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大體積混凝土施工質量控制
一、工程概況
本工程地下室底板長64.58m(中間有一條後澆帶)、寬16.8m，底板厚度約1.5m，混凝土設計強度等級C30、抗滲等級S6，採用預拌混凝土泵送施工工藝，一次性連續澆築約1000m3。從構件尺寸上來看，該底板混凝土屬於典型的大體積混凝土。我項目部對此非常重視，為了確保其質量，有效控制混凝土裂縫的產生，現依據現行國家行業標準JGJ55-2000《普通混凝土配合比設計規程》和以前施工大體積抗滲混凝土的經驗，以及我國著名的工程結構裂縫控制專家王鐵夢教授所著《工程結構裂縫控制》文中,對大體積混凝土結構裂縫控制提出的有關要求，特制定混凝土生產技術質量保障方案如下：
二、本工程大體積混凝土結構的特點
大體積混凝土與普通鋼筋混凝土相比，具有結構厚、體形大、鋼筋密、混凝土數量多、工程條件複雜和施工技術要求高等特點。本工程混凝土結構，由外荷載引起裂縫的可能性較小。但由於水泥水化過程中釋放的水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮而產生的溫度應力和收縮應力，是其產生裂縫的主要因素。這些裂縫往往給工程帶來不同程度的危害，因此除了必須滿足強度、剛度、整體性和耐久性要求以外，還必須控制溫度變形裂縫的開展。對本工程而言，一般來說有可能造成大體積混凝土裂縫的主要原因有五個：
1、水泥水化熱
水泥在水化過程中要產生大量的熱量．是大體積混凝土內部熱量的主要來源。由於大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在結構內部不易散失，使混凝土內部的溫度升高，而混凝土表面由於散熱條件好，溫度低，當混凝土的內部與表面溫差過大時，就會產生溫度應力，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗該溫度應力時，便開始產生溫度裂縫；混凝土內部的最高溫度，大多發生在澆筑後的3～5d。
2、約束條件
結構在變形時，由於與邊界的接觸或與其他結構物的連接，會受到一定的約束而阻礙變形。對於基礎大體積鋼筋混凝土，它與地基澆築在一起，當早期溫度上升時產生的膨脹變形受到下部地基的約束時形成壓應力。但當溫度下降時，產生較大的拉應力，若超過混凝土的抗拉強度，混凝土就會出現垂直裂縫。
3、外界氣溫變化
混凝土內部溫度是由澆築溫度、水泥水化熱的絕熱溫度和混凝土的散熱溫度三者的疊加：外界溫度越高，混凝土的澆築溫度也越高。外界溫度下降，尤其是驟降，大大增加混凝土表面與混凝土內部的溫度梯度，產生溫差應力，造成大體積混凝土出現裂縫。
4、結構超長
現行國家標準GB50010-2002《混凝土結構設計規範》或JGJ3-2000《高層建築混凝土結構技術規程》的規定，混凝土構件伸縮縫或後澆帶的最大間距一般為20～30m。本工程地下室底板長64.58m，雖然中間有一條後澆帶，但仍然超過了30m，屬於超長結構，容易導致混凝土的絕對收縮值增大，產生收縮裂縫。
控制大體積混凝土裂縫必須要從上述四個方面原因著手，這裡既有混凝土因素，也有環境因素、設計因素以及施工養護等因素，其中不僅涉及到混凝土生產單位，還與設計單位和施工單位有很大關係。因此控制大體積混凝土裂縫，必須要各個相關單位密切配合，積極採取各自應能夠採取的有效措施。
三、配合比設計方案的選擇和確定
控制大體積混凝土裂縫的技術質量措施主要是，通過優化原材料和配合比，儘可能地降低水泥水化熱。根據JGJ55-2000規定，從配合比設計的角度來說，對大體積混凝土主要採取四條措施：
1、採用水化熱低的水泥；
2、採用能降低早期水化熱的混凝土外加劑；
