基础底板的强度和裂缝预控
关键词：底板；强度；预控措施
0引言
我公司施工的某重点住宅工程，由三栋主楼连体与二层裙房组成，总建筑面积71062.83m2，总高度98.95m，地下1层，地上32层，结构为框架剪力墙。基坑挖深-7.5m，基础底板厚2m，被后浇带分成三段，底板混凝土设计强度等级C35，全部采用泵送商品混凝土，要求每段一次连续浇筑，不留施工缝。本工程有如下特点：首先，底板混凝土总量约为2000m3，浇筑量大，主楼底板厚2m，且嵌有暗梁、上翻梁，钢筋密集，施工技术要求高；其次，底板混凝土浇筑按工期和施工进度要求，安排在7月上旬，正值盛暑炎热，日最高温度达37℃；第三，在砼的浇筑时注意做好后浇带的防水处理、防污染措施、底板与外墙交接处施工缝的留置等。
根据这些特点，底板大体积混凝土施工关键是：首先,必须满足混凝土强度和耐久性等设计要求；其次,控制混凝土的最高温升及其内外温差，防止结构出现有害裂缝。强度是混凝土最重要的力学性能。工程上对混凝土的其它性能要求，如不透水性、抗冻性等，这些性能与混凝土强度往往存在着密切的联系。一般说来，混凝土的强度愈高，其刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质的能力也愈高；而强度愈高，往往其干缩也较大，同时较脆、易裂。因此，通常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。
2保证混凝土强度
我们先探讨一下混凝土强度的主要影响因素。从混凝土强度表达式不难看出，混凝土抗压强度与混凝土用水泥的强度成正比，按公式计算，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。混凝土强度低，因此，当水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高温凝土强度是错误的，这样只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。混凝土强度主要取决于毛细管孔隙率，而充分密实的混凝土的毛细管孔隙率由水灰比所确定，水灰比越大，孔隙率就越大，混凝土强度则越小。水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响，当混凝土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。然而，形成水化物需要一个最小的水量，完成水化的水灰比不应低于0.42。显然在低水灰比时预期残留的未水化的水泥能够在浆体内继续长期存在，浆体将自我干燥。为避免这种现象，有效的最低水灰比要高于0.42。可见，影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。此外，影响混凝土强度还有其它不可忽视的因素。
(1)当水泥用量和稠度一样时，含较大骨料粒径混凝土拌和物比含较小粒径的强度要小，因为骨料的表面积小，所需拌和水较少，较大骨料就越趋于形成微裂缝的弱过渡区。试验表明，增加骨料粒径对高强混凝土起反作用，但低强度混凝土在一定水灰比时，骨料粒径似乎无大的影响。
(2)粗骨料强度对混凝土强度也有一定影响。当石质强度相等时，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结性比卵石强，当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石强。
(3)细骨料品种（砂）对混凝土强度影响程度比粗骨料小，但砂的质量对混凝土质量也有一定的影响。因此，砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把实验配比与施工配比混为一谈。
(4)为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后在适宜的环境中进行养护。养护的目的是为了保证水泥水化过程能正常进行，包括控制环境的温度和湿度。在养护期内必须保持混凝土的饱水状态，或者接近于这个状态。只有在饱水状态下，水泥水化速度才是最大的。混凝土强度只有在温度、湿度条件下才能保证正常发展，应按施工规范的规定予在养护、气温高低对混凝土强度发展有一定的影响。冬季要保温防冻害，夏季要防暴晒脱水。
3商品混凝土和施工两方面要求
