大体积混凝土

施工质量控制

 摘 要

混凝土结构在建筑工程中占有很大的比重，在结构的安全、可靠度和耐久性方面起绝对的作用，****工程为地下结构，大部分混凝土浇注厚度多为大于等于800mm的大体积，因此在本工程中对大体积混凝土的质量控制尤为重要，大体积混凝土的质量通病通常有：施工冷缝、泌水现象、表面水泥浆过厚、早期温度裂缝等几种类型。其施工质量控制的关键在于配合比设计控制、原材料质量控制、施工过程质量控制以及温度控制等几方面。 

关键词：大体积混凝土；通病；质量控制 

目  录

第1章 引言    1

1.1概述    1

1.2实践工程概况    1

1.3主体结构示意图    2

第2章 大体积混凝土施工质量控制要点    4

2.1工程质量控制流程图    4

2.2 浇注前制定混凝土浇注方案    5

2.3 浇筑过程中加强振捣，确保混凝土的密实    6

2.4浇注后大体积混凝土养护    6

第3章  大体积混凝土质量通病    6

第4章  大体积混凝土质量通病预防及处理措施    7

4.1 泌水处理与表面处理    7

4.2控制混凝土升温    8

4.3延缓混凝土的降温速率    8

4.4提高混凝土极限拉伸值    8

4.5设置后浇带    8

第5章  保证大体积混凝土质量的措施    9

5.1混凝土原材料控制    9

5.2混凝土浇注顺序及方法    9

5.3混凝土振捣    10

5.4混凝土泵送    10

5.5混凝土表面处理    10

5.6采用切实可行的施工工艺    10

5.7加强管理    11

5.8成品保护    11

第6章 结论    12

参考文献    13

致  谢    14

第1章 引言

1.1概述

与普通混凝土相比，大体积混凝土具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土浇筑量大、工程条件和施工技术要求高等特点。在工程中得到了广泛的应用。但与此同时，因大体积混凝土水化热引起的工程事故时有发生，这不仅给工程质量造成了严重的影响，也造成了单位的经济损失。大体积混凝土经常出现的问题是混凝土的裂缝。为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，还要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力而使混凝土产生裂缝。 

1.2工程概况

****工程处于杭州市江干区钱江新城区域，主体为地下二层双岛四线同台换乘式车站，有效站台长度120米，站台宽14m。车站总长385.1m，最大净宽47.3m，顶板覆土2.4m，底板埋深16.31m（中心里程）。车站主体结构为地下二层五柱六跨闭合框架结构，围护结构采用地下连续墙。工程中用到的柱砼标号C40，其余结构部分均为C30，底板、顶板、衬墙加抗渗S8，阅读了一些关于大体积混凝土施工的一些资料，并且在通过本工程混凝土施工的旁站观察，对****工程底板大体积混凝土施工控制要点与施工方法进行详细调查和分析。

车站主要受力体系由侧墙、立柱、梁和板组成，主要结构尺寸如表1：

表1 地下工程主体结构尺寸

图1主体结构剖面图

图2主体结构标准横断面图

第2章 大体积混凝土施工质量控制要点  

2.1工程质量控制流程图

                                                  N

                                               N

                                                 有

                              无

2.2 浇注前制定混凝土浇注方案  

（1）采用商品砼泵送入模，插入式振捣棒，分层连续浇注。

（2）在结构分段内底板砼顺车站坡度方向由低向高连续浇注。

（3）车站底板砼厚度为1.1m，砼灌注采用竖向分三大层，层厚分别为30cm、40cm、40cm ；4号线车站底板砼厚度为0.9m，砼灌注采用竖向分三大层，层厚分别为30cm、30cm、30cm。每大层内又分两小层，纵向采用斜面分层浇注，横向由中间向两端浇注。如图3示。

图3  底板砼浇注示意图

（4）底板与侧墙交接部位分层浇注，加强振捣，确保砼浇注质量。

（5）底板采用蓄水养护，养护时间不得少于14d。

（6）由专业单位按照原设计的要求进行混凝土配合比的设计和试配，混凝土粗骨料宜采用较大直径的碎石、中粗砂，并掺加适量的磨细粉煤灰；微膨胀混凝土中膨胀剂的掺量必须符合原设计的规定；小样实验符合设计要求后，还需进行5m3中试，观察混凝土的和易性、保水性。

