呂 健

（寧國(guó)市自然資源和規(guī)劃局，安徽 宣城 242300）

1 工程概況

某科研中心大樓位于合肥市蜀山區(qū)高新區(qū)創(chuàng)新大道的交匯處，建筑總面積約23.85萬m2，建筑工程為特級(jí)。其中：塔樓的建筑面積約11.36萬m2，地下3層，地上45層，高度為194.56m。塔冠總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)高度為208.50m，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用混合結(jié)構(gòu)，即：鋼管混凝土柱+鋼框架+鋼筋混凝土核心筒。塔樓基礎(chǔ)采用筏板形式，混凝土滿足60d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度，本次工程的筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑量：施工屬于典型的大體積混凝土施工工程。筏板基礎(chǔ)總長(zhǎng)度：75.6m，總寬度：68.9m，總澆筑量約為 1.58萬m3。經(jīng)工程設(shè)計(jì)，通過原材料優(yōu)選和混合料優(yōu)化配比后采用無縫施工技術(shù)，一次完成澆筑而不留后澆帶，詳見圖1所示。

圖1 塔樓筏板基礎(chǔ)厚度分區(qū)示意圖

2 施工技術(shù)難點(diǎn)分析

為確保1.58萬m3的混凝土能夠滿足澆筑質(zhì)量，在進(jìn)行施工中，如何根據(jù)具體情況改進(jìn)水泥混凝土的原材料，提高混凝土的砂漿配比。同時(shí)，筏板混凝土的有效性及其對(duì)摻混凝土膨脹劑的相關(guān)方法也是施工過程中亟待解決的技術(shù)問題。筏板基礎(chǔ)選用混凝土必須要滿足其抗?jié)B要求，在施工中，進(jìn)行科學(xué)配比控制，確?；炷翝仓蟛粫?huì)出現(xiàn)收縮縫和溫差，是本次工程施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在。

3 施工技術(shù)方案

3.1 混凝土配合比的研發(fā)

為更好地保證1.58萬m3的大體積混凝土筏板基礎(chǔ)的整體一次性澆筑的施工質(zhì)量，經(jīng)分析通過以下措施來實(shí)現(xiàn)整體澆筑的施工質(zhì)量。

①通過減少混凝土用量，降低混凝土水膠比等，解決了大體積混凝土因溫度過高引起的周圍溫差問題。

②拆除后沉降澆筑區(qū)后，大體積混凝土凝固過程中，要保證足夠的塑性可以處理引起的自收縮和溫差變形現(xiàn)象。

③筏板基礎(chǔ)澆筑的混凝土含水膨脹率約為2/10000；為此，要確保澆筑的混凝土具有極強(qiáng)的粘結(jié)性，否則難以滿足施工要求。為此，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度計(jì)劃將混凝土初凝時(shí)間設(shè)置為8 h～10h。因此，針對(duì)本項(xiàng)目應(yīng)用的混凝土的具體特性，進(jìn)行了混凝土配比材料的研發(fā)。

3.2 原材料優(yōu)化選擇

通過多方面的分析和試驗(yàn)研究，同時(shí)對(duì)市場(chǎng)供應(yīng)的原材料進(jìn)行質(zhì)量全面排查，最終明確本工程項(xiàng)目筏板基礎(chǔ)澆筑的混凝土的原材料。

①水泥。選用吉林亞泰公司所產(chǎn)的42.5P.O水泥。該混凝土對(duì)混凝土外加劑和引氣劑具有優(yōu)良的適應(yīng)性。

②粗骨料。選用吉林亞泰產(chǎn)的5mm～25mm砂石原料和牡丹江產(chǎn)的5mm～31.5mm河卵石進(jìn)行混合，保證施工過程中5mm～31.5mm的連續(xù)配合比，并含粉量應(yīng)為0.8%。

③細(xì)石料。為保證粉料含量不超過1.0%，經(jīng)過對(duì)西安周邊砂石廠的考察，明確選用了牡丹江粗砂，粒度為2.6，可以降低混凝土攪拌需水量。

④外加劑。經(jīng)分析，使用大唐洛南洛河發(fā)電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰和S95級(jí)粒鐵高爐煤灰粉。摻入上述礦渣粉及粉煤灰，可以有效控制混凝土可能出現(xiàn)的收縮值，且抗?jié)B性能較為穩(wěn)定。

⑤減水劑。經(jīng)調(diào)查分析，陜西創(chuàng)新科技開發(fā)設(shè)計(jì)有限公司生產(chǎn)的聚羧酸系列產(chǎn)品具有優(yōu)良的外加劑性能。

