陈斌
广东建科建设咨询有限公司 广东广州 510000
1、引言
对于大型桥台、挡土墙等常见市政工程中存在的大体积混凝土工程，目前已具备成熟的质量保证措施，但对于某些特殊工程 如埋地式净水厂底板大体积抗渗混凝土施工质量控制，因防水等级高、抗裂要求高、强度较高的特点，一般传统的施工措施已不能满足质量保证要求，需要对其质量控制关键技术进行研究并制定一整套的综合技术措施以满足现场混凝土的质量保证。
2、工程项目概况
某净水厂土建工程，采取全地埋建筑形式，地下二层，建筑面积达31300㎡，结构类型采用桩基承台式筏板基础、钢筋混凝土框架主体结构。底板混凝土强度等级为C35 ，抗渗等级为P8，底板厚度1.3m，局部厚度达2.0m，属大体积混凝土工程。地质水文情况为：场区地表覆盖层主要以第四系堆积层、冲洪积层、残积土层为主，下部基岩主要为石炭系页岩、炭质页岩和灰岩。冲洪积层（Q3al+pl）包含：粉质粘土层、细砂层、粗砂层、砾砂层，其中细砂、粗砂及砾砂层为场区主要含水层，具承压性，含水丰富。据地质资料显示，场区的地下水水位埋深0.80～1.80m。全地埋净水厂底板埋深约13.6m，为保证工程底板大体积抗渗混凝土施工质量，针对工程项目的特点研发了一套综合控制技术措施，其技术核心为“精控施工配合比+分区、分层连续施工+信息化测温养护综合控制技术”，即通过配制低水化热、强抗拉性的高性能混凝土，浇筑过程采用科学合理的分区、分层浇筑方案，浇筑及养护利用信息化温度控制技术以保证大体积混凝土施工质量。
3、精控施工配合比
3.1合理选择混凝土原材料
针对工程大体积抗渗混凝土的特殊性，对主要材料提出较高的要求。
（1）水泥：为防止普通水泥水化热较高，应用到大体积混凝土中，容易因水化热不易散发，造成混凝土内、外温差过大，使混凝土表面及内部产生温度裂缝。针对基础部分C35、P8混凝土试配，选用P.O 42.5水泥，通过掺加适量的矿粉以改善混凝土的工作性能、降低水化热、保证后期强度、改善混凝土的内部结构，提高抗渗和抗腐蚀能力。
（2）粗骨料：采用5～31.5mm连续级配碎石，含泥量不大于1%。针片状及压碎指标满足标准要求，最大粒径较大、级配连续有利于减少水泥用量、增强混凝土的和易性，从而减小水泥水化热，降低混凝土升温速度。
（3）细骨料：采用中粗砂，细度模数控制在2.6～3.0之间，含泥量不大于3%。中粗砂的选用可达到在保证同等强度下，减少用水量及水泥用量的效果，从而降低水化热、减小混凝土内外温差、减少混凝土收缩裂纹的发生。
（4）粉煤灰：针对现场泵送混凝土的需要，为了改善混凝土的和易性及流动性，考虑掺加适量的粉煤灰，粉煤灰等级为I级，粉煤灰取代水泥的最大限量控制在15%以内。
（5）外加剂：为保证C35、P8混凝土的强度及防水性能、试配补偿收缩混凝土，拌和物中掺入适量复合型抗裂防水剂或减水剂，可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量由工程项目建设单位委托有资质的检测机构试配确定。
（6）混凝土拌合用水：选用自来水或经检测达到标准的其他水源。
3.2配合比设计控制
（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，项目建设单位按规范要求事先委托有资质的试验检测机构进行设计配合比试配，同时要求商品混凝土搅拌站，根据设计技术要求及配合比，确定现场施工配合比，并在浇筑前进行现场混凝土试拌。
（2）混凝土配合比配制前应提前对原料进行检测，保证混凝土拌合物的原材料达标。对水泥及活性胶凝材料进行水化热分析，对拌和物的泌水率、可泵性及大体积混凝土裂缝控制技术，进行针对性的检测及试验。
（3）采用I级粉煤灰做为活性胶凝材料，与水泥进行等量代换，以降低混凝土拌和物的水化热、延缓强度增长。
（4）在配料中填加矿渣微粉，有利于降低混凝土的干缩和徐变值，同时优化混凝土结构，提高抗掺性能。
（5）设计配合比必须经监理单位审核确认后方可使用，督促商品搅拌站加强对水泥、粗、细骨料等原材料的质量控制，定期对砂、石含水量进行抽测，合理调整施工配合比。
3.3商品砼供应
（1）为了保证混凝土能够及时运送到工地，施工总包方应会同商品混凝土供应商对运输线路进行考察。确定搅拌站到工地的线路，同时对运输线路上的车流量高峰时间进行了分析，合理调整运输方案,确保混凝土及时送到现场。
（2）为预防混凝土在浇筑过程中，出现停、断供情况，施工总包单位与商品混凝土供应商应及时沟通，保证混凝土浇筑作业时现场停靠等待浇筑的混凝土的搅拌车不少于5台，并充分考虑早、晚高峰期的车辆拥堵影响。
（3）混凝土搅拌运输车装料前需将拌筒中积水排净。运输途中，拌筒以1～3r/min运行，以防止混凝土离析。严禁在混凝土运输车上加水或其它材料以改善混凝土的流动性。
4、混凝土分区、分层浇筑
工程底板结构厚度大，混凝土工程量大，工程结构防水质量要求高，因此同一分区的底板未设施工缝，要求施工过程整体连续浇筑，为保证浇筑过程中不出现施工冷缝，底板（含部分侧墙）浇筑混凝土时采取平面合理分区、区段内水平斜向分层的连续浇筑方式。
4.1合理安排分区浇筑
整个底板划分为8个施工浇筑区段，具体分区情况如图1所示。
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图1混凝土分区浇筑图
4.2区段内混凝土分层连续浇筑
（1）浇筑方向：从东往西斜面分层浇筑。为不使上、下两层浇筑面产生施工冷缝，要在下一层混凝土初凝之前浇筑上一层混凝土，并采取二次振捣法，在振捣上一层时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，使之更好的结合。为保证插入深度，现场采用在距振捣棒端部捆绑红色皮筋作为深度标记的方式。
