超高层房建项目底板大体积混凝土施工技术分析

申丑兵 湖南湘江新区管理委员会工程师

1 工程概况

某超高层房建项目是集办公、商业、购物、休闲娱乐于一体的大型高端综合体，东区建筑面积约350 000 m2，其中T1塔楼层数64 层，建筑高度296.9 m，底板最大厚度为9.8 m；T2 塔楼层数为52 层，建筑高度为225.9 m，底板最大厚度为8.0 m。底板大体积混凝土具体情况详见表1。

表1 底板大体积混凝土具体情况表

2 原材料与配合比设计

2.1 原材料要求

2.1.1 水泥

宜选择活性较高、流变性能较好、质量稳定的中低热硅酸盐水泥，初凝时间不小于45 min，终凝时间小于10 h，各项指标均符合《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）的相关要求。

2.1.2 砂

宜选择细度模数为2.5 ～3.0、含泥量＜2.0%、吸水率≤2.5%的河砂（中砂），各项指标均符合《建设用砂》（GB/T 14684—2011）的相关要求。

2.1.3 石

宜选择粒径为5 ～31.5 mm、含泥量＜1.0%、泥块含量＜0.5%的碎石，各项指标均符合《建设用卵石、碎石》（GB/T 14685—2011）的相关要求。

2.1.4 外加剂

宜选择高效减水剂，适当掺加缓凝剂，减缓水化热放热速度，碱含量、氯离子含量等各项指标均符合《混凝土外加剂》（GB 8076—2008）的相关要求。

2.1.5 水

混凝土拌合用水应符合《混凝土用水标准》（JGJ 63—2006）的相关要求。

2.2 配合比设计

施工前，项目部提前与混凝土供应商沟通，要求搅拌站按照《大体积混凝土施工标准》（GB 50496—2018）的有关规定对大体积混凝土进行配合比设计和试配[1]。

具体要求为：第一，选择优质的粉煤灰，在保证工作性及强度的前提下，控制矿粉的掺量少于粉煤灰掺量，充分发挥粉煤灰减缩、保水功能；第二，考虑到深大基坑抽排水难度较大的问题，在设计配合比时，通过采取添加高性能聚羧酸减水剂方式，减少大体积混凝土的泌水现象；第三，搅拌站经过多次试配，最终确定底板大体积混凝土C40P10 的配合比为水泥294 kg/m3、砂648 kg/m3、石1 163 kg/m3、 水175 kg/m3、 粉 煤灰54 kg/m3、矿粉30 kg/m3、膨胀剂为53.2 kg/m3、聚羧酸减水剂4.6 kg/m3。

3 供料能力测算

3.1 生产能力测算

经测算该项目每小时最大混凝土浇筑量240 m3。现场查验，搅拌站现有4条3 m3完好生产线，每罐混凝土搅拌总用时约2.5 min，每小时产量为288 m3，故该搅拌站的生产能力能够满足本工程大体积混凝土施工需求。

3.2 运输能力测算

通过线路踏勘，从搅拌站至本工程车程约15 min，考虑车流高峰期及突发情况，运输能力按车程25 min 计算，单台罐车周期用时估算为送料25 min、卸车10 min、回程25 min、装车10 min，共计70 min。据此计算，一台车考虑7 h周转6 趟，罐车运载量为12 m3。故单台地泵（输运能力按40 m3/h 计算）需投入的罐车数量为3.9 台，取4 台。混凝土运输罐车数最大为24 台。

4 施工与养护

4.1 施工准备

4.1.1 材料准备

混凝土，应提前3 d 到搅拌站检查备料情况及外加剂、掺和料准备情况。养护材料，应准备薄膜、麻袋、草袋、棉被若干。

4.1.2 设备、工具准备

设备有塔吊、地泵、汽车泵、振动电机、振动棒、磨光机、碘钨灯、柴油发电机、潜水泵、虹吸泵、常规浇筑手持工具（铁抹子、铁铲、灰锄）、常规试验工具（混凝土坍落度筒、混凝土标养试模、抗渗混凝土试模）及测温设备等。

