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摘要：本文从原材料选择与配合比的确定、混凝土温控措施及施工过程中的控制措施三个方面探讨了地下室大体积混凝土的施工技术。
關键词：大体积混凝土；地下室；施工技术
大体积混凝土是指体量很大，其结构实体最小尺寸超过1m，或者最小实体尺寸虽不超过1m，但预计会因混凝土水化热和收缩而产生有害裂缝的混凝土。混凝土浇筑后，水泥在凝结过程中会散发大量水化热，使混凝土体积膨胀，达到最高温度以后温度开始下降，这时又将发生体积收缩。由于受到地基岩土层的约束，体积膨胀时产生压应力，体积收缩时受到拉应力；同时在这个过程中，混凝土内部与表面、表面与大气环境之间都存在温度差，内、外部混凝土之间的相互约束也会形成应力。其中最危险的是拉应力，超过混凝土极限抗拉强度就会产生裂缝。裂缝尤其是贯穿性裂缝将引起地下结构渗漏，钢筋受到水的侵蚀会生锈、强度下降，由此引起地下结构寿命缩短[1]。
1 原材料选择与配合比的确定
1.1 原材料选择
对于大体积混凝土，选择好原材料是温控和防裂措施的第一步，应选择水化热低、保水性好、泌水小、干缩率低的水泥，并且要进行水化热和凝结时间的测试，同时还要兼顾防水、抗渗要求[2]。粗骨料应选用级配良好、孔隙率低的碎石或卵石。细骨料宜采用中砂，并且限制含泥量。可以掺加优质粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料。按照《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）第4.2.1条规定，水泥3d水化热应≯240kJ/kg，7d水化热应≯270kJ/kg；混凝土中的铝酸三钙≯8%。
1.2 配合比确定
大体积混凝土配合比应按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）及GB 50496-2009第4.3节的规定进行设计，并应遵循经济性、耐久性、可泵性的原则。水胶比一般不宜大于0.55，用水量不宜大于175 kg/m3。胶凝材料总量不宜少于300kg/m3。应掺入粉煤灰，但掺量不宜超过胶凝材料总量的40%。在满足强度与和易性前提下，可适当增加砂率。坍落度较适宜控制在120～160mm [3]。在确定混凝土配合比后，必须经过试配，并检测相关物理性能，除强度以外凝结时间、坍落度、泌水试验等结果对于施工控制也有重要价值。
2混凝土温控措施
2.1 温度裂缝的预控
对于大体积混凝土来说，体积变形是裂缝产生的主要原因，而体积变形又是因温差而引起，由于混凝土导热系数较低，传热较慢，各部位的温差是比较显著的，为了对温度裂缝进行预控，简便易行的方法是进行热工计算，当然，有条件的再进行有限元仿真效果就更好了。一般可依据GB 50496-2009附录B规定的方法进行计算，即对施工阶段混凝土浇筑体的温度、温度应力、收缩应力进行试算，以此作为确定混凝土浇筑体在施工阶段的温升峰值、里外温差、降温速率等控制指标的依据。
2.2 温度控制措施
一般情况下，混凝土浇筑体入模温度应≯25℃，这要求对原材料温度、水温等进行控制，同时确保混凝土在运输、泵送过程中温度不会升高。其他温控指标如下：混凝土浇筑体内外温差≯25℃；混凝土浇筑体表面温度与大气环境温差≯20℃；混凝土浇筑体降温时的速率≯2.0℃/d。当不满足上述温控指标时，应采取内部冷却和外部保温的做法。内部冷却是指在混凝土内部预埋水管通循环水冷却，冷却水管的管径、布置形式（如间距、进出口位置等）等可以通过计算确定，而在实施降温时还可通过入水温度、流量控制降温速率和温差。外部保温一般是覆盖保温材料，先覆盖一层塑料薄膜，再盖草垫或泡沫塑料板。保温层的厚度可按GB 50496-2009附录C规定的方法进行计算。通常混凝土里表温差高峰出现在浇筑后的2～4d，混凝土表面温度与大气温度温差高峰出现在浇筑后的2～7d.，所以需要提前做好养护计划。混凝土各部位温度的测定，一般采用预埋热电偶温度计的方法，常采用铜-康铜热电偶，应按照混凝土构造尺寸选择有代表性的部位，例如水平方向在对角线上设点，垂直方向可分别选择表面、中间、底部设点。需要注意的是热电偶温度计必须经过校正以后才能投入使用。
