地下室底板大体积混凝土施工技术分析及质量控制
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摘要：文章结合某项目工程，主要介绍地下室底板大体积混凝土施工工艺、裂缝预控措施和个人的认识及建议。
关键词：地下室底板；大体积混凝土；施工；裂缝；质量控制
1 工程概况
某城市商住高层综合楼占地面积11580m2，总建筑面积40800m2，地下二层，地上十九层，含裙楼五层。其中地下室建筑面积14800m2，层高4.2m，基础埋置深度达10.5m。本项目工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构型式，基础为肋梁筏板式独立柱基。混凝土底板南北向107.4m，东西向67.2m，厚度不等，裙房部位0.7m，主楼部位分别为1.0m，2.0m，最大厚度4.0m，筏板肋梁高度0.7m，基础底板示意见图1。混凝土设计强度等级C40，抗渗等级P12，底板混凝土浇筑总量10080m3，全部采用商品混凝土，浇筑时间为5月份。
图l混凝土底板平面图
2施工技术难点问题
（1）建筑物紧临江边，基础埋置深度大，最深处达10.5m，地下水压力大。
（2）混凝土底板迎水面未设外防水，设计采用混凝土底板内表面涂刷水泥基结晶渗透型材料做内防水，该种材料对混凝土密实度及裂缝控制要求高。
（3）混凝土底板体量大，为超长大体积钢筋混凝土结构。
（4）设计底板未留置后浇带，而是设置混凝土膨胀加强带，底板混凝土一次性整体浇筑，加强带混凝土在其两侧混凝土初凝前连续浇筑。
（5）地下室施工阶段面临雨季，工期要求紧。
3大体积混凝土裂缝预控措施
针对工程周边环境、现场条件及基础型式等多方面因素，为确保底板混凝土施工质量，主要从设计优化、原材料选择、配合比设计等方面在混凝土施工前采取预控措施。
3.1设计方面的措施
（1）根据现场条件，同设计人员协商，将原设计混凝土膨胀加强带改为间歇式混凝土后浇带，将整个底板混凝土划分为6个区段，最大间距49m×45m，后浇带混凝土在其两侧底板混凝土施工完毕15d之后即进行浇筑。
（2）底板钢筋上、中、下三排配筋：上排Φ28，中排Φ12，下排Φ32，双向间距150mm，对基坑底板高低错落处及底板与墙板交接处均增加构造筋，防止裂缝开展。
（3）选用C40强度等级混凝土，充分利用混凝土后期强度，用R60代替R28，采用60d强度评定混凝土强度等级。
3.2混凝土原材料控制
（1）水泥：选用P.042.5非早强型普通硅酸盐水泥，该水泥为中低水化热低碱水泥，水泥7d水化热不大于250kJ/kg。
（2）骨料：砂子选用级配良好的沽河中砂，细度模数2.7，含泥量不大于1%。石子选用崂山花岗岩碎石，粒径5～31.5mm，连续粒级级配合格，含泥量不大于1%，碎石针片状颗粒不大于5%。
（3）掺合料：粉煤灰选用Ⅱ级粉煤灰，细度小于20%。混凝土中掺加聚炳烯纤维，其抗拉强度大于550MPa，断裂伸长率18%。
（4）外加剂：选用有微膨胀作用，后期收缩较小的JM-III改进型（抗裂、防渗）混凝土高效增强剂，其减水率≥20%，混凝土1h坍落度损失率≤15%，水中7d限制膨胀率0.034。
3.3混凝土配合比设计
针对大体积混凝土结构的特点，对混凝土配合比提前试配进行优化。充分利用混凝土后期强度的增长，采用大掺量粉煤灰替代水泥（替代水泥量28%），降低水泥用量，掺加高效复合型减水剂，同时掺加聚丙烯纤维，制成聚炳烯纤维补偿收缩混凝土，大大改善了混凝土的性能。混凝土配合比详见表1。
表l C40底板混凝土配合比
4施工技术措施
（1）改善基础外部约束条件，设置基础滑动层，消减水平剪应力，在基础底板与垫层之间铺5cm细砂，用油毡覆盖，接缝处用聚胺脂封口。具体见图2。
图 2 滑动层图
（2）沿基坑底部四周设置排水沟30cm×30cm，并沿后浇带位置设排水沟及80cm×80cm×80cm集水井进行基坑排水。
（3）施工中严格控制混凝土坍落度，混凝土浇筑前进行现场坍落度旁站监测。
（4）严格控制底板混凝土迎水面钢筋保护层厚度5cm，采用新型塑料垫块，底板钢筋支架不能触地。
（5）由于掺加聚丙烯纤维，混凝土搅拌时间延长1min，确保混凝土搅拌均匀。
5地下室大体积混凝土施工工艺
5.1底板混凝土浇筑
（1）整个底板混凝土以后浇带为界分为6个区域，分段施工，采用泵送商品混凝土，一次浇捣成型。施工现场设置3台HBT60混凝土输送泵，浇筑能力l00m3/h，确保混凝土供应。
（2）为提高混凝土浇筑效率避免出现冷缝，混凝土浇筑采取“一个坡度，分层浇筑，循环推进，一次到顶”的连续浇筑方案。其中厚700mm底板一次浇筑到位，2000mm厚底板分两次浇筑，4000mm厚底板分4次进行浇筑。
