地下室大体积混凝土施工

地下室大体积混凝土施工研究
摘要:本文通过对地下室大体积混凝土施工裂缝产生的原因和预控措施、温度监测等方面进行了详细阐述,并对施工效果进行了分析评价和建议。

关键词:大体积混凝土；施工研究
地下室大体积混凝土施工裂缝产生的原因和预控措施
一般一次浇筑量大于1000 m3或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2 m，且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土,称为大体积混凝土。

大体积混凝土具有下列特点:结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物产生温度变形。

大体混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。

因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。

地下室大体积混凝土施工产生裂缝的主要原因有以下几方面：
1)水泥水化热
水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。

这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。

单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期
而增长。

由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。

2)外界气温变化
大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。

特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。

温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。

同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。

因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

3)混凝土的收缩
混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发。

多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。

混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。

如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。

干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。

影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。

大量的工程实践表明，混凝土的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热的结构断面最小厚度在100 cm以上。

水化热引起的混凝土内外温差，预计可能达到25℃的都应按大体积混凝土施工．要防止产生温度裂缝，重
点是要控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减少收缩、提高混凝土的极限拉伸值、改善约束和完善构造设计等．因而，实行“科研先行，低温入模，跟踪监测，适时养护，动态管理”等措施为施工创造有利条件，采取稳妥的施工技术方法，执行严格的技术与组织措施，制定详细、科学、严格的作业和技术交底制度，按“由低到高，斜面分层，循序推进，一次到顶”的原则，做好混凝土浇灌与振捣的施工技术措施和作业准备，采取各种有针对性的技术措施来保证质量，在使用混凝土膨胀剂施工经验不多的情况下，避免膨胀剂使用不当、后期给大体积混凝土底板和承台结构所带来的负面效应．
目前地下室工程所用混凝土大部分由采用预拌砼和泵送浇灌。

先期通过优选混凝土原材料，选择合理成熟的工艺参数，结合“双掺”技术——高掺量粉煤灰和有缓凝效果的减水剂，来减少收缩、降低水化热、延迟水化放热的峰值时间，以利裂缝监控。

应采取了以下针对性的技术办法：
1)调节抽水速度和抽吸基坑下的地下渗流温水，使大体积混凝士承台下界面处的渗流水吸热降温．
2)配合基坑土方开挖，在混凝土底板上留设，按后浇带形成的分区划分施工段，采取跳仓流水施工，以利厚板、承台下的降水和水化热的释放．
3)调整混凝土搅拌运输车送料，确保连续供料浇灌．
4)施工管理和监测人员对浇捣过程进行现场跟踪指导，适时进
行泵送浇筑效果分析，依据实际需要调整泵压、送料速度和浇筑方法．
5)做好泵送混凝土的泌水处理．按斜面分层浇灌混凝土，在坡底留出沟、坑导引泌水，并即时抽吸，排走泌水．
6)为防出现光面风干(收缩)裂缝和沉降裂缝，初凝前除要由技工对面层混凝土加振1遍和磨盘机打磨表面2～3遍外，还用铁抹子抹压1遍，再用竹扫进行表面扫毛．
混凝土工程的信息化施工
根据gb50164—92《混凝土质量控制标准》第4.6.5，gb50204—92《混凝土结构工程施工及验收规范》第3.4.5，jgj3—91《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第7.8.12条等国家有关技术标准规范对大体积混凝土设计和施工养护等都提出明确的要求．混凝土内外温差不应超过2s℃，降温速度<1～3℃/d，温度陡降不应超过10℃作为混凝土监测报警值．
混凝土内部温度预控计算
混凝土内部最高温升值tmax的理论计算
to为混凝土入模温度，℃；wf为粉煤灰用量，kg；wo为水泥用量，kg；a为采用普通硅酸盐42.5#水泥时的系数，取1.1～1.2．。

