底板大体积混凝土施工工艺技术及监理控制重点全面解析

 （一）工程概况

大体积混凝土是指整个混凝土的最小几何尺寸等于或大于1000mm或者整个浇筑体积在1000m³以上，且必须采取措施避免因水化热引起的内表温差过大而导致裂缝的混凝土。大体积混凝土因为体积大、内部温度上升的比较快以及结构比较厚实，从而就很容易出现裂缝现象,由于其浇筑量大、持续时间长、参与的人员和单位多、施工组织管理难度大等特点。因此在实际的施工中，必须要采取恰当的混凝土施工技术，从而才可以保证工程的施工质量。

T3N塔楼大体积混凝土主要分布在底板基础部位，厚度最厚达9m，方量达到10000m3属于大体积混凝土,一次性浇筑成型。具体概况如下：

T3N塔楼底板大体积混凝土浇筑

（二）施工工艺技术

由于本工程底板混凝土浇筑量大，对混凝土的强度等级和抗渗要求较高，既要减少混凝土的收缩，保证混凝土的强度，又要降低混凝土内部水泥水化反应产生的巨大热量是个重点。因此在水泥以及外加剂的选择上将制定专向的措施。根据工程特点和设计提出要求，由搅拌站进行混凝土试配。混凝土配合比按60d强度进行试配，计算时适当提高混凝土标准差。进行60d强度的试配同时要求进行28d强度的试验，通过对比选择保证能够同时满足两个设计强度性能的配合比。可考虑掺加粉煤灰，改善预拌混凝土的和易性和减少坍落度损失，砂率控制在38%左右。水泥用量不应超过430kg/m³，亦不低于310kg/m³，水灰比不应大于 0.5，并做混凝土强度和抗渗试验，使混凝土各项性能指标符合要求。选用42.5低水化热的水泥和Ⅰ级粉煤灰，降低混凝土中水泥和水的用量，降低水泥反应水化热，同时掺加粉煤灰以降低单方水泥用量，进一步降低混凝土的水化热和收缩，消耗混凝土中部分碱性物资，预防碱-集料反应。选用5～20mm连续级配的石子，其针、片状颗粒含量不大于15%，含泥量不大于1%；选用中粗砂，含泥量不大于1%。详见搅拌站上报的配合比报告。

1、原材料及混凝土试配

（1）原材料

①粗骨料：粗骨料的最大粒径对混凝土可靠性影响很大，一般要求：碎石最大粒径不得超过泵管内径1/3，卵石最大粒径不得超过泵管内径的1/2.5。为了提高混凝土可靠性，可选用5-25mm级配粗骨料。

②细骨料：砂子采用特细砂和机制砂，粒径在0.315mm以下的粗骨料所占比重，一般不少于15%，最好能达到20%。

③水泥：宜选用泌水小，保水性能好的普通硅酸盐水泥（早强型）。

④掺合料及外加剂：掺和料磨细粉煤灰的细度达到水泥细度标准，通过0.08mm方孔筛的筛余量不得超过15%，SO3含量小于3%，烧失量小于8%。

（2）配合比试验：为了控制早龄期混凝土的收缩裂缝，为了阻止硬化混凝土的温度和收缩裂缝以及提高混凝土的抗渗性抗裂性能，需在筏板、地下室侧壁的混凝土中添加防水剂和复合纤维。

2、机械设备

3、混凝土浇筑

浇筑一般采用“斜面分层，薄层浇筑；循序推进，一次到位”的方法，每层厚度不超过500mm，上下层之间浇筑间隔时间控制在2h以内；每台输送泵配备6套ф50插入式振捣棒(局部钢筋密集处换用ф30振捣棒)，两套一组，分别布置在斜面的坡顶、坡中和坡脚，振捣密实，避免漏振。收面压光注意控制好时间，并采用二次收面的施工方法，避免砼面裂缝的产生混凝土浇筑可根据面积大小和混凝土供应能力采取全面分层、分段分层或斜面分层连续浇筑，分层厚度300~500mm且不大于震动棒长1.25倍。分段分层多采取踏步式分层推进，一般踏步宽为1.5-2.5m。斜面分层浇灌每层厚30-35cm，坡度一般取1：6 -1：7。为了保证每一处的混凝土在初凝前就被上一层新的混凝土覆盖，采用斜面分段分层踏步式浇捣方法，按1:6坡度自然流淌，分层厚度不大于500mm，分层浇捣使新混凝土沿斜坡流一次到顶，使混凝土充分散热，从而减少混凝土的热量，且混凝土振捣后产生的泌水沿浇灌混凝土斜坡排走，保证混凝土的质量。