第一，事前明确施工负责人职责：全面负责本班混凝土浇筑；全权整体调度混凝土浇筑的人、材、机械设备；负责与甲方、监理等单位的具体沟通。第二，事前明确基坑内管理人员职责：落实基坑内施工管理和操作人员的到岗情况；跟踪混凝土振捣、养护的情况；负责监控混凝土质量，及时与搅拌站现场负责人取得联系；记录混凝土浇筑情况，及时和搅拌站、坑顶管理人员沟通，控制混凝土浇筑速度，同时做好尾料供应的控制；与试验员沟通，协调试块制作及混凝土测温、坍落度检测事宜。第三，事前明确地泵管理人员职责：负责混凝土进场验收，签收混凝土收料单；组织混凝土运输车的进场疏导；与搅拌站现场负责人进行调度沟通，确保现场材料供应有序、不断料。

4.1.4 交通组织

浇筑过程中，混凝土供应商搅拌站需提供足够多载运量为12 m3的混凝土搅拌车，保障浇筑作业能够顺利推进。项目部应根据现场作业场地的实际情况，提前与相关单位沟通，确保浇筑作业时项目的周边道路可以作为临时浇筑候车路线。项目工程部应安排专人在现场指挥浇筑车辆，并及时与搅拌站值班人员进行联系，确保混凝土浇筑过程连续、完整。

4.2 施工要点

4.2.1 混凝土浇筑方式

浇筑方式为单方向斜向分层推进式浇筑、双向“跳仓法”同时进行施工，每次推进一层厚度约0.5 m 的混凝土。

4.2.2 混凝土振捣

振动棒从钢筋网片上垂直下落与混凝土振捣，与混凝土表面成6°，振捣器插点均匀排列，采用由下往上的次序移动，不得由上往下振捣，以免浮浆覆盖底层混凝土或流失。分层振捣时，在振捣上层混凝土时，应插入下层内50 mm左右，以消除两层间的接缝。当混凝土表面出现泛浆、不再冒气泡、不再显著下沉现象时，说明已振捣密实[2]。

4.2.3 泌水处理

何良诸心跳起来，果然有戏，他想看到又最不想看到的戏，要开场了。何良诸跟随赵集走到店门前，上马路，卡车停在那里，两人钻进舵楼，车开了。

大流动性混凝土在浇筑、振捣过程中，如果采用泵送工艺的浇筑方式，将导致大量的自由水或结合水从混凝土中离析，出现泌水现象。泌水现象会使成形的混凝土表面产生砂纹，可采取以下方法进行处理。

（1）调整好混凝土配合比，控制水泥浆粘聚性和混凝土拌合物和易性，严格把关掺合料，严禁加水；（2）浇筑时将上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面引流到坑洼面，通过抽水泵和虹吸泵将泌水排出；（3）控制振捣工艺，严禁工人过振混凝土和漏振混凝土[3]。

4.3 养护要点

第一，大体积混凝土设专人测温、专人养护及监测环境气温。第二，备好蓄热养护材料，如塑料薄膜、草袋、麻袋、棉被等。第三，严格按照规范测量温度，发现内外温差超过规范立即增加覆盖物并通知技术负责人现场处理。第四，大体积混凝土浇筑完成后，应及时覆盖保温材料（冬季尤为重要），防止混凝土表面因温度骤降而出现裂缝。

5 温控措施

由于大体积混凝土各个方向的尺寸较大，其内部水泥水化热无法及时消散，导致大体积混凝土的内外温差较大，由此产生较大温度应力引起大体积混凝土出现裂缝。因此控制大体积混凝土质量很大程度取决于温控措施。该项目的具体温控措施如下：第一，面层覆盖塑料薄膜和麻布袋。塑料薄膜能防止混凝土水分快速蒸发，麻布袋具有保水、降温作用。第二，选用中低热水泥，所用水泥的3 d水化热不大于240 kJ/kg，7 d 的水化热不大于270 kJ/kg。 第三，冷却循环水降温，为防止大体积混凝土产生温度应力裂缝的质量通病，本工程底板采用冷却循环水温控施工方法，具体做法如下。

