上海中環(huán)投資開發(fā)集團(tuán)有限公司 上海 200060

1 工程概況

?？谥协h(huán)國際廣場項(xiàng)目位于?？谑袨I海大道南側(cè)，國貿(mào)三橫路東側(cè)，位于?？谑兄行姆比A地段。項(xiàng)目建筑面積約100 000 m2，高度153 m，地上39 層、地下3 層。項(xiàng)目底板南北長101.6 m、東西寬84.6 m，基坑面積約8 200 m2。底板厚度：主樓區(qū)域?yàn)?.2 m，局部電梯深坑區(qū)厚度為5.4 m，裙房部分底板厚度為1.2 m，混凝土總方量約16 000 m3?；炷翉?qiáng)度等級為C35，抗?jié)B等級P10。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，底板由后澆帶分為3 個(gè)區(qū)塊，后澆帶寬800 mm，總長約120 m，項(xiàng)目效果圖及底板分區(qū)如圖1與圖2所示。

圖1 項(xiàng)目效果圖

2 底板工程難點(diǎn)分析

（a）底板施工的自然環(huán)境以及氣候環(huán)境。?？诘貐^(qū)位于我國最南端，屬于熱帶板塊的地段，是典型的夏熱冬暖氣候類型，根據(jù)氣象資料，每年的5～10月都可以是高溫天氣，平均氣溫能達(dá)到30 °C，太陽直射溫度更可以高達(dá)45 °C～50 °C，相對濕度可以達(dá)到85%，如何在這種典型的高溫高濕環(huán)境下進(jìn)行大體積底板施工是必須要面對的一個(gè)難題[1]。

圖2 底板分區(qū)示意

（b）原材料供應(yīng)以及交通管制問題。由于?？谔幱诤u地區(qū)，區(qū)內(nèi)的攪拌站無論從數(shù)量上還是規(guī)模上都和北京、上海、廣州等大城市無法比擬，且項(xiàng)目地處?？谑兄行牡囟?，當(dāng)?shù)亟痪瘜ν练杰囈约盎炷翑嚢柢嚩加兄鴩?yán)格的交通管制，如何確保原材料混凝土的及時(shí)、連續(xù)供應(yīng)也是必須要解決的問題。

（c）原設(shè)計(jì)考慮大底板應(yīng)該有足夠的剛度調(diào)平能力，因此在整個(gè)大底板區(qū)域內(nèi)按照8 100 mm的柱距在2 個(gè)方向都布置了暗梁，暗梁截面尺寸800 mm×1 200 mm或者800 mm×2 200 mm，在柱子和暗梁的節(jié)點(diǎn)處鋼筋交叉密集，澆筑混凝土?xí)r必須考慮此處混凝土的澆搗。

（d）為了保證主樓、裙樓底板良好的受力性能，設(shè)計(jì)院要求一次性連續(xù)澆筑，需要按照后澆帶的位置將整體底板分為3 個(gè)區(qū)域，需要合理確定泵車布置、澆筑線路、施工順序。

（e）由于底板體積大，局部最大厚度為5.4 m，混凝土水化熱大、溫升高，易出現(xiàn)溫度裂縫，必須要及時(shí)監(jiān)測溫度，一旦發(fā)現(xiàn)溫度超過報(bào)警值，需要采取降低入模溫度、保護(hù)膜養(yǎng)護(hù)等措施，防止裂縫出現(xiàn)。

（f）由于后澆帶按照設(shè)計(jì)要求需要待首層樓板澆筑好1 個(gè)月后才可以澆筑，因?yàn)楹鬂矌У姆浪葹橹匾?，為此特別考慮了后澆帶節(jié)點(diǎn)，具體見圖3所示。

圖3 電梯底坑及后澆帶防水節(jié)點(diǎn)

3 混凝土材料準(zhǔn)備

（a）要求混凝土泵站選用優(yōu)秀品牌水泥，且強(qiáng)調(diào)必須為同一加工廠同一批次的水泥。為了降低水化熱，選擇42.5級礦渣硅酸鹽水泥。

（b）由于?？诘貐^(qū)海沙多、河沙少，但是海沙是嚴(yán)禁在大底板混凝土中使用的，為此要求泵站從?？谥苓吙h市選擇優(yōu)秀的河沙，并且要求含泥量較低的中粗砂，細(xì)度模數(shù)為2.5～3.2，含泥量小于1%。