3 施工过程中的控制措施
3.1 浇捣控制
由于大体积混凝土浇筑量大，为了保证浇筑的连续性应对混凝土的生产、运输、浇筑进行规划，可按GB 50496-2009附录A的方法计算需要安排的混凝土搅拌车数量以及混凝土泵的数量。另外，还要考虑交通拥堵的影响，尽量避开交通高峰时段。混凝土浇筑应采用整体分层连续浇筑的方法或“斜面分层，自然流淌”方法，以避免施工冷缝的出现。控制每层浇筑厚度宜为300～500mm。布料时，应相互配合、平齐推进。当布料管口与浇筑面高度超过3m时，应接串筒送料，避免混凝土出现离析、分层现象。两层混凝土的浇筑时间差，在扣除混凝土罐装、运输及现场等待时间以后，必须小于混凝土的初凝时间，否则应留设施工缝。合理布置振捣器，保证各部分混凝土都能得到充分的振实，如采用斜面分层法浇筑，在自然斜坡上可分卸料点、坡中、坡脚安排3道振棒。振动棒的插入间距可取400～500mm，插点必须均匀排列，每次振捣时间控制在15～30s。振捣时，应快插慢拔，保证振捣质量。在两层混凝土之间应进行二次振捣，第二次振捣的时间应在下层混凝土初凝时间之前，此时将振棒插入下层混凝土振动拔出后，孔洞能够立即被周围的混凝土填平。浇筑顺序应从低到高，如电梯井坑、集水坑这些部位应该先浇筑。
3.2 泌水与表面处理
大体积混凝土在浇捣过程中，会有游离水泌出并流到坡脚、坑底，所以基坑边应设置集水坑，并随时用小潜水泵将过滤后的水排出坑外。同时，在混凝土初凝前，要对面层混凝土的水泥浆用刮尺和木抹子抹平，可提高表面密实度，减少表面龟裂现象。终凝前，再次对混凝土表面进行抹压，一共抹压3遍，最后一次务必在混凝土终凝前（终凝后指压不出痕）。
3.3 施工缝处理
施工缝是地下结构的薄弱环节，处理不当很容易成为渗漏通道。目前，常用的处理方法是在施工缝上设置钢板止水带。混凝土浇筑时，应确保止水带位置的准确性。混凝土收平后，应采用棉纱擦净止水带上灰浆。在下一次混凝土浇筑前，必须清除施工缝处的浮浆、松动石子及软弱混凝土层，浇筑时先在此处铺一层与混凝土配比相同的薄层砂浆。
3.4 混凝土养护
混凝土初凝后，就应覆盖塑料薄膜进行养护，终凝后再覆盖保温层。覆盖薄膜必须覆盖严密，尤其注意搭接处不能漏风。如果薄膜盖的严实，原则上可以不用洒水养护。
3.5 后浇带处理
对于沉降后浇带，应在主体结构完成并达到沉降稳定后，采用比主体结构混凝土强度高一级的早强补偿收缩细石混凝土浇筑并捣实。对于伸缩后浇带，应在两侧混凝土完工2个月后，采用强度高一级的早强补偿收缩细石混凝土浇筑并捣实。
4 结束语
对于地下室来说，底板、墙板都可能产生裂缝，地下室表面、预埋件部位、管道部分是渗漏的重点部位。由于地下结构施工环境的复杂性，如何在施工阶段进行有效的温控和防裂，是大体积混凝土施工技术的关键。
参考文献：
[1] 刘山林.谈地下室大体积混凝土工程施工防裂防渗漏技术措施[J].工程建设与设计，2013（10）：101-103.
[2] 余景良，杨冬.某工程地下室高厚筏基底板混凝土一次成型施工技术探讨[J].科学技术与工程，2014，14（13）：278-281.
[3] 徐国宾.大体积混凝土在地下室承台工程中的应用研究[J].福建建材，2014（8）：29-31.
