超厚基础底板大体积混凝土施工技术

2016-08-23赵生廷蔡晓明

安徽建筑 2016年3期

关键词：测温底板体积

赵生廷，蔡晓明

（1.合肥市建筑质量安全监督站，安徽合肥 230001；2.上海建工七建集团有限公司，上海 200050）

超厚基础底板大体积混凝土施工技术

赵生廷1，蔡晓明2

（1.合肥市建筑质量安全监督站，安徽合肥 230001；2.上海建工七建集团有限公司，上海 200050）

以合肥绿地中心D座工程为例，详细阐述了超厚基础底板大体积混凝土配合比试验、混凝土浇筑、混凝土养护、混凝土温度控制和大体积混凝土裂缝控制等几个方面采取的有效措施，保证大体积混凝土的施工质量。

大体积混凝土；施工技术；质量控制

0　前言

大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土[1]，此类混凝土多见于高层和超高层建筑基础、大型设备基础等。为避免混凝土有害裂缝影响结构安全和正常使用，可在施工中采取合理选用混凝土配合比，选用水化热低的水泥，掺加粉煤灰、矿渣粉和高性能减水剂，控制水泥用量，加强混凝土保温保湿养护工作等一系列的技术措施来保证大体积混凝土的施工质量。

1　工程概况

合肥绿地中心D座超高层主楼地下3层，地上57层，建筑面积121071m2，建筑高度255m。本工程主塔楼基坑核心筒区域深度达26.15m，塔楼范围内底板厚度为3.3m，核心筒处混凝土厚度为4m，局部电梯井处坑中坑厚度达到9.85m。塔楼范围内基础底板面积约为3933m2，为一次性浇筑，混凝土强度等级为C40，抗渗等级为 P8，浇筑总量12056m3，属于大体积混凝土。

2　大体积混凝土的浇筑方案

大体积混凝土的浇筑方案采用整体分层连续浇筑施工的方法，分层厚度为400mm，先进行低位的核心筒内坑中坑部位混凝土浇筑，再进行底板混凝土浇筑，采取连续浇筑，保证结构的整体性。

3　施工准备

3.1保证连续高强度浇筑的施工准备

3.1.1站点配置及供应强度

本工程底板混凝土的浇筑总量约为12056m3，现采用安徽省三和混凝土有限公司一站和二站供应，生产能力为360m3/h。混凝土底板浇捣时基坑内布置3台汽车泵布料以及汤泉路上布置3台固定泵接硬管布料，浇筑强度240m3/h，能满足现场的施工需求。

3.1.2周边及场内交通组织

项目南侧汤泉路、西侧宏村路、东侧宿松路均可使用。所有混凝土供应搅拌车由宿松路驶入汤泉路上的地磅称重后，驶至泵车所在位置。混凝土供应完成后，由宏村路驶出现场。

因本工程混凝土总量达到12056m3，故须在施工现场设置混凝土搅拌车临时停车点，目前考虑在基坑内设置一处能够停置6辆搅拌车的临时停车点。另外宏村路目前虽已通车，但是车流量较少，故宏村路可以作为混凝土搅拌车临时停靠点。混凝土施工时各单位要服从现场总值班的统一指挥，从全局出发，保证生产、供应、浇筑工作顺利进行。

3.2控制混凝土裂缝产生的施工准备

3.2.1混凝土原材料质量要求

作为高达255m超高层塔楼的基础底板，其施工质量的非常重要，所以应从底板混凝土原材料入手，把控地下室底板混凝土的整体施工质量。水泥选用质量稳定、活性较高、需水量低、流变性能好的中低热硅酸盐水泥，强度、安定性、凝结时间、水化热指标均需符合国家标准。砂采用细度模数大于2.3中砂，含泥量≤3%。石采用5～31.5mm连续粒级碎石，含泥量≤1%，选用非碱活性骨料[1]。掺和料采用细度≤12%，烧失量≤5%，需水量≤95%的Ⅰ级低钙粉煤灰和S95的粒化高炉矿渣粉。外加剂采用减水率＞10%，且收缩率比≤135%的减水剂，适当掺加缓凝剂，减缓水化热放热速度，根据设计要求加入UEA型膨胀剂。水采用符合现行国家标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-2006）的饮用水。