（c）由于?？诘貐^(qū)長期多使用淺層火山巖石子，此種石子空隙大，抗壓強(qiáng)度低，膨脹系數(shù)高，不適合用在大底板粗骨料選用，因此選用了粒徑在20～25 mm的青圓石。

（d）底板外墻頂板等均采用高效膨脹抗裂防水劑UEA， 在普通區(qū)域按照8%添加，在后澆帶區(qū)域按照10%添加[2]。

（e）摻入一定量的粉煤灰，以替代部分水泥用量，推遲混凝土強(qiáng)度的增長，從而減少水泥水化熱的不利影響。

（f）混凝土的水灰比在0.5左右，砂率在35%～45%，灰砂比為1∶2～1∶2.5，混凝土坍落度控制在（160±20）mm。

（g）經(jīng)過甲方多次協(xié)調(diào)和泵站實(shí)驗(yàn)，最終確定混凝土配合比為水∶水泥∶砂∶石∶粉煤灰∶減水劑∶外加劑=185∶350∶718∶1 029∶80∶11∶40。

4 混凝土熱工計(jì)算

4.1 混凝土絕熱溫升計(jì)算[6-8]

4.1.1 混凝土最大絕熱溫升

根據(jù)廠家提供參數(shù)，經(jīng)計(jì)算，42.5礦渣水泥28 d水化熱可以控制在334 kJ/kg。

4.1.2 混凝土中心最高溫度

計(jì)算第3天的最高溫60.85 °C。

4.2 混凝土表面保溫材料厚度驗(yàn)算

由于?？诘貐^(qū)氣候特點(diǎn)晝夜溫差較大，為防止混凝土產(chǎn)生收縮裂縫，本工程混凝土保溫養(yǎng)護(hù)方法為先鋪1 層塑料薄膜（厚1 mm），上面鋪一層麻袋（厚30 mm）的保溫養(yǎng)護(hù)方法。

經(jīng)計(jì)算可知，混凝土中心最高溫度與表面溫度之差12.14 K＜25 K，故滿足要求。據(jù)此預(yù)測按照此配合比以及保溫養(yǎng)護(hù)措施，應(yīng)該能夠避免溫度裂縫的產(chǎn)生。

4.3 混凝土累計(jì)拉應(yīng)力計(jì)算

通過計(jì)算混凝土主拉應(yīng)力可以預(yù)測混凝土的溫度以及收縮裂縫是否能夠產(chǎn)生，假如累計(jì)主拉應(yīng)力大于設(shè)計(jì)值，則應(yīng)該采取措施。

由計(jì)算結(jié)果可知，累計(jì)拉應(yīng)力在有一定安全儲備的情況下依然大于混凝土拉應(yīng)力的設(shè)計(jì)值，因此可以推測出本工程底板可能不會產(chǎn)生貫穿裂縫，結(jié)構(gòu)安全。

5 設(shè)備配置

由于地處市中心，必須詳細(xì)計(jì)算所需泵車和運(yùn)輸車的數(shù)量、來回路線才能保證混凝土的連續(xù)澆筑。根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況，初步擬定采用6 臺混凝土汽車泵，基本在48 h內(nèi)完成整個(gè)底板澆筑。

另外，根據(jù)計(jì)算可知，每臺泵車需要配備5.17 輛，6 臺泵車合計(jì)需要配備32 輛量運(yùn)輸車。為確保連續(xù)澆筑，增加安全儲備，現(xiàn)場多配1 臺泵車、2 臺運(yùn)輸車備用。

6 溫度監(jiān)控及施工方案

6.1 溫度監(jiān)控

本工程底板板厚1.2 m、2.2 m，電梯井局部板厚5.4 m左右，屬厚大體積混凝土。為有效監(jiān)控內(nèi)部溫度變化，特別是厚超過2 m的部位，擬對混凝土進(jìn)行內(nèi)部測溫，為混凝土養(yǎng)護(hù)措施的落實(shí)提供可靠的依據(jù)。

