[科普中国]-钢筋混凝土垫层

钢筋混凝土垫层是钢筋混凝土基础与地基土的中间层，作用是使其表面平整便于在上面绑扎钢筋，也起到保护基础的作用，都是素混凝土的，无需加钢筋。如有钢筋则不能称其为垫层，应视为基础底板。

钢筋混凝土基础受力钢筋的保护层：当有垫层时为40mm；无垫层时为70mm。

关于垫层的厚度在《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011中第8.2节中规定：

扩展基础的垫层的厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级不宜低于C10。

扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。

在无筋扩展基础中不必使用垫层。无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。1

垫层作用起找平、隔离和过渡作用。

1、方便施工放线、支基础模板。

2、确保基础底板筋的有效位置，保护层好控制；使底筋和土壤隔离不受污染。

3、方便基础底面做防腐层。

4、找平，通过调整厚度弥补土方开挖的误差，使底板受力在一个平面，也不浪费基础的高标号砼。

褥垫层是CFG复合地基中解决地基不均匀的一种方法。如建筑物一边在岩石地基上，一边在粘土地基上时，采用在岩石地基上加褥垫层（级配砂石）来解决。

褥垫层是桩体复合地基形成的必要条件,没有褥垫层,桩间土不能充分发挥其承载能力,因而也就不能形成桩体复合地基;

垫层指的是设于基层以下的结构层。其主要作用是隔水、排水、防冻以改善基层和土基的工作条件。其材料可以是砂、陶粒、砂浆、混凝土等。

本质上来说：褥垫层是传力层，而垫层是保护隔离层。

调整荷载对地基的应力分布，防止应力集中。

褥垫层可以保证基础始终通过褥垫层把一部分荷载传到桩间土上，调整桩和土荷载的分担作用。

1、在严寒、寒冷地区垫层主要是抗冻胀。

2、当建筑物基础不好时，通过换填提高地基承载力，如房屋基础、桥梁基础等。

3、过渡作用，如：沥青心墙与堆石。

4、反滤作用，如：土石坝中排水体（贴坡排水、辱垫排水等）。

砂石垫层，（二片石垫层） 可以减少沉降量，一般情况，基础下浅层的沉降量中所占得比例较大，由于主体侧向变形引起的沉降，理论上也是浅层部分占得比例较大，以垫层材料代替软弱土层，可大大减少这部分的沉降量。

抗冻胀机制垫层的主要作用是通过改善渠基土的水分场和温度场，使得冻胀发生的3个因素在一定程度上被削弱，从而达到抗冻胀的目的。其抗冻胀机制包括以下几点：

（1）垫层一般采用粗粒土，吸水难、排水易，也给垫层下土层留了一定的排水缓冲时间。

（2）粗粒土的热物理参数随着含水率和密度的改变而改变，在一定程度上影响了冻结深度。

（3）水分环境相同时，粗粒土中持水量低于原基土，使得土板间冻结力在发生冻结后减小，衬砌板受力得到改善。

（4）粗粒土与细粒土分层填筑时，其有一定的“阻毛减渗”作用，削弱了地下水的影响。2

工程质量管理依据标准《地下防水工程质量验收规范》 GB50208-2002

《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300-2013

《建筑地面工程施工质量验收规范》 GB50209-2002

《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》 TB10752-2010

《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010

施工准备2.1材料及主要机具：

2.1.1水泥：宜用32.5号硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

2.1.2砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。

2.1.3石子：卵石或碎石，粒径为0.5～3.2cm，含泥量不大于2%。

2.1.4混凝土搅拌机、磅秤、手推车或翻斗车、尖铁锹、平铁锹、平板振捣器、串桶或溜管、刮框、木抹子、胶皮水管、铁錾子、钢丝刷。

2.2作业条件：

2.2.1主体结构工程质量已办完验收手续，门框安装完，墙四周已弹好+50cm水平标高线。

2.2.2穿过楼板的暖、卫管线已安装完，管洞已浇筑细石混凝土，并已填塞密实。

2.2.3铺设在垫层中的水平电管已做完，并办完隐检手续。

2.2.4在首层地面浇筑混凝土垫层前，穿过室内的暖气沟及沟内暖气管已做完，排水管道作完并办完验收手续，室内回填土已进行分项质量检验评定。

操作工艺3.1工艺流程：

基层处理→找标高、弹水平控制线→混凝土搅拌→铺设混凝土→振捣→养护。

3.1.1基层处理：把粘结在混凝土基层上浮浆、松动混凝土、砂浆等用錾子剔掉，用钢丝刷刷掉水泥浆皮，然后用扫帚扫净。

3.1.2找标高弹水平控制线：根据墙上的+50cm水平标高线，往下量测出垫层标高，有条件时可弹在四周墙上。

3.1.3混凝土搅拌

3.1.3.1根据配合比（其强度等级不宜低于C15），核对后台原材料，检查磅秤的精确性，作好搅拌前的一切准备工作。后台操作人员认真按混凝土的配合比投料，每盘投料顺序为石子→水泥→砂→水。应严格控制用水量，搅拌要均匀，搅拌时间不少于90s。