3.2.2大体积混凝土配合比设计

本工程主塔楼底板混凝土强度等级C40，抗渗等级P8，施工单位委托安徽省三和混凝土有限公司按《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）有关规定，对底板混凝土的配合比进行了实验室试配。优化胶凝材料组合时，选用优质粉煤灰，在同时保证强度和工作性的前提下，控制粉煤灰的掺量多于矿粉掺量，充分发挥了粉煤灰的保水和减缩功能。由于本工程基坑深度达26.15m，考虑到深基坑抽排水难度大，配合比设计过程中考虑通过掺加缓凝减水剂来减少混凝土的泌水。经过多次试配，确定了超厚底板C40混凝土的配合比为：水178kg、水泥252kg、粉煤灰91kg、UEA型膨胀剂55kg、矿粉114kg、砂642kg、石1047 kg、外加剂（缓凝减水剂）10.1 kg、水胶比0.39。

4　底板大体积混凝土浇筑

主楼D座底板浇筑时基坑内布置3台汽车泵布料，汤泉路上布置3台固定泵接硬管布料。

浇筑前检查混凝土送料单，核对混凝土配合比，确认混凝土强度等级，检查混凝土运输时间，测定混凝土坍落度，在确认无误后再进行混凝土浇筑。混凝土运输、输送、浇筑过程中严禁加水；混凝土运输、输送、浇筑过程中散落的混凝土严禁用于结构浇筑[2]。

4.1混凝土浇筑

按设计后浇带位置分区流水施工，各区段混凝土要求一次浇筑完成。基础底板与外墙施工缝设在底板上300mm。浇筑时作好分层浇筑的标志，要保持连续施工，上层混凝土应在下层混凝土初凝之前浇筑，以免形成冷缝。现场混凝土浇筑如图1所示。

图1　底板大体积混凝土浇筑

4.2混凝土振捣

混凝土振捣采用插入式振捣器，分层振捣，振捣上层混凝土时，插入下层混凝土中50mm左右，以消除两层之间的接缝。振捣时间15～30s，直到混凝土表面不再下沉，不出气泡，表面泛出灰浆为准。振动棒移动间距不大于400mm，快插慢拔，不得出现漏振、欠振和过振现象。后浇带及施工缝边角处加密振捣点，并适当延长振捣时间；钢筋密集区域或型钢与钢筋结合区域选择小型振动棒辅助振捣、加密振捣点，并适当延长振捣时间；基础大体积混凝土浇筑流淌形成的坡顶和坡脚适时振捣，不得漏振[2]。底板混凝土浇筑时，表面至少搓平3次，最后一次搓平压实在混凝土初凝前进行，以保证混凝土不再下沉引起裂缝。

4.3混凝土泌水处理

对于流向基坑周边的泌水可用潜水泵抽走，而流向坑井底部及后浇带的泌水则用污水泵抽到地面排水沟，经沉淀后排出。

4.4混凝土浇筑过程中的覆盖

由于采用同步推进的浇筑方法，在混凝土浇筑过程中会有部分部位的混凝土先行抹平，为防止抹平后混凝土表面降温过快产生裂缝，对于先行抹平的混凝土立即采取“塑料薄膜+毛毡+麻布”的3层覆盖保温养护材料的措施。

4.5混凝土养护与测温

4.5.1混凝土养护

本工程底板混凝土在1月份，环境温度低，属冬期施工，混凝土养护采用广泛使用且效果明显的保温保湿养护方法。

混凝土浇筑完毕终凝后立即对表面覆盖塑料薄膜一层，然后铺一层保温毛毡（土工布），上附塑料薄膜一层，最后覆盖一层麻袋。剪力墙及柱子部位铺设两层保温毛毡。并监测混凝土硬化过程中的温度、温差变化，当混凝土内外温差超过25℃时，及时加盖保温层，确保混凝土的内外温差控制在允许范围内。在养护期间根据温控系统测得混凝土内外温差和降温速率，对养护措施进行及时的调整。

