陳潤(rùn)釗

廣東汕頭 515000

摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)超高層建筑大體積混凝土的施工質(zhì)量控制進(jìn)行了研究分析，從施工方案、施工重難點(diǎn)、施工組織管理、裂縫控制等方面，提出了針對(duì)性的具體措施，以保證大體積混凝土建筑的施工質(zhì)量，具有一定的參考借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高層建筑；大體積混凝土；澆筑；質(zhì)量控制

0 前言

為保證超高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，其施工建設(shè)的關(guān)鍵在于大體積混凝土的施工。大體積混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括體積大、承受荷載大、澆筑面積及澆筑量打、水泥水化熱大、內(nèi)部受力相對(duì)復(fù)雜。在高層建筑工程實(shí)踐中，為解決大體積混凝土出現(xiàn)的質(zhì)量通病，在施工過(guò)程中務(wù)必采取相應(yīng)的合理措施加以控制，在滿(mǎn)足各項(xiàng)指標(biāo)規(guī)定的同時(shí)，有效的控制大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，保證工程的順利完成，具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

某工程總建筑面積210276.54m2，其中地上172526.18m2，地下37750.36m2，由3棟主樓和商業(yè)裙房組成。1號(hào)辦公樓地下2層，地上42層，總高度178.25m，框架-核心筒結(jié)構(gòu)，高速電梯核心筒部位高低跨局部高差為7m；2，3號(hào)公寓樓地下2層，地上39層，總高度136.45m，框架-核心筒結(jié)構(gòu)，高速電梯核心筒部位高低跨局部高差為5.2m；商業(yè)裙房地下2層，地上3層，總高度22.25m，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

2 大體積混凝土澆筑范疇

1號(hào)辦公樓為樁筏基礎(chǔ)+防水板，基底標(biāo)高-12.400m，核心筒下筏板厚度為2900mm，外框柱下承臺(tái)厚度為2450～2750mm；2，3號(hào)公寓樓也為樁筏基礎(chǔ)+防水板，基底標(biāo)高-11.900m，核心筒下筏板厚度為2500mm，外框柱下承臺(tái)厚度為2100～2450mm。1號(hào)辦公樓核心筒下筏板混凝土澆筑總量為2900m3，外框柱下承臺(tái)混凝土澆筑總量為2600m3；2，3號(hào)公寓樓核心筒下筏板混凝土澆筑總量為1800m3，外框柱下承臺(tái)混凝土澆筑總量為1400m3。因此，3棟主樓基礎(chǔ)底板部分均為大體積混凝土的澆筑范疇。限于篇幅，本文以1號(hào)辦公樓為例，詳細(xì)介紹煙臺(tái)天馬中心工程基礎(chǔ)底板大體積混凝土的施工方案及質(zhì)量控制措施。1號(hào)辦公樓基礎(chǔ)底板的細(xì)部平面及剖面如圖1所示。

圖1 1號(hào)辦公樓基礎(chǔ)底板示意

3 施工重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）基礎(chǔ)底板厚度大，根據(jù)后澆帶劃分流水段，連續(xù)澆筑量大，要避免產(chǎn)生施工冷縫。

（2）基礎(chǔ)底板采用雙層雙向的HRB500φ18E，板筋附加筋為HRB500φ32E，鋼筋水平方向間距較小，混凝土振搗困難。

（3）基礎(chǔ)底板屬于大體積混凝土，控制好混凝土內(nèi)外溫差，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫和收縮裂縫是底板施工重點(diǎn)。

（4）基礎(chǔ)底板大體積混凝土的保溫、保濕養(yǎng)護(hù)及測(cè)溫工作是本工程的控制重點(diǎn)。

（5）本工程在煙臺(tái)開(kāi)發(fā)區(qū)的中心地段，施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域狹窄，混凝土車(chē)輛出入、汽車(chē)泵和布料機(jī)架設(shè)都較困難，施工組織難度大。

4 施工方案

4.1 原材料

（1）在基礎(chǔ)底板混凝土施工階段，為了有效控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，原材料選用低水化熱的P·O52.5R摻加礦粉的普通硅酸鹽水泥，礦粉摻量為水泥用量的43.0%。

（2）采用粒徑5～31.5mm的碎石，含泥量為0.4%；采用中砂，含泥量為2.5%，細(xì)度模數(shù)為2.7；采用優(yōu)質(zhì)II級(jí)粉煤灰，摻量為水泥用量的24.0%；外加劑為抗裂泵送劑和低堿混凝土膨脹劑UEA，摻量分別為水泥用量的3%和16.50%。

