浅析地下室大体积混凝土裂缝控制技术
随着我国超高层建筑数量的增多，大体积混凝土在地下室基础设计中的应用也越来越常见，大体积混凝土施工比较复杂，技术含量较高，而多数地下室大体积混凝土又有防渗要求，在施工中要防止因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝的产生，需要从设计上、材料选择上、施工技术措施等各方面做好充分的准备，才能确保地下室底板大体积混凝土的施工质量。
一、工程概况
本工程是浙江省慈溪市中心一座集商业、公寓式酒店、办公为一体的现代化城市综合体建筑，地上部分1～6层为酒店裙房，7～54层为公寓式酒店及皇冠假日酒店;地下一层为自行车库、酒店地下配套用房、设备用房及汽车库，地下二、三层为机动车库及设备用房、平战结合人防单元，总体建筑面积为144119㎡。地下室单层面积约12100㎡，基础大底板分为A、B、C三个作业区，A、B区为900mm厚裙房筏板基础，底板底标高-13.50m,C区为3500 mm厚主楼基础，主楼底板底标高-15.10m,设计采用C40混凝土，防渗等级为P8，整个基础混凝土A区2400m3、B区4500m3、C区16800m3。
二、施工准备工作
基础大底板混凝土施工技术要求比较高，在施工中要防止因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝的产生，需要从设计上、材料选择上、施工技术措施等各方面做好充分的准备，才能确保地下室底板大体积混凝土的施工质量。
本工程采用商品混凝土，混凝土搅拌站根据A、B、C三个作业区的浇筑要求对 A区按C40混凝土28d强度，B、C区按C35混凝土60d强度进行了配合比试验(因A区浇筑后局部出现了贯通裂缝，设计院将B、C区C40混凝土28d强度变更为C35混凝土60d强度)。施工配合比如下：
三、裂缝控制的主要措施
1、降低混凝土的浇筑温度
外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高。混凝土温度增高，将加速水泥的水化反应，使混凝土升温很快达到峰值，不利于降低混凝土的最高温度和减小内外温度差。本工程拟采取以下方法降低混凝土的浇筑温度。
1)、尽量在环境气温较低的晚上和清晨开始浇筑混凝土;
2)、降低砂、碎石、水泥等原材料的温度。露天堆积的碎石应喷水，或加冰屑进行冷却，储砂料仓需搭设凉棚，水泥储罐需定时喷水进行降温;
3)、拌合用水应在混凝土开盘前的1小时从机井中抽取地下水，蓄水池应搭建凉棚，避免阳光直射。
2、混凝土浇筑
混凝土浇筑时采用整体分层连续浇筑，每层浇筑厚度控制在30～50cm，分层间隔浇筑时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣器插入下层混凝土5cm～10cm，振捣时，振动棒垂直插入，快入慢出，其移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍，即45～60cm。振捣时插点均匀，成行或交错式前进，以免过振或漏振，振棒振动时间约20～30s，每一次振动完毕后，边振动边徐徐拔出振动棒。振捣时注意观察到混凝土不再下沉，表面泛浆、无气泡，水平有光泽时缓慢抽出振捣器，振捣时注意不碰松模板或使钢筋移位。
3、混凝土的保温养护
混凝土浇筑完毕后转入养护阶段。防止混凝土开裂的一个重要原则是尽可能使新浇筑混凝土少失水分及内外温差控制在允许范围内(不大于25℃)。混凝土表面干燥或水分蒸发过快和温度下降幅度较大时，都足以引起表面混凝土开裂，且裂缝会向内发展。因此，要尽量长时间的保温和保持混凝土表面湿润，以使其表面缓慢冷却、干燥，使混凝土能够产生足够的强度以抵抗温度拉应力。
