超厚高强大体积混凝土施工工法
烟建集团有限公司
一、前言：
大体积混凝土由于结构截面大，水泥总用量多，水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。我们在承建某2万吨固定门式起重机基础混凝土施工过程中，总结出一套超厚、高强、大体积混凝土基础施工工法，即内部降温，外部保温法，成功地控制了混凝土裂缝的产生和发展，取得了明显的经济效益和社会效益。
二、工法特点：
1）大体积混凝土由于水化热产生的升温较高，易产生较大的内外温差，使混凝土产生较大的温度收缩应力，从而导致裂缝产生。本工法对超厚高强大体积混凝土采取内部强制降温，外部辅助保温措施，从而减少了内外温差，避免了温度收缩裂缝的产生。
2）工程在特殊环境下，如位于海边水下或地下水位以下，对抗渗有特殊要求时，分层浇筑不利于混凝土的抗渗效果，且基础涉及到整个构筑物的结构安全性能，须采用一次性整体浇筑混凝土施工技术，有利于提高结构的整体性、抗渗性，同时提高了结构的抗震能力。
3）当混凝土强度等级较高时，由于强度提升较快，如后继混凝土浇筑不及时，极易出现冷缝，为防止出现冷缝，混凝土限时48小时内一次性整体浇筑完毕。
4）本大体积混凝土的施工工法，由于取消了对施工缝的处理工作，从而简化了施工程序，加快了施工进度，混凝土外观质量良好。
三、适用范围：
工业与民用建筑中超厚、高强、大体积现浇钢筋混凝土结构，如连续浇筑的基础底板、箱型基础、设备基础等需要裂缝控制的高强钢筋混凝土工程。
四、施工工艺要点： 1.材料要求
1）水泥：首先尽量减少单位体积混凝土的水泥用量，资料证明，水泥用量每增减10kg，水化热使温度相应升降约1℃。其次应优先采用低热水泥，如选择矿渣硅酸盐水泥。
2）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
3）粗骨料：5~25MM或5~40MM石子，选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高。优先选用5~40MM石子，减少混凝土收缩。含泥量<1%，符合筛分连续级配要求。骨料中针状和片状<15%（重量比）。
4）拌和水：宜采用深层地下水，必要时加冰块降温，使水温降至10℃以下。
5）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的
和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对降低水化热、改善混凝土和易性有利，粉煤灰的掺量不少于10%，采用内掺法，选用Ⅱ级粉煤灰。
6）外掺剂：通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土中掺加缓凝型高效复合泵送减水剂可降低水化热峰值，减少因水份蒸发而引起的混凝土收缩，并可提高混凝土的抗裂性，和易性与可泵性；掺入膨胀剂，在最初14d潮湿养护中，使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝，提高混凝土的抗渗能力。具体外加剂的性能及用量应当根据要求由试验室提供配合比报告，在混凝土浇筑前将配合比报告送达施工单位。由于采用粉煤灰及外掺
剂，宜利用混凝土后期强度，用R60或R90替代R28作为设计强度。
2.混凝土配合比
采用泵送混凝土砂率控制在35%~40%之间，在满足可泵性的前提下，尽量降低砂率。坍落度在满足泵送的条件下尽量选择小值，以减少收缩变形。针对工程实际和泵送施工工艺要求，根据理论计算和试验室试配试验结果，由试验室提供混凝土配合比报告，混凝土坍落度宜为150mm～170mm，缓凝时间根据浇筑量和浇筑速度确定。
3.控制混凝土原材料入机温度
混凝土中的各种原材料，尤其是石子与水的温度，拌和后对混凝土的入模温度影响最大，因而必须控制其入机温度。夏季在气温较高时，监督搅拌站对砂、石骨料和水采取降温措施，宜在砂石堆场对砂石遮阳，必要时可采用向骨料喷水等降温措施。特别是对水宜采用深
层地下水和加冰块降温，使水温降至10℃以下，
4.控制混凝土浇筑时入模温度
夏季施工时，在输送泵送时采取降温措施，以防入模混凝土温度升高。如在施工现场搭设遮阳棚盖、用水泵对进入施工现场的混凝土运输罐车喷水降温，在水平输送管道上铺草包喷水，优先选用近距离混凝土搅拌站等，以保证混凝土入模温度不大于28℃。
5.减少大体积混凝土四周约束
对于地基为基岩或老混凝土垫层，应在表面铺设20mm砂垫层后上铺一层塑料或油毡，以消除基岩约束和嵌固作用；在四周模板内表面铺设50mm以上厚聚苯乙烯泡沫类材料保温层，既达到保温效果，又降低了四周约束，消除约束应力，并最终减少混凝土收缩裂缝的出现。
6.混凝土施工工艺
1）混凝土浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑以利散热，不出现冷缝为原则，可采用分层，薄层浇灌（每层厚50cm）的方法来加快浇灌速度和减少混凝土的暴露面积。
2）配备足够的振捣器具，每台混凝土输送泵配备4台振动棒，使入模混凝土及时振捣密实，为防止漏振，坚持分层振捣局部完成后再从后拉网式赶振一边，采用二次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打真实，去除浮浆，实行二次抹面，以减少表面收缩裂缝。
3）混凝土在浇筑振捣过程中的泌水应予以排除。
4）由于混凝土厚度较大，混凝土自高处倾落的自由高度超过2m时，采用串筒、斜槽或溜管浇筑混凝土。
5）采取措施确保混凝土供应，使混凝土供应量保持在100m3/h以上,保证每个基础能在尽可能短的时间内（48小时以内）浇筑完，以利于后继保温措施的及时展开和实施。选用两个搅拌站，其中一个备用，防止意外事件发生，现场准备足够数量的泵车，两辆备用以确保不间断工作。
6）施工现场配备两套发电机组，以防意外断电现象发生。 7.测温
1)测点布置原则：测点须具有代表性，能全面反映大体积砼内各部位的温度，从大体积混凝土高度断面考虑，应包括底面、中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边角区。
2)测温点布置：温度检测范围为整个基础底板混凝土的温度变化，在混凝土沿对角线方向设置温度传感器（详见附图2）。测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线 (即不同长度的测温线)在线的上端用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。
3）利用测温技术进行信息化施工，可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度场分布状况，并且根据温度梯度变化情况，可定性、定量指导施工，控制降温速率，控制裂缝的出现。
4）每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度变化及温差数
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