（7）经实验符合设计要求的混凝土配合比，必须递交设计、业主及监理审查，得到认可后方可用于本工程。

（8）在工地与混凝土制品厂之间做空车往返实验，寻找最佳的混凝土运输路线，保证浇筑时混凝土供应及时，确保混凝土浇筑质量。

（9）混凝土浇筑前一天，必须做实验，进行混凝土坍落度测试，观察混凝土的和易性、保水性是否符合配合比的要求。

（10）清理现场道路上的杂物，保证混凝土泵车及搅拌车行进路线的通畅。

（11）正式浇筑前必须由项目部技术员、工程监理、业主三方签署钢筋工程隐蔽验收单。

（12）本工程要求混凝土生产厂家每车出厂时出据混凝土标号、坍落度、出厂时间、数量和到达地点的发料单据。抵达现场后，由总包派专人按程序验收，填写到达时间、混凝土坍落度、目前混凝土有无异常等情况。监理人员不定期进行抽检，如混凝土出现离析，必须进行次搅拌。

 （13）对侧墙、立柱、顶（楼）板模型支撑系统进行设计、检算，经专家论证审查通过后，根据施工进度提前安排进料。

2.3 浇筑过程中加强振捣，确保混凝土的密实  

为确保混凝土的均匀和密实，提高混凝土的抗压强度，要求操作人员加强混凝土的振捣，插点均匀排列，按顺序振实不得遗漏，振捣期间距宜取300mm，时间15－30秒为宜，不宜过振，以表面呈现浮浆，平整和不在沉落为准，为了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，尚须进行二次振捣以提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高混凝土的抗裂性，一般间隔20－30分钟进行二次复振，或者是在混凝土经振捣后尚能恢复塑性状态的时间。

2.4 浇注后大体积混凝土养护

底板表面采用两层薄膜，两层麻袋覆盖进行保温养护一周。采用先进的微机温控技术，养护过程中，不断根据实测的混凝土内部温度，调整表面覆盖层的厚度，将混凝土内部温度于表面温度差控制在25℃以内。冬季养护措施混凝土浇筑后进行蓄热养护，一般采用二层塑料二层麻袋薄膜覆盖养护。控制砼内外温差在25℃以内。

第3章  大体积混凝土质量通病

大体积混凝土具有结构体积大、承受荷载大、水泥水化热大、内部受力相对复杂等结构特点。在施工上，结构整体性要求高，一般要求整体浇筑，不留施工缝。这些特点的存在，导致在工程实践中，大体积混凝土出现其特有的质量通病，常有以下几种类型： 

施工冷缝：因大体积混凝土的混凝土浇筑量大，在分层浇筑中，前后分层没有控制在混凝土的初凝之前；混凝土供应不足或遇到停水、停电及其它恶劣气候等因素的影响，致使混凝土不能连续浇筑而出现冷缝。 

