浅论大体积混凝土结构施工质量的监理控制

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【主题词】：大体积；混凝土；质量；监理；控制

【内容】

一、大体积混凝土裂缝成因分析

大体积混凝土结构由于其截面大，表面积相对较小，混凝土浇筑后胶凝材料的水化热释放会使混凝土结构体内外产生较大的温度差异，混凝土表面产生温度收缩约束应力，当这种应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土开裂，形成混凝土的表面裂缝和贯通裂缝 ，这两种裂缝均属于有害裂缝，直接影响混凝土结构耐久性，严重者甚至会造成结构破坏。

二、施工准备阶段的质量控制要点

2.1大体积混凝土施工前，监理单位应组织业内科研机构、建设单位、管理单位、设计单位、施工单位等有关方面资深专家召开专家咨询会进行专题论证，提出对专项施工方案的论证建议。

2.2审批施工单位编制的大体积混凝土专项施工方案。重点审查该方案对专家咨询会论证建议的响应情况、大体积混凝土的材料供应及施工组织方案、混凝土浇捣流程设计、控制温差措施、测温方案、冬施质量保证措施、混凝土养护措施、抗裂计算书及施工应急预案等几方面内容，使大体积混凝土专项施工方案能真正起到指导施工作用。

2.3总监理工程师要审核拟选商品混凝土供应单位的资质证书、营业执照、安全生产许可证等资质，组织相关单位对拟选混凝土搅拌站进行实地考察，重点审查该单位质量控制流程、质量保证体系的运行情况、生产供货能力能否满足现场浇注要求等。除此之外还应选择一家混凝土搅拌站作为备用应急，要求其所供应的商品混凝土组成的材料，如水泥、中砂、石子、外加剂、矿粉和粉煤灰等，品牌和质量技术参数一致，满足特殊情况下应急要求。

2.4做好大体积混凝土施工前的配合比试配试验，依据现场施工环境和条件，由监理、施工、混凝土搅拌站实验室等相关单位人员依据试配方案及初步拟定的配合比进行实验室试配，留置抗压、抗渗试块经试验取得一手数据，对拟定配合比进行适当调整，形成施工配合比。

2.5总监理工程师组织专业监理工程师依据大体积混凝土施工专项方案及工程特点，编制大体积混凝土施工监理实施细则，并组织监理人员有针对性地进行大体积混凝土施工监理控制要点的技术交底，明确大体积混凝土施工的监理重点，同时明确相关监理人员的职责，做到分工明确，责任到人。

2.6 结合专项施工方案的要求，专业监理工程师组织施工单位质检、生产管理人员对用于大体积混凝土施工的主要设备、材料包括混凝土输送泵、布料机、插入式振捣器、塑料薄膜、防火草帘、磨光机等进行全面检查，其性能、数量必须满足大体积混凝土连续浇筑的需要。

2.7 检查施工总包单位的专业培训和安全技术交底记录，检查并核实岗位责任制和交接班制度的制定和贯彻落实情况。

2.8 做好混凝土浇注前的隐蔽工程验收工作，监理工程师除进行常规的钢筋、模板分项工程验收外，还要重点检查测温传感器的规格、设置数量、加固措施等是否符合专项施工方案的要求。

2.9 总监理工程师应严把浇筑令的签发关，合理安排旁站监理人员，全面核查混凝土浇注准备包括内部、外部的各项准备工作落实情况，确保大体积混凝土连续、均衡浇注，防止质量、安全事故的发生。

三、大体积混凝土施工质量控制措施

3.1混凝土原材料的选用

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，从原材料的监理控制层面出发，必须对控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土的极限抗拉强度等方面全面考虑，可采取如下措施。

（1）优先选用水化热较低、安定性良好、细度适中的水泥品种配制混凝土，如中、低水化热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等，所用水泥其3d的水化热不宜大于240kj/kg，7d的水化热不宜大于240kj/kg,当混凝土有抗渗要求时，所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%。

（2）混凝土粗细、骨料的选择：石子粒径一般都要求采用连续级配，粒径为5~31.5mm且级配良好的石子，含泥量小于1%；砂宜选用中粗砂或粗砂，细度模数一般在 2.3~3.0 左右，含泥量小于2%，特别注意要对骨料的碱活性进行检验，应选用非碱活性骨料，控制混凝土总含碱量不超过3%。

