趙生廷，蔡曉明

（1.合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站，安徽 合肥 230001；2.上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海 200050）

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超厚基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)

趙生廷1，蔡曉明2

（1.合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站，安徽 合肥 230001；2.上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海 200050）

以合肥綠地中心D座工程為例，詳細(xì)闡述了超厚基礎(chǔ)底板大體積混凝土配合比試驗(yàn)、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)、混凝土溫度控制和大體積混凝土裂縫控制等幾個(gè)方面采取的有效措施，保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。

大體積混凝土；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

0　前言

大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土[1]，此類混凝土多見于高層和超高層建筑基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)等。為避免混凝土有害裂縫影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用，可在施工中采取合理選用混凝土配合比，選用水化熱低的水泥，摻加粉煤灰、礦渣粉和高性能減水劑，控制水泥用量，加強(qiáng)混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)工作等一系列的技術(shù)措施來保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。

1　工程概況

合肥綠地中心D座超高層主樓地下3層，地上57層，建筑面積121071m2，建筑高度255m。本工程主塔樓基坑核心筒區(qū)域深度達(dá)26.15m，塔樓范圍內(nèi)底板厚度為3.3m，核心筒處混凝土厚度為4m，局部電梯井處坑中坑厚度達(dá)到9.85m。塔樓范圍內(nèi)基礎(chǔ)底板面積約為3933m2，為一次性澆筑，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，抗?jié)B等級(jí)為 P8，澆筑總量12056m3，屬于大體積混凝土。

2　大體積混凝土的澆筑方案

大體積混凝土的澆筑方案采用整體分層連續(xù)澆筑施工的方法，分層厚度為400mm，先進(jìn)行低位的核心筒內(nèi)坑中坑部位混凝土澆筑，再進(jìn)行底板混凝土澆筑，采取連續(xù)澆筑，保證結(jié)構(gòu)的整體性。

3　施工準(zhǔn)備

3.1保證連續(xù)高強(qiáng)度澆筑的施工準(zhǔn)備

3.1.1站點(diǎn)配置及供應(yīng)強(qiáng)度

本工程底板混凝土的澆筑總量約為12056m3，現(xiàn)采用安徽省三和混凝土有限公司一站和二站供應(yīng)，生產(chǎn)能力為360m3/h?；炷恋装鍧矒v時(shí)基坑內(nèi)布置3臺(tái)汽車泵布料以及湯泉路上布置3臺(tái)固定泵接硬管布料，澆筑強(qiáng)度240m3/h，能滿足現(xiàn)場(chǎng)的施工需求。

3.1.2周邊及場(chǎng)內(nèi)交通組織

項(xiàng)目南側(cè)湯泉路、西側(cè)宏村路、東側(cè)宿松路均可使用。所有混凝土供應(yīng)攪拌車由宿松路駛?cè)霚飞系牡匕醴Q重后，駛至泵車所在位置?；炷凉?yīng)完成后，由宏村路駛出現(xiàn)場(chǎng)。

因本工程混凝土總量達(dá)到12056m3，故須在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置混凝土攪拌車臨時(shí)停車點(diǎn)，目前考慮在基坑內(nèi)設(shè)置一處能夠停置6輛攪拌車的臨時(shí)停車點(diǎn)。另外宏村路目前雖已通車，但是車流量較少，故宏村路可以作為混凝土攪拌車臨時(shí)?？奎c(diǎn)?；炷潦┕r(shí)各單位要服從現(xiàn)場(chǎng)總值班的統(tǒng)一指揮，從全局出發(fā)，保證生產(chǎn)、供應(yīng)、澆筑工作順利進(jìn)行。

3.2控制混凝土裂縫產(chǎn)生的施工準(zhǔn)備

3.2.1混凝土原材料質(zhì)量要求

作為高達(dá)255m超高層塔樓的基礎(chǔ)底板，其施工質(zhì)量的非常重要，所以應(yīng)從底板混凝土原材料入手，把控地下室底板混凝土的整體施工質(zhì)量。水泥選用質(zhì)量穩(wěn)定、活性較高、需水量低、流變性能好的中低熱硅酸鹽水泥，強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間、水化熱指標(biāo)均需符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。砂采用細(xì)度模數(shù)大于2.3中砂，含泥量≤3%。石采用5～31.5mm連續(xù)粒級(jí)碎石，含泥量≤1%，選用非堿活性骨料[1]。摻和料采用細(xì)度≤12%，燒失量≤5%，需水量≤95%的Ⅰ級(jí)低鈣粉煤灰和S95的?；郀t礦渣粉。外加劑采用減水率＞10%，且收縮率比≤135%的減水劑，適當(dāng)摻加緩凝劑，減緩水化熱放熱速度，根據(jù)設(shè)計(jì)要求加入U(xiǎn)EA型膨脹劑。水采用符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63-2006）的飲用水。