⑥抗裂劑：在對(duì)多種抗裂劑進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比和篩選后，能夠較好地滿足含水膨脹率和抗?jié)B、抗裂要求，故選用山東聯(lián)祥所產(chǎn)的SY-T抗裂劑，以期提升混凝土的致密性。

⑦水。選用可食用的普通自來水，并將用量控制在180kg/m3內(nèi)。

3.3 砂漿配合比的優(yōu)化及試驗(yàn)

某科研中心大樓的筏板基礎(chǔ)進(jìn)行混凝土澆筑施工的時(shí)間為2019年5月上旬，為確保本次工程的無縫施工技術(shù)要求，工程部經(jīng)過6個(gè)月的時(shí)間歷經(jīng)上百次的試配試驗(yàn)，確保工程應(yīng)用的混凝土各項(xiàng)特性及指標(biāo)達(dá)到了工程建設(shè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)后，最后對(duì)基礎(chǔ)筏板大體積混凝土C45P10砂漿配合比進(jìn)行明確，詳見表1所示。

某科研中心大樓塔樓基礎(chǔ)混凝土的C45P10配合比 表1

3.3.1 砂漿配合比

表1中砂漿配合比按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制作，對(duì)C45P10樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化維護(hù)、試驗(yàn)。結(jié)果表明，混凝土水灰比為0.40，膠料總產(chǎn)量430kg/m3，S%≈40%±2%，堆積密度=2400±50/m3。

3.3.2 抗拉強(qiáng)度測(cè)試

自主配置混凝土和砂漿配合比的目的是保證1.58萬m3的筏板的大體積混凝土澆筑施工質(zhì)量，從而確保滿足相關(guān)性能要求。

圖2 不同齡期混凝土抗拉強(qiáng)度

①保證大體積混凝土不存在因溫度過高引起的周圍溫差導(dǎo)致的裂縫，按減少混凝土中水泥用量、降低水化熱的方法處理。

②取消后澆帶后，大體積混凝土必須滿足膨脹性能和澆筑凝固過程中的自收縮和溫度變形。

③由于某科研中心大樓建筑的基礎(chǔ)筏板混凝土規(guī)模比較大，為防止工程施工中出現(xiàn)接縫，澆筑的混凝土在初凝前需要覆蓋新混凝土。根據(jù)振搗力，去除冷縫。針對(duì)坍落度大的混凝土混合料，選擇點(diǎn)振法去除氣泡和沉降縫，避免過度流動(dòng)。

④為避免沉降縫分層，施工中要保證上一層混凝土初凝前就要澆筑覆蓋新的混凝土，并用振搗力清除施工出現(xiàn)的裂縫。需要注意的是振搗強(qiáng)度過長(zhǎng)，很可能混合物下移，粉煤灰上調(diào)，造成混凝土斷面砂石分布不均，危害混凝土的施工澆筑質(zhì)量。

⑤混凝土達(dá)到澆筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，用木刮板進(jìn)行表面修整。應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真檢查，并仔細(xì)進(jìn)行反復(fù)搓壓，直至縫隙清除后，方可開始覆膜工作?；炷帘砻姹裱a(bǔ)水保養(yǎng)14d。當(dāng)天氣干燥多風(fēng)時(shí)，混凝土表面水分會(huì)迅速蒸發(fā)，混凝土澆筑后第二天可以用棉氈進(jìn)行澆水覆蓋，使其飽和狀良好，應(yīng)用棉氈可以很好保持溫?zé)岬酿B(yǎng)護(hù)狀態(tài)。

⑥在砂漿中摻入高效減水劑和粉煤灰及礦粉，可以有效確保混凝土的強(qiáng)度，使其滿足泵送性能要求和強(qiáng)度等級(jí)要求。

4 大體積混凝土的澆筑施工

4.1 混凝土供應(yīng)

本工程中混凝土基本澆筑方案的規(guī)定，筏板基礎(chǔ)澆筑混凝土的日常任務(wù)預(yù)計(jì)分配72h內(nèi)完成，要保證每日混凝土澆筑量不低于5400m3。因此，本次混凝土澆筑施工以徽建混凝土東站的誠(chéng)盛商混為主供站，選擇昌吉商混為備選供應(yīng)站。由于該商混站與工程施工現(xiàn)場(chǎng)距離適中，且附近多條交通路線可以規(guī)劃確?；炷翝仓粘Ｈ蝿?wù)需求。

徽建混凝土東站共設(shè)發(fā)電機(jī)組3臺(tái)，每臺(tái)機(jī)組確保120m3/h的產(chǎn)量，根據(jù)本項(xiàng)目的工程量清單可連續(xù)生產(chǎn)并確保日產(chǎn)3000m3以上。誠(chéng)盛商品混凝土配備3套的生產(chǎn)線，每套確保210m3/h產(chǎn)量，可確保單日供應(yīng)量不低于3200m3。昌吉商品混凝土配備2套180m3/h生產(chǎn)線，確保單日供應(yīng)量不低于1000m3。以上商用攪拌站同時(shí)生產(chǎn)，可保證6000m3/d的供應(yīng)，完全可以有效滿足工程項(xiàng)目的混凝土澆筑需求。