（3）混凝土振捣采用插入式高频振动器，操作时快插慢拔，插点交错均匀排列，逐步移动，不得漏震。振捣上层混凝土时应插入下一层50mm，消除层间接缝，振点持续时间以该部位混凝土翻出浮浆无气泡为宜。采用二次振捣技术，在浇筑后的混凝土初凝前，适当进行二次振捣，排出混凝土因泌水而生成的水分和空隙，减小内部微裂缝，增加混凝土密实度。
（4）混凝土前方积水排入集水坑内，专人排出基坑，防止积水对混凝土产生影响。
（5）底板混凝土的平仓：混凝土浇筑后进行抹面压平，初凝前表面用铁滚筒滚压，增强表面密实性，滚压后两次抹平，以减少混凝土收缩或沉降引起的表面裂缝。
5.2肋梁混凝土浇筑
上返式肋梁若采用叠合梁的方法分两次浇筑，可以保证肋梁部位的混凝土密实度。但由于底板混凝土污染，浇筑前清理钢筋与底板混凝土界面较困难，且影响底板混凝土的养护，故本工程采取肋梁与底板混凝土同时浇筑。为保证肋梁部位混凝土的密实，采取先浇筑底板混凝土，待其接近初凝时再浇筑肋梁部位混凝土。
5.3混凝土的养护
混凝土浇筑完毕终凝后，即在其表面覆盖一层塑料薄膜，并加盖两层草袋进行保温、保湿养护。对于2m和4m厚底板，为控制混凝土的内外温差，采取一层薄膜、两层草袋、一层薄面的养护方法，同时根据测温情况，在混凝土中心温度开始下降时（约4～5d后）进行表面蓄水养护，养护时间不少于14d。
5.4间歇式后浇带施工
间歇式后浇带不同于沉降后浇带，不必等主体结束，在混凝土完成一定收缩后即可进行浇筑。本工程后浇带为其底板两侧混凝土施工完毕15d之后即可进行浇筑。后浇带宽度2m，混凝土设计强度等级C45P12，掺加粉煤灰及12%JM-Ⅲ混凝土高效增强剂，0.9kg/m3阻裂聚丙烯纤维。间歇式后浇带施工要点如下：
（1）两侧底板混凝土达到终凝后，在后浇带上覆盖200mm宽竹胶板以避免落入杂物并保持钢筋清洁。后浇带临时性保护措施。
（2）后浇带支模两侧用Φ5密目钢丝网，同时按BW-S止水条尺寸留出凹槽。
（3）混凝土浇筑前清除杂物、积水，清理钢筋及松动石子，用水冲洗干净，并在混凝土界面上涂刷水泥浆，然后放BW-S止水条固定，浇筑后浇带混凝土。加强养护对后浇带混凝土特别重要。
5.5大体积混凝土温度监控
为随时监测混凝土内部温度变化情况，对底板混凝土进行了温度监测，实行信息化管理，适时调整混凝土养护办法，减少内外温差防止裂缝产生。
（1）测温仪器：采用铜热电阻温度传感器，混凝土温度测定记录仪。
（2）测温点布置：在底板及基础平台有代表性的位置设置12个测温点，每一个测温点设上、中、下3只电阻上、下测温电阻距混凝土表面50mm，内部测温电阻埋设在混凝土中心位置。
（3）测温时间：混凝土浇筑后10h开始测温，1～2d内间隔6h，2～5d内每4h测温一次，6d后间隔8h测温一次，14d后间隔1d测温1次，28d后测温结束。
（4）测温结果分析：①升温阶段：从整个温度监测结果看，温度从混凝土浇灌入模即开始上升。温度峰值出现在混凝土浇筑后3～4d（中心点温度最高值为63℃）混凝土最大内外温差23.9℃，中心测温点温度上升最快；②恒温阶段：混凝土温度在最高值持续1～2d，基本保持恒定，由曲线图可以看出较为明显的温度平台；③降温阶段：5d后各测温点温度开始下降，降温速率1.5～2℃/d，呈缓慢平稳降温趋势,具体见图3混凝土测温曲线图。
图3 大体积混凝土测温曲线图
5.6效果检查
（1）本工程地下室混凝土结构施工结束至今已1年多时间，历经两个雨季考验，经多次检查及超声波检测，混凝土密实，未出现有害裂缝，混凝土抗裂防渗达到良好效果，地下室混凝土结构评定为优良。
（2）C40混凝土试块经检测60d抗压强度平均值达到46.1MPa，满足了设计要求,不同龄期混凝土试块强度详见表2。
表2不同龄期混凝土试块平均强度（MPa）
6结论与建议
（1）为有效地解决地下室开裂及渗漏的问题，应遵循“混凝土自防水为主，外防水为辅”的技术原则，并综合运用设计、材料、施工三方面的技术措施。
（2）根据地基、结构、施工等条件，并依据“抗”、“防”结合的原则，选择采用后浇带、膨胀带、间歇式膨胀带及滑动层等技术措施，可以有效地减小或抵消混凝土结构的收缩及温度应力。
（3）经过大量试验研究和工程实践配制的大掺量粉煤灰聚丙烯纤维补偿收缩“抗裂防渗高性能混凝土”，不仅大大提高了混凝土抗裂防渗的性能，而且还利用了工业废料，符合可持续发展的原则。
（4）大体积混凝土施工实行信息化管理，采取现场实时温度监控措施，对控制混凝土的内外温差及降温速率，避免有害裂缝的产生有明显的效果。
参考文献：
[1]《建筑施工手册》编写组,建筑施工手册(第4版).北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2]林李山,大型地下室混凝土结构工程无缝施工技术.施工技术，2004，(4)：19.
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