3.2.2大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)

本工程主塔樓底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，抗?jié)B等級(jí)P8，施工單位委托安徽省三和混凝土有限公司按《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）有關(guān)規(guī)定，對(duì)底板混凝土的配合比進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試配。優(yōu)化膠凝材料組合時(shí)，選用優(yōu)質(zhì)粉煤灰，在同時(shí)保證強(qiáng)度和工作性的前提下，控制粉煤灰的摻量多于礦粉摻量，充分發(fā)揮了粉煤灰的保水和減縮功能。由于本工程基坑深度達(dá)26.15m，考慮到深基坑抽排水難度大，配合比設(shè)計(jì)過程中考慮通過摻加緩凝減水劑來減少混凝土的泌水。經(jīng)過多次試配，確定了超厚底板C40混凝土的配合比為：水178kg、水泥252kg、粉煤灰91kg、UEA型膨脹劑55kg、礦粉114kg、砂642kg、石1047 kg、外加劑（緩凝減水劑）10.1 kg、水膠比0.39。

4　底板大體積混凝土澆筑

主樓D座底板澆筑時(shí)基坑內(nèi)布置3臺(tái)汽車泵布料，湯泉路上布置3臺(tái)固定泵接硬管布料。

澆筑前檢查混凝土送料單，核對(duì)混凝土配合比，確認(rèn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)，檢查混凝土運(yùn)輸時(shí)間，測(cè)定混凝土坍落度，在確認(rèn)無誤后再進(jìn)行混凝土澆筑?；炷吝\(yùn)輸、輸送、澆筑過程中嚴(yán)禁加水；混凝土運(yùn)輸、輸送、澆筑過程中散落的混凝土嚴(yán)禁用于結(jié)構(gòu)澆筑[2]。

4.1混凝土澆筑

按設(shè)計(jì)后澆帶位置分區(qū)流水施工，各區(qū)段混凝土要求一次澆筑完成?；A(chǔ)底板與外墻施工縫設(shè)在底板上300mm。澆筑時(shí)作好分層澆筑的標(biāo)志，要保持連續(xù)施工，上層混凝土應(yīng)在下層混凝土初凝之前澆筑，以免形成冷縫?，F(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑如圖1所示。

圖1　底板大體積混凝土澆筑

4.2混凝土振搗

混凝土振搗采用插入式振搗器，分層振搗，振搗上層混凝土?xí)r，插入下層混凝土中50mm左右，以消除兩層之間的接縫。振搗時(shí)間15～30s，直到混凝土表面不再下沉，不出氣泡，表面泛出灰漿為準(zhǔn)。振動(dòng)棒移動(dòng)間距不大于400mm，快插慢拔，不得出現(xiàn)漏振、欠振和過振現(xiàn)象。后澆帶及施工縫邊角處加密振搗點(diǎn)，并適當(dāng)延長(zhǎng)振搗時(shí)間；鋼筋密集區(qū)域或型鋼與鋼筋結(jié)合區(qū)域選擇小型振動(dòng)棒輔助振搗、加密振搗點(diǎn)，并適當(dāng)延長(zhǎng)振搗時(shí)間；基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑流淌形成的坡頂和坡腳適時(shí)振搗，不得漏振[2]。底板混凝土澆筑時(shí)，表面至少搓平3次，最后一次搓平壓實(shí)在混凝土初凝前進(jìn)行，以保證混凝土不再下沉引起裂縫。