作者简介：
赵骏文，男（1987.6～），海南省琼中县人，主要从事建筑工程技术与管理的相关工作。
關键词：大体积混凝土；地下室；施工技术
大体积混凝土是指体量很大，其结构实体最小尺寸超过1m，或者最小实体尺寸虽不超过1m，但预计会因混凝土水化热和收缩而产生有害裂缝的混凝土。混凝土浇筑后，水泥在凝结过程中会散发大量水化热，使混凝土体积膨胀，达到最高温度以后温度开始下降，这时又将发生体积收缩。由于受到地基岩土层的约束，体积膨胀时产生压应力，体积收缩时受到拉应力；同时在这个过程中，混凝土内部与表面、表面与大气环境之间都存在温度差，内、外部混凝土之间的相互约束也会形成应力。其中最危险的是拉应力，超过混凝土极限抗拉强度就会产生裂缝。裂缝尤其是贯穿性裂缝将引起地下结构渗漏，钢筋受到水的侵蚀会生锈、强度下降，由此引起地下结构寿命缩短[1]。
1 原材料选择与配合比的确定
1.1 原材料选择
对于大体积混凝土，选择好原材料是温控和防裂措施的第一步，应选择水化热低、保水性好、泌水小、干缩率低的水泥，并且要进行水化热和凝结时间的测试，同时还要兼顾防水、抗渗要求[2]。粗骨料应选用级配良好、孔隙率低的碎石或卵石。细骨料宜采用中砂，并且限制含泥量。可以掺加优质粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料。按照《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）第4.2.1条规定，水泥3d水化热应≯240kJ/kg，7d水化热应≯270kJ/kg；混凝土中的铝酸三钙≯8%。
1.2 配合比确定
大体积混凝土配合比应按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）及GB 50496-2009第4.3节的规定进行设计，并应遵循经济性、耐久性、可泵性的原则。水胶比一般不宜大于0.55，用水量不宜大于175 kg/m3。胶凝材料总量不宜少于300kg/m3。应掺入粉煤灰，但掺量不宜超过胶凝材料总量的40%。在满足强度与和易性前提下，可适当增加砂率。坍落度较适宜控制在120～160mm [3]。在确定混凝土配合比后，必须经过试配，并检测相关物理性能，除强度以外凝结时间、坍落度、泌水试验等结果对于施工控制也有重要价值。
2混凝土温控措施
2.1 温度裂缝的预控
对于大体积混凝土来说，体积变形是裂缝产生的主要原因，而体积变形又是因温差而引起，由于混凝土导热系数较低，传热较慢，各部位的温差是比较显著的，为了对温度裂缝进行预控，简便易行的方法是进行热工计算，当然，有条件的再进行有限元仿真效果就更好了。一般可依据GB 50496-2009附录B规定的方法进行计算，即对施工阶段混凝土浇筑体的温度、温度应力、收缩应力进行试算，以此作为确定混凝土浇筑体在施工阶段的温升峰值、里外温差、降温速率等控制指标的依据。
2.2 温度控制措施
一般情况下，混凝土浇筑体入模温度应≯25℃，这要求对原材料温度、水温等进行控制，同时确保混凝土在运输、泵送过程中温度不会升高。其他温控指标如下：混凝土浇筑体内外温差≯25℃；混凝土浇筑体表面温度与大气环境温差≯20℃；混凝土浇筑体降温时的速率≯2.0℃/d。当不满足上述温控指标时，应采取内部冷却和外部保温的做法。内部冷却是指在混凝土内部预埋水管通循环水冷却，冷却水管的管径、布置形式（如间距、进出口位置等）等可以通过计算确定，而在实施降温时还可通过入水温度、流量控制降温速率和温差。外部保温一般是覆盖保温材料，先覆盖一层塑料薄膜，再盖草垫或泡沫塑料板。保温层的厚度可按GB 50496-2009附录C规定的方法进行计算。通常混凝土里表温差高峰出现在浇筑后的2～4d，混凝土表面温度与大气温度温差高峰出现在浇筑后的2～7d.，所以需要提前做好养护计划。混凝土各部位温度的测定，一般采用预埋热电偶温度计的方法，常采用铜-康铜热电偶，应按照混凝土构造尺寸选择有代表性的部位，例如水平方向在对角线上设点，垂直方向可分别选择表面、中间、底部设点。需要注意的是热电偶温度计必须经过校正以后才能投入使用。
