地下室底板大体积混凝土强度和裂缝控制

1、地下室底板大体积混凝土强度和裂缝控制摘要：众所周知地下室基础底板是承受荷载、支撑整个建筑物的重要部位，地下室基础底板的质量直接影响着建筑物的安全，尤其是基础底板的混凝土质量的好坏，既对结构物的安全，又对结构物的造价有很大影响。关键词：地下室； 混凝土； 裂缝地下室大体积混凝土特点：1、混凝土强度高，水泥用量大，因而收缩变形大；2、施工技术要求高，几何尺寸大、厚实，水泥水化热较大，内部热量积聚迅速，温升快，而外部却散热快，易形成高温差；3、工程量大，工程条件复杂，施工连续性强，不易控制。 因此在施工中我们必须对基础底板混凝土的施工质量有足够的重视。如何保证大体积混凝土的强度及对裂缝控制尤为重要。

2、 道丰科技商务园32地块工程，位于北京丰台区南四环西路，由21个单体楼座组成，地下室为一整体。总建筑面积150000m2，框架及局部剪力墙结构。其中1#楼、4#楼、6#楼、8#楼为地下一层，地上十五层。基坑挖深11.97m，混凝土底板厚1.0m。楼座建筑总高度59.55m，混凝土设计强度等级C35S8，全部采用泵送商品混凝土，要求一次连续浇筑，不留施工缝。 本工程单体楼座底板混凝土总量约为2000m3，浇筑量大，主楼底板厚1.0m，且嵌有暗梁、柱帽、墙墩等，钢筋密集，施工技术要求高；其次，底板混凝土浇筑按工期和施工进度要求，安排在6月中旬，正值盛暑炎热，日最高温度达35；再次，在混凝土的浇筑时

3、注意做好后浇带的防水处理、防污染措施、底板与外墙交接处施工缝的留置等。 按照上述特点，地下室底板大体积混凝土施工关键是：首先，必须满足混凝土强度和耐久性等设计要求；其次，控制混凝土的最高温升及其内外温差，防止结构出现有害裂缝。 混凝土强度是最重要的力学性能。工程上对混凝土的其它性能要求，如不透水性、抗冻性等，这些性能与混凝土强度往往存在着密切的联系。一般说来，混凝土的强度愈高，其刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质的能力也愈高；而强度愈高，往往其干缩也较大，同时较脆、易裂。因此，通常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。如何保证混凝土强度呢？ 第一章 混凝土强度的影响

4、因素 1.1 从混凝土强度表达式可看出，混凝土抗压强度与混凝土用水泥的强度成正比，按公式计算，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。混凝土强度低，因此，当水灰比不变时，用增加水泥用量来提高温凝土强度是错误的，这样只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。 1.2 混凝土强度主要取决于毛细管孔隙率，而充分密实的混凝土的毛细管孔隙率由水灰比所确定，水灰比越大，孔隙率就越大，混凝土强度则越小。水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响，当混凝土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。然而，形成水化物需要一个最小的水量，完成水化的水灰比不应低

5、于0.42。显然在低水灰比时预期残留的未水化的水泥能够在浆体内继续长期存在，浆体将自我干燥。为避免这种现象，有效的最低水灰比要高于0.42。 1.3 故影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。此外，影响混凝土强度还有以下其它不可忽视的因素： 1.3.1 当水泥用量和稠度一样时，含较大骨料粒径混凝土拌和物比含较小粒径的强度要小，因为骨料的表面积小，所需拌和水较少，较大骨料就越趋于形成微裂缝的弱过渡区。试验表明，增加骨料粒径对高强混凝土起反作用，低强度混凝土在一定水灰比时，骨料粒径似乎无大的影响。 1.3.2 粗骨料强度

6、对混凝土强度也有一定影响。当石质强度相等时，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结性比卵石强，当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石强。 1.3.3 细骨料品种（砂）对混凝土强度影响程度比粗骨料小，但砂的质量对混凝土质量也有一定的影响。因此，砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把实验配比与施工配比混为一谈。 1.3.4 为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后在适宜的环境中进行养护。养护的目的是为了保证水泥水化过程

