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基础底板大体积砼施工技术

摘　要：望京新城K6区2a＃地住宅及配套工程基础底板于10月初施工，砼浇筑量11025m3，施工中在材料选择、配合比设计、施工部署、施工方法及养护测温等方面采用了综合措施，有效地防止了基础底板砼危害裂缝的产生。
关键词：大体积砼；砼浇筑；砼配合比
望京新城K6区2a＃地住宅及配套工程总建筑面积64373m2（地上建筑面积41970m2，地下建筑面积22403m2），为地下三层、地上十八层商住楼，由1＃、2＃、3＃塔式住宅楼及商业用房（裙房）、地下车库组成，三主楼呈“品”字形布置。
本工程结构为框架/剪力墙结构，基础为平板式筏板基础（主楼地基为CFG桩复合地基；车库及裙房地基为天然地基，为满足抗浮规定，采用抗拔桩及房心回填钢渣砼措施），基础总长127m、总宽81m，其主楼基础底板厚2.3m（长38m、宽25m）；车库及裙房基础底板厚0.6m。
为控制由于地基不均匀沉降及大体积砼温度应力导致的裂缝，设计规定设800mm宽沉降后浇带、施工后浇带，将基础底板分割成7块。
本工程底板砼强度为C35/S8，总浇筑方量11025m3，主楼（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段）底板砼施工属于大体积砼施工。
1、工程特点
（1）砼工程量大且底板较厚（集水坑处达4.3m），而主楼底板一次性连续浇筑砼量均达2400m3。
（2）底板配筋规格大且密集，为三层双向三级钢。
（3）采用水化热高的普通硅酸盐水泥，砼内部由于水化热产生的高温易导致内外温差过大而产生裂缝。
2、施工部署
2.1流水段划分
以设计后浇带为界，将底板划分为7个流水段（见下图），每个流水段砼连续浇筑。整个主体结构完毕后14d再施工沉降后浇带；施工后浇带待两侧流水段混凝土浇筑完两个月后即可浇筑。本工程砼采用商砼。

基础底板流水段划分及泵管布置图
2.2劳动力与设备投入
每段砼浇筑两班人员（共80人）倒班作业；配备3台砼输送泵、两台布料杆。
2.3制定紧急预案
针对大体积混凝土施工的特殊性，在浇注过程中，为保证砼的连续施工，制定紧急预案：
（1）成立底板砼施工应急领导小组，一旦发生紧急情况即启动小组工作。
（2）施工前办理好夜施证，保证砼施工连续作业。
（3）施工前，与施工现场周边居委会进行沟通，并按相关规定发放扰民费；与地方派出所、城管大队等监督管理部门也事先联系，防止其它突发事件发生。
（4）备用200千瓦/小时发电机，保证半途停电发电机在2小时内运到现场并开始供电。
（5）砼浇筑采用柴油泵，缓解施工用电压力；备用1台汽车泵，以防施工中地泵出故障从而导致冷缝；备用200m泵管及泵管附件，以备更换。
（6）底板施工期间搅拌站停止其它工程的砼供应业务，并此外选一家搅拌站作为备用砼供应站。
（7）施工前认真听取天气预报，避免在浇筑中碰到中、大雨。
2.4完毕情况
2.3m厚底板施工段均在28h左右完毕，整个底板施工质量良好。
3、技术措施
3.1材料选用及配合比拟定
设计思绪：（1）在保证砼水灰比的前提下，采用高效缓凝型减水剂。减水剂作用是：减少每立方米砼用水量，以达成减少水泥用量，从而减少水泥水化热；延长砼拌合物初凝时间，保证现场砼施工的连续性，防止出现“冷缝”。（2）采用矿粉、粉煤灰双掺技术。掺用磨细矿渣粉、提高粉煤灰用量以减少水泥用量，在极大改善砼和易性的同时，能缓解水泥的水化热。（3）低碱型砼膨胀剂的使用。低碱膨胀剂有效填补由于砼的干缩而导致的裂缝，保持砼内部结构的应力平衡，从而达成抗渗规定。
3.1.1原材料选择
（1）水泥：选用北京拉法基水泥厂顺发P.O42.5级散装低碱水泥（考虑矿渣水泥与普通水泥掺入矿粉和粉煤灰后的水化热总值差异不大，故选用普通水泥，以减少因使用矿渣水泥产生的较大干缩）。
（2）掺合料：采用三河中惠Ⅱ级粉煤灰，首钢嘉华S95级矿渣粉，取代水泥用量。
（3）砂：采用承德中砂，含泥量≤3%，泥块含量≤1.0%。
（4）石子：三河碎石，粒径0.5～2.5cm，含泥量≤1%，泥块含量≤0.5%，针、片状颗粒总含量≤10%。
（5）外加剂：辛庄泵送剂TZ1~1，唐山北极熊CSA砼膨胀剂。
（6）水：地下井水（比自来水温度低一些）。
3.1.2配合比拟定
（1）经反复试配，优选配合比，下表所示。
混凝土等级C35P8
水灰比
砂率
水
水泥
砂
碎石
0.45
41%
174
222
746
537
尾矿石
膨胀剂
TZ1~1
矿粉
粉煤灰