4.3混凝土泌水處理

對(duì)于流向基坑周邊的泌水可用潛水泵抽走，而流向坑井底部及后澆帶的泌水則用污水泵抽到地面排水溝，經(jīng)沉淀后排出。

4.4混凝土澆筑過程中的覆蓋

由于采用同步推進(jìn)的澆筑方法，在混凝土澆筑過程中會(huì)有部分部位的混凝土先行抹平，為防止抹平后混凝土表面降溫過快產(chǎn)生裂縫，對(duì)于先行抹平的混凝土立即采取“塑料薄膜+毛氈+麻布”的3層覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)材料的措施。

4.5混凝土養(yǎng)護(hù)與測(cè)溫

4.5.1混凝土養(yǎng)護(hù)

本工程底板混凝土在1月份，環(huán)境溫度低，屬冬期施工，混凝土養(yǎng)護(hù)采用廣泛使用且效果明顯的保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法。

混凝土澆筑完畢終凝后立即對(duì)表面覆蓋塑料薄膜一層，然后鋪一層保溫毛氈（土工布），上附塑料薄膜一層，最后覆蓋一層麻袋。剪力墻及柱子部位鋪設(shè)兩層保溫毛氈。并監(jiān)測(cè)混凝土硬化過程中的溫度、溫差變化，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差超過25℃時(shí)，及時(shí)加蓋保溫層，確?；炷恋膬?nèi)外溫差控制在允許范圍內(nèi)。在養(yǎng)護(hù)期間根據(jù)溫控系統(tǒng)測(cè)得混凝土內(nèi)外溫差和降溫速率，對(duì)養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間不得少于14d，應(yīng)經(jīng)常檢查保溫覆蓋層或養(yǎng)護(hù)劑涂層的完整情況，保持混凝土表面濕潤(rùn)。 保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行，當(dāng)混凝土的表面溫度與環(huán)境最大溫差小于20℃時(shí)，可全部拆除[1]。

4.5.2大體積混凝土測(cè)溫

通過先進(jìn)的測(cè)溫、控溫手段，可以及時(shí)了解到混凝土內(nèi)部溫度、表面溫度、大氣溫度，通過采取相應(yīng)的技術(shù)措施，能將溫差控制規(guī)定范圍內(nèi)，可以有效地消除由于溫度因素造成的混凝土有害裂縫。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫如圖2所示。

圖2　底板大體積混凝土測(cè)溫

4.5.2.1溫控指標(biāo)要求

①混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不宜大于50℃；

②混凝土澆筑塊體的里表溫差（不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度）不宜大于25℃；

③混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0/d℃；

④混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于 20℃[1]。4.5.2.2測(cè)溫點(diǎn)布置及注意事項(xiàng)

在平面上共布置10個(gè)測(cè)點(diǎn)，1.5m底板區(qū)域布置2處，3.3m底板區(qū)域布置4處，4m底板區(qū)域布置2處，電梯井區(qū)域布置2處，熱電阻綁扎于Ф8鋼筋上，根據(jù)測(cè)溫點(diǎn)平面布置圖所示測(cè)點(diǎn)位置，將鋼筋垂直插入底板內(nèi)。

1.5m底板區(qū)域在每一測(cè)溫點(diǎn)沿深度方向布置4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，3.3m底板區(qū)域在每一測(cè)溫點(diǎn)沿深度方向布置7個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，4m底板區(qū)域在每一測(cè)溫點(diǎn)沿深度方向布置8個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，電梯井區(qū)域在每一測(cè)溫點(diǎn)沿深度方向布置18個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，共計(jì)88個(gè)測(cè)點(diǎn)。平面布置圖如圖3所示。

圖3　底板測(cè)溫點(diǎn)平面布置圖

每個(gè)熱電偶在埋設(shè)前，應(yīng)作測(cè)試檢查，并根據(jù)測(cè)點(diǎn)布置圖進(jìn)行編號(hào)，對(duì)號(hào)入座。熱電偶必須牢固綁扎，同時(shí)要保證測(cè)溫探頭與鋼筋絕緣隔離。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)小心，避免使測(cè)溫探頭移位、脫落或損壞。

4.5.2.3測(cè)溫頻率等要求

自混凝土入模至澆筑完畢第1天至第4天期間內(nèi)每4h測(cè)溫1次；第5天至第7天，每8h測(cè)溫1次；第7天以后，每12h測(cè)溫1次。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)表面以內(nèi)40～80mm位置溫度與環(huán)境溫度的差值小于20℃時(shí)，可停止測(cè)溫[2]。