大体积混凝土浇筑完成后，在底板上布置6 个直径2 m、高2 m 的水塔，每两个水塔附近布置一个加压泵保证冷却水管的流速，形成3 套冷却水系统（总体布置BIM 效果详见图1）。每套冷却水系统对应一个进水孔和一个出水孔，水循环使用。其中冷却水系统管线间距为3 m，冷却水系统管线间距2 m。冷却水管采用80 mm 外径的镀锌钢管，钢管采用钢筋固定，位置偏移应小于1 cm（单套系统BIM 效果详见图2）。

图1 冷却水循环降温系统总体布置BIM 效果图

图2 单套冷却水循环降温系统BIM 效果图

一般情况下，大体积混凝土浇筑覆盖冷却水管10 h 左右（混凝土开始温升时）开始启用该套冷却水循环降温系统。持续监测大体积混凝土的内外温差，当内外温差连续3 d 低于25 ℃时，可停止使用冷却水循环降温系统。冷却水循环降温系统停止后，采用与大体积混凝土配合比相同的水泥砂浆灌满、灌实全部冷却水循环降温系统的冷却水管[4]。

6 温度监测

6.1 内外温差要求

大体积混凝土内外温差需要控制在25 ℃以内，超过25 ℃时，应及时采取保温措施或启用冷却水循环降温系统，使大体积混凝土的内外温差不至于过大，以避免出现裂缝。

6.2 测温点布置

结合该项目底板大体积混凝土的几何特征选择具有代表性的温度监测点，具体纵向测温点布置原则如下。第一，底板大体积混凝土外表温度监测点在混凝土外表面以内约50 mm 处布置；第二，底板大体积混凝土底表温度监测点在混凝土底表面以内约50 mm 处布置；第三，纵向测温点每间隔500 mm 布置一个[4]。

6.3 测温注意事项

第一，测温的主要监测点为混凝土内部温度、外表温度、底表温度以及大气温度，并据此计算温差。第二，底板采用混凝土测温仪进行测量，浇筑混凝土前设专人配合预埋测温线，每组测温线至少有5 根（即不同长度的测温线），在线的上端用胶带做标记，便于区分深度。第三，提前制定测温记录表，配备专职测温人员，按两班考虑。测量前、换班前均需要对测温人员进行技术交底，测温人员要认真负责，测温时应按孔按时测温，做到不遗漏。测温记录应真实填写，不能弄虚作假。第四，底板大体积混凝土终凝72 h 内每2 h 测温一次，72 ～168 h 每4 h 测温一次，7 ～14 d每8 h 测温一次，测温至温差稳定时终止。第五，测温过程中若发现混凝土内部与表面温差达到25 ℃及以上或其他异常情况，则应及时通知项目总工，以便及时采取措施[5]。

7 质量控制

施工前，技术总工组织项目管理人员、搅拌站管理人员、劳务班组成员召开施工讨论会，利用BIM 模型对项目管理人员和劳务人员进行三维、可视化技术交底，使每一名作业人员均掌握底板大体积混凝土浇筑方案的技术要求和施工难点[6]。具体来说，应做好以下工作。

第一，做好开盘鉴定工作，确保大体积混凝土质量有保证。第二，提前对罐车的行驶路线和施工场地进行考察、规划，安排专人指挥，明确责任及分工，在施工时严格按职责执行，确保大体积混凝土浇筑不间断。第三，施工过程中严禁加水，现场检查混凝土出料时的坍落度，要求其坍落度为140 ～160 mm。第四,现场试验员需要按照试验计划留置混凝土标养试块和抗渗试块，在1 000 m3以内时每100 m3制作1 组标养试块，超过1 000 m3时每200 m3制作1 组标养试块。每个区域留置1 组同条件试块以及1 组抗渗试块。

8 结语

超高层建筑已经十分普遍，因为楼层数非常高，对地基基础的荷载能力要求也非常高，为了能够满足超高层建筑地基基础的承载能力，施工人员通常选择运用大体积混凝土。本文以某超高层底板大体积混凝土施工为例，简要阐述了实时监控底板大体积混凝土温度的重要性及注意事项，对提高类似超高层工程建设项目底板大体积混凝土的施工质量具有重要的意义。