地下室基礎大體積混凝土

1、上海晉泰實業(yè)有限公司新建廠房工程地下室基礎大體積混凝土施工專項方案中冶天工上海十三冶建設有限公司上海晉泰實業(yè)有限公司新建廠房工程地下室基礎大體積混凝土施工專項方案上海晉泰實業(yè)有限公司新建廠房工程建設地點位于上海市青浦區(qū)勝利路與竹盈路交叉路口，西側為卓越世紀中心和清河灣項目，南側為上海九天螺釘廠和卡比特家飾地毯、東側為上海浪潮機器有限公司。建設總用地面積16125?？偨ㄖ娣e58925.49 m2，地上建筑面積48397.29m2地下建筑面積10528.2 m2，建筑層數(shù)：地下一層，地上廠房3為15層、廠房1和廠房2為12層。一、大體積砼的定義  大體積砼指的是最小斷面尺寸大于1m以上

2、的砼結構，其尺寸已經(jīng)大到必須采用相應的技術措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應力并控制裂縫開展的砼結構。大體積混凝土與普通混凝土的區(qū)別表面上看是厚度不同，但其實質的區(qū)別是由于混凝土中水泥水化要產(chǎn)生熱量，大體積混凝土內(nèi)部的熱量不如表面的熱量散失得快，造成內(nèi)外溫差過大，其所產(chǎn)生的溫度應力可能會使混凝土開裂。因此判斷是否屬于大體積混凝土既要考慮厚度這一因素，又要考慮水泥品種、強度等級、每立方米水泥用量等因素，比較準確的方法是通過計算水泥水化熱所引起的混凝土的溫升值與環(huán)境溫度的差值大小來判別，一般來說，當其差值小于25時，其所產(chǎn)生的溫度應力將會小于混凝土本身的抗拉強度，不會造成混凝土的開裂，當差值大于

3、25時，其所產(chǎn)生的溫度應力有可能大于混凝土本身的抗拉強度，造成混凝土的開裂，此時就可判定該混凝土屬大體積混凝土。高層建筑的箱形基礎或片筏基礎都有厚度較大的鋼筋砼底板，高層建筑的樁基礎則常有厚大的承臺，這些基礎底板和樁基承臺均屬大體積鋼筋砼結構。二、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因 上海晉泰實業(yè)有限公司新建廠房工程地下室底板為整板基礎，底板面積約為10858m2，板厚度大部分為0.5m、0.7m，局部小面積為1.2M、1.3M，屬于大體積混凝土。為保證大體積混凝土的施工質量，針對大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因，即：（1）水泥水化熱水泥在水化過程中要產(chǎn)生大量的熱量，是大體積砼內(nèi)部熱量的主要來源。由于

4、大體積砼截面厚度大，水化熱聚集在結構內(nèi)部不易散失，使砼內(nèi)部的溫度升高。砼內(nèi)部的最高溫度，大多發(fā)生在澆筑后的35，當砼的內(nèi)部與表面溫差過大時，就會產(chǎn)生溫度應力和溫度變形。溫度應力與溫差成比，溫差越大，溫度應力也越大。當砼的抗拉強度不足以抵抗該溫度應力時，便開始產(chǎn)生溫度裂縫。這就是大體積砼容易產(chǎn)生裂縫的主要原因。（2）約束條件：大體積鋼筋砼與地基澆筑在一起，當早期溫度上升時產(chǎn)生的膨脹變形受到下部地基的約束而形成壓應力。由于砼的彈性模量小，徐變和應力松馳度大，使砼與地基連接不牢固，因而壓應力較小。但當溫度下降時，產(chǎn)生較大的拉應力，若超過砼的抗拉強度，砼就會出現(xiàn)垂直裂縫。（3）外界氣溫變化：大體積砼在

5、施工期間，外界氣溫的變化對大體積砼的開裂有重大影響。砼內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度和砼的散熱溫度三者的疊加。外界溫度越高，砼的澆筑溫度也越高。外界溫度下降，尤其是驟降，大大增加外層砼與砼內(nèi)部的溫度梯度，產(chǎn)生溫差應力，造成大體積砼出現(xiàn)裂縫。因此控制砼表面溫度與外界氣溫溫差，也是防止裂縫的重要一環(huán)。（4）砼的收縮變形： 砼的拌合水中，只有約20%的水分是水泥水化所必需的，其余80%要被蒸發(fā)。砼中多余水分的蒸發(fā)是引起砼體積收縮的主要原因之一。這種收縮變形不受約束條件的影響，若存在約束，就會產(chǎn)生收縮應力而出現(xiàn)裂縫。從施工技術和施工組織管理方面著手解決問題，在施工技術上，應從選料