（3）外加剂的品种、掺量应依据工程所用胶凝材料经试验确定，对外加剂进行复试时要求检测单位对混凝土硬化收缩性能做出评价，耐久性要求较高或寒冷地区的大体积混凝土宜采用引气减水剂。

（4）在混凝土中掺入能改善水化胶凝物质组成的矿粉，以降低水泥用量，延缓水泥水化反应时间，既能改善混凝土拌合物的和易性、可泵性，同时可大幅提高混凝土抗渗能力。

（5） 在混凝土中掺入适量粉煤灰，粉煤灰中的火山灰反应迟缓，发热速率较低，取代部分水泥可使混凝土内部顶峰温度显著降低，减少混凝土淤积水化热，有利于防止大体积混凝土开裂，要注意矿粉和粉煤灰总掺量不宜超过胶凝材料用量的50%。

3.2混凝土浇筑的质量控制

旁站监理工程师应全面跟踪检查进入现场的混凝土质量，检查要点包括：混凝土出厂合格证、原材料复试报告、开盘鉴定书、混凝土强度等级是否满足设计要求、目测混凝土拌合物的和易性和骨料用料规格、塌落度抽查（按照首车必测、隔三车抽测的频次抽查）等项内容，一旦发现异常情况，立即采取措施暂缓该车混凝土浇捣，并报告总监理工程师处理。

监理工程师应见证现场试验人员试块制作，制作组数应符合规范要求，一般情况下应包含标养试块、抗渗试块、同条件试块三类，试块抽取应有代表性，应反映不同强度等级、不同搅拌站及不同浇注班次、浇注部位的混凝土强度，试块拆模后应及时送至标准养护室存放，并与施工现场同条件养护混凝土试块同步制作，试块制作应在混凝土浇注工作面上进行。

商品混凝土到现场后严禁加水，若出现混凝土塌落度损失或产生离淅现象时，监理工程师应立即督促施工方协同搅拌站技术人员采用增加适量减水剂的方法高速搅拌处理，如果无法恢复混凝土拌合物的工艺性能时，应果断责采取措施责令不合格混凝土退出现场。

高层建筑大体积混凝土筏板基础的浇注大多采用斜面分层的浇注方法，该方法特点是“薄层浇注、一次到顶”，浇筑层厚度应控制在300~500mm，振捣方式宜选用分皮分层斜坡式振捣，混凝土振捣工作沿浇注的斜面同时展开，平行推进（见下图）。随着混凝土拌合物向前流动，坡脚区域极易形成漏振区，因此要特别注意坡脚混凝土振捣质量，适当增加振捣频次。旁站监理人员应密切监视现场检查混凝土振捣的均匀性，严禁出现振捣不实或漏振情况，经常观察浇捣面混凝土状况，一旦发现混凝土有初凝前兆（用钢筋插入有明显孔洞），应及时督促施工方调整局部混凝土浇捣顺序，避免出现冷缝。

大体积混凝土斜面分层浇注方法示意图

针对大体积混凝土的浇注，还应重点加强以下部位、环节的质量控制：

（1）对于深落深部位，如：承台、电梯井和设备井坑，浇注宜采用Φ150泵管出料口加接6米软管布料，控制混凝土自由落体高度不超过2米的规定标准，防止产生混凝土离淅，同时应采用平面分层的浇注方法单独浇注，掌握好与底板积混凝土浇筑的插入时间。

（2）大体积混凝土常温下浇注入模温度宜控制在25°以内，炎热气候条件下控制在30°以内，可采取遮盖、洒水、拌冰屑等原材料降温措施降低混凝土入模温度，并依据混凝土抗裂计算书的要求及时采取内部降温措施；冬季施工条件下浇注入模温度不得低于5°，浇注完毕应依据测温数据变化及时采取表面保温覆盖措施，降低内外温差，防止有害裂缝的出现。

（3）混凝土浇筑过程中，应采取防止受力钢筋、定位筋、预埋件、钢板止水带移位和变形的措施，并应及时清除混凝土表面的泌水。

（4）在完成混凝土的浇注工序后，为防止混凝土在硬化过程中出现表面龟裂现象，要及时进行二次抹面处理工序：在混凝土初凝后先人工用木抹拍打整平，使混凝土的浆料渗出，然后用力进行抹压直至压平，第二次抹面宜在混凝土临近终凝前采用燃油磨光机抹压。