7、能正常进行，包括控制环境的温度和湿度。在养护期内必须保持混凝土的饱水状态，或者接近于这个状态。只有在饱水状态下，水泥水化速度才是最大的。混凝土强度只有在温度、湿度条件下才能保证正常发展，应按施工规范的规定予在养护、气温高低对混凝土强度发展有一定的影响。冬季要保温防冻害，夏季要防暴晒脱水。 1.4 上面内容说明影响包括地下室基础底板在内所有部位的构件混凝土强度所共有因素，基础底板又是建筑物浇筑的重要部位，因此工程中我们从商品混凝土要求和现场施工两方面入手。 1.4.1 在考察了多个商品混凝土厂家后确定了搅拌站，并对商品混凝土厂家提出以下质量控制要求：设计合理的混凝土配合比，正确按设计配合比施工。

8、合理的混凝土配合比由实验室通过实验确定，除满足确定、耐久性要求和节约原材料外，应该具有施工要求的和易性。因此要实验室设计合理的配比，必须提供合格的水泥、砂、石。水泥控制强度，砂控制细度、含水率、含泥量等，石控制含水率及含泥量等。只有材料达到合格要求，才能做出合理的混凝土配合比，才能使施工得以正常合理的进行，达到设计和验收标准。 1.4.2 对影响商品混凝土强度的原材料提出相应要求： 水泥采用强度等级为32.5的矿渣水泥，并提供碱含量试验报告。砂选用中砂，石子：要求用碎石，最大粒径25mm30mm。混凝土同条件试块达到100%强度值的时间不超过28d，标养28d混凝土的强度值达到设计强度的115

9、%。防水混凝土采用预拌混凝土时，入泵坍落度宜控制在120160mm，坍落度每小时损失值不应大于20mm，坍落度总损失值不应大于40mm。故要求混凝土坍落度为：12020mm。1 1.4.3 运输车在运送时应能保持混凝土掺合物的均匀性，不应产生分层离析现象。运输车在装料前应将筒内积水排尽。但需要在卸料前掺入外加剂时，外加剂掺入后搅拌运输车应快速进行搅拌，搅拌的时间由试验确定。严禁向运输车和地泵内加水，项目部派专人监督检查，杜绝人为因素破坏水灰比。混凝土的运送时间系指从混凝土由搅拌机卸入运输车开始至该运输车开始卸料为止。运输车运送的混凝土宜在1.5h内卸料。当最高温度低于25时，运送时间可延长0.

10、5h。2 1.4.4 进行混凝土强度的测定，我们以28天强度为准，为施工简便和质量保证，我们一般做7天试块等，以对混凝土强度尽量根据其龄期测定其发展，以明确确定其质量。 1.4.5 施工中还要注意底板混凝土的养护，在下面的内容中具体说明。 通过以上措施的实施，我们在进行回弹底板强度值的统计后发现回弹值全部合格。 第二章 地下室底板大体积混凝土施工阶段裂缝产生的原因 2.1 裂缝的出现极大部分是由于温差、收缩和地基不均匀沉降产生的变形引起的。在地下室施工时，因为上部荷载不大，地基下沉的可能性较小，主要还是由于温差和收缩变形引起的。裂缝出现的直接原因有： 2.1.1 泵送商品混凝土的广泛应用，导致

11、混凝土的收缩及水化热增加。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。 2.1.2 地下室底板大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。 2.1.3 混凝土的等级日趋提高，水泥的用量相应

12、增加。 2.1.4 由于地下室底板较厚及大量采用超静定结构，使结构的约束应力不断增大。 2.1.5 现场施工方法不合理。 2.2 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此我们非常重视预防裂缝的发生。本工程采用如下方法控制裂缝： 2.2.1 对商品混凝土厂家提出以下要求，限制水泥用量降低混凝土内部水化热。 选择水泥。选用强度等级为32.5的矿渣水泥，由于它的水化热低，凝结时间长，可避免有害裂缝的产生，并可以充分利用其活性。 掺加磨细粉煤灰。在每立方米混凝土中掺加

13、粉煤灰70kg，改善了混凝土的粘聚性和可泵性，还可节约水泥50kg.根据有关试验资料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg，其水化热引起混凝土的温度相应升降11.2，因此可使混凝土内部温度降低56。 选用优质外加剂。为达到既能减水缓凝，又使坍落度损失小的要求，选用HEA型缓凝减水剂和UEA微膨胀剂，可减少拌和用水10%左右，相应也减少了水泥用量，降低了混凝土水化热。缓凝时间大于10h。 充分利用混凝土后期强度。实践证明，掺优质粉煤灰混凝土后期强度较高，在一定掺量范围内60d强度比29d约可增长20%左右。 采用中、粗砂，细度模数必须控制在2.2以上，含泥量控制在2以下。因为采用细度模数为