振捣要求：振动器的振捣方法有两种：一种是垂直振捣，即振动棒与混凝土表面垂直；一种是斜向振捣，即振动棒与混凝土表面成一定角度，约为40°~45°。

振捣器的操作要做到“快插慢拔”。快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面混凝土发生分层、离析现象；慢拔是为了使混凝土能填满振动棒抽出时所造成的空洞。对于半硬性混凝土，有时还要在振动棒抽出的洞旁不远处，再将振动棒重新插入才能填满空洞。在振捣过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使上振下捣密实均匀。混凝土分层灌注时，每层混凝土的厚度应不超过振动棒长的1.25倍；在振捣上一层时，应插入下一层混凝土中5cm左右 ，以消除两层之间的接缝，同时应在下层混凝土初凝前振捣上层混凝土。

每一插点要掌握好振捣时间，一般不超过3分钟，过短不易捣实，过长可能引起混凝土产生离析现象，对水灰比较大的混凝土尤其要注意。一般每一振捣点的振捣时间为20s-30s为宜，以混凝土表面不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。振动器插点要均匀排列，可采用“行列式”或“交错式”的次序移动（见下图），但不可混用，以免漏振，每次移动的距离不得超出振动棒的作用半径。

振捣器使用时，振捣器距离模板不宜大于15cm，也不宜紧靠模板，且应尽量避免碰撞钢筋及各种预埋件。根据超厚混凝土施工过程中的流淌铺摊面及收头等因素，考虑混凝土的初凝时间控制在12h以上，两层混凝土之间的浇筑时间差不得大于8h。

4、混凝土养护

(1)表面抹压后用塑料薄膜覆盖，待砼硬化后，宜采用蓄水养护或湿麻袋覆盖，保持砼表面潮湿，养护时间不应小于14天。

(2) 对于墙体等不易保水的结构，宜从顶部设水管喷淋，拆模时间不宜少于3天，拆模后宜用湿麻袋紧贴墙体覆盖，并浇水养护，保持砼表面潮湿，养护时间不应小于14天。

5、温控措施

（1）测温点布置：从-52.25m 浇筑至-46.85m 标高处，总方量约为 9000m3，共布置 12 个测温点（1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#）.

（2）温控指标技术要求

a、混凝土入模温度不宜超过32℃，且在入模后最大升温不宜超过50℃。

b、水泥在搅拌站入机温度不宜超过60℃。

c、混凝土浇筑体里表温差不宜大于25℃，且表面与大气温差不宜大于20℃。

d、混凝土的降温速率不宜大于2℃/天

5、测温记录

混凝土初期升温较快，内部的温升主要集中在浇筑后的3～5d，一般在3d之内温升可达到或接近最高峰值。根据工程实际情况和结构特点，测温项目和测温频度见下表。

（三）监理控制重点及对策

1、大体积混凝土裂缝的产生原因分析 

因为温差造成大体积混凝土产生裂缝的主要有以下两方面的因素，一类是出于混凝土内部的原因，土质内外温差大造成裂缝的出现，二类是由于其外部因素，因为混凝土结构的限制，混凝土的收缩也会受到一定限制，混凝土的抗压能力虽然强，但是其受拉力却很小，若温度太高超过受压力的承受范围，裂缝就会出现。裂缝的宽度在一定程度上是允许存在的，因为它对房屋结构的强度不会造成很大影响，但是耐久性会受到影响，所以还是要对其加强管理与重视。造成裂缝出现的主要原因如下：

（1）水泥水化热：水泥遇水会产生化合反应，化合反应的过程中会释放热量，但是由于结构断面的强度大，热气积在内部不易挥发，随着时间的推移，内部温度不断堆积，内外温差不断增加。在一定单位时间内应为水化作用释放的热量与水泥品种关系大，浇筑完成后的三到五天是混凝土内部温度最高的时间段，随后凝结聚集在表层的热量才能慢慢的散发。 