4.2 混凝土配合比

本工程大體積混凝土在基礎(chǔ)筏板、承臺(tái)和集水坑部位采用C40P8抗?jié)B混凝土，水膠比0.42，砂率48%，配合比（質(zhì)量比）為：水泥：砂：石子1-2：石子1-3：泵送劑：UEA：粉煤灰：礦粉：水=1：3.74：0.68：2.72：0.03：0.17：0.24：0.43：0.52，設(shè)計(jì)坍落度為160～180mm，實(shí)測(cè)坍落度為180mm，保水性及和易性良好；在基礎(chǔ)底板核心筒部位采用C45P8抗?jié)B混凝土，其水灰比0.38，砂率46%，配合比為：水泥：砂：石子1-2：石子1-3：泵送劑：UEA：粉煤灰：礦粉：水=1：2.86：0.58：2.32：0.03：0.16：0.13：0.43：0.46，設(shè)計(jì)坍落度為160～180mm，實(shí)測(cè)坍落度為180mm，保水性及和易性良好。

4.3 混凝土攪拌、運(yùn)輸

本工程基礎(chǔ)底板混凝土澆筑量大，必須采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，嚴(yán)格控制混凝土原材料的溫度，其供應(yīng)能力應(yīng)滿(mǎn)足大體積混凝土連續(xù)施工的需要。

混凝土攪拌車(chē)應(yīng)配備防風(fēng)、防曬和防雨設(shè)施。其單程運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)控制在1h內(nèi)；當(dāng)運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)離析或使用外加劑進(jìn)行調(diào)整時(shí)，攪拌車(chē)應(yīng)加快攪拌速率，攪拌時(shí)間控制在2min以上，禁止向混凝土中加水。

由于本工程基礎(chǔ)底板施工階段為7月炎熱天氣，運(yùn)輸車(chē)應(yīng)采取遮蓋、灑水等措施來(lái)降低混凝土原材料的溫度。

4.4 大體積混凝土施工工藝

基礎(chǔ)底板均為大體積混凝土，核心筒筏板和承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)也不盡相同，這給混凝土澆筑帶來(lái)很大難度。為了避免產(chǎn)生施工冷縫和溫度裂縫，本工程施工時(shí)采用甩槎水平分層且交叉間歇式澆筑的施工工藝。澆筑核心筒筏板和外框柱承臺(tái)混凝土?xí)r，設(shè)置2臺(tái)泵車(chē)和1臺(tái)布料機(jī)，其設(shè)置位置及覆蓋范圍如圖2所示。

圖2 1號(hào)辦公樓澆筑機(jī)械布置位置及覆蓋范圍

分層澆筑遵循的原則：混凝土澆筑過(guò)程中設(shè)置皮數(shù)桿，核心筒區(qū)域筏板混凝土的澆筑層高度均為500mm；承臺(tái)區(qū)域混凝土第1層澆筑高度為500mm，由于采用甩槎澆筑的施工工藝，每次澆筑混凝土的長(zhǎng)度要比上一層長(zhǎng)，故每次的澆筑高度降低100mm，直至降到200mm為止，以此類(lèi)推，直到混凝土澆筑完成，分層澆筑如圖3所示。

圖3 分層澆筑示意

泵車(chē)B1和泵車(chē)B2分別同時(shí)澆筑東、西兩個(gè)核心筒位置第1層C45筏板混凝土，布料機(jī)C1澆筑核心筒位置北側(cè)第1層C45筏板混凝土。完成后泵車(chē)B1從4號(hào)承臺(tái)按照逆時(shí)針?lè)较蜷_(kāi)始澆筑第1層C40承臺(tái)混凝土，泵車(chē)B2從14號(hào)承臺(tái)按照順時(shí)針?lè)较蜷_(kāi)始澆筑第1層C40承臺(tái)混凝土，與此同時(shí)，布料機(jī)C1從5號(hào)承臺(tái)按照順時(shí)針?lè)较蜷_(kāi)始澆筑第1層C40承臺(tái)混凝土。

當(dāng)4，3，2號(hào)承臺(tái)，14，11，10號(hào)承臺(tái)及5，17，18號(hào)承臺(tái)首層C40混凝土澆筑完成，澆筑量約為100m3，澆筑時(shí)間控制在2h；此時(shí)，東、西核心筒區(qū)域底板首層混凝土還未初凝，泵車(chē)B1和B2再次澆筑東、西核心筒區(qū)域第2層筏板混凝土；布料機(jī)C1則再次澆筑核心筒位置北側(cè)第2層C45筏板混凝土。

