转（大体积混凝土综合控温抗裂施工工法）

tanjx0a 2023-06-29 发布于贝宁

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1、前言

目前对于大体积混凝土的定义，较为统一的认识为：最小断面任何一个方向尺寸大于0.8m以上的混凝土结构，其尺寸已大到必须采取相应的技术措施降低其温差，控制温度应力与裂缝开展的混凝土。也就是说现代建筑中涉及到的大体积混凝土施工，其主要的特点就是体积大，水化热高，内外温差大，容易产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。

随着现代施工技术的突飞猛进，大体积混凝土在工程中的应用越来越多，且向高性能、高强度、高复合、高稳定性发展，对施工技术提出了更高的要求。大体积混凝土是涉及工程计算、结构构造、材料组成、物理力学性能、施工工艺、工程检测等各方面的综合性问题，为有效控制大体积混凝土温度收缩裂缝，本工法从原材料质量和配合比优化、施工组织和浇筑养护、测温控制等各个环节提出技术要求，采取温控措施，确保大体积混凝土的工程质量。

中天建设集团天津公司通过对三个项目大体积混凝土基础底板的成功运用，证明采用这种工艺能有效控制大体积混凝土有害裂缝的产生，取得很好的效果。

2、工法特点

2.0.1通用性：本工法强调根据大体积混凝土采用内散外蓄的综合温控措施，适用于各种超厚大体积混凝土施工。

2.0.2综合性：本工法从原材料质量和配合比优化、施工组织和浇筑养护、测温控制等各个环节提出技术要求，采取综合温控措施，从而避免有害裂缝的产生，其控制手段和措施是综合性的，不是单一的。

2.0.3采用一次整体浇注混凝土的方法(不含设计要求沉降后浇带)和“综合温控”施工技术，有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的抗震能力。

2.0.4这种大体积混凝土的施工工艺，减少了施工工序之间的交叉，连续性好，简化施工程序，加快施工进度。

3、适用范围

本工法适用于工业与民用建筑高层建筑箱基底板、中大型设备基础等超厚大体积混凝土结构施工。

4、工艺原理

本工法采用优化材料配合比；选择大面积斜面分层一次浇筑到顶的浇筑方法；混凝土内埋设冷却循环水管；表面采用蓄水保温保湿养护；通过以上综合温控措施降低水泥水化热，从而减小温度应力的作用，保证大体积混凝土施工无有害裂缝的产生。

5、工艺流程操作要点

5.1工艺流程

5.2操作要点

5.2.1配置混凝土

1、优先选择中低热水泥，掺加粉煤灰，掺加高效缓凝型减水剂，均可以延迟水化热释放速度，降低热峰值。

2、掺入适量的U型混凝土膨胀剂，防止或减少混凝土收缩开裂，并使混凝土密实，使混凝土抗渗型提高。

3、在满足混凝土泵送的条件下，尽量选用粒径较大、级配良好的石子。

4、尽量降低砂率，一般宜控制在42-45%之间。

5、控制混凝土的出机温度和浇筑温度，冬季在不冻结的前提下，采用冷骨料、冷水搅拌混凝土。夏季如当时气温较高，还应对砂石进行保温，砂石料场设简易遮阳装置，向骨料喷冷水，在水内掺加干冰等。入模温度不应大于25°C。

5.2.2混凝土搅拌、运输

1、混凝土搅拌要按配合比严格计量，要求车车过磅；装料顺序：石子→水泥→砂子；如有添加剂时，应与水泥一并加入；粉沫状的外加剂同水泥一并加入，液体状的与水同时加入。为使混凝土搅拌均匀，搅拌时间不得少于90秒钟，当冬季施工或加有添加剂时，应延长30秒钟。

2、混凝土自搅拌机卸出后应及时运送到浇筑地点；在运输过程中，要防止混凝土的“离析”,水泥浆流失、坍落度变化和产生初凝等现象，如有发生应立即报告技术部门采取措施。混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间，不超过《规范》规定的时间。混凝土水平运输采用混凝土搅拌罐车，垂直运输采用混凝土泵车。