6、、配合比設計、施工方法、測溫監(jiān)控、混凝土養(yǎng)護等方面采取綜合性的措施，有效地克服大體積混凝土的裂縫；從施工組織管理上，精心組織，協(xié)調指揮，針對筏板施工的實際情況，混凝土采用商品混凝土，罐車運輸，混凝土輸送泵輸送等技術，以解決混凝土一次性澆筑量大的問題。三、控制澆筑溫度上海晉泰實業(yè)有限公司新建廠房工程地下室底板為整板基礎施工處于夏季，控制澆筑溫度是有好處的，要降低澆筑溫度必須從降低砼出機溫度入手，其目的是降低大體積砼的總溫升值和減小結構的內(nèi)外溫差。降低砼出機溫度最有效的方法是降低石子的溫度，由于夏季氣溫較高，為防止太陽的直接照射，可要求商品砼供應商在砂、石堆場搭設簡易遮陽裝置，必要時向骨料噴射水霧

7、或使用前作淋水沖洗。在控制砼的澆筑溫度方面，通過計算砼的工程量，做到合理安排施工流程及機械配置，調整澆筑時間為以夜間澆筑為主，少在白天進行，以免因暴曬而影響質量。四、降溫速率問題  大體積砼的溫度變化曲線一般如圖所示。先是一個升溫過程，升到最高點后就慢慢降溫，升溫的速度要比降溫的速度大。那么大體積砼何時達到最高點呢？主要決定于配合比、幾何尺寸、現(xiàn)場條件等因素，根據(jù)工程統(tǒng)計，一般的大體積砼澆筑后34出現(xiàn)最高點。如大體積砼升溫時內(nèi)表溫差過大，會造成表面裂縫；那么降溫速率過快，會造成貫穿性冷縮縫，也是絕對不允許的。理論上，任何材料的允許溫差與材料的極限值有關。對于大體積砼而言，如果降溫過快

8、，雖然內(nèi)表溫差仍然控制在規(guī)范要求之內(nèi)，但由于砼內(nèi)部溫差過大，溫差應力達到砼的極限抗拉強度時，理論上就會出現(xiàn)裂縫，而且此裂縫出現(xiàn)在大體積砼的內(nèi)部，如果相差過大，就會出現(xiàn)貫穿裂縫，影響結構使用，因此，降溫速率的快慢直接關系到大體積砼內(nèi)部拉應力的發(fā)展。 那么，降溫速率到底取多大值呢？砼養(yǎng)護可遵循降溫速率“前期大后期小”的原則。因養(yǎng)護前期砼處于升溫階段，彈性模量、溫度應力較小，而抗拉強度增長較快，在保證砼表面濕潤的基礎上應盡量少覆蓋，讓其充分散熱，以降低砼的溫度，亦即養(yǎng)護前期砼降溫速率可稍大。養(yǎng)護后期砼處于降溫階段，彈性棋量增加較快，溫度應力較大，應加強保溫，控制降溫速率。五、大體積砼養(yǎng)護時

9、的溫度控制大體積砼養(yǎng)護時的溫度控制一般有兩種方法：一種是降溫法，即在砼澆筑成型后，通過循環(huán)冷卻水降溫，從結構物的內(nèi)部進行溫度控制；另一種是保溫法，即砼澆筑成型后，通過保溫材料、碘鎢燈或定時噴澆熱水、蓄存熱水等辦法，提高砼表面及四周散熱面的溫度，從結構物的外部進行溫度控制。保溫法基本原理是利用砼的初始溫度加上水泥水化熱的溫升，在緩慢的散熱過程中（通過人為控制），使砼獲得必要的強度。 六、大體積砼采用保溫、保濕養(yǎng)護  大體積砼養(yǎng)護主要是保持適宜的溫度和濕度條件。保溫養(yǎng)護作用：1、減少砼表面的熱擴散，減小砼表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫。2、延長散熱時間，充分發(fā)揮砼的潛力和材料

