地下室大体积混凝土底板承台的施工技术探讨

地下室大体积混凝土底板承台的施工技术探讨
林敬满
摘要：工程质量控制，关键是对各重要结构施工过程的质量控制，随着高层建筑的增多，对地下室大体积砼的复杂技术、工艺进一步研讨与应用，制定出切实可行的质量保证措施，有利于丰富类似工程的施工方法为社会创造出更多的价值。
关键词：承台；大体积混凝土；施工工艺；质量控制
前言
随着改革开放和经济建设的发展，城市大型公用设施和高层建筑的兴建，混凝土基础越来越大，从几千立方米至数万立方米的大型基础已不鲜见。大体积混凝土的浇筑技术已被人们所关注；防治大体积混凝土裂缝，是当前混凝土应用技术研究的重要课题之一。
现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。在《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55-2000）中对大体积混凝土解释为“混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土”。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。根据施工现场的特点，对不同厚度的底板和承台制定不同的浇筑方案和技术措施，有效地降低了泵送大体积混凝土温差，消除了冷缝现象。
一、工程概况
深云村经济适用房住宅区工程位于深圳市南山区，地块北临拟建的北环路辅道与北环大道，东边为拟建的安托山公园，南侧临建工村，西侧为南坪块速入口匝道，为深圳市政府重大建设项目。工程总用地面积137593.34m2，总建筑面积474478.88m2。本工程建筑场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为7级，耐火等级为一级，建筑设计使用年限为50年。
二、基础底板承台施工特点
整个基础底板呈不规则多边形，东西向略长，南北向略扁，面积约13000M2，厚400mm。塔楼核心筒部分承台厚度4500mm。整个底板承台砼强度设计等级为C30，抗渗等级为S8。
基础底板承台采用商品砼，要求一次性浇筑，不留施工缝，在底板适当位置设置了后浇带，施工过程具有以下特点：
1)严格按后浇带分块施工。
2)砼在满足泵送的条件下，采取尽可能低的水灰比。采用掺粉煤灰、外加剂“双掺技术”，降低水灰比，减少水泥用量，降低水化热。
3)加强砼养护，砼浇筑后及时覆盖浇水养护，大体积砼采取措施控制内外温差不大于25ºC。
4)合理拟定施工顺序分段分层浇筑，集中砼泵浇筑该区段，确保不产生施工冷缝，并采取措施控制大体积砼裂缝。
三、保证质量的技术措施
1 减少水泥用量
为减少水泥水化热，降低混凝土的温升值，在满足设计和砼可泵性的前提下，将PO42.5R普硅水泥用量控制在350kg/M3。
2 掺加外加剂及掺合料，控制水灰比
根据设计要求，混凝土中掺加水泥用量25%的粉煤灰、2.6%的缓凝高效减水剂及6%的抗裂防水剂，既能提高砼的和易性，又能减少用水量，把水灰比控制在0.5 以下。
3 严格控制骨料级配和含泥量
选用5～31.5mm 连续级配的碎石，细度模数2.8～3.0mm 的中砂，砂、石含泥量控制在1%以内，并不得混有有机杂质，杜绝使用海砂。
4 优选混凝土施工配合比
根据设计强度及泵送砼坍落度的要求，经试配优选，确定混凝土配合比如下，采用P.O42.5 普硅水泥：砂：碎石：水：掺合料：外加剂1（缓凝高效减水剂）:外加剂2（抗裂防水剂）=1.00:1.99:2.99:0.49:0.25:0.026:0.06,坍落度160mm。
5 加强技术管理
加强原材料的检验、试验工作。严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。
6 合理组织劳动力及机械设备
施工人员分三班倒进行作业，人不到岗不准换班，并明确接班注意事项。混凝土供应单位在浇筑前开技术交底会，根据现场施工速度调整供应速度，避免混凝土的和易性和可泵性变差。承台浇筑采用泵送加塔吊配合，以免接、拆输送管或堵管时混凝土出现冷缝。
四、砼浇筑前期的质量控制工作
大体积砼浇筑的准备工作，除按一般砼施工的方法做好准备外，还应根据本工程的特点，做好如下工作：
（1）审查专项施工的施工方案。要求施工单位结合实际编写大体积砼施工方案，报监理审核签字。应重点对工序安排、机械设备的安排和主要的施工方法进行审查。
（2）对商品砼供应商的监控。商品砼供应商必须严格执行混凝土配合比，保证与配比试验的一致。同时要及时提供质量可靠的商品混凝土，确保浇筑顺利进行。
（3）督促施工单位做好各项准备工作。如浇筑前钢筋的隐蔽验收；施工方案的交底；材料、机具的供应进场；施工用电的保障措施；项目部的管理人员组织工作；小雨时施工的准备机具；突发性中断砼浇筑的应急措施等等。
五、砼浇筑的质量控制
1 控制混凝土的浇筑流程及流向
根据建筑物所处的道路情况，在基坑边东、西、南三面布置三台砼输送泵(其中一台为汽车泵) ，由西向东推进。从泵送大体积混凝土的特点出发，采用“分段定点，一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的方法。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要负责上部混凝土的振实。第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土的密实。浇筑砼时要控制浇筑速度，不能过快，防止短时间浇筑厚度过大形成混凝土内部温度堆积，升温过快的情况发生。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。