（2）混凝土的收缩变化：在混凝土的施工过程中，水泥硬化大约要20%的水分，剩余的水会随着热量的释放而蒸发，剩余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土的收缩情况直接影响到混凝土的质量。然而水泥的种类、调配的比例、减水剂和掺合料的种类以及施工方法的选择都会对混凝土的收缩好坏造成影响。 

（3）外界环境的气温变化：在大体积混凝土的施工过程中，外界温度对浇筑温度的影响也是巨大的。若气温下降，混凝土内外的温度差就会加剧，则会对大体积混凝土产生不良影响。温差会对结构产生直接影响，所以要做好温度的控制工作，预防温度差过大造成裂缝。 

2、大体积混凝土裂缝控制措施

（1）大体积混凝土浇筑采取跳仓法施工,控制结构不出现有害裂缝； 

（2）配置控制温度和收缩的构造钢筋，在构造设计方面进行合理配筋，对混凝土结构的抗裂有很大作用。工程实践证明，当混凝土墙板的厚度为400~600mm时，采取增加配置构造钢筋的方法，可使构造筋起到温度筋的作用，能有效提高混凝土的抗裂性能，配置的构造筋应尽可能采用小直径、小间距。例如配置直径6~14mm、间距控制在100~150mm。按全截面对称配筋比较合理，这样可大大提高抵抗贯穿性开裂的能力。进行全截面配筋，含筋率应控制在0.3％~0.5％之间为好。 对于大体积混凝土，构造筋对控制贯穿性裂缝作用不太明显，但沿混凝土表面配置钢筋，可提高面层抗表面降温的影响和干缩。

（3）设置缓冲层：在高、低底板交接处和底板地梁等处，用30～50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料做垂直隔离层，如图所示，以缓冲基础收缩时的侧向压力。 

（4）泌水处理：大体积混凝土施工，由于采用大流动性混凝土分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长(一般为1.5~3h)，经过振捣后上涌的泌水和浮浆易顺混凝土坡面流到坑底。当采用泵送混凝土施工时，泌水现象尤为严重，解决的办法是在混凝土垫层施工时，预先在横向上做出2cm的坡度；在结构四周侧模的底部开设排水孔，使泌水从孔中自然流出；少量来不及排除的泌水，随着混凝土浇筑向前推进被赶至基坑顶端，由顶端模板下部的预留孔排至坑外。当混凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，应改变混凝土的浇筑方向，即从顶端往回浇筑，与原斜坡相交成一个集水坑，另外有意识地加强两侧模板外的混凝土浇筑强度，这样集水坑逐步在中间缩小成小水潭，然后用软轴泵及时将泌水排除。采用这种方法适用于排除最后阶段的所有泌水

（5）表面处理

①初凝前一次抹压→临时覆盖塑料膜→混凝土终凝前1~2h掀膜二次抹压→覆膜

②混凝土表面泌水应及时引导，集中排除。

③混凝土表面浮浆较厚时，应在混凝土初凝前加粒径为2~4cm的石子浆，均匀撤布在混凝土表面用抹子轻轻拍平。

④四级以上风天或烈日下施工应有遮阳挡风措施。

⑤当施工面积较大时可分段进行表面处理。

⑥混凝土硬化后的表面塑性收缩裂缝可灌注水泥素浆刮平。

3、监理过程控制

大体积混凝土的施工要早做准备，研究制订可靠、可行的施工方案。监理工程师要认真组织协调，严格审查混凝土配合比及施工组织设计，在此过程中要真正发挥“监帮结合"的作用，协助施工方解决一些技术难点，提醒施工方注意容易忽视而又不可忽视的环节。为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。一是选用低水化热配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。二是在大体积混凝土中一般选用中粗砂或粗砂，细度模数一般在 2.3~3.0 左右。石子粒径一般都要求采用连续级配的粗骨料来配制混凝土，应尽量选用粒径较大级配良好的石子。三是掺一定量粉煤灰外加剂可代替部分水泥，且能改善混凝土粘塑性。改善可泵性，降低混凝土水化热，改善后期强度。四是大体积混凝土的养护和内部温度进行监控，测定浇筑后的混凝土表面温度和内部温度，通过技术措施将温差控制在设计要求的范围以内，当设计无具体要求时温差不宜超过 25℃。