3、採用摻合料；
4、採用一切措施增加骨料和摻合料用量，降低水泥用量。
另外對於超長結構，為了減少收縮裂縫，通常採用補償收縮混凝土（也就是俗稱的微膨脹混凝土，同時具有降低早期水化熱的作用）。GB50119-2003對摻膨脹劑的補償收縮混凝土的配合比設計主要提出下列規定：
1、補償收縮混凝土的膠凝材料最少用量（水泥、膨脹劑和摻合料的總量）應不小於300Kg/m3；
2、水膠比不宜大於0.5；
3、用於有抗滲要求的補償收縮混凝土的水泥用量應不小於320Kg/m3，當摻入摻合料時，其水泥用量應不小於280Kg/m3；
4、補償收縮混凝土的膨脹劑摻量不宜大於12%，不宜小於6%。
根據上述原則配製大體積混凝土，通常比較成熟的做法是應用"雙摻"或是"三摻"
的技術方案。即：
方案一：同時採用大摻量摻合料和緩凝減水劑的"雙摻"方案；
方案二：同時採用大摻量摻合料、緩凝減水劑及膨脹劑的"三摻"方案。
一般情況下，"雙摻"方案由於經濟合理，採用得較多；而"三摻"方案的效果更好一些，安全係數更高，但混凝土成本較高，對混凝土的養護要求也較高。根據5.31號"大體積砼質量保證討論方案"的結果，最終定為"三摻"方案。
根據本工程設計圖紙要求，"三摻"方案即可滿足。
C30抗滲混凝土和C30補償收縮抗滲混凝土如下，供參考：
其中所用原材料為：
1、水泥：採用普矽42.5級水泥，由徐州中聯水泥有限公司生產。該水泥採用旋窯工藝生產，質量穩定，富裕強度較高，是國家質量免檢產品。
2、砂：採用河砂，其含泥量較小，顆粒表面圓滑、潔凈，細度模數適中。綜合指標符合國家標準Ⅱ類中砂技術要求。
3、碎石：通過二級配料對大小石子進行合理搭配，使之滿足5～31.5mm連續級配要求，其綜合指標符合國家標準Ⅰ類技術要求。
4、外加劑： "三摻"方案選用江蘇博特新材料有限公司研製的JM-Ⅲ（抗裂、防滲）高效增強劑和YD-2外加劑故復合使用，其中JM-Ⅲ外加劑主要具有降低混凝土水化熱和補償收縮功能。
5、粉煤灰：採用徐州華潤粉煤灰開發公司生產的Ⅰ級粉煤灰。
6、礦粉：採用徐州市誠意水泥有限公司生產的S95級礦粉。
上述各原材料都有具體檢測報告，將在施工中隨時提供。
四、施工工藝
1、施工要求
、為了滿足砼的連續性，現場採用兩台輸送泵、20餘部砼運輸車，並另有社會車輛，根據需要可隨時派車增援，保證現場砼使用量。
、以後澆帶為界，劃分兩個流水段，為了保證工程質量，每個流水段相向澆築，每台工班組配備兩台振搗棒，有兩人同時操作。
、澆築方法：採用斜面分層澆築方法，每層厚度小於400毫米，斜坡控制1：6範圍內（如圖）
長度7.2米左右，但必須滿足在初凝前覆蓋一層的要求。
、振搗要求
a、振搗時振搗棒快插慢拔，每點振搗時間為20－30秒，使砼表面不在出現顯著下沉和水泡現象泛出灰漿為準，以砼表面出現浮漿和不再下沉為宜。
b、底板砼成斜階梯澆築，為保證下層砼結合良好，振搗棒插入下層砼的深度不小於5㎝。
c、振搗棒插點間距5 0㎝，交錯布置，不得漏振，過振。
d、梁交叉點先用Φ50振搗密實，注意不得用振搗棒振鋼筋來代振砼，以防止牆、柱插筋移位,特別是振搗棒不要碰撞防水層。
e、C30S6砼初凝時的水在後澆帶位置用小水泵抽出。
、後澆帶的處理
按照圖紙設計要求，後澆帶留置在筏板中間設置"《"形狀凹槽，在澆筑後澆帶砼是放置膨脹止水條。砼澆筑後為防止雜物落入後澆帶內，用預製砼蓋板全部滿鋪蓋掩。
、測溫與養護