10、的松弛特性。使砼的平均總溫差所產(chǎn)生的拉應力小于砼抗拉強度，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。保濕養(yǎng)護的作用：剛澆筑不久的砼，尚處于凝固硬化階段，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止砼表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。3、砼在潮濕條件下，可使水泥的水化作用順利進行，提高砼的極限拉伸強度。防水混凝土的養(yǎng)護是至關重要的。在澆灌后，如混凝土養(yǎng)護不及時，混凝土內(nèi)水分將迅速蒸發(fā)，使水泥水化不完全。而水分蒸發(fā)造成毛細管網(wǎng)彼此連通，形成滲水通道；同時混凝土收縮增大，出現(xiàn)龜裂，使混凝土抗?jié)B性急劇下降，甚至完全喪失抗?jié)B能力。若養(yǎng)護及時，防水混凝土在潮濕的環(huán)境中或水中硬化，能使混凝土內(nèi)的游離水分蒸發(fā)緩慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛細

11、孔隙，因而形成不連通的毛細孔，提高了混凝土的抗?jié)B性。七、砼測溫點的布置、測溫時間頻率、測溫工具的選用為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規(guī)律，以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對砼進行溫度監(jiān)測控制。（1）測溫點的布置及測溫工具的選用為了隨時了解和掌握各部位混凝土在硬化過程中水泥水化熱所產(chǎn)生的溫度變化情況，防止混凝土在澆筑、養(yǎng)護過程中出現(xiàn)內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生裂縫，以便隨時采取有效措施，使混凝土的內(nèi)外溫差控制在允許范圍（25度）內(nèi)，確?；炷恋氖┕べ|量，對底板混凝土采用玻璃水銀溫度計測溫方法進行監(jiān)測和控制。為使測溫點布置具有一定的代表性，能夠比較全面地反映混凝土內(nèi)溫度的變化情況，在底板高度斷面分

12、板底、板中、板面三種情況布設測溫點，在平面分邊緣和中間兩種情況布置測溫點。布置在板底或板面的測溫點應布置在離板底面或板頂面100mm高度的位置，板斷面中間的測溫點布置在板高度斷面的正中位置。玻璃水銀溫度計測溫孔用20mm的薄壁鋼管預埋在不同的深度位置上留出，鋼管底部先用鐵板焊上，上部用木塞塞緊，防止水泥砂漿和水進入，鋼管與鋼筋骨架焊牢。測溫必須按編號順序進行，并按事先準備好的表格記錄所測數(shù)據(jù)，混凝土測溫時間，在混凝土澆筑完畢6小時后開始測，以后每隔24小時測一次，在測試過程中隨時進行校驗，同時應對大氣溫度進行測量。在測溫前，應先將溫度計插入預埋的鋼管內(nèi)，并將鋼管上口用木塞塞緊，讓溫度計在管內(nèi)停

13、留時間不少于5min。當溫度計從管中抽出時，迅速在顯示溫度的刻度處用手指卡住，立即讀出溫度值。在測溫過程中，當發(fā)現(xiàn)溫度差超過25時，應及時加強保溫或延緩拆除保溫材料，以防止砼產(chǎn)生溫差應力和裂縫。 （2）測溫制度在砼溫度上升階段每24h測一次，溫度下降階段每8h測一次，同時應測大氣溫度。所有測溫孔均應編號，進行砼內(nèi)部不同深度和表面溫度的測量。測溫工作應由經(jīng)過培訓、責任心強的專人進行。八、大體積砼施工  混凝土的澆搗采用斜面推進分層澆搗的方式組織施工，即按照“一個坡度，薄層澆搗，循序漸進，一次到頂”的方法實施。在澆搗過程中，為防止混凝土的自然流淌太大及混凝土供應遲緩而形成冷縫，

14、混凝土要具有一定時間的緩凝性，混凝土流淌坡度控制在1:7內(nèi)，斜面分層厚度控制在200250mm以內(nèi)，以便下層混凝土在初凝之前即被上層混凝土覆蓋?；炷翝矒v采用插入式振搗器，每條澆注線設三名振搗工實施振搗?；炷恋恼駬v以不出現(xiàn)氣泡，混凝土面不繼續(xù)下沉為準，嚴格防止漏振、過振，以免出現(xiàn)不密實或離析現(xiàn)象。振搗器分區(qū)布置示意見下圖。（1）混凝土的泌水處理大體積混凝土有較大塌落度，系流動性混凝土，因而在澆搗過程中會出現(xiàn)泌水和浮漿，當混凝土接近結束以前從反方向澆灌混凝土，以使泌水及浮漿形成潭，然后用軟軸泵排到基坑外。（2）混凝土表面處理為減少混凝土表面水泥漿較多及混凝土的層縮而引起裂縫，需對其表面進行二次

