103J /kg , Q⑺=271X 103J/kg , Q(28) =334X 103J/kg ;砼的比热c =0.96 X 103J/ kg ;砼的密度p = 2400kg/m3; e= 2.718 ;经验系数m=0.3; t为砼浇筑天数。

计算得：T(3)=19.32 C, T⑺=30.96 C, T(28)= 43.48 C。

砼相对变形值：£ y(t)= £ y0 (1 - e-0.1t )艺Mi，式中：标准极限收缩值£ y0 = 3.24 X 10-4;非标准条件的修正系数Mi :水泥M1= 1.0、水泥浓度M2= 1.0、骨料M3= 1.0、小于0.5水灰比
M4= 1.21、小于30%水泥浆量M5= 1.45、14天砼养护时间M6=0.93、相对湿度60%养护环境M7=0.88、L/A ( L为构件周长，A为构件截面面积)=0.12的M8=0.808、机械振捣M9=1.0、0.11配筋率M10=0.74,的艺Mi=10.018 ; £ y(3)=8.412 X 10-4 , £ y(7)= 16.491 X10-4 ,£ y(28)= 30.485X10-4 。

砼收缩当量温差Ty(t)=
-£ y(t) / a,式中：线性膨胀系数 a = 1.0 X 10-5。

计算得到
Ty(3)= - 84.1C, Ty(7) = - 164.9 C, Ty(28) = - 304.9 C。

砼
弹性模量E(t)=E0(1 - e-0.09t) , C35砼:E0=3.15 X 104, E3== 1.72 X10-4n/mm2，E28=3.15X104(1 －2.718- 0.09X28)= 2.897 X 10-4n/mm2。

砼温度收缩应力彷=(E(t).
a . △ T/1 - 丫).S(t) .R ,式中：最大综合温差△ T=T(t)+T0-Th , 砼入模温度T0= 25C,平均气温Th= 11.4 C,计算得△ T3=
32.92 C, △ T7=44.56C, △ T28=57.08C；松弛系数S(t) = 0.4 ; 砼外约束系数R=0.3;砼泊松比丫=0.17。

计算得(T 3=0.35 n/mm2 (T
7=1.178 n/mm2,彷28 =1.962 n/mm2。

根据《混凝土结构工程施工及验收规范》50204-92 知砼强度fcu(3)=fcu.18%=6.3 n/mm2，
fcu(7)=fcu.40%=14 n/mm2 ，fcu(28)=fcu.90%=31.5 n/mm2由于砼抗拉强度与抗压强度比值变化范围6%〜14%得砼
抗拉强度fct(3)=fcu(3).6%=0.378 n/mm2 ，fct(7)=fcu(7).10%=1.4
n/mm2 ，fct(28)=fcu(28).6%=4.410n/mm2 。

因此可得龄期3、7、28天的抗拉安全系数：k仁fct(3)/ (T 3=1.08> 1.05、
k2=fct⑺/ (T 7=1.188> 1.05 ; k3=fct(28)/ 彷28=2.248> 1.05 ,
抗拉强度满足要求。

三、结语
大体积混凝土因水化热聚集在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度升到50C〜60C甚至更高，这样就形成了混凝土内外温差较大。

内表温差、升降温变化加上环境因素如气候变化，会导致混凝土产生不均匀温度变形和温度应力，这种拉应力一旦超过混凝土抗拉强度，就会在混凝土内部及表面产生裂缝。

因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝，是其施工术的关键。

因此施工措施、施工条件应能保证温度应力小于砼抗拉强度，以控制砼不产生温度裂缝，保证
砼的施工质量；砼浇筑完毕后，要做好保护，在砼强度未达到1.2Mpa 以上，严禁上人，避免将表面踏踩，高低不平；砼要及时用薄膜覆盖，防止表面干缩裂缝；浇筑砼时，不得直接站在导墙模板上做，防止影响模板加固质量；施工工时注意保护上部钢筋表面清洁，防止插筋上包裹的保护帽脱落。