3.3混凝土养护的质量控制

大体积混凝土冬季施工的环境中，对于混凝土的养护，既要考虑其自身的抗裂要求，又要考虑混凝土冬季施工的抗冻要求。大体积混凝土浇注完毕的最初三天内，胶凝材料水化反应使混凝土处在升温阶段，混凝土内部温度可达60°~70°，而环境温度为负温，故应采用保温、保湿及缓慢降温的技术措施，以减少混凝土表面热量的过快扩散，缩小内外温差，降低温度应力，防止有害裂缝产生。具体做法为混凝土二次抹压完成后适量洒水并立即覆盖两层塑料薄膜及两层保温防火草帘被进行保温养护。监理工程师根据大体积混凝土专项施工方案的相关要求，严格检查混凝土保湿、保温措施落实情况，发现问题及时发出监理指令要求施工单位整改。保温覆盖层的拆除应征得监理工程师同意后，分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20°时才能全部拆除。

大体积混凝土保湿养护时间一般不少于 14 d，并应根据浇注体中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期，监理人员在日常巡视过程中应经常检查塑料薄膜的完整情况，确保保持混凝土表面湿润状态。

3.4 混凝土的测温监测控制

混凝土在浇捣过程中以及养护期内，专业监理工程师应仔细检查施工单位温度监测记录，并详细记录混凝土浇注体内最高升温、内外温差、降温速率及环境温度变化情况，逐日将监测数据计入监理日志。一般来讲混凝土浇注体在入模温度基础上的峰值温升不宜大于50°；里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25°；平均降温速率不宜大于2°/天；表面与大气温差不宜大于20°，当内外温差超过 23℃时，为系统报警值，应及时书面通知并督促施工单位及时采取保温措施，调整保温层厚度。

3.5 其他质量控制措施

（1）当大体积混凝土的设计厚度大于 3 m 时，建议通过设计计算考虑在大体积混凝土内部采取冷却水循环降温措施，依据温度监测控制系统数据情况，通过调节冷却水循环系统中水的流速达到控制内外温差的目的。

（2）在大体积混凝土的基础内设置必要的温度配筋，在截面变形和转折处，底、顶板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加抗拉斜向构造配筋，以改善应力集中状态。也可建议设计人员将混凝土表面温度分布筋做适当调整，一般做法为Φ8@120，这种即细又密的温度构造配筋可以有效增强大体积混凝土抵抗温度应力的能力。

（3）在满足设计规范要求的前提下，在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过 20%的毛石，减少混凝土的用量，以达到降低水化热和节省水泥的目的改善约束条件，削减温度应力。

（4）对于超长结构的大体积混凝土，宜采用留置变形缝、设置施工后浇带、跳仓法施工等措施控制结构不发生有害裂缝。

（5）在大体积混凝土基础与垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如铺设 30~50 mm 厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料板，以消除嵌固作用，释放约束应力。

（6）提高混凝土本身的极限拉伸强度。选择良好且连续极配的粗骨料，严格控制含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减少收缩变形，加强混凝土早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量，也是预防混凝土收缩裂缝的措施之一。

四、大体积混凝土的信息化施工

采用专用设备进行信息化控制，是大体积混凝土施工测温和温度控制的先进做法。测温监测设备能随时监控混凝土内的温度变化，及时通知施工人员调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和温差不至过大，以有效控制裂缝的出现。

4.1 温度监测

测温监测设备可采用型号为“LTM-8303”的“大体积混凝土多点温度微机测量系统”，温度传感器采用进口高精度集成电路作感温元件，性能卓越。测点温度、温差以及环境温度的数据与曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差达到23°预警值时，系统会自动报警。测温点的布置应考虑大体积混凝土浇筑顺序，在各区域均匀布置，以核心区为重点。

4.2 监测数据采集及分析处理

自混凝土开始浇筑开始，即应进行温控数据采集，记录内容包括每次测温时间、各测点温度值、各部位保温材料的覆盖、去除时间、养护和恢复保温时间。根据各测点所测温度汇总混凝土温度监测情况表，并绘制混凝土升降温曲线。每天汇总一份测温报告，相关人员会签并以表格和变化趋势两种形式上报项目监理部和业主。

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