測(cè)溫工作在混凝土全部達(dá)到終凝以后進(jìn)行。采用JDC-2型測(cè)溫儀主機(jī)進(jìn)行測(cè)溫。每測(cè)溫一次，應(yīng)記錄各測(cè)溫點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，及時(shí)描述出各點(diǎn)溫度變化曲線和斷面溫度分布曲線，發(fā)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)異常應(yīng)及時(shí)報(bào)警并采取相應(yīng)措施[1]。

5　大體積混凝土防裂主要技術(shù)措施

采取以保溫保濕養(yǎng)護(hù)為主體，抗放兼施為主導(dǎo)的大體積混凝土溫控措施新技術(shù)。由于水泥水化熱引起混凝土澆筑體內(nèi)部溫度劇烈變化，使混凝土澆筑體早期塑性收縮和混凝土硬化過程中的收縮增大，使混凝土澆筑體內(nèi)部的溫度收縮應(yīng)力劇烈變化，而導(dǎo)致混凝土澆筑體或構(gòu)件發(fā)生裂縫。因此，應(yīng)在大體積混凝土工程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)構(gòu)造要求、混凝土強(qiáng)度等級(jí)選擇、混凝土后期強(qiáng)度利用、混凝土材料選擇、配比的設(shè)計(jì)、制備、運(yùn)輸、施工，混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)以及在混凝土澆筑硬化過程中澆筑體內(nèi)溫度及溫度應(yīng)力的監(jiān)測(cè)和應(yīng)急預(yù)案的制定等技術(shù)環(huán)節(jié)，采取一系列的技術(shù)措施。

①大體積混凝土工程施工前，對(duì)施工階段大體積混凝土澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行試算，確定施工階段大體積混凝土澆筑體的升溫峰值，里表溫差及降溫速率的控制指標(biāo)，制定相應(yīng)的溫控技術(shù)措施。

②大體積混凝土配合比的設(shè)計(jì)應(yīng)符合大體積混凝土施工工藝特性的要求，進(jìn)行水化熱、泌水率、可泵性等對(duì)大體積混凝土控制裂縫所需的技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)，合理使用材料、減少水泥用量、降低混凝土絕熱溫升值。選用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，大體積混凝土施工所用水泥其3d的水化熱不宜大于240kJ/kg，7d的水化熱不宜大于270kJ/kg。摻入緩凝、減水、微膨脹的外加劑。

③冬期澆筑混凝土，宜采用熱水拌和、加熱骨料等提高混凝土原材料溫度的措施，混凝土入模溫度不宜低于5℃。

④采用二次振搗工藝，澆筑面及時(shí)進(jìn)行二次抹壓處理，減少表面的收縮裂縫。

⑤及時(shí)覆蓋保溫保濕材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并加強(qiáng)測(cè)溫管理。

⑥大體積混凝土的結(jié)構(gòu)配筋除應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和構(gòu)造要求外，還應(yīng)結(jié)合大體積混凝土的施工方法配置控制溫度和收縮的構(gòu)造鋼筋。

⑦超長(zhǎng)大體積混凝土施工，采取留置變形縫、后澆帶或采取跳倉法施工，控制結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)有害裂縫[3]。

6　結(jié)語

本工程對(duì)大體積混凝土澆筑采取優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、合理組織場(chǎng)內(nèi)外交通、充分振搗、及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)、動(dòng)態(tài)溫度檢測(cè)等措施，保證大體積混凝土施工質(zhì)量，有效控制了混凝土裂縫的產(chǎn)生，實(shí)施效果良好。

[1]GB50496-2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S].

[2]GB50666-2011，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].

[3]建筑工程管理與實(shí)務(wù)編委會(huì).建筑工程管理與實(shí)務(wù)（第四版）[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015：113-115.

[4]劉波，趙飛，羅軒忠，李華．武漢綠地中心工程超厚底板大體積混凝土施工技術(shù)[J]．施工技術(shù)，2015，44（4）:14-17.

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1007-7359(2016)03-0109-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.038

趙生廷（1976-），男，安徽懷遠(yuǎn)人，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，碩士；高級(jí)工程師，國(guó)家注冊(cè)一級(jí)建造師（建筑、市政），國(guó)家注冊(cè)監(jiān)理工程師，國(guó)家注冊(cè)造價(jià)工程師。