3、布置混凝土泵：选择适合工程特点的浇筑顺序确定混凝土泵的布置位置，根据工程面积、工程量大小、搅拌站供应能力、浇筑时间等选择泵和搅拌运输车的数量。以保证混凝土浇筑的连续性。

5.2.3冷却循环水管

在绑扎底板钢筋时，布置冷却循环水管。选择Ø50冷却循环钢管，水管距混凝土边缘

0.8—1.0m,间距2.0m梅花型交错布置(如图5.2.3-1、图5.2.3-2所示),对于电梯坑范围内根据体积增设。混凝土浇筑前对冷却水循环系统进行通水试验，确保通水过程中无堵塞、渗漏。利用电梯基坑作为冷却系统循环水箱，由潜水泵、出入水管、电梯基坑形成循环水系统。养护过程中对进出水管水温进行测定，由出水管温度控制进水管温度和流速，出水管温度与混凝土内部温差不大于25°C,进水管温度控制在5—10°C,管中水流速一般为0.6m/s。

5.2.4大体积混凝土浇筑

1、泵送砂浆、润管：先使用清水进行输送，再使用同结构底板配比的无石子砂浆泵送，以充分湿润泵管。需要注意首次泵送的砂浆有较多水泥浆在泵送过程中被泵管吸附，末端泵送出的较多为缺失泥浆的砂浆，这一部分要使用容器接受后运出浇筑地点。

2、浇筑顺序

先深后浅，先浇筑集水坑、电梯井处，再浇筑主楼混凝土，采取全面分层的浇筑方案。混凝土浇筑采用“分段定点，循序推进、一个坡度、一次到顶”的方法——自然流淌形成斜坡混凝土的浇筑方法，能较好地适应泵送工艺，提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证了上下层混凝土不超过初凝时间，一次连续完成。当混凝土大坡面的坡角接近端部模板时，改变混凝土的浇筑方向，即从顶端往回浇筑。

3、浇筑方法

采用一个坡度(1:6左右),分层浇筑厚度控制在50cm,由一边退向另一边、斜面分层浇捣浇筑方法浇筑。根据混凝土泵送时自然坡度，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土的卸料点，解决上部混凝土的捣实，第二道布置在混凝土的坡脚处，确保下部混凝土密实，浇筑方向由前往后退浇，振动器也相应跟上，以确保整个混凝土的浇筑质量。

4、振捣

在浇筑过程中正确控制间歇时间，上层混凝土应在下层混凝土初凝之前浇筑完毕，避免造成冷缝，并在振捣上层混凝土时，振捣棒下插5cm,使上下层混凝土之间更好的结合。在振捣过程中，振捣棒略上下抽动，使混凝土振捣密实，插点要均匀，插点之间距离控制在50cm,离开模板距离为20cm。振捣时间控制在20～30s之间，直至混凝土表面泛浆，不出现气泡，混凝土不再下沉为止。

5、二次振捣和泌水处理

底板混凝土表层进行二次振捣，以确保混凝土表面密实度。待第一层混凝土振捣完成20-30min并已浇筑出一定面积后，在混凝土初凝前再进行二次振捣。混凝土经二次振捣后，可以提高水平钢筋的握裹力，竖向钢筋的抗拔力，增大水密性和提高抗压强度。两次振捣时间隔宜控制在2小时左右。当分层浇筑混凝土时，振捣棒插入前次振捣的混凝土上表面3～5cm深处，可破坏层间冷缝，形成整体连接。

混凝土振捣后，表面有大量的浮浆，浮浆一般顺混凝土浇筑坡面下流到坑底，大部分泌水流至低洼处用泥浆泵抽出。在抽出泌水浮浆同时，在混凝土表面撒上粒径5~25mm利用清水清洗过的石子，厚度约50—100mm。再次振捣后，进行混凝土表面处理。