536
25
9.7
105
69

砼单方碱含量1.90kg/m3,单方氯离子含量0.015%，满足相关规范规定。
（2）砼坍落度：坍落度140~160mm。
（3）砼初凝时间≥12h，终凝时间≤14h。
3.2砼最高温度计算控制
砼拌合温度23.3℃，砼出机温度23.6℃，砼运送及浇筑成型后温度26.7℃。计算绝热条件下砼绝热温升为48.92℃，砼中心实际最大温升57.03℃。
3.3砼温度控制措施
（1）采用地下井水；对骨料喷冷水预冷；对骨料进行遮盖，避免日光直晒，以减少砼拌合物温度。
（2）使用库存水泥，控制水泥进场温度在60℃以内（与水泥厂家协商，提前库存水泥，避免新鲜水泥进场）。
（3）现场泵管用草帘子包裹、并浇水湿润，减少砼输送时的温度增长。
（4）浇筑完的砼覆盖一层塑料布和两层阻燃草帘子（厚度不小于10cm）。
3.4砼连续浇筑
（1）砼自搅拌站到现场，加等候时间总计不超过2h。
（2）每段布置3台砼输送泵，2300mm厚底板砼分5层浇筑，每层460mm厚，浇筑宽度25m，长度18m。每台泵泵送能力为30m3/h，3台泵为90m3/h；每层浇筑量为207m3，浇筑一层需时间2.3h；前次砼浇筑结束至后次砼浇筑时间差为2.3h×2=4.6h，加上运送和间歇时间之和小于砼初凝时间（12h），可满足底板砼连续浇筑，不会出现冷缝。
3.5砼的浇筑振捣及面层解决
（1）砼浇筑时设专人指挥，均匀布料，采用“平面分条，斜面分层，薄层浇捣，自然流淌，循序渐进，一次到顶”的连续浇捣方式。
（2）泵送卸料点根据流水段的大小和砼自然流淌坡度范围而定。每流水段设3个卸料点（卸料点间隔8m），每个卸料点范围安排3台插入式振动棒，即卸料点1台，自然流淌的中部、坡脚处各1台，每台振捣棒设专人并明确振捣的岗位职责，以防漏振。浇筑顺序由流水段的一头向前推动，分层浇筑示意图如下：

（3）浇筑至电梯井、集水坑时，3台泵同时集中浇筑电梯坑、集水坑底板，然后浇侧墙面、大面积浇筑底板砼；外墙防水导墙浇筑应在底板砼初凝前进行。
（4）砼振捣：底板采用插入式振动棒和平板振捣器，插入式振捣器移动间距30~40cm，振捣时振捣棒插入下层砼内深度不小于50mm，以砼表面呈现浮浆不再下沉、不冒气泡为准；第一次振捣完约20~30min进行二次振捣，再用3m大杠拉标高线找平。
（5）泌水解决：待砼大坡面坡脚接近顶端模板时，从顶端往回浇筑，与原斜坡面相交，形成一个积水坑，再用小桶及时排除中间的泌水（由于砼原材料及配合比的选择和设计合理，浇筑振捣过程中未产生大量泌水）。
（6）大体积砼浇筑振捣后，表面积存了较厚的水泥浆，易收缩产生裂缝，须在初凝前进行解决。可采用拍石子的方法进行解决，底板砼收水后须用木抹子搓压表面不少于三遍，以防止表面裂缝。
3.6后浇带施工
（1）本工程施工后浇带在结构砼浇筑完后2个月浇筑，沉降后浇带在主体结构封顶后14d浇筑，后浇带采用比原砼高一个等级（即C40/S8）微膨胀砼浇筑。
（2）底板后浇带以错台缝（800mm宽）留设，两侧快易收口网拦设，施工时在其底部每隔20m留设一个集水坑（300×300×200mm）。