（1）对混凝土搅拌站提出以下质量控制要求。设计合理的混凝土配合比，正确按设计配合比施工。合理的混凝土配合比由实验室通过实验确定，除满足确定、耐久性要求和节约原材料外，应该具有施工要求的和易性。因此要实验室设计合理的配比，必须提供合格的水泥、砂、石。水泥控制强度，砂控制细度、含水率、含泥量等，控制含水率及含泥量等。只有材料达到合格要求，才能达到设计和验收标准。
（2）对影响商品混凝土强度的原材料提出相应要求。水泥采用高标号火山灰水泥，并提供碱含量试验报告。砂选用中砂，石子要求用碎石，最大粒径25ｍｍ，砼同条件试块达到100%强度值的时间不超过28d，R28d砼的强度值达到设计强度的115%。砼坍落度要求：120±10mm。
（3）施工中杜绝往搅拌车或地泵内加水，保证不因人为因素破坏水灰比。
（4）进行混凝土强度的测定，我们以28天强度为准，为施工简便和质量保证，一般做7天试块等，以对混凝土强度尽量根据其龄期测定其发展，以明确确定其质量。
（5）施工中注意底板混凝土养护。
通过以上措施的实施，我们在进行回弹底板强度值的统计后发现回弹值全部合格。
4大体积混凝土施工阶段裂缝产生的原因
裂缝的出现极大部分是由于温差、收缩和地基不均匀沉降产生的变形引起的。在地下室施工时，因为上部荷载不大，地基下沉的可能性较小，主要还是由于温差和收缩变形引起的。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此我们非常重视预防裂缝的发生。
5该工程控制裂缝方法
5．1限制水泥用量降低混凝土内部水化热，对搅拌站提出以下要求：
（1）选择水泥。选用水化热较低的P.O42.5火山灰水泥。
（2）掺加磨细粉煤灰。在每立方米混凝土中掺加粉煤灰75kg，改善了混凝土的粘聚性和可泵性，还可节约水泥50kg。
（3）选用优质外加剂。为达到既能减水缓凝，又使坍落度损失小的要求，选用HEA型缓凝减水剂，可减少拌和用水10%左右，相应也减少了水泥用量，降低了混凝土水化热。
（4）采用中、粗砂，细度模数必须控制在2.3以上，含泥量控制在2％以下。
5．2控制混凝土浇筑温度
根据规范规定，对大体积混凝土的浇筑应合理分段分层进行，使混凝土温度均匀上升，浇前应在室外气温较低时进行，混凝土浇筑温度不宜超过25℃。如果混凝土的入模温度过高，要求搅拌站用冷水作为搅拌用水，也可将粗骨料遮盖，防止日晒以降低温度。
5．3混凝土下料振捣
混凝土下料振捣时按“斜面分层、循序退打”的原则进行，因基础为上翻式地梁，因此底板部分先浇筑并注意振捣密实，上翻梁部分在底板部分浇捣后2h再行浇筑，使底板混凝土有一定的沉落时间，混凝土浇筑至设计标高后，用长刮尺刮平，清除残余浮浆后用铁板打光，混凝土收水后用铁抹子反复压光，压闭混凝土表面毛细孔，提高混凝土防水性能和表面观感。
5．4注意混凝土施工的操作程序
除在施工中应切实按照《混凝土结构工程施工及验收规范》执行外，还应做好：
（1）控制好坍落度，我们在合同中提出所需砼的坍落度值。坍落度一般控制在120±20mm为宜。
（2）泌水，商品混凝土在浇振过程中会发生大量的泌水，当混凝土大坡面的坡脚接近尽端模板时，可改变混凝土浇捣方向，即从尽端往回，与原料坡相交成一个集水坑，用软轴泵及时排除。同时要及时排除后浇带中的泌水。
（3）商品混凝土的表面水泥浆较厚，在浇捣后要进行处理，一般先初步按设计标高用长刮尺刮平，再进行二次抹面，提高砼表层密度，消除收缩裂缝。
5．5加强混凝土保湿保温养护
混凝土抹压后，当人踩在上面无明显脚印时，随即用塑料薄膜覆盖严实，不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上盖两层草帘被保湿保温养护，以减少混凝土表面的热扩散，延长散热时间，减少混凝土内外温差。经实测混凝土3天内表面温度在48～55℃之间，且很少发现混凝土表面有裂缝情况。
5．6做好测温工作
底板混凝土测温测孔布置16组,立体布置，垂直方向布置三道。测温管使用一端封死的1.5cm薄皮管。测温管高出砼底板板面20mm。由专人负责连续测温一周，每间隔2h测一次，比规范规定每8h测2次的频度要大些。通过调节措施来控制混凝土中心最高温度和表面温度之差不超过会产生裂缝的临界温度。
6结语
大体积混凝土质量控制要通过设计、施工、材料优选等环节进行全面控制，采用了上述预控方法，经过了本工程实践，工程取得了良好效果。基础底板未发现有害裂缝，混凝土密实平整光洁，无蜂窝麻面。混凝土强度按《混凝土强度检验与评定标准》进行了测试，结果属合格。
参考文献：
[1]刘秉京．混凝土技术[M]．北京：人民交通出版社.2001（23）
[2]《高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用》北京:中国建筑工业出版社