6、表面裂缝控制施工

混凝土在初凝前，闭合混凝土的收水裂缝。首先根据标高线，用工具拖板铺摊均匀，长刮尺刮平，再用铁抹子抹压密实，最后利用收面机进行压光打磨，以闭合混凝土收水裂缝。加强成品保护，除具体施工人员外不得在大体积混凝土面层上行走，收浆完成同时覆盖一层塑料薄膜保湿、一层毛毡进行保温处理。初凝完成后，进行养护。

5.2.5养护

混凝土采用表面蓄水(如图5.2.5-1、5.2.5-2),内部布设循环水管的综合降温法进行养护。蓄水深度由计算确定，减小外界温度对混凝土表面温度的影响。

5.2.6测温

1、在混凝土结构内部有代表性的部位部置测温点，测温点布置应在边缘与中间，按梅花型布置，间距为3—5m(如图5.2.6-1),沿浇筑高度应布置在底部、中间和表面，测点距离底板四周边缘1—1.5米，电梯井、高低跨部位要增设。通过测温全面掌握混凝土养护期间其内部的温度分布状况及温度梯度变化情况，以便定量、定性地指导控制降温速率。

2、测温可以采用信息化预埋传感器先进测温方法，也可以采用埋设测温管、玻璃棒温度计测温方法。测温从混凝土浇筑后12h开始，温升阶段每2h测温一次，降温阶段每4h测温一次，7d后每天一次，共测温14d。测温的主要内容为：大气温度、混凝土内部温度、蓄水温度、进出循环水管温度。监测过程中，当内外温差大于25℃时，对混凝土表面增加覆盖或增加蓄水厚度，调整水温变化。密切注意测定温度，采取措施确保温差控制在25℃以内。并绘制测温曲线图(如图5.2.6-2)

6、材料与设备

6.1材料

6.1.1水泥：优先采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥，水泥应有出厂合格证及进场试验报告。

6.1.2砂：砂选用中砂，为增加混凝土的抗裂性，含泥量不大于1%,并进行集料的碱活性检验。

6.1.3石子，选用自然连续级配的卵石或碎石，粒径5—40mm,含泥量或石粉含量小于0.8%的石子，泥块含量小于0.3%,针片状颗粒含量小于4.5%,所用碎石应进行碱活性检验。

6.1.4掺合剂：

1、粉煤灰品质在Ⅱ级以上。

2、抗裂防水剂，可提高混凝土和易性、延长混凝土凝结时间，增加坍落度。在混凝土凝固初期，由于防水剂微膨胀作用，可以有效阻止混凝土的收缩开裂，使混凝土更加密实，从而提高混凝土的抗渗能力。

3、粒化高炉矿渣粉，各项指标符合要求。

6.1.5外加剂：各项指标符合要求。其掺量应根据施工需要通过试验确定，质量及应用技术应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加及应用技术》GB50119等和有关环境保护的规定。

6.1.6水：不含有害物质的洁净水(饮用水)。

6.2主要工机具

6.2.1混凝土上料搅拌设备：

混凝土自动计量设备、混凝土搅拌机、装载机、水箱、水泵。

6.2.2 混凝土运输设备：

混凝土搅拌罐车、混凝土泵车、布料机、机动翻斗、手推车、串筒、溜槽。

6.2.3 混凝土振捣设备：

插入式振捣器、平板振动器。

6.2.4混凝土测温设备：

电阻型测温仪、热电偶测温仪、玻璃温度计、湿度仪。

7、质量控制

7.1主控项目

7.1.1原材料

1、水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验，其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。严禁使用含氯化物的水泥。

2、混凝土中掺用外加剂的质量及应用技术应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119等和有关环境保护的规定。

3、混凝土中氯化物和碱的总含量应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和设计的要求。

7.1.2混凝土搅拌及浇筑

1、结构混凝土的强度等级必须符合设计要求。用于检查结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地点随机抽取。取样与试件留置按GB50204-2002执行。