為進一步摸清大體積混凝土水化熱的大小，不同深度的變化以及施工階段早中期溫差的發展規律，以便有的放矢地採取響應措施，確保工程質量，決定在基礎混凝土的13個部位的上、中、下處埋設39個測點，進行連續測溫15d時間，具體埋設部位如圖，在澆築過程中以及澆注後進行溫度變化測溫，測溫採用Ø25的鍍鋅鋼管、下端封閉，鋼管內灌水，預埋的測溫管在澆注混凝土前應固定在規定的位置上，固定方法可用短鋼筋與鋼管骨架焊接在一起。採用普通工業用300℃水銀玻璃溫度計，應先將溫度計插入預埋的鋼管內，上口用軟木塞緊，此時，溫度計在管內停留的時間5min，迅速提出在顯示溫度的刻度處用手指卡住，立即讀出溫度計的數值。測溫時間、天數，可按下列規定：
a、一組規定上、中、下三測點，在該部位混凝土澆注8ｈ後即開始第一次測溫。
b、每一組測溫點兩次測溫時間間隔：前5ｄ以內為2ｈ，後10ｄ以內為4ｈ。
c、每一組（個）測點測溫連續進行20ｄ。
d、詳細記錄填在專門表格上，測溫完畢後進行成果整理，並載入工程技術檔案。（測溫布置見下圖）
e、對於混凝土底板的上表面，可加蓋草袋進行養護，本工程混凝土養護以表面保溫為主措施，採用覆蓋三層塑料布和兩層草片的方法，保證混凝土內外溫差控制在25℃。當發現降溫速度過快（≥1.5℃/d）內表溫差過大(≥25℃)時,採取局部或全部加厚保溫層。《塊體基礎大體積砼施工技術規程》YBJ224-91
2、質量保證措施
、技術措施
a、加強混凝土原材料質量控制
碎石中無風化石，針片石。含泥量低於3%。為滿足可泵性要求，採用5－31.5毫米碎石。
細骨料採用中砂，含泥量低於1%。
外加劑選用膨脹劑和泵送劑，外加劑必須具有產品合格證或實驗鑑定技術報告。
b、泵送混凝土的施工配合比
為了適應混凝土可泵性，在滿足混凝土強度和抗滲要求前提下，儘量降低水泥用量，以達到降低水化熱的目的。
c、整個混凝土底板後澆帶，混凝土連續一次澆築成型可保證底板的整體性和抗滲性，利用摻加膨脹劑配製成補償性混凝土來防止溫度應力引起裂縫的產生。在施工中應嚴格檢查質量，不合格的產品嚴禁用於工程。
d、混凝土的製備應嚴格計量制度做到盤盤計量，特別是外加劑參量要準確，嚴禁用隨意加水方法來提高混凝土的坍落度，而破壞了混凝土的和易性。
e、混凝土澆築時應嚴格按照分層分條順序進行，防止混凝土冷縫的產生。混凝土的振搗要到位，不得漏振，特別是要掌握好新舊混凝土結合面的振搗質量。
f、混凝土表面應根據操平線抹實。
g、混凝土在現澆全過程中應嚴格按規定取樣製作抗壓試塊和抗滲試塊，以備檢驗混凝土質量。
h、混凝土抹實後應覆蓋保溫層進行養護，工地必須落實好混凝土養護方法和測溫制度。
i、應從人力、物資方面做好充分準備，以預防下雨對施工的影響，例如準備好雨具，混凝土施工面覆蓋物品等。
、組織施工
a、成立底板混凝土澆築臨時指揮部，做到統一指揮，分工負責。
b、合理進行勞動力組合和調配。為保證混凝土以最快速度連續澆注，在施工過程中應隨時合理調配以保持作業工人有旺盛的工作精力。
c、嚴格工作制的交接班制度保證歇人不歇馬，保證機械設備正常工作。
d、嚴格組織好材料二次搬運，避免間斷施工。
e、原材料質量檢驗，和後盤配合比計量，試塊製作測溫以及前盤振搗抹面質量應設專人負責。鋼筋位置、模板固定及尺寸正確與否應有專門值班工種掌握整改。
f、加強施工全過程中主要機械設備管理，應做到：設備試運轉正常再開始正式施工，提前或及時發現設備故障苗頭，及時處理，以防患於未然，機械操作人員應嚴格執行操作程序，確保施工順序進行。
g、搞好後勤服務，宣傳鼓動，改善工人工作和生活條件，激發職工工作積極性。
五、生產計量控制
本工程使用的混凝土是江蘇***混凝土工程有限公司生產的，混凝土生產控制的核心是確保原材料計量的準確性和穩定性，特別是外加劑和水用量的計量精度，雖然用量較少，但對混凝土質量及性能影響很大，因此本施工方案重點抓原材料計量控制工作。
1、計量設備的校準時機：
新設備使用前；
設備經修理重新使用前；
因設備原因造成產品質量出現較大波動時；
設備正常使用時定期校準。
2、定期校準頻次：
骨料稱，每月或混凝土生產方量不超過1萬方；