大体积混凝土浇注示意图
2 加强监理的监督力度
对商品混凝土出厂和出料须认真检查，并在浇筑现场检查砼的坍落度，严格控制混凝土的浇筑流向，保证一个方向，一个坡度，薄层浇筑。整个砼的浇筑过程监理要进行全方位的旁站监理，确保砼浇筑施工方案按原审批意见进行。从而确保砼的浇筑质量。
3、加强砼的养护和测温工作
1）采用5mm厚麻袋加塑料膜对混凝土进行养护派专人负责覆盖保温和淋水等，保持混凝土外表湿润。其中大承台内部设置降温循环水管，循环管在承台内布管间距约为700mm，分为4层布设，必须利用钢筋支架固定可靠，浇筑前进行试水，确保承压状态下不漏水，浇筑过程中使用振动棒时必须注意避免损坏管道。当承台浇至1m厚度时开始用小型真空吸水泵，利用贮水池进行连续循环供水散热，待混凝土达到终凝后可利用循环后的热水浇在底板承台覆盖保温层上，自然养护与热养护结合养护以上如图2所示。

2）开始浇筑时即设专人对各部位温度进行监测，（如图2）浇筑期间气温为为24 C～32 C获得混凝土温度变化情况,分别对循环水管出水口和混凝土内外温度进行测量。该板块混凝土浇筑施工时间较长,在接近40h时混凝土中心温度已趋于最高温度段(69 C～72 C)，但由于有循环水管的辅助降温作用（出水口温度最高达61 C）故在一定程度上缩短了最高温度段的持续时间。浇筑后24h内已开始降温，测温数据显示混凝土内外温差较大的是浇筑中后段，但仍能控制在22 C～24 C，未发现异常现象。

六、结束语
地下室大体积砼施工质量除了必须满足强度、整体性、耐久性及抗渗等要求外，还必须解决因变形而产生裂缝的技术难题，而变形主要是由于温度、湿度、沉降等因素引起，在这几种因素当中温度引起的裂缝又占主要部份。本基础底板完成后，强度和抗渗指标经砼试压后结果均达到设计要求，对砼表面进行细致的检查均未发现有害裂缝，达到了预期目标。下面是一些体会：
（1）施工前的施工组织设计和施工方案审查很重要，对浇筑砼前的一些准备工作尤其要做得充分。
（2）采用内散外蓄综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，尤其对超厚大体积混凝土施工更适用。
（3）大体积混凝土采用泵送工艺，输送管道经常会发生堵塞，故提高砼的可泵性十分重要。
（4）监理人员除了要有极强的工作责任心和连续作战、吃苦耐劳的精神外，还要有丰富的施工经验，能够和施工技术人员一起及时处理施工中出现的各种突发问题。