（1）审查原材料供应及配合比，由于底板混凝土浇筑量大，对混凝土的强度等级和抗渗要求较高，既要减少混凝土的收缩，保证混凝土的强度，又要降低混凝土内部水泥水化反应产生的巨大热量是个重点。根据工程特点和设计要求，由搅拌站对混凝土配合比按60d强度进行试配。选用42.5低水化热的水泥和Ⅰ级粉煤灰，降低混凝土中水泥和水的用量，降低水泥反应水化热，同时掺加粉煤灰以降低单方水泥用量，进一步降低混凝土的水化热和收缩，消耗混凝土中部分碱性物资，预防碱-集料反应。石子采用5～20mm连续级配的石子。

（2）审核施工组织设计和专项施工方案，重点检查大体积混凝土在材料供应，混凝土浇捣，测温及养护等方面的专项技术措施。一是重点审核方案对大体积混凝土浇筑质量的技术保证和施工工艺是否科学，合理安排。二是检查了解施工单位对大体积混凝土施工安排计组织管理。应重点审核其方案是否包括了工程概况、地理位置、交通、为施工而增设的临时设施、现场浇筑安排、考察商品混凝土搅拌站资质及供应情况、输送泵位置设置、管路铺设合理否、搅拌车的进出方向、每台泵配置几台车，每小时每台泵供多少量、总的累计多少时间能完成总方量、浇筑流水方向、工艺设备的配置，如照明、排水泵、振捣器和通讯工具等。

（3）实地考察审核商品混凝土搅拌站施工资质及供应情况，在一个搅拌站无法满足工程连续浇筑供应混凝土的情况下还应选择两家单位联合供应，包括备用应急的搅拌站，上述确定的搅拌站，要求其所供应的商品混凝土组成的所有材料，如石子、中砂、水泥、减水剂和粉煤灰等，品牌和质量要求技术参数必须完全一致。

（4）针对大体积混凝土降低水化热等技术措施，监理应组织建设方、设计方、施工方等有关方面召开专题会议进行讨论确认。

（5）总监或专业总代组织监理人员进行大体积混凝土浇筑要点的技术交底，明确大体积混凝土浇筑的监理重点，做好旁站分工以及浇筑记录，并明确每个监理人员的职责。

（6）根据混凝土配合比要求，跟踪检查进入现场的混凝土质量，监理人员应目测混凝土和易性，离析状况，混凝土用料规格，并按施工组织设计要求定时、定量抽查混凝土坍落度，一旦发现异常情况，应立即要求退场处理。检查现场试块的制作情况，试块制作应规范、抽取应有代表性，反映不同泵站及时间段混凝土强度。要及时送至标养室存放，并与施工现场同条件养护混凝土试块同步制作。商品混凝土到现场后严禁加水，若因为混凝土坍落度而影响泵送时，应立即将不合格混凝土退出现场，并及时通知混凝土搅拌站进行调整。混凝土浇筑振捣，应从一个方向斜坡式分层浇捣，混凝土振捣由上下、前后同时进行，监理人员应现场检查混凝土振捣的均匀性，严禁出现振捣不实或漏振情况，做好旁站工作。观察浇捣面混凝土状况，一旦发现混凝土有初凝前兆（用钢筋插入有明显孔洞），应及时督促施工方调整局部混凝土浇捣顺序，避免出现施工冷锋，施工现场重点注意以下部位：

①落深和面积较大的承台部位。电梯和设备井坑，外墙板及水池墙板高低止水口部分；由于每个泵台速度不匀或个别由于停泵导致混凝土不连续供应部位的质量，并在混凝土初凝前督促施工方进行二次泌水处理，克服混凝土早期脱水裂缝，检查混凝土平整度；检查现场测温落实情况，及时分析温度差变化，组织有关方面及时解决混凝土浇捣过程中出现技术问题。