保湿养护的持续时间不得少于14d，应经常检查保温覆盖层或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除[1]。

4.5.2大体积混凝土测温

通过先进的测温、控温手段，可以及时了解到混凝土内部温度、表面温度、大气温度，通过采取相应的技术措施，能将温差控制规定范围内，可以有效地消除由于温度因素造成的混凝土有害裂缝。现场测温如图2所示。

图2　底板大体积混凝土测温

4.5.2.1温控指标要求

①混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；

②混凝土浇筑块体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃；

③混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0/d℃；

④混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于 20℃[1]。4.5.2.2测温点布置及注意事项

在平面上共布置10个测点，1.5m底板区域布置2处，3.3m底板区域布置4处，4m底板区域布置2处，电梯井区域布置2处，热电阻绑扎于Ф8钢筋上，根据测温点平面布置图所示测点位置，将钢筋垂直插入底板内。

1.5m底板区域在每一测温点沿深度方向布置4个测温点，3.3m底板区域在每一测温点沿深度方向布置7个测温点，4m底板区域在每一测温点沿深度方向布置8个测温点，电梯井区域在每一测温点沿深度方向布置18个测温点，共计88个测点。平面布置图如图3所示。

图3　底板测温点平面布置图

每个热电偶在埋设前，应作测试检查，并根据测点布置图进行编号，对号入座。热电偶必须牢固绑扎，同时要保证测温探头与钢筋绝缘隔离。浇筑混凝土时应小心，避免使测温探头移位、脱落或损坏。

4.5.2.3测温频率等要求

自混凝土入模至浇筑完毕第1天至第4天期间内每4h测温1次；第5天至第7天，每8h测温1次；第7天以后，每12h测温1次。当混凝土结构表面以内40～80mm位置温度与环境温度的差值小于20℃时，可停止测温[2]。

测温工作在混凝土全部达到终凝以后进行。采用JDC-2型测温仪主机进行测温。每测温一次，应记录各测温点的温度数据，及时描述出各点温度变化曲线和断面温度分布曲线，发现温度数据异常应及时报警并采取相应措施[1]。

5　大体积混凝土防裂主要技术措施

采取以保温保湿养护为主体，抗放兼施为主导的大体积混凝土温控措施新技术。由于水泥水化热引起混凝土浇筑体内部温度剧烈变化，使混凝土浇筑体早期塑性收缩和混凝土硬化过程中的收缩增大，使混凝土浇筑体内部的温度收缩应力剧烈变化，而导致混凝土浇筑体或构件发生裂缝。因此，应在大体积混凝土工程设计、设计构造要求、混凝土强度等级选择、混凝土后期强度利用、混凝土材料选择、配比的设计、制备、运输、施工，混凝土的保温保湿养护以及在混凝土浇筑硬化过程中浇筑体内温度及温度应力的监测和应急预案的制定等技术环节，采取一系列的技术措施。

①大体积混凝土工程施工前，对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行试算，确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的升温峰值，里表温差及降温速率的控制指标，制定相应的温控技术措施。

②大体积混凝土配合比的设计应符合大体积混凝土施工工艺特性的要求，进行水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需的技术参数的试验，合理使用材料、减少水泥用量、降低混凝土绝热温升值。选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，大体积混凝土施工所用水泥其3d的水化热不宜大于240kJ/kg，7d的水化热不宜大于270kJ/kg。掺入缓凝、减水、微膨胀的外加剂。

③冬期浇筑混凝土，宜采用热水拌和、加热骨料等提高混凝土原材料温度的措施，混凝土入模温度不宜低于5℃。

④采用二次振捣工艺，浇筑面及时进行二次抹压处理，减少表面的收缩裂缝。

⑤及时覆盖保温保湿材料进行养护，并加强测温管理。

⑥大体积混凝土的结构配筋除应满足结构强度和构造要求外，还应结合大体积混凝土的施工方法配置控制温度和收缩的构造钢筋。

⑦超长大体积混凝土施工，采取留置变形缝、后浇带或采取跳仓法施工，控制结构不出现有害裂缝[3]。