4.2 相關(guān)設(shè)備及澆筑部署

在整個(gè)混凝土澆筑過程中，可將施工現(xiàn)場(chǎng)劃分兩個(gè)階段開展，具體根據(jù)混凝土澆筑期間可能出現(xiàn)的降水等極端天氣，制定兩套方案，即考慮到施工中的有利工況和不利工況兩種，即不利工況下在澆筑期間可能出現(xiàn)降水時(shí)，混凝土澆筑車輛無法進(jìn)入基坑進(jìn)行澆筑工作的方案。相反，如果陽(yáng)光普照，有利工況下混凝土澆筑車可以進(jìn)入基坑進(jìn)行澆筑工作。工程過程中，進(jìn)行筏板基礎(chǔ)的混凝土澆筑，總計(jì)配備混凝土泵車8輛，其中：6臺(tái)天泵和2臺(tái)地泵。施工中應(yīng)依據(jù)天氣等情況進(jìn)行具體分析，上述混凝土澆筑方案和選用的機(jī)械設(shè)備可以有效保障混凝土的連續(xù)澆筑施工，具體施工方案詳見圖3所示。

圖3 塔樓地下室基礎(chǔ)混凝土澆筑第一階段平面布置圖

進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，可同時(shí)使用1號(hào)車載泵和2號(hào)天泵進(jìn)行混凝土澆筑施工。其中進(jìn)行配置的1號(hào)車載泵必須配管?；炷帘槐盟偷降谌齾^(qū)進(jìn)行澆筑施工。同時(shí)配備轉(zhuǎn)輪至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土澆筑?；幽隙瞬贾?號(hào)天泵，同時(shí)配備轉(zhuǎn)輪進(jìn)行第四區(qū)混凝土澆筑施工，8#地泵布置在基坑上端基坑?xùn)|北部，配管道立即下水混凝土至第四區(qū)進(jìn)行混凝土澆筑施工，本工程實(shí)際澆筑計(jì)劃方案詳見圖4所示。

圖4 塔樓地下室基礎(chǔ)混凝土澆筑第二階段平面布置圖

4.3 筏板基礎(chǔ)混凝土施工溫度和應(yīng)力分析

4.3.1 混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)溫度分析

某科研中心大樓建筑的筏板基礎(chǔ)混凝土，澆筑的最高溫度與筏板混凝土表層 溫 差 為 72.8℃ -55.9℃ =16.9℃ ＜25℃，筏板表層的混凝土溫差為氣溫：55.9℃-25℃=30.9℃＞20℃，說明本次優(yōu)選配比后的混凝土可以滿足筏板基礎(chǔ)混凝土的溫差要求。

4.3.2 筏板基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑后的抗裂測(cè)定

根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，水泥抗裂管束可計(jì)算：

4.3.3 大體積混凝土收縮應(yīng)力分析

本次筏板基礎(chǔ)進(jìn)行澆筑的混凝土，當(dāng)施工過程，如果混凝土內(nèi)部的內(nèi)拉應(yīng)力如果超過了混凝土的抗壓強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)開裂，從而影響整體施工質(zhì)量。為此，本工程進(jìn)行的筏板基礎(chǔ)澆筑混凝土經(jīng)過配比優(yōu)化后，要滿足混凝土最大變形臨界值即Sk=1.66×10-4的要求方可施工。為此，本工程進(jìn)行混凝土混合料優(yōu)化后實(shí)測(cè)為Dy=0.47×10-4，表明本次混凝土混合料的優(yōu)化配比完全可以滿足抗裂要求和溫差收縮指標(biāo)。

5 總結(jié)

大體積混凝土工程中，基于無縫施工技術(shù)通過對(duì)混凝土原材料進(jìn)行合理科學(xué)的優(yōu)化配比，對(duì)于工程建筑的大體積混凝土澆筑后的裂縫控制具有極強(qiáng)的效果。本工程中通過上述工程優(yōu)化措施及技術(shù)施工方案，經(jīng)施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及投入應(yīng)用后的實(shí)際結(jié)果來看，混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)在進(jìn)行的測(cè)溫、大體積混凝土澆筑后的抗裂測(cè)定及大體積混凝土收縮應(yīng)力分析，都取得了較為理想的施工效果，并能有效滿足施工技術(shù)要求，本工程中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)為同類施工提供了一定經(jīng)驗(yàn)參考。