某超厚底板大体积混凝土施工技术研究

汪 漫 （肥西县住房和城乡建设局，安徽 合肥 231200）

0 引言

随着城市建设的不断发展，人们对高层建筑的需求也愈发增长，因此大体积混凝土的施工技术备受关注。大体积混凝土指的是单次浇筑量较大、厚度较厚的混凝土结构，通常应用于高层建筑的地基、底板等重要部位。A 塔楼建筑工程作为一个具有代表性的案例，对于研究超厚底板大体积混凝土施工技术具有重要的实践意义。通过对该工程的深入研究和总结，可以为类似工程提供一定的经验和技术支持。

1 工程概况

1.1 工程规模与特点

A 塔楼作为一座引人瞩目的地标性建筑，总高度为342m，分为地上76层和地下3 层。其独特的结构形式采用了型钢混凝土框架与核心筒结构，并以桩筏基础作为坚实的基石，保证了整体结构的稳定性和安全性。工程的基坑核心筒区域深度达到了27.50m，展现了高难度的施工技术。总而言之，A 塔楼工程以其耸立高度、复杂结构和技术难度，成为了建筑领域的一颗璀璨明珠。

1.2 相关参数

A 塔楼工程的基坑核心筒区域深度达到了27.50m，这个深度的设计不仅考虑到了建筑的高度，也确保了工程的稳定性和安全性。此外，在基坑核心筒区域，底板的厚度达到了4.50m，并且局部区域的底板甚至达到了12.80m。这样的底板设计不仅为建筑的稳定提供了坚实保障，也为后续施工提供了坚实的基础。A 塔楼的基础底板总面积达到了6516m2，这使得一次性浇筑成为了必然选择。此外，混凝土的强度等级设计为C40，表明了其在承受压力和负荷方面的优越性能。

1.3 施工技术难点

在A 塔楼工程的施工过程中，面临着诸多技术难题。首先，对于超厚底板的浇筑，需要采取科学的施工方法以保证施工质量。其次，基坑核心筒区域的深度和底板厚度都远超一般建筑工程，因此在施工过程中需要充分考虑承重和稳定性等因素。此外，庞大的基础底板面积也需要合理的施工组织和流程，以保证工程的高效推进。解决这些技术难题需要施工方具备丰富的专业知识和施工经验，同时也需要科学的工程管理手段来保证工程顺利进行。

2 混凝土原材料要求

2.1 水泥的选择与质量标准

在A 塔楼工程中，水泥的选择和质量标准直接影响到混凝土的整体性能。因此选择强度等级为42.5MPa 的普通硅酸盐水泥，其具备良好的抗压强度和耐久性。同时，根据地下水的腐蚀性，在水泥中掺入了适量的复合防水剂以提高混凝土的防水性能。这一方法不仅起到了防水作用，还能减少拌合水的用量，同时在相同水灰比的情况下减少水泥的使用量，降低水化热的产生，有效地控制了混凝土的收缩变形。通过对水泥的严格选择和质量控制，保证了混凝土的整体性能符合设计要求。表1 中列出了所选用水泥的化学指标和强度指标，都在相应的国家标准范围内，保证了水泥的质量稳定可靠。

表1 水泥化学指标和强度指标

表2 大体积混凝土表面处理详细措施

表3 大体积混凝土收缩裂缝控制措施

这些严格的选材标准和质量要求为后续的混凝土浇筑提供了坚实的基础，保障了工程的施工质量和整体性能。

2.2 普通硅酸盐水泥的应用

普通硅酸盐水泥在A 塔楼工程中发挥了关键作用。 其强度等级为42.5MPa，这保证了混凝土的承载能力和耐久性。普通硅酸盐水泥具有良好的通用性和工程适应性，能够在各种复杂工程条件下发挥稳定的性能。通过对硅酸盐水泥的应用，保证了混凝土的耐久性和整体强度能够满足工程要求。此外，普通硅酸盐水泥的适用性广泛，可以在不同的工程条件下灵活使用，为工程施工提供便利。同时，硅酸盐水泥的具体应用需要符合国家相关标准和规范，本工程严格遵循《水泥强度等级与标号》（GB 175-2007）等国家标准，确保水泥的选择和应用符合工程质量的要求。通过对硅酸盐水泥的科学应用，为后续的混凝土施工奠定坚实的基础，保证工程的稳定性和可靠性。

2.3 防水要求与复合防水剂的使用

复合防水剂在本工程中的应用起到了关键的作用，它不仅可以显著提高混凝土的抗渗性能，同时也能有效减少拌合水的使用量，降低水灰比，从而控制水化热的产生，减缓混凝土的升温速率。这对于大体积混凝土的施工来说至关重要，可以有效地避免由于水化热过大而导致的温度裂缝等问题。此外，复合防水剂还能降低混凝土的收缩变形，提高混凝土的整体稳定性。通过合理地选择和应用防水剂，可以保证混凝土结构在长期使用中不会受到水分的侵害，延长工程的使用寿命，保证工程的可靠性和安全性。本工程严格按照《混凝土复合防水剂》（GB/T 23445-2009）进行选材和应用，确保防水剂的性能符合工程要求。通过科学合理地应用防水剂，为工程的顺利施工奠定了坚实的基础，保证了工程的质量和可靠性。