15、收光處理。第一次收光后要派人值班，當表面收水時組織足夠的人員二次收光。（3）保溫蓄熱養(yǎng)護及其它防護措施大體積砼表面抹平之后,立即密鋪塑料膜一層,其上覆蓋干麻袋兩層,再鋪塑料膜一層,作保濕蓄熱之用,并根據(jù)溫差變化情況增減覆蓋層數(shù),同時根據(jù)砼表面保濕情況,防止失水干裂，砼養(yǎng)護時間不得少于14晝夜。經(jīng)過一個階段的溫升后即進入降溫階段，砼內(nèi)外溫差保持小于25,可逐步撤除養(yǎng)護。大體積砼施工時，一是要盡量減少水泥水化熱，推遲放熱高峰出現(xiàn)的時間，如采用60齡期的砼強度作為設計強度（此點必須征得設計單位的同意），以降低水泥用量；摻粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，且由于粉煤灰的水化反應較慢，可推遲放熱高

16、峰的出現(xiàn)時間；摻外加劑也可達到減少水泥、水的用量，推遲放熱高峰的出現(xiàn)時間；夏季施工時采用冰水拌和、砂石料場遮陽、砼輸送管道全程覆蓋灑冷水等措施可降低砼的出機和入模溫度。以上這些措施可減少砼硬化過程中的溫度應力值。二是進行保溫保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不應少于14，使砼硬化過程中產(chǎn)生的溫差應力小于砼本身的抗拉強度，從而可避免砼產(chǎn)生貫穿性的有害裂縫。三是采用分層分段法澆筑砼，分層振搗密實以使砼的水化熱能盡快散失。還可采用二次振搗的方法，增加砼的密實度，提高抗裂能力，使上下兩層砼在初凝前結合良好。四是做好測溫工作，隨時控制砼內(nèi)的溫度變化，及時調整保溫及養(yǎng)護措施，使混凝土中心溫度與表面溫度的差值、混凝土表面與

17、大氣溫度差值均不應超過2。九、基礎底板測溫孔測完溫度后的處理  基礎底板測溫孔測完溫度后，每一孔都是一個薄弱部位，處理不好就很容易從孔處滲漏，因此每一個孔都必須采用堵漏靈或防水寶之類防水材料仔細填實。十、拆除保溫層條件及測溫結束時間 拆除保溫層條件和測溫結束時間：以砼溫度下降，砼中心溫度與表面溫度差小于20，且表面溫度與大氣溫度差小于20，逐層拆除。測溫的延續(xù)時間與結構的厚度及重要程度有關，對厚度較大（2m以上），測溫延續(xù)時間不宜小于15d，最好積累28d的溫度記錄，以便與試塊強度一起，作為溫度應力分析時參考；對厚度較小和一般工程，測溫延續(xù)時間可為912d，測溫時間過短，達

18、不到溫度控制和監(jiān)測的目的。 十一、關于測溫記錄整理與分析  砼測溫記錄必須及時整理，根據(jù)測溫結果，繪制砼時間溫度變化曲線，提出分析意見或結論。  混凝土澆筑后，即向鋼管中裝入自來水，每隔一定時間用棒式溫度計伸入管中，即可知該鋼管下部混凝土溫度。將不同深度管中所測溫度相比較，即能得知該處混凝土上下點的溫差。從而能控制混凝土養(yǎng)護溫度，確保底板混凝土工程質量。 另附對上述簡易測溫法的補充說明：為保證棒式溫度計的測溫精度，應注意以下幾點：1、測溫管的埋設長度宜比需測點深50100，測溫管必須加塞，防止外界氣溫影響。2、測溫管內(nèi)應灌水，灌水深度為100150；若孔內(nèi)灌滿水，所測得的溫度接近管全長范圍的平均溫度3、棒式溫度計讀數(shù)時要快，特別在混凝土溫度