在τ龄期时的混凝土绝热温度(℃)：
在τ龄期时混凝土内部实际温度(℃)：
养护保温计算[5]
表面温度的估算：
式中：大气温度tq；计算厚度h=h+2h’(双面散热)，h=h+h’(单面散热)；中心温度与外界气温之差△t(τ)=to+ξth-tq=to+ξ(woqo/cρ)-tq，缩水混凝土的比热容c=0．97kj/(kg·k)，每千克(42.5级p.o，普通硅酸盐)水泥的最终放热量q0=356kj/kg，混凝土的质量密度ρ=2400kg/m3；混凝土结构的虚厚度h’=k·(λ/β)，λ=2.33w/(m·k)，k=0.666，模板及保温层的传热系数；空气的传热系数βq=23 w/(m2·k)．
温度监测技术
测点布设方案设计
大体积混凝土的内外温差主要与混凝土的入模温度、水泥水化热引起的温升、环境条件、养护方式、结构尺寸和外形特点等有关．若要精确全面地了解混凝土内部的温度变化规律，测温点宜采用立方体正交法或三向对称法布置。

本着“重点监控，兼顾一般，节省、够用”的原则，主要选取温差大或受温度变化影响大的结构部位布设测温点。

如：基础承台、地下室底板、深大基础梁以及变截面、变厚等处．
监测制度
要有专人测温，混凝土浇筑完，终凝后即可进行初值的测试(大气温度、混凝土表面温度、混凝土内部温度)，一般情况下，前7
天为监测的重点，每隔3～4 h测1次，以后5～6 h测试1次，直至温度下降至正常为止，持续时间15～20 d，在测试过程中随时校验热电偶．
养护措施的制定
减少混凝土的内外温差，对防止因温度变化不匀所引起的混凝土开裂是十分重要的．
实践证明，混凝土浇筑后，科学正确的养护措施和制度是防止水分过快蒸发、避免产生干裂缝的重要保证．
大体积混凝土常用蓄水法或覆盖法养护．蓄水法保湿保温比较经济，采用时需按热工计算确定其蓄水高度，并有简便易行的补、降水措施来调整降温速率．
泵送混凝土用水量大，能满足水泥水化需要，若有温度监测作指导，很适合进行表面密闭保水养护，可采取“密封薄膜+(湿)干麻袋或棉被”或“湿麻袋+薄膜+干麻袋或棉被”的复合覆盖法养护．监测效果分析
混凝土内最大温升值常出现在浇筑后的3～5天，粉煤灰替代水泥量大，则水化放热量低、内部温升峰值延迟时间长；混凝土浇筑温度．低、环境温度低，则水化放热时间慢，最大温度值小于72℃．由于浇筑时间存在先后顺序，混凝土表层温升峰值滞后于内部温升峰值，表明利用好混凝土的缓凝时间。

放慢浇筑到顶面的速度，有利子浇筑时散热，除混凝土浇筑后早期1～2 d温差略高，达30℃外，内部与表面外温差均有效地控制在25℃以内．
根据对混凝土结构内部、表层和环境温度的监测，能及时通过调整覆盖层厚度及干湿程度，控制混凝土内外温差和降温速度．可采用砼复合覆盖法，解决低温季节大体积混凝土工程的早期养护问
题。

同时按监测信息对混凝土配比进行调整，更有针对性．利用基坑降水和混凝土温度监测所获信息作指导，能有效地实现大体积混凝土底板和承台的下部界面较快速地均匀散热，缩短控温养护所需的技术间歇时间，节省埋管降温养护的费用。

结论
引起地下室大体积混凝土开裂的因素很多,加强施工监测，应用成熟的混凝±施工技术经验，组织分段流水施工，既能使混凝土的开裂问题得到有效的防治，又能降低大体积混凝土防裂的技术成本与控制难度，避免有害裂缝的产生。

泵送混凝土用水量大，能满足“内养”用水的需要，以温度监测作指导，可进行表面密闭保水养护。

在大体积混凝土施工养护时，必须进行温度监测．温度监测是实施科学养护、保证大体积混凝土质量不可或缺的关键技术手段。

参考文献：
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[4]王铁梦．工程结构裂缝控制的综合方法[j]．施工技术，2000，
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