6.1.1 測溫點(diǎn)布置

總共設(shè)置4 條測溫軸線，共16 個(gè)測溫點(diǎn)，具體分布見圖4所示。在進(jìn)行混凝土澆筑前，在基礎(chǔ)底板設(shè)置16 個(gè)測溫點(diǎn)， 每個(gè)測溫點(diǎn)由3 個(gè)測溫孔組成。所有測溫點(diǎn)埋設(shè)時(shí)與鋼筋綁扎牢固，并對其保護(hù)。

6.1.2 測溫點(diǎn)測溫

測溫點(diǎn)測溫讀數(shù)持續(xù)12 d，澆灌完畢的混凝土在2 h后開始試測，連續(xù)2 d每2 h進(jìn)行1次，以后4 d每4 h進(jìn)行1次，以后6 d每8 h進(jìn)行測試，并做詳細(xì)記錄。通過實(shí)際測溫可以看出，混凝土中心絕熱溫升在第3天達(dá)到峰值，但是里表溫差小于25 K，這與理論計(jì)算的結(jié)果是一致的，也說明降低水化熱和混凝土保溫養(yǎng)護(hù)的措施卓有成效。

6.1.3 溫度控制

為控制好混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度之差不超過25 K，施工中主要采取如下措施：

（a）為了防止混凝土表面散熱過快，避免內(nèi)、外溫差過大而產(chǎn)生裂縫，混凝土終凝后，立即進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)；

（b）養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)測溫情況進(jìn)行控制，當(dāng)混凝土表面溫度與大氣溫度基本相同時(shí)，約4～5 d后，撤掉保溫養(yǎng)護(hù)，改為澆水養(yǎng)護(hù)，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14 d；

（c）保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施：先鋪1 層塑料薄膜，上面鋪2 層麻袋（或草簾子），然后根據(jù)測溫情況來決定是否加蓋麻袋（或草簾子）。

6.2 施工方案

6.2.1 混凝土澆筑組織[3-5]

本工程的澆筑順序根據(jù)后澆帶的設(shè)置劃分為A、B、C這3 個(gè)區(qū)域，其中A區(qū)和B區(qū)面積較小，各配置1 臺覆蓋面積為45 m2的汽車泵，C區(qū)面積較大，配置4 臺覆蓋面積為45 m2的汽車泵。每1 臺汽車泵配備8 人的澆筑小分隊(duì)，其中A區(qū)澆筑由北向南推進(jìn)，B區(qū)澆筑由北向南推進(jìn)，A區(qū)和B區(qū)近乎在中軸線區(qū)相遇；C區(qū)的北側(cè)的棧橋區(qū)域的2 臺汽車泵從北向南推進(jìn)，南側(cè)施工通道上的2 臺汽車泵從南向北推進(jìn)，最終2 組在對稱軸處相遇。基礎(chǔ)底板混凝土澆筑順序圖如圖4所示。

6.2.2 混凝土澆筑方法及技術(shù)措施

本工程底板混凝土的澆筑采用分層、推移式連續(xù)澆筑。分層的厚度1 200 mm部分分3層澆筑，每層厚約400 mm；厚2 200 mm部分分為4 層，分層厚度約550 mm。振搗采用斜坡式分層振搗，斜面由泵送混凝土自然流淌而成，坡度控制在1∶3 左右，振搗工作從澆筑層的底層開始逐漸上移，以保證分層混凝土間的施工質(zhì)量。在電梯地坑部分，考慮泵送混凝土坍落度大，當(dāng)混凝土澆筑至電梯井坑相鄰軸跨時(shí)，電梯深坑底板混凝土先下料澆筑（圖5）。

圖4 測溫點(diǎn)布置及澆筑順序

圖5 澆筑現(xiàn)場

7 結(jié)語

本項(xiàng)目大底板結(jié)構(gòu)通過精心準(zhǔn)備和計(jì)算組織最終取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，基礎(chǔ)工程被評為海南省綠島杯優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)獎。該項(xiàng)目的實(shí)踐，為公司在海島地區(qū)、高溫高濕氣候環(huán)境下施工大體積混凝土積累了經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了隊(duì)伍，不論是施工組織能力還是技術(shù)管理能力都有了很大的提高和進(jìn)步，為公司以后類似項(xiàng)目的實(shí)施提供了技術(shù)儲備和人才儲備。