14、2.8比2.2的中砂每立方混凝土可减少水泥用量约30kg，减少水用量2025kg，从而降低混凝土水化热和温差引起的收缩。泵送混凝土时，砂率应控制在3842。 2.2.2 控制混凝土浇筑温度。 根据规范规定，对大体积混凝土的浇筑应合理分段分层进行，使混凝土温度均匀上升，浇前应在室外气温较低时进行，混凝土浇筑温度不宜超过25。如果混凝土的入模温度过高，要求商品混凝土厂家用冷水作为搅拌用水，也可将粗骨料遮盖，如石子浇水，砂子覆盖。防止日晒以降低温度。 混凝土浇筑体入模温度基础上的升温值不宜大于50。混凝土浇筑块体的里表面差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25。混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0

15、/d。混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20。3 2.2.3 混凝土下料振捣时按“斜面分层、循序退打”的原则进行，由于基础底板上有柱帽、墙墩，因此底板部分先浇筑并注意振捣密实，柱帽、墙墩在底板部分浇捣后2h再行浇筑，使底板混凝土有一定的沉落时间，混凝土浇筑至设计标高后，用长刮尺刮平，清除残余浮浆后用铁板打光，混凝土收水后用铁抹子反复压光，压闭混凝土表面毛细孔，提高混凝土防水性能和表面观感。 2.2.4 注意混凝土施工的操作程序。 2.2.5 除在施工中应切实按照混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204-2002）4执行外，还应做好： 控制好坍落度，混凝土为便于泵送，一般要求有较大的坍落度，

16、一般搅拌站是通过外掺高效减水剂来解决。我们在合同中提出所需混凝土的坍落度值。坍落度一般控制在12020mm为宜。 泌水，商品混凝土在浇筑振捣过程中会发生大量的泌水，当混凝土大坡面的坡脚接近尽端模板时，可改变混凝土浇捣方向，即从尽端往回，与原料坡相交成一个集水坑，用软轴泵及时排除。同时要及时排除后浇带中的泌水。 商品混凝土的表面水泥浆较厚，在浇捣后要进行处理，一般先初步按设计标高用长刮尺刮平，再进行二次抹面，提高混凝土表层密度，消除收缩裂缝。 2.2.6 加强混凝土保湿保温养护。 混凝土抹压后，当人踩在上面无明显脚印时，随即用双层塑料薄膜覆盖严实，不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上

17、盖两层草帘被保湿保温养护，以减少混凝土表面的热扩散，延长散热时间，减少混凝土内外温差。经实测混凝土3天内表面温度在4855之间，且很少发现混凝土表面有裂缝情况。 应专人负责保温养护工作，并应按照本规范的有关规定操作，同时应做好测试记录。保湿养护的持续时间不得少于14d，应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20时，可全部拆除。3 2.2.7 做好测温工作。 底板混凝土测温工作是为了掌握大体积混凝土水化热的大小。测温孔布置12组。在底板上同一位置插入三根不同高度的PVC塑料管，将直径15mm的 PVC塑料

18、管插在底板混凝土里，并与钢筋绑扎牢固。漏出混凝土外50mm做好标识，并用塑料布包住，避免浇筑混凝土过程中被污染。坚持24h连续测温，待混凝土终凝后，温度上升阶段每2h测温一次；温度下降阶段，每4h测一次（8d后）并且由专人负责，记录全部测温资料。到混凝土内外温差20并稳定后，方可结束测温及保温养护。通过调节措施来控制混凝土中心最高温度和表面温度之差不超过会产生裂缝的临界温度。 2.2.8 通过以上措施的控制，该工程取得了以下良好效果。 混凝土强度按混凝土强度检验评定标准（GB J107-87）进行了测试，结果为合格。5 由于采用了掺加缓凝减水剂和优质粉煤灰，延缓了凝结时间，减少了坍落度损失，改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高温、远距离运送条件下仍能顺利泵送，也未发生堵泵。 混凝土入模温度共实测20次，混凝土内外温度连续测一周，混凝土中心最高温度出现在浇筑后的34d之间。测试结果