3 施工过程中的控制措施
3.1 浇捣控制
由于大体积混凝土浇筑量大，为了保证浇筑的连续性应对混凝土的生产、运输、浇筑进行规划，可按GB 50496-2009附录A的方法计算需要安排的混凝土搅拌车数量以及混凝土泵的数量。另外，还要考虑交通拥堵的影响，尽量避开交通高峰时段。混凝土浇筑应采用整体分层连续浇筑的方法或“斜面分层，自然流淌”方法，以避免施工冷缝的出现。控制每层浇筑厚度宜为300～500mm。布料时，应相互配合、平齐推进。当布料管口与浇筑面高度超过3m时，应接串筒送料，避免混凝土出现离析、分层现象。两层混凝土的浇筑时间差，在扣除混凝土罐装、运输及现场等待时间以后，必须小于混凝土的初凝时间，否则应留设施工缝。合理布置振捣器，保证各部分混凝土都能得到充分的振实，如采用斜面分层法浇筑，在自然斜坡上可分卸料点、坡中、坡脚安排3道振棒。振动棒的插入间距可取400～500mm，插点必须均匀排列，每次振捣时间控制在15～30s。振捣时，应快插慢拔，保证振捣质量。在两层混凝土之间应进行二次振捣，第二次振捣的时间应在下层混凝土初凝时间之前，此时将振棒插入下层混凝土振动拔出后，孔洞能够立即被周围的混凝土填平。浇筑顺序应从低到高，如电梯井坑、集水坑这些部位应该先浇筑。
3.2 泌水与表面处理
大体积混凝土在浇捣过程中，会有游离水泌出并流到坡脚、坑底，所以基坑边应设置集水坑，并随时用小潜水泵将过滤后的水排出坑外。同时，在混凝土初凝前，要对面层混凝土的水泥浆用刮尺和木抹子抹平，可提高表面密实度，减少表面龟裂现象。终凝前，再次对混凝土表面进行抹压，一共抹压3遍，最后一次务必在混凝土终凝前（终凝后指压不出痕）。
3.3 施工缝处理
施工缝是地下结构的薄弱环节，处理不当很容易成为渗漏通道。目前，常用的处理方法是在施工缝上设置钢板止水带。混凝土浇筑时，应确保止水带位置的准确性。混凝土收平后，应采用棉纱擦净止水带上灰浆。在下一次混凝土浇筑前，必须清除施工缝处的浮浆、松动石子及软弱混凝土层，浇筑时先在此处铺一层与混凝土配比相同的薄层砂浆。
3.4 混凝土养护
混凝土初凝后，就应覆盖塑料薄膜进行养护，终凝后再覆盖保温层。覆盖薄膜必须覆盖严密，尤其注意搭接处不能漏风。如果薄膜盖的严实，原则上可以不用洒水养护。
3.5 后浇带处理
对于沉降后浇带，应在主体结构完成并达到沉降稳定后，采用比主体结构混凝土强度高一级的早强补偿收缩细石混凝土浇筑并捣实。对于伸缩后浇带，应在两侧混凝土完工2个月后，采用强度高一级的早强补偿收缩细石混凝土浇筑并捣实。
4 结束语
对于地下室来说，底板、墙板都可能产生裂缝，地下室表面、预埋件部位、管道部分是渗漏的重点部位。由于地下结构施工环境的复杂性，如何在施工阶段进行有效的温控和防裂，是大体积混凝土施工技术的关键。
参考文献：
[1] 刘山林.谈地下室大体积混凝土工程施工防裂防渗漏技术措施[J].工程建设与设计，2013（10）：101-103.
[2] 余景良，杨冬.某工程地下室高厚筏基底板混凝土一次成型施工技术探讨[J].科学技术与工程，2014，14（13）：278-281.
[3] 徐国宾.大体积混凝土在地下室承台工程中的应用研究[J].福建建材，2014（8）：29-31.
作者简介：
赵骏文，男（1987.6～），海南省琼中县人，主要从事建筑工程技术与管理的相关工作。