2、对有抗渗要求的混凝土结构，其混凝土试件应在浇筑地点随机取样。同一工程、同一配合比的混凝土，取样不应少于一次，留置组数可根据实际需要确定。

3、混凝土原材料每盘称量的偏差应符合下表(表7.1.2-1)规定。

7.1.3混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。

当底层混凝土初凝后，浇筑上一层混凝土时，应按施工技术方案中对施工缝的要求进行处理。

7.2一般项目

7.2.1原材料

1、混凝土中掺用矿物掺合料的质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596等的规定。矿物掺合料的掺量应通过试验确定。

2、普通混凝土所用的粗、细骨料的质量应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52的规定。

3、拌制混凝土宜采用饮用水；当采用其他水源时，水质应符合国家现行标准《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定。

7.2.2混凝土施工

1、施工缝、后浇的位置应在混凝土浇筑前按设计要求和施工技术方案确定。

2、混凝土浇筑完毕后，应按施工方案及时采取有效的养护措施，并应符合下列规定：

1)应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护；

2)混凝土浇水养护的时间：对于采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，养护时间不得少于14d;

3)浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌制用水相同；

4)采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；

5)混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。7.2.3 允许偏差项目和检验方法(如表7.2.3-1)

8、安全措施

8.0.1、建立各级人员安全生产责任制度，明确各级人员的安全责任，抓制度落实、抓责任落实，定期检查安全责任落实情况。

8.0.2、各分部分项工程施工前对工人进行全面的有针对性的安全技术交底，履行签字手续。

8.0.3、施工机具应由专人负责使用和维护，大、中型机械特殊机具需执证上岗，操作者须经培训后，执有效的合格证书方可操作；施工机具要定期进行维护和保养，不得带病运转和超负荷作业；非施工人员，不得进入，施工机具运转时，施工人员严禁靠近触摸，防止伤人；雨、雪天施工时，应注意对带电施工机具的保护。防止受潮、短路，必要时应搭设防雨棚等。

8.0.4、施工用电，要认真执行三相五线用电制，每台用电设备，要做到“一机、一闸、一漏”的保护原则，严禁“一闸多用”;作业时应按规定穿戴绝缘鞋、绝缘手套及其它防护用品；现场施工用电要定期进行检查，检查主要包括施工用电缆、闸箱等，防止电缆老化、脱皮、闸箱漏雨、开关破损等安全隐患的存在，对有问题的电缆配电箱、开关等应及时进行更换和维护。

8.0.5、混凝土振捣器使用前检查电缆，电缆延长线采用具有漏电开关的电缆盘；戴绝缘手套、穿绝缘鞋。

8.0.6、配置现场灭火器，指定专人管理；对每位施工人员进行三懂三会的教育：确认周围有否易燃物，采取隔离措施。

8.0.7、因基础底板钢筋配置较大，其承担钢筋重量的马蹬支架必须经计算确定。

9、环保措施

9.0.1、防止噪声污染：施工现场应遵照《中华人民共和国建筑施工场界噪声限值》规定执行，以及市有关环境管理的规定。在施工中做到采取有效措施，减少噪声扰民，严格控制夜间施工和加班加点，混凝土浇筑作业必须夜间施工时经有关部门审批后方可施工。

9.0.2、防止水污染：入口处设三级过滤沉淀池，废弃混凝土、泥浆及冲刷地面后污水必须经沉淀池过滤后方可排至市政管网。

9.0.3、防止大气污染：建筑施工产生的建筑垃圾较多，必须搭设封闭临时专用垃圾道或采用容器运输。施工垃圾应及时清运，做到当天的垃圾当天清运，并适量洒水，减少场尘。严禁现场焚烧各种废弃物，防水材料必须采用环保节能型材料。

10、效益分析

10.0.1经济效益分析

大体积混凝土综合控温抗裂施工工法在浇筑、抹面完成后及时进行蓄水养护，14天养护期结束之后未发现裂纹，达到了有效控制内外温差，减小变形，防止有害裂缝的发生和发展的效果。经热工计算后，平均节省了保温材料2000m2,每平米按6元计算，共节省成本费用12000元。采用优化配合比的方法，平均节约水泥用量60Kg/m3,按6000m3计算，共节省成本费用10万元，累计节约成本11.2万元，取得了较好的经济效益。

10.0.2管理效益分析