當(dāng)4，3，2，14，11，10，5，17，18號(hào)承臺(tái)混凝土初凝之前，泵車(chē)B1和B2及布料機(jī)C1停止?jié)仓诵耐矃^(qū)域筏板混凝土，改為繼續(xù)澆筑此部分承臺(tái)混凝土，由于澆筑工藝是甩槎分層澆筑施工，東、西核心筒區(qū)域第2層筏板混凝土未初凝；接下來(lái)的澆筑方式及順序與上述一致，核心筒筏板與承臺(tái)混凝土交叉間歇式澆筑。

因布料機(jī)覆蓋范圍內(nèi)僅有5，7，18號(hào)承臺(tái)，比泵車(chē)B1和B2覆蓋承臺(tái)范圍小，故當(dāng)5，7，18號(hào)承臺(tái)混凝土全部澆筑完成之后，布料機(jī)改為專(zhuān)門(mén)澆筑核心筒區(qū)域筏板混凝土，泵車(chē)B1和B2依然采用交叉間歇式澆筑的施工工藝來(lái)澆筑核心筒筏板與承臺(tái)混凝土。

綜上所述，采用甩槎水平分層且交叉間歇式澆筑的施工工藝可以圓滿(mǎn)完成核心筒區(qū)域筏板和外框柱區(qū)域承臺(tái)混凝土的澆筑，并且避免了施工冷縫和溫度裂縫的產(chǎn)生。

4.5 大體積混凝土澆筑的施工部署

為了避免施工冷縫和溫度裂縫的產(chǎn)生，采取甩槎水平分層澆筑施工工藝的同時(shí)，澆筑過(guò)程中的施工部署也尤為重要。結(jié)合場(chǎng)地的實(shí)際情況，制訂了切實(shí)可行的施工部署方案。

（1）混凝土攪拌車(chē)在建筑用地西門(mén)連接泵車(chē)B1澆筑混凝土，后備車(chē)輛在建筑用地外西側(cè)道路等候，當(dāng)前車(chē)澆筑完畢且駛出西門(mén)之后，后備車(chē)輛從西門(mén)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，繼續(xù)連接泵車(chē)B1澆筑混凝土，以此類(lèi)推。

（2）混凝土攪拌車(chē)在建筑用地北門(mén)西側(cè)連接泵車(chē)B3，泵車(chē)B3與布料機(jī)C1相連開(kāi)始澆筑混凝土，后備車(chē)輛在建筑用地外北側(cè)道路等候，當(dāng)前車(chē)澆筑完畢后，后備車(chē)輛再次連接泵車(chē)B3繼續(xù)澆筑混凝土，以此類(lèi)推。

（3）混凝土攪拌車(chē)從建筑用地北門(mén)駛?cè)胧┕づR時(shí)通道，到達(dá)泵車(chē)B2處連接泵車(chē)B2澆筑混凝土，后備車(chē)輛在建筑用地外北側(cè)道路等候，當(dāng)前車(chē)輛澆筑完畢且駛出北門(mén)之后，后備車(chē)輛再次從北門(mén)駛?cè)胧┕づR時(shí)通道泵車(chē)B2處，再次連接泵車(chē)B2，繼續(xù)澆筑混凝土，以此類(lèi)推。

以上措施均配有專(zhuān)人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度和管理。

4.6 大體積混凝土澆筑其他注意事項(xiàng)

（1）混凝土振搗時(shí)插入點(diǎn)應(yīng)均勻布置，要做到快插慢拔、插點(diǎn)均勻、切勿漏點(diǎn)、層層扣搭。

（2）混凝土甩槎水平分層澆筑時(shí)，應(yīng)該縮短間歇時(shí)間，并在前層混凝土初凝之前將次層混凝土澆筑完畢。

（3）在澆筑過(guò)的混凝土初凝之前進(jìn)行二次振搗、二次抹面不僅可以消除沉降及收縮裂縫等，還能使混凝土收縮后與鋼筋及止水鋼板的縫隙消除，使混凝土與鋼筋的握裹加強(qiáng)，混凝土與止水鋼板無(wú)間隙成型。

（4）大體積混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土表面的泌水現(xiàn)象會(huì)比較嚴(yán)重，因此，在施工過(guò)程中，在表面上設(shè)置成一定的坡度，使大量的泌水順坡度流入到后澆帶內(nèi)的積水坑，通過(guò)積水坑排放到基坑外，無(wú)積水坑部位采用海綿或棉氈將泌水吸出。

