超高层建筑基础大体积混凝土施工技术研究

□文/陈 章

（重庆城建控股集团有限责任公司 重庆）

一、引言

近年来，超高层建筑的建设风起云涌，基础的形式向复杂化、大体积化发展，大体积混凝土的应用也越来越普遍。大体积混凝土结构尺寸大，在温度应力的作用下，容易产生裂缝，对建筑结构的安全和使用耐久性是一个严峻考验。超高层建筑基础的大体积混凝土施工质量的好坏直接影响到整个建筑结构的好坏。

二、大体积混凝土的定义及特性

大体积混凝土是指体积大、水化热不易散发，在外界环境或混凝土内力的约束下，极易产生温度收缩裂缝及为防止裂缝而应采取的施工工艺的混凝土。

混凝土是脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的1/10左右；拉伸变形也很小，短期极限拉伸应变只有（0.6-1.0）×104，约相当于温度降低6-10℃的变形；长期加载时的极限拉伸变形也只有（1.2-2.0）×104。大体积混凝土结构断面尺寸较大，混凝土浇筑后，由于水泥水化热，内部温度急剧上升，此时弹性模量很小，在一定约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土通常是暴露在外面的，表面有空气或水接触，基础容许温差小。

大体积混凝土结构设计中一般不允许出现拉应力，但在施工和运行期间，在大体积混凝土结构中往往会由于温度变化而产生很大的拉应力，很难将这种由于温度变化而引起的拉应力限制在允许范围内，温度裂缝也正是由于这种原因产生。

三、超高层基础施工大体积混凝土施工质量控制

在超高层基础混凝土施工中，基础底板、基础梁属于大体积混凝土，在基础底板施工过程中，对整个工程质量要求很高，因此应考虑到温度应力的影响，采取合理有效的保温、降温技术措施，减少其内外温度差值。混凝土施工采用二次振捣施工技术、控制施工冷缝的产生，保证结构的施工质量。

（一）混凝土配合比除满足容重要求和强度要求外，采用掺加粉煤灰、高效减水剂，控制坍落度，降低水泥用量，以降低混凝土水化温升，防止产生温度裂缝和收缩缝。

（二）浇筑混凝土之前，对搅拌站进行验收，保证混凝土供应量，并派专人对搅拌站监督，保证混凝土的质量。

（三）大体积混凝土浇筑方法。基础底板及基础梁分层浇筑，每层厚度控制在500mm左右，利用混凝土自然流淌形成斜坡，增大散热面积。薄层浇捣间隔时间不大于混凝土初凝时间，在浇筑接茬处应振捣到位。混凝土浇筑时逐层水平向前推进，每层浇筑厚度不超过500mm，采用斜坡薄层浇捣法，利用自然流淌形成斜坡，增大散热面积。薄层浇捣间隔时间不大于混凝土初凝时间，在浇筑接茬处应振捣到位。泵送浇筑混凝土时，不得在同一处连续布料，应在泵管的旋转半径范围内水平旋转布料，逐步向前推进，而且泵管口离模板内侧面不小于50mm，且不得向模板内侧面直冲布料，混凝土自御料口的自由倾落高度不超过2米，超过2米时，采用串筒顺导混凝土，保证混凝土不发生离析现象。

（四）大体积混凝土的浇筑

1、混凝土振捣充分合理，预先布置振捣棒插点，防止漏振，保证混凝土振捣密实。混凝土放灰，对混凝土浇筑时间及浇筑完成时间进行记录、收集混凝土小票。

2、试验。混凝土试验由试验员根据规范要求进行混凝土试块制作、混凝土坍落度测试、混凝土出罐温度、入模温度测试等。

3、振捣方法，振动棒移动间距不大于400mm，振捣时间15～30秒，紧插慢拔，但还应视混凝土表面不再明显下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准，而且应插入下层混凝土50mm左右，以消除二层之间的接缝。为增加混凝土的密实度和提高抗裂性能，应采用二次振捣方法。第一次振捣时，由于泵送混凝土塌落度较大自然形成的坡度也较大，因此应在坡顶、坡脚布置两道振捣器，一道布置在卸料处，主要解决上部混凝土的振捣，另一道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝土的密实。初凝前进行第二次砼振捣，直至混凝土表面不再明显下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为止。

4、混凝土找平。混凝土压光遍数不少于2遍。混凝土浇到底板顶标高后，用2m长木刮杠将混凝土表面找平，且控制好底板顶标高。然后，用木抹子拍打、搓抹两遍，在混凝土终凝之前进行收浆压光、拉毛，拉毛采用硬塑料扫帚，以保证观拉毛质量及观感效果。

5、混凝土养护。混凝土初凝后立即覆盖一层塑料薄膜，待混凝土终凝后，浇水养护，保证混凝土面湿润。

6、看模。混凝土浇筑过程中，安排模板工负责看模，防止出现涨模、跑模等情况。

7、钢筋清理。混凝土浇筑完成后，派专人负责墙、柱插筋的清理，保证钢筋表面干净。

（五）混凝土养护。为防止底板混凝土升降温速度过快形成温度收缩裂缝和早期脱水造成表面干缩裂缝，浇筑完成后，表面搓平，搓平次数不少于三次。混凝土养护采用覆盖养护：基础底板、基础梁混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，薄膜上加盖一层麻袋。混凝土养护期限自砼浇筑成型开始计算，不少于14天，待混凝土内温度逐渐下降趋于平稳时方可解除养护。砼浇筑后即开始测温，当砼实测内、外温差超过25℃时必须采取覆盖保温措施，降低砼内外温差。

四、大体积混凝土温差控制

（一）测温方案。本工程基础底板、基础梁属于大体积混凝土，按要求进行测温。测温采用HYPY-Ⅲ型无线测温仪，其测温精度为±0.5℃，其原理是利用热电效应的关系量测测体温度，具有测量精度高、测点布设方便等特点，能够满足大体积混凝土温度测设要求，它是通过预埋固定在混凝土内的测温导线，导线一头伸出混凝土结构外侧，与无线发射器相连，通过无线发射器发送，由无线接收器接收，并通过电脑及软件进行数据分析。基础大体积混凝土测温的目的是了解大体积混凝土内部温度的变化，防止底板混凝土中心温度与表面温度差超过25℃。

（二）测温方案实施。根据混凝土初期生温较快，混凝土内部的温升主要集中在浇筑后的3～7天，一般在3天之内温升可达到或接近最高峰值，另外，混凝土内部的最大温升，是随着结构物厚度的增加而增高。根据工程实际情况和结构特点，大体积测温时间为浇筑完成（混凝土初凝并能上人后）至混凝土内部温度与大气温度相等时止。

五、结语

超高层建筑大体积混凝土施工质量的控制是保证整体建筑结构完整性和耐久性的重要保证。高层建筑大体积混凝土施工中，应控制好其对原材料的要求，选择适宜的水泥、粗细骨料、粉煤灰及外加剂要实现达到建筑大体积混凝土施工质量的要求和标准，对混凝土施工相关的材料质量进行严格的控制，并加强混凝土施工技术和工艺水平，要求达到技术相关标准。同时，还要加强施工现场的管理能力，避免影响到工程质量和技术的实现，像这样全面的混凝土施工质量控制，将实现质量水平的提高，为超高层建筑后期的施工打下良好基础。

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