②根据温度变化及时落实已浇捣至设计标高部分混凝土表面保温工作，保温塑料薄膜覆盖前必须完成二次泌水处理，减少混凝土表面裂缝。

③混凝土浇捣方法从一个方向斜坡式分层连续浇捣，不留施工缝。

④混凝土振捣采用上下、前后同时振捣的方法进行，即在混凝土浇筑点上下配备振捣棒操作工进行振捣。由于混凝土坍落度大，混凝土流淌坡度小，距离长，依次在浇筑点后面配备振捣人员对斜坡进行振捣，为了便于下坑内施工，操作人员在承台侧模处开设若干孔洞供操作人员上下。

（4）养护与温控

①混凝土的养护：混凝土终凝后覆盖塑料膜和保温层进行保温保湿养护。1-2m厚底板采用一层薄膜+2层草帘保温保湿养护；4-7m厚底板采用一层薄膜+3层草帘保温保湿养护；7-9m厚底板采用一层薄膜+7层草帘保温保湿养护；并根据测温情况需要时再作调整。混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算，使用普通硅酸盐水泥不少于14d，使用其他水泥不少于21d，炎热天气适当延长。养护期内(含撤除保温层后)混凝土表面应始终保持温热潮湿状态(塑料膜内应有凝结水) 。

当设计无特殊要求时，混凝土硬化期的实测温度应符合下列规定：混凝土内部温差(中心与表面下100或50mm处)不大于20℃；混凝土表面温度(表面以下100或50mm)与混凝土表面外50mm处的温度差不大于25℃；对补偿收缩混凝土，允许介于30~35℃之间；混凝土降温速度不大于1.5℃/d；撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于20℃。

（5）混凝土测温

①使用普通玻璃温度计测温：测温管端应用软木塞封堵，只允许在放置或取出温度计时打开。温度计应系线绳垂吊到管底，停留不少于3min后取出迅速查看温度。

②使用建筑电子测温仪测温：附着于钢筋上的半导体传感器应与钢筋隔离，保护测温探头的插头不受污染，不受水浸，插入测温仪前应擦拭干净，保持干燥以防短路。也可事先埋管，管内插入可周转使用的传感器测温。

③根据方案布置图，混凝土浇筑前检查测温点布设情况及防止浇筑时损坏该设施，并建立测温点。混凝土初凝前，落实二次泌水处理，克服由于早期脱水引起的裂缝，并适量浇水后覆盖薄膜，落实保温措施。根据方案要求，严格检查混凝土保温措施落实情况。大体积混凝土养护一般不少于14d，混凝土浇捣过程中以及养护期内，应严密监测混凝土内温度变化情况。控制混凝土的温差，当温差超过 25℃时应督促施工方进一步落实加强保温措施。

（5）旁站监理

混凝土在浇筑过程中，监理人员进行全过程旁站监理，及时纠正一些不规范的操作。

（1）浇筑混凝土前先浇筑一层铺底水泥砂浆，以减小下部垫层对上部混凝土的约束。

（2）浇筑混凝土过程中随时去商品混凝土厂家检查配料是否按配合比进行，现场对坍落度进行抽查。

（3）混凝土运输出现异常时，要及时督促施工单位与厂家联系。

（4）出现堵管时，要协助施工单位分析原因，尽快排除，避免因拖得过久而形成冷缝。

（5）督促施工人员分层浇捣，严格控制分层厚度，及时移动泵管，尤其在浇捣过程中要根据混凝土泵送时自然形成的流淌坡度，沿坡度布设好振捣棒，确保各部位混凝土振捣密实，振捣时振捣棒应直上直下，快插慢拔，插点均匀，防止混凝土离析和漏振。

（6）加强钢筋密集部位的振捣。

（7）检查水平施工缝处理是否按方案要求进行，督促施工人员及时压实、拉毛。尤其要做好混凝土的表面处理，使所浇筑的混凝土振捣密实，表面要用铝合金刮杠将混凝土表面的脚印、振捣接槎不平处整体刮平。混凝土初凝前，用平板振捣器拖动振捣一遍。待初凝前再用抹子进行抹压搓平。在混凝土初凝后至混凝土终凝前，视混凝土表面的凝结状况进行多次抹压，尽可能消除混凝土所产生的干缩裂缝。

（8）按规范要求留设试件。