水泥稱、粉煤灰稱，每半月或混凝土生產方量不超過2千方；
水稱、外加劑稱，每周或混凝土生產方量不超過1千方。
在生產過程中發現混凝土質量異常時，應隨時校準。
各種原材料的計量均按重量計，並由計算機控制自動分別單獨計量。通過採取上述各項措施，從而能夠確保原材料的計量允許偏差不超過現行國家標準GB/T14902-2003《預拌混凝土》的要求。
各原材料的計量允許偏差指標請見下表：
為確保混凝土的勻質性，其拌制時間比普通混凝土延長30s。
六、大體積混凝土裂縫控制的綜合措施
裂縫是混凝土最常見的質量缺陷，特別是大體積泵送混凝土自身的特點，使之比現拌混凝土有更大的開裂可能。大體積混凝土工程溫控施工的核心是，從大體積混凝土施工的各個環節控制混凝土澆鑄塊體內部溫度及其變化，以達到控制混凝土澆鑄塊體溫度裂縫的目的。根據我公司多年的經驗及參閱大量的技術資料，特別是我國著名工程結構裂縫控制專家王鐵夢教授所著《工程結構裂縫控制》一文中，對大體積混凝土結構裂縫控制提出如下綜合措施：
2 材料方面
科學地選用材料配合比，用較低的水灰比、水和水泥用量。
嚴格控制砂石骨料的含泥量。
2、施工方面
用保溫隔熱法對大體積混凝土進行養護。
控制水化熱的升溫，混凝土中心與外表面的最大溫差不高於25～30℃，總降溫差不超過30℃。
控制降溫速度。
用草片（袋）和塑料薄膜進行保溫和保濕。
從上述王鐵夢教授提出的綜合措施中可以看出，對設計方面配筋和齡期的要求，我們往往忽略得較多，並且對施工方面的養護、測溫、保溫及降溫控制的要求較高，我們將會給予重視。
另外GB50119-2003對摻膨脹劑的混凝土的澆築、養護提出下列規定：
1、在計劃澆築區段內連續澆築混凝土，不得中斷；
2、混凝土澆築以階梯式推進，澆築間隔時間不得超過混凝土的初凝時間；
3、混凝土不得漏振、欠振和過振；
4、混凝土終凝前，應採用抹面機械或人工多次抹壓；
5、表面抹壓後用塑料薄膜覆蓋，混凝土硬化後，宜採用蓄水養護或用濕麻袋覆蓋，保持混凝土表面潮濕，養護時間不應少於14d。
只有通過採取上述綜合措施，才能確保本工程的施工質量，可以把裂縫產生的機率降低到最小。
五、質量控制
1、檢驗混凝土試樣的採取及坍落度試驗，應在混凝土運送到交貨地點時開始算起20min內完成。
2、混凝土坍落度的試驗結果允許偏差（±30mm）範圍內為合格。如果不符合要求，當坍落度大於允許偏差時，可根據混凝土的時效性，等到坍落度損失至符合要求時再使用（半小時以內），半小時後檢測坍落度仍大於允許偏差時立即退回商混公司處理；當坍落度小於允許偏差時，由現場商混公司技術人員應用外加劑後添加技術將坍落度調整至符合要求後再使用。嚴禁施工單位施工人員私自單純用加水的方法調整混凝土坍落度。
3、預拌混凝土質量的最終檢查和評定，當無特殊情況時，是通過對混凝土試塊的檢測來完成的，因此混凝土試塊製作、養護工作尤其重要。混凝土試塊的製作和養護應嚴格按照現行國家標準GB/T50081－2002《普通混凝土力學性能試驗方法》及相關文件執行，主要應注意以下幾點：
1）試件成型後應立即用不透水的塑料薄膜覆蓋表面。這一點對高強混凝土試件特別重要。採用標準養護的試件，應在溫度為20±5℃的環境中靜置一晝夜至二晝夜，然後編號、拆模。及時將混凝土試件送至檢測站標準養護室進行養護。
2）拆模前，混凝土試件嚴禁擾動。拆模時，混凝土試件應輕拿輕放，嚴禁用勁敲打試模、試件。
3）根據徐建質（1998）第18號《關於建設工程施工中"混凝土、砂漿試件"實行標準養護的通知》文件的規定，施工現場檢驗評定混凝土強度用的混凝土試件，從成型日期起4d內應送法定檢測機構繼續標準養護。試件送檢前，應檢查試件外觀、尺寸是否符合要求。嚴禁將已缺損或變形的試件送檢。在試件送檢途中，試件應輕拿輕放，以防試件摔傷、碰傷。