5 大體積混凝土質(zhì)量控制

5.1 大體積混凝土裂縫控制

混凝土的自約束溫度應(yīng)力超過(guò)了混凝土的極__限抗拉強(qiáng)度是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。為了控制混凝土溫度和收縮裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)從混凝土的原材料、混凝土的配合比、混凝土的水化升溫、混凝土的降溫速率、混凝土的極限拉伸強(qiáng)度、混凝土的攪拌和澆筑溫度等進(jìn)行全方面考慮，結(jié)合本工程的特點(diǎn)及其大體積混凝土的施工方案，對(duì)裂縫控制采取以下技術(shù)和質(zhì)量控制措施。

5.1.1 混凝土原材料及外加劑

（1）選用低水化熱的普通硅酸鹽水泥，摻和料為II級(jí)粉煤灰和S95級(jí)礦粉，充分利用混凝土的后期強(qiáng)度；摻加減水劑能夠顯著推遲和減少水化熱。

（2）基礎(chǔ)底板采用補(bǔ)償收縮性能混凝土，用以抵消混凝土早期干縮裂縫和中期水化熱引起的溫度收縮裂縫。摻入按照水泥含量6%的UEA用以抵消混凝土初期在硬化階段產(chǎn)生的干縮拉應(yīng)力，補(bǔ)償水化熱引起的收縮應(yīng)力。

（3）摻加抗裂泵送劑能夠增強(qiáng)混凝土的防裂性能，提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度?？沽驯盟蛣┩ㄟ^(guò)大量吸收能量，可以有效地控制水泥基內(nèi)部微小裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，提高混凝土拉伸強(qiáng)度能達(dá)10%以上。

（4）為延緩基礎(chǔ)底板混凝土的初凝時(shí)間，摻加緩凝劑，使基礎(chǔ)底板混凝土的初凝時(shí)間控制在6～8h內(nèi)。

5.1.2 施工工藝

（1）基礎(chǔ)筏板和承臺(tái)混凝土采用甩槎水平分層且交叉間歇式澆筑的施工工藝可以避免產(chǎn)生施工冷縫和溫度裂縫。

（2）嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度，防止水化熱的積聚，進(jìn)而減少溫度應(yīng)力。

（3）采用二次振搗的施工工藝可以提高混凝土的密實(shí)度。

（4）采用二次抹面的施工工藝可以防止混凝土表面收縮裂縫的產(chǎn)生。

（5）采取降低混凝土內(nèi)外溫差和減慢降溫速率來(lái)達(dá)到降低混凝土澆筑體的自約束應(yīng)力，進(jìn)而避免裂縫的產(chǎn)生。

5.1.3 保溫覆蓋方面

大體積混凝土澆筑體的高水化熱導(dǎo)致混凝土澆筑體的上部溫度與環(huán)境溫差在20℃以上，故采取混凝土表面覆蓋1層塑料膜，塑料膜上覆蓋塑料布，塑料布上再覆蓋2層棉被（現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備3層棉被以進(jìn)行覆蓋調(diào)整）的措施來(lái)控制塑料膜下混凝土表面與測(cè)溫孔上部的溫差在20℃以?xún)?nèi)。該措施還能對(duì)混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間為14d。試驗(yàn)員不定期檢查覆蓋的完整情況，以此來(lái)保持混凝土表面濕潤(rùn)，確?；炷僚c環(huán)境溫差在25℃以?xún)?nèi)；當(dāng)混凝土與環(huán)境溫差在25℃以上時(shí)，及時(shí)增加覆蓋棉被層數(shù)；保溫覆蓋層的拆除應(yīng)該遵循分層逐步的原則，當(dāng)混凝土表面與環(huán)境溫度最大差值在20℃以?xún)?nèi)時(shí)，可以將保溫覆蓋層全部拆除。