3.1.3.2按《建筑地面工程施工质量验收规范》的要求制作试块。试块组数，按每一楼层建筑地面工程不应少于一组。当每层建筑地面工程面积超过1000m2时，每增加1000m2各增做一组试块，不足1000 m2按1000 m2计算。

3.1.4铺设混凝土：混凝土垫层厚度不应小于60mm。为了控制垫层的平整度，首层地面可在填土中打入小木桩（30mm×30mm×200mm），拉水平标高线在木桩上做垫层上平的标记（间距2m左右）。在楼层混凝土基层上可抹100mm×100mm，找平墩（用细石混凝土），墩上平为垫层的上标高。

大面积地面垫层应分区段进行浇筑。分区段应结合变形缝位置、不同材料的地面面层的连接处和设备基础位置等进行划分。

铺设混凝土前先在基层上洒水湿润，刷一层素水泥浆（水灰比为0.4～0.5），然后从一端开始铺设，由室内向外退着操作。

3.1.5振捣：用铁锹铺混凝土，厚度略高于找平堆，随即用平板振捣器振捣。厚度超过20cm时，应采用插入式振捣器，其移动距离不大于作用半径的1.5倍，做到不漏振，确保混凝土密实。

3.1.6找平：混凝土振捣密实后，以墙上水平标高线及找平堆为准检查平整度，高的铲掉，凹处补平。用水平木刮杠刮平，表面再用木抹子搓平。有坡度要求的地面，应按设计要求的坡度做。

3.1.7养护：已浇筑完的混土垫层，应在12h左右覆盖和浇水，一般养护不得少于7d。

3.1.8冬期施工操作时，环境温度不得低于+5℃。如在负温下施工时，所掺防冻剂必须经试验室试验合格后方可使用。氯盐掺量不得大于水泥重量的3%。小于、等于C10的混凝土，在受冻前混凝土的抗压强度不得低于5.0N/mm。

质量标准4.1 水泥混凝上垫层铺设在基土上，当气温长期处于0℃以下，设计无要求时，垫层应设置伸缩缝。

4.2 水泥混凝上垫层的厚度不应小于60mm。

4.3 垫层铺设前，其下一层表面应湿润。

4.4 室内地面的水泥混凝土垫层，应设置纵向缩缝和横向缩缝；纵横向缩缝间距均不得大于6m。

4.5 垫层的纵向缩缝应做平头缝或加肋板平头缝。当垫层厚度大于150mm 时，可做企口缝。横向缩缝应做假缝。

平头缝和企口缝的缝间不得放置隔离材料，浇筑时应互相紧贴。企口缝的尺寸应符合设计要求，假缝宽度为5～20mm，深度为垫层厚度的1/3，缝内填水泥砂浆。

4.6 工业厂房、礼堂、门厅等大面积水泥混凝土垫层应分区段浇筑。分区段应结合变形缝位置、不同类型的建筑地面连接处和设备基础的位置进行划分，并应与设置的纵向、横向缩缝的问距相一致。

4.7 水泥混凝土施工质量检验尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204 的有关规定。

Ⅰ主控项目

4.8 水泥混凝土垫层采用的粗骨料，其最大粒径不应大于垫层厚度的2/3；含泥量不应大于2%；砂为中粗砂，其含泥量不应大于3%。

检验方法：观察检查和检查材质合格证明文件及检测报告。

4.9 混凝土的强度等级应符合设计要求，且不应小于C15。

检验方法：观察检查和检查配合比通知单及检测报告。

Ⅱ一般项目

4.10 水泥混凝土垫层表面的允许偏差应符合表4.10的规定。

检验方法：应按GB 50209-2002表4.1.5 中的检验方法检验。

水泥混凝土垫层表面允许偏差及检验方法表4.10

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成品保护5.1在已浇筑的垫层混凝土强度达到1.2MPa以后，才可允许人员在其上走动和进行其它工序。

5.2在施工操作过程中，注意运混凝土小车不要碰动门框（应预先有保护措施），并在铺设混凝土时要保护好电气等设备暗等。

5.3混凝土垫层浇筑完满足养护时间后，可继续进行面层施工，如继续施工时，应对垫层加以覆盖保护，并避免在垫层上搅拌砂浆。存放油漆桶等物以免污染垫层，影响面层与垫层的粘结力，而造成面层空鼓。

质量问题6.1混凝土不密实：主要由于漏振和振捣不密实，或配合比不准及操作不当而造成。基底未洒水太干燥和垫层过薄，也会造成不密实。

6.2表面不平、标高不准：操作时未认真找平。铺混凝土时必须根据所拉水平线掌握混凝土的铺设厚度，振捣后再次拉水平线检查平整度，去高填平后，用木刮杠以水平堆（或小木桩）为标准进行刮平。

6.3不规则裂缝：垫层面积过大、未分段分仓进行浇筑、首层暖沟盖板上未浇混凝土、首层地面回填土不均匀下沉或管线太多垫层厚度不足60mm等因素，都能导致裂缝产生。

质量记录7.1水泥出厂合格证。

7.2混凝土试块强度试验记录及混凝土质量评定表。

7.3有防水要求的地面，防水材料出厂合格证及试验记录、隐检记录。

7.4垫层混凝土分项工程质量检验评定表。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学