泌水现象：上、下浇筑层施工间隔时间较长，各分层之间产生泌水层，它将导致混凝土强度降低、脱皮、起砂等不良后果。 

混凝土表面水泥浆过厚：因大体积混凝土的量大，且多数是用泵送，因此在混凝土表面的水泥浆会产生过厚现象。 

早期温度裂缝：混凝土浇筑后，水泥放出大量的水化热积聚在混凝土体内，由于混凝土体积大不易散热，混凝土体内的温度显著升高，而混凝土表面散热快，引起混凝土内外温差，在升温阶段混凝土内部产生拉应力，表面产生压应力。混凝土体内升温后，随着散热，体内温度逐渐下降而产生收缩，混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及混凝土胶质体的胶凝作用又促使混凝土硬化时产生收缩，在产生这两种作用的同时混凝土又受到自身结构和地基的约束，产生收缩应力，如超过此龄期混凝土的极限抗拉温度，即产生裂缝。温差和收缩越大，裂缝越大；温度变化和收缩的速度越快越易开裂；地基对结构的约束作用越大裂缝越易开裂；孟度变化梯度越大越易开裂。[5]在混凝土浇筑后由于早期内外温度差过大(25℃以上)的影响，大体积混凝土会产生两种温度裂缝：（1）表面裂缝：大体积混凝土浇筑后水泥的水化热量大，由于体积大，水化热聚集在内部不易散发，混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，内部产生压应力，表面产生拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。（2）贯穿性裂缝：由于结构温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积砼浇筑在约束地基(例如桩基)上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束时易导致拉应力超过混凝土的极限抗拉强度而在约束接触处产生裂缝，甚至会贯穿整个表面产生贯穿性裂缝。

第4章  大体积混凝土质量通病预防及处理措施

4.1 泌水处理与表面处理  

由于大体积混凝土浇筑时泌水较多，上涌的泌水和浮浆顺混凝土斜面下流到坑底，再到集水井，然后通过集水井内的潜水泵排除基坑外；待混凝土浇至标高时，由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，要求施工方用木蟹抹平，防止表面微小裂缝产生，在初凝前再用铁搓板压光，这样有效的控制混凝土表面龟裂，增加防水抗裂效果。 

4.2控制混凝土升温

(1)选用中、低热的水泥品种，可以减少水泥水化反应释放的水化热，使混凝土减少升温。

(2)掺入一定数量的粉煤灰外加料。粉煤灰具有一定活性，既可以替代部分水泥，又能改善混凝土的粘颦性和可泵性，降低混凝土的水化热。粉煤灰最多掺量不得

高于水泥用量的20％。

(3)粗、细骨料的选择；根据施工条件和施工工艺，尽量选用粒径较大、级配良好的石子；细骨料采用优质中、粗砂。增大骨料粒径可减少用水量，使混凝土的收缩和泌水随之减少，同时也减少水泥用量，使水泥的水化热减少，最终降低了混凝土的温升。

4.3延缓混凝土的降温速率

大体积混凝土浇筑后应及时对混凝土进行保温、保湿养护。保温可减少混凝土上升温阶段的内外温差，防止产生表面裂缝；保温可防止混凝土表面脱水产生于缩裂缝；混凝土的保温、保湿还可使混凝土水化降温速率延缓，减少结构温差，防止产生过大的温度应力。

4.4提高混凝土极限拉伸值

(1)掺入微膨胀外加料。适量的微膨胀外加剂可补偿混凝土的收缩，抵消由于多余水蒸发导致混凝土收缩而产生的拉应力，从而提高混凝土的抗裂性。

(2)改进施工工艺，提高施工质量。对浇筑后的混凝土进行二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料和钢筋下部产生的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止混凝土出现裂缝，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高抗裂性。

4.5设置后浇带

当大体积混凝土平面尺寸过大时，可适当设置后浇带，以减少外应力和温度应力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。[1]

第5章  保证大体积混凝土质量的措施

5.1混凝土原材料控制

（1）混凝土必须严格按照确定的配合比集中拌制，拌制混凝土所用的砂、石、水泥必须是经确定的品牌和规格，各种材料的掺量必须符合级配比，严禁擅自更改；混凝土拌制过程中，必须有项目部技术员到场监督。

（2）搅拌投料顺序：石子→砂→水泥→外掺剂→水。投料先干拌0.5～1min再加水。水分三次加入，加水后搅拌1～2min（比普通混凝土搅拌时间延长0.5min）。

（3）搅拌过程中，必须检查砂、石的含水率，及时对混凝土用水量进行调整；混凝土浇注过程中，严禁向混凝土中加水，不符合坍落度要求的混凝土，一律退场，不得用于本工程。

（4）混凝土运输供应保持连续均衡，间隔不应超过1.5h，夏季或运距较远可适当掺入缓凝剂，运输到场地混凝土时间超过2小时或出现离析现象，不得使用。

5.2混凝土浇注顺序及方法

混凝土浇筑时采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到位“的浇筑工艺。根据混凝土泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行．直至达到设计标高。混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺，便每车混凝土都浇筑在前——：车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的问题，也便于浇筑完的部位进行程盖和保温。[6]