本工程主楼3.5m厚基础内沿板厚度方向每间隔0.7m，水平间距1m设置了三层通水降温管，降温管采用直径30mm铁管，钢筋绑扎时利用钢筋骨架预埋固定在基础内。混凝土浇筑完成后，采用地下水通水人工导热，降低混凝土内部温度。
4、混凝土温度的监控
每个塔楼底均匀设置9个监测位置，监测点沿板厚方向50cm设置一个测温器，共计162个监测点。
测温点传感线缆在混凝土浇筑前须准确定位，以防止在混凝土浇筑的过程中移位而造成测量数据失真。具体固定方法为：依照测点布置的平面位置，在每个塔楼基坑内准确埋设9根长4.5m的Φ28的钢筋。其中埋入基底0.7m，露出地面部分为3.8m，钢筋须焊止水片，埋设后须确保预置钢筋的稳定性，不松动、不摇晃。然后用扎丝按照测层布置高度，将传感线缆的测温头绑扎固定在预置的钢筋上。
在混凝土浇筑完毕后的升温和峰值持续阶段，即开始的3～4天，每隔2小时测温1次;待升温趋于平稳后的降温阶段，每4小时测温1次。在测量混凝土内部温度的同时，测量外界的环境温度。根据测点编号顺序，记录所测温度数据，当测位的混凝土内外温差小于25℃并趋于稳定时为止，拟定温测持续时间为14天。
所有测温孔进行编号以便进行混凝土内部不同深度表面深度的测量。对测量人员经行培训，并安排责任心强的专人进行定时测设、记录，作为对混凝土施工质量的控制依据。
在测温过程中，当发现内部温度差超过25℃或温度异常时，应及时通知技术部门和项目部技术负责人，以便及时采取措施防止混凝土产生温差应力和裂缝。
四、基础底板大体积混凝土施工裂缝控制措施：
1、选用低水化热水泥，尽量减少水泥水化热，推迟放热高峰出现的时间，宜采用60d或90d龄期的混凝土强度作为设计、混凝土强度评定及工程验收的依据，以降低水泥用量。
2、掺入粉煤灰可替代部分水泥，减低水泥用量，推迟放热高峰出现的时间，改善混凝土和易性;掺入膨胀剂、聚丙烯抗裂纤维，可以补偿混凝土收缩，防水裂缝产生。
3、骨料的级配、粒径和含泥量应严格控制，细骨料采用中粗砂，其细度模数控制在2.5～3.2之间，含泥量不应大于3%，优先选用优质河砂，严禁使用未经淡化的海砂;粗骨料选用5～25mm质地坚硬的机碎石，并应连续级配，含泥量不应大于1%，其中片状碎石不宜大于20%。合理选用粒径较大、连续级配良好的碎石和平均颗粒较大的中粗砂拌制混凝土，可减少了水和水泥用量，从而使单位体积混凝土的水泥水化热减少，降低了混凝土的温升，减小混凝土的收缩，能更好的防治裂缝产生。
4、夏季施工时，应采用冰水拌合、砂石料场遮阳、混凝土运输管道全程覆盖洒冷水降温等措施降低混凝土的出仓和入模温度，必要时可采用预埋冷水管进行人工导热，以减少混凝土硬化过程中的温度应力值。
5、采用整体分层分段、跳仓法浇筑混凝土，分层振捣密实以使混凝土水化热尽快散失;采用跳仓法施工，让每块混凝土经过短期应力释放后，再将若干小块体连成整体，依靠混凝土抗拉强度抵抗下一段的温度收缩应力，从而防止裂缝产生;还可以采用二次振捣和二次抹面的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力。
6、做好测温工作和人工通水导热工作，随时控制好混凝土内的温度变化，及时调整降温管通水流量、保温及养护措施，使混凝土在入模温度的基础上温升值不大于50℃，混凝土的里表温差及混凝土表面与大气温差均不超过25℃，混凝土的降温速率不超过2℃/d。
7、进行及时有效的保温保湿养护，养护时间不少于14天，使混凝土硬化过程中产生的温度应力小于混凝土本身的抗拉强度，从而可避免混凝土产生贯通性的有害裂缝。
五、总结
综上所述，地下室底板大体积混凝土的施工质量除了必须满足强度、整体性、抗渗等要求外,还必须解决控制因变形而产生裂缝的技术难题。本工程由于在设计上、构造上采取了必要的措施,在施工过程中对混凝土的原材料、配合比、浇筑、养护、温度检测等进行了严格控制,有效地限制了地下室底板混凝土的裂缝产生，从而达到了理想的效果。