（3）由于后浇带搁置时间较长，为防止钢筋锈蚀影响其受力性能，采用在钢筋上刷水泥浆保护；底板后浇带两侧砌筑两皮砖，并覆盖竹胶板和塑料薄膜，防止垃圾、雨水、施工用水进入。
（4）后浇带浇筑前，清除垃圾、水泥薄膜，剔除表面上松动砂石、软弱混凝土层及浮浆，之后分层浇筑，砼养护时间不得少于28天。
3.7砼养护
为了避免由于水化热而产生的温差引起裂缝，待砼终凝前抹压最后一遍，随压随盖塑料布和两层草帘子（经计算厚度不小于10cm）进行保湿、保温养护，两层草帘子叠缝、骑马铺放，严密覆盖。控制砼中心温度与底部温度、中心温度与上部温度、上部温度与表面温度以及表面温度与大气温度的温差均不得大于25℃，砼的降温速率小于1.5~2℃/d。
3.8砼测温控制
（1）测温采用TDC~2型测温仪自动显示，测温导线绑固在钢筋上（三根不等长导线代表上中下三点），然后插绑在底板钢筋上，导线一端（带插头）外露底板面150mm，端头用纸胶带包裹，以防因粘上砂浆和水泥等杂物而影响测温质量。
（2）测温监控：每段底板布置测温点10个。
（3）砼终凝后即进行测温工作，一周内每4h测温1次，以后天天测温二次，重要观测升温变化和温度达成最高且进入恒温阶段的连续时间，以及降温情况，特别降温阶段的测温工作更为重要，用以指导养护工作、控制温差和降温速率。根据实测情况，及时调整保温、养护措施，使砼的温度梯度不致过大，有效控制有害裂缝的出现。
（4）本工程2.5~4d内砼内部实测最高温度为72~76℃（峰值连续30h左右开始降温），上孔最高温度为65~68℃，表面（塑料布下面）最高温度为54~58℃，两层草帘子之间的温度为43~48℃，大气温度为15~25℃。从测温情况看，同一测温点位置，中孔温度比上孔温度一般高出7~10℃左右，上孔温度比塑料布下（即砼表面）温度一般高出10~15℃左右，砼表面温度比两层草帘子之间的温度高出5~10℃左右，草帘子之间的温度比大气温度高出20~33℃左右（温度高峰值阶段，晚间大气温度比较低时易出现温差大于25℃的情况），但所有砼内部及保温层的温差均小于25℃。砼的降温速率天天在1~2℃之间，保温养护25天后，上孔与大气温差小于25℃撤消草帘子保温，砼表面未发现裂缝。
（5）实测砼入模温度为22~25℃，32h后测最先浇筑部位砼温度，底孔温度最高，达50℃左右，高于中孔温度，这与砼浇筑先后有关（底部砼水泥水化早于中部砼水泥水化）。36h时测温，底孔最高温达58℃左右，而测中孔温度也接近底孔温度。
4、施工效果分析与体会
4.1大体积砼强度等级为C35，抗渗等级为P8，其配合比中水泥用量较多。为减少水泥用量，以部分矿粉、粉煤灰代替水泥掺入砼中，可充足运用其活性减少水化热，运用其物理填充作用增长砼的密实性，使砼不离析，不泌水，保持良好的粘聚力及和易性。
4.2用泵送浇筑大体积砼，规定有较大的坍落度、较小的用水量、较长的初凝时间，以方便砼运送、泵送及分层浇筑振捣，防止砼产生冷缝。
规定初凝时间≥12h，考虑砼出厂~运至现场时间（调查商砼供应路程及路况）、运至现场后的停滞时间、泵管发生故障的检修时间以及砼浇筑、振捣的接茬时间。
混凝土进场的坍落度为140~160 mm。当损失较大时可在现场酌情加减水剂以保证正常泵送。
4.3本工程采用塑料布、草帘子保湿、保温，撤除保温时间为11月初，而这部分材料正好又用于冬施砼保温用，从而节约了施工费用。
4.4砼温度控制是防止大体积砼产生裂缝的关键，为此在拌和砼时使用温度较低的井水、骨料进行浇冷水及覆盖以减少砼出机温度，现场泵管进行草帘包裹以保证砼浇筑温度。
经测试砼内部最高温度实测值比计算值高15~19℃，分析因素，有些计算参数取值也许不符合实际环境变化；也许水泥初期强度高，水化快、水化热大等因素导致的。因此使用高精度的TDC~2型电子测温仪测温反馈，准确及时地调整养护及保温措施，严格执行多项技术措施和有效的温差控制，使底板工程质量控制取得了预期效果。