（2）浇筑方式：底板大体积混凝土采用斜向分层浇筑方式，具体如图2所示。
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图2混凝土分层浇筑示意图
（3）浇筑组织：配备2台混凝土固定泵进行浇筑，施工中2台泵同时从底板短边一侧开始向另一侧连续推进浇筑。混凝土采取水平分层浇筑的方式，采用1:6的坡度，每层浇筑的厚度控制在30～50cm，每个区域斜面推进面积约3m，宽度方向约20m，每台泵车每小时混凝土输出量40m3。
5、信息化温度控制养护技术
为了有效的控制混凝土内外温差，使混凝土内、外温差控制在20℃以内，防止混凝土强度增长过程中裂缝的产生，混凝土养护必须采用信息化测温控制技术。
5.1混凝土的测温频率：
（1）现场派专人，按表1要求的频率进行温度测量、记录、及时对温度数据进行分析，并反馈给专业技术人员，以便当内、外温差接近20℃时采取相应管控措施。
表1测温频率及要求
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5.2测温点布设方法
工程测温采用预埋电阻测温器进行测温，测温管布置具体如图3所示。
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图3测温点布置方法示意图
5.3测温点布置原则
（1）底板测温点在浇筑平面上的分布如图4所示。
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图4底板测温点分布图
（2）为避开墙柱位置，在平行轴线外侧3.0m布置测温点，测温点间距为2.0m。
（3）每个测温点沿底板厚度方向设置1组(共3个)测点，底板沿外侧墙板 1300mm厚的筏板基础向内测量3m设置12组测温孔。测温孔的外表以内50mm、正中、地面上50mm处必须设置。测温孔布置部位如图5所示。
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图5底板测温孔布置示意图
6、其他辅助措施
6.1混凝土的振捣质量控制
振捣是大体积混凝土浇筑过程的重要环节，底板混凝土振捣采用插入式振捣器，采用以ZN70型为主，个别钢筋较密处辅以ZN50型的振捣器组合形式。
（1）振动器的振捣要做到快插慢拔。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，并使下层混凝土内气泡排出；慢拔是为了使混凝土填满振动棒抽出时所造成的空洞。
（2）振动器插点要均匀排列，每一插点要掌握好振捣时间，过短不易捣实，过长可能引起混凝土产生离析现象。每点振捣时间应视混凝土表面呈水平状且不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。
（3）为保证混凝土表层的密实度及增加抗裂性，表层混凝土采取二次振捣工艺。待第一次混凝土振捣完成20～30min并已浇筑出一定面积后，在混凝土初凝前，再进行第二次振捣 。在振捣过程中，避免触及钢筋、模板，以免发生移位、跑模现象。
（4）混凝土表面用木抹子拍实搓压后，再用铁抹子压光，保证混凝土表面的密实度和光洁度，二次抺面完成后立即覆盖一层塑料薄膜，以减缓混凝土表面失水速度，防止表面龟裂。
6.2混凝土泌水处理及防治
混凝土自浇筑完成至开始初凝过程中，由于粗、细骨料和水泥浆的下沉及水分的上浮，已浇筑混凝的表面会析出水分，形成泌水，使混凝土表面拌合物的含水量增加，同时产生大量浮浆，最终造成底板面层混凝土强度偏低，影响混凝土握裹力，混凝土表面产生裂缝。
大体积混凝土基础底板在浇筑振捣过程中，可利用混凝土表面坡度，使泌水延坡面流至浇筑前方，随着混凝土浇筑向前渗移，最终集中在底板浇筑终端后，排除形成一个集水坑，派专人随时将积水清除，并用扫帚将混凝土表面浮浆清除。
6.3砼的养护
（1）混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖1层塑料薄膜，然后在上面覆2层土工布进行保温。养护浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。混凝土养护时间不得少于14d。
（2）新浇筑的砼水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保湿、保温自养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。
（3）停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热。
7、工程实施效果
工程项目基础底板自2019年9月6日开始施工至2019年11月22日，用时78天，顺利完成了各区段内大体积抗渗混凝土的连续浇筑，混凝土强度及抗渗试件合格率100%，底板未发现影响结构质量的裂纹，地基与基础分部验收合格。该工程目前已竣工验收并交付使用。
8、结论
本文结合工程实例，对全地埋净水厂底板大体积抗渗混凝土连续浇筑施工降水化热、防裂综合控制技术进行分析和研究，从原材料控制、混凝土浇筑及后期养护等多方面总结了大体积抗渗混凝土施工关键技术要点，技术成果在工程实际中成功运用，取得了良好的效果。
参考文献
[1] GB50496-2018《大体积混凝土施工标准》
[2] GB50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》
[3] 何永，地铁车辆段2.5m超大超厚盖板转换层施工关键技术研究，广东土木与建筑，2020年11月