5.1.4 混凝土測(cè)溫

針對(duì)大體積混凝土澆筑體的里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度的測(cè)試，隨時(shí)掌控混凝土溫度，以便發(fā)生問(wèn)題時(shí)采取相應(yīng)措施來(lái)控制混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。由試驗(yàn)員在混凝土澆筑3h后開(kāi)始連續(xù)進(jìn)行測(cè)溫，第1～7d每2h測(cè)溫1次，第8～9d每6h測(cè)1次，第10～15d每12h測(cè)溫1次。在測(cè)試區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按平面分層布置，本著能夠反映底板整體溫度變化、具有代表性的原則進(jìn)行設(shè)置，每組測(cè)溫線由3根組成，分別為距混凝土上表面50mm處、距混凝土下表面50mm處、混凝土底板中部位置處；澆筑厚度>1.5m部位相應(yīng)增加測(cè)溫點(diǎn)，豎向間距≤600mm?；炷翝仓w的里表溫差≤25℃，混凝土在入?；A(chǔ)上的溫升值≤50℃，且混凝土的降溫速率≤2℃/d。基礎(chǔ)底板混凝土分別在典型部位布設(shè)6組測(cè)溫孔，1號(hào)辦公樓基礎(chǔ)底板中心位置及端部位置混凝土測(cè)溫孔的溫度曲線如圖4所示（限于篇幅，只給出了1組測(cè)溫點(diǎn)的測(cè)溫曲線）。

圖4 混凝土測(cè)溫孔溫度曲線示意

5.2 大體積混凝土試塊留置及養(yǎng)護(hù)

基礎(chǔ)底板混凝土澆筑量超過(guò)1000m3，每200m3制作3組混凝土試塊，2組與基礎(chǔ)底板在同等條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，1組標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)。連續(xù)澆筑混凝土每500m3留置1組抗?jié)B試塊，每增加250～500m3增加1組試塊（每組6個(gè)試塊）。

6 大體積混凝土施工組織管理

6.1 質(zhì)量保證措施

6.1.1 成立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的領(lǐng)導(dǎo)小組，建立質(zhì)量保證體系，落實(shí)各級(jí)人員崗位責(zé)任制，在施工過(guò)程中形成一個(gè)縱、橫向全方位覆蓋的質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò)。

6.1.2技術(shù)質(zhì)量組應(yīng)在大體積混凝土施工之前對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，明確質(zhì)量要求及施工工藝。

6.1.3 嚴(yán)格控制大體積混凝土質(zhì)量通病的產(chǎn)生，具體防治措施如下：

（1）混凝土表面蜂窩及孔洞現(xiàn)象基礎(chǔ)底板鋼筋較密部位應(yīng)使用相同強(qiáng)度等級(jí)的細(xì)石混凝土；避免混凝土振搗不均勻、振搗不密實(shí)及漏振；模板不能存在拼縫等問(wèn)題，保證水泥漿不流失。

（2）混凝土內(nèi)部縫隙及夾渣層施工縫處剔鑿到位；雜物清理干凈；澆筑底漿。

6.2 大體積混凝土成品保護(hù)措施

（1）混凝土初凝以后但強(qiáng)度未達(dá)到1.2MPa以前不得在混凝土表面上堆放材料及施工作業(yè)；混凝土初凝且強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa之后，在混凝土表面上堆放材料應(yīng)該遵循限載及限位置的原則進(jìn)行堆放；混凝土初凝以后至強(qiáng)度未達(dá)到1.2MPa之前，偏位鋼筋不允許進(jìn)行調(diào)整。

（2）模板拆除必須嚴(yán)格按規(guī)范強(qiáng)度要求的進(jìn)行；建立拆模審批制度，拆除模板之前必須經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人的簽字同意；在拆除模板過(guò)程中，要注意保護(hù)混凝土棱角以免受損。

7 大體積混凝土施工效果

當(dāng)筏板及承臺(tái)混凝土拆模之后，對(duì)混凝土澆筑完成的效果進(jìn)行檢查，結(jié)果如下。

（1）筏板及承臺(tái)混凝土表面觀感質(zhì)量良好，混凝土振搗密實(shí)，無(wú)露筋、孔洞、夾渣、蜂窩麻面等現(xiàn)象。

（2）筏板及承臺(tái)混凝土頂面標(biāo)高最大偏差為9mm及-6mm；截面尺寸最大偏差為3mm及-2.5mm，標(biāo)高及尺寸控制良好，完全滿(mǎn)足《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2002（2011年版）的規(guī)定。

（3）混凝土裂縫方面無(wú)施工冷縫及溫度裂縫。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在大體積混凝土施工過(guò)程中，為了保證混凝土施工質(zhì)量，得到更具整體性及耐久性的建筑結(jié)構(gòu)，必須做好正確的施工方案，在各個(gè)方面控制其施工質(zhì)量，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理，提高施工工藝，才能使施工裂縫等質(zhì)量通病得到最有效的控制。

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