（1）底板、墙体混凝土采用“斜面分层、薄层浇注、一次到顶”的方法进行浇注，分层厚度不得大于400mm。

（2）柱混凝土分层一次浇注成型，分层厚度≤300mm。

（3）柱、墙混凝土初始布料时，必须使用串筒，保证混凝土下料高度≤2m。

5.3混凝土振捣

（1）采用分层平铺加滚浆的浇注方法，每个料口必须配备四只Ф70高频插入式振动机，振点分别布置在出料口两台、混凝土斜面中间一台、斜面下脚一台；混凝土斜面下脚必须严格、仔细地振捣。

（2）振捣时，遵循“快插慢拔”的原则，振点呈梅花形布置，间距离不得大于400mm，振捣时间以没有汽泡冒出及混凝土不再沉陷为准。

（3）新老砼结合进行二次振捣，振动机插入老砼中50mm。后浇砼必须在2小时内覆盖先浇砼。

（4）振动机插入时，不宜碰撞钢筋、埋件、模板。

5.4混凝土泵送

（1）砼泵送过程要保持连续泵送，避免中断，而造成砼离析，堵塞泵管；砼不能及时供应时，要降低泵送速度，作间隔推动，间隔时间控制在15分钟左右，确保泵管不被堵塞。

（2）冬季泵送砼，要用麻袋包扎泵管进行保温，风力较大时，泵车处要设置挡风屏，夏季泵送砼，泵的受料斗及泵管要用麻袋包裹，并浇水湿润，必要时，在泵车受料斗上方搭设遮阳棚。气温在35℃以上不得浇砼。

5.5混凝土表面处理

砼表面采用3m刮尺平仓，铁滚筒碾压两遍，刮除表面泌水，木蟹打磨平整，收水后再次用木蟹打磨，消除收水裂缝。

5.6采用切实可行的施工工艺

根据泵送人体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝上输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布骨两道振动器，第一道布置在混凝土冉料口，丰要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须往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。

5.7加强管理

    加强原材料的榆验、试验丁作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。[2]

5.8成品保护

混凝土浇完后，应将周边采用钢管扎成拦杆，以防混凝土抗压强度未达到12N／mm2，上面行人。混凝土抗压强度未达到12N／mm2时，严禁在其上面放线、测标高、运输材料和搭设支模等，以防混凝土受到破坏。对刚浇好的混凝土面如遇下雨天气，应采用薄膜随抹面随覆盖，以防雨水将其表面浆冲掉。检查基坑坡顶材料是否堆放整齐，以防大风将坡顶材料吹至已浇好的混凝土面上。对操作人员应进行技术交底，在搭设支模架和安装模板时，严禁材料上下抛掷，以免破坏混凝土面。侧模拆除应用钢撬从下往上托拆除，严禁采用钢撬从上往下插入拆除模板，以免破坏混凝土棱角。[3]

第6章 结论

随着大体积混凝土愈来愈多地应用在众多实际工程中，对大体积混凝土质量控制的研究也在不断深入。实践证明，要保证大体积混凝土的施工质量，除要满足强度、刚度、整体性、抗渗等要求外，还应根据混凝土结构的不同特点、受力状况、约束条件等因素进行综合考虑，从工程设计、原材料选用、改善施工工艺、做好温控和养护工作等方面入手进行全面的质量控制，保证大体积混凝土的质量。

参考文献

[1]张爱慧《大体积混凝土施工中温度裂缝的分析与控制》[J] 广东建材2009  第1期

[2]李银生《大体积混凝土裂缝控制的施工方法》[J] 安徽建筑 2009  第1期

[3]曹林《浅谈大体积混凝土施工的应用技术》[J] 安徽建筑2009  第1期

[4]蒋金生 《土建工程施工工艺标准》同济大学出版社 2006

[5]徐劲华《地下室底板大体积混凝土的施工》[J] 山西建筑 2009  第5期

[6]陈升辉 《大体积混凝土施工的裂缝控制及养护》[J] 建筑安全 2009  第3期

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