2.4 粗骨料与细骨料的优选

对于粗骨料，选择了符合《普通混凝土用碎石》（GB/T 14685-2011）的碎石作为首选材料。其粒径在5～25mm 之间，含泥量控制在1%以下，这保证了混凝土的均匀性和稳定性。同时，选用粒径大、级配良好的石子可以有效降低水泥用量，减缓水化热的产生，控制混凝土的升温速率，从而保证施工过程的顺利进行。在细骨料的选择上采用符合《普通混凝土用砂》（GB/T 14684-2011）的中砂作为主要原料。其细度模数在2.6～2.8之间，含泥量控制在3%以下，砂率要求在38%～45%之间，保证了混凝土的均匀性和稳定性。相比于细砂，中砂的使用可以减少约10%的用水量，同时相应减少水泥用量，降低水化热，控制混凝土的升温速率，减少混凝土的收缩变形。

2.5 选用碎卵石和中砂的原因

碎卵石是一种具有良好力学性能的粗骨料，在5～25mm 的粒径范围内，含泥量不大于1%，具备了较好的力学稳定性和抗压强度，能够为混凝土提供足够的强度支撑。此外，碎卵石的级配良好，能够有效降低水灰比，减少用水量，有利于控制混凝土的水化热，降低升温速率，从而减轻施工过程中的温度影响。中砂作为细骨料，在2.6～2.8的细度模数范围内，含泥量不超过3%，具有良好的细度和均匀性。相对于细砂，采用中砂可以减少约10%的用水量，同时相应减少水泥用量，降低水化热，控制混凝土的升温速率，减少混凝土的收缩变形，使混凝土在施工过程中能够保持更好的流动性和坍落度。选用碎卵石和中砂作为原材料，充分考虑了它们在力学性能、级配特性和对混凝土温度控制的影响，为A 塔楼工程提供了可靠的材料基础。

2.6 石子的粒径与含泥量要求

石子的粒径应当符合5～25mm 的要求，这个范围的石子具有适中的颗粒大小，可以在混凝土中形成良好的骨料骨架，提供足够的强度支撑。同时，这个范围内的石子也便于混凝土的坍落性和流动性，有利于施工过程中的浇筑和振捣；含泥量不大于1%。含泥量的高低会直接影响到石子的清洁度和粘结性，高含泥量会导致混凝土骨料表面附着着色剂、泥土等杂质，从而影响混凝土的强度和耐久性。通过精心筛选和控制石子的粒径和含泥量，保证了A 塔楼工程中混凝土原材料的质量和稳定性。这不仅有利于提高混凝土的力学性能，也为工程的持续施工提供了可靠保障。

3 混凝土配合比设计

3.1 水泥用量控制与防水要求

在A 塔楼建筑工程中，合理控制水泥用量是保证混凝土强度与耐久性的关键一环。根据实地测定与实验数据，每立方米混凝土中掺入420kg的普通硅酸盐水泥，保证混凝土28d 抗压强度在52.5MPa 以上。同时，为了进一步提高混凝土的抗渗性能，严格按照《混凝土外加剂》（GB/T 23445-2009）的要求，将复合防水剂的掺量控制在每立方米混凝土5%的比例，有效地抵御了外部水分的渗透，确保了混凝土结构的耐久性。

3.2 石子的级配与粒径要求

为保证混凝土的均匀性与强度，需在石子的选择上严格遵守《普通混凝土用碎石》（GB/T 14685-2011），选择符合要求的骨料，保证骨料的质量稳定和性能优良。同时，在石子的级配方面，需根据工程的具体要求，通过科学的配比设计，保证混凝土内部结构的紧密性与稳定性。

3.3 控制水化热的策略

控制水化热是在混凝土浇筑过程中至关重要的一环，特别是针对A 塔楼这样基坑深度较大、底板厚度较厚的大体积混凝土结构工程，更需要采取有效的措施来降低水化热释放速率，以防止由于过快的水化反应导致的温度升高，从而引发裂缝或热应力的产生。首先在配合比设计中合理控制了水泥的用量，确保了适度的水泥掺量。其次，针对混凝土的浇筑方式，采取分段、分层、踏步式的浇筑方法，将大体积的混凝土分割成相对小块的单元，降低了单元内部的水化热积聚效应。最后，采用了降温措施，在混凝土浇筑后及时进行降温处理，有效地控制了水泥水化反应速率。特别是在A 塔楼的核心筒区域，还采用了埋设波纹管的降温技术，通过对循环水的流动控制，将内部温度稳定在合适的范围内，避免了温度过快上升。

3.4 防水剂的应用

在混凝土的配合比设计中，需特别注重防水剂的选用与应用。严格遵循《混凝土外加剂》（GB/T 23445-2009）的要求，将复合防水剂充分掺入混凝土中，形成一层有效的防水保护膜，保障混凝土结构的耐久性与抗渗性能。通过上述配合比设计的策略与措施，有效地保证了A 塔楼建筑工程混凝土的整体性能，为工程的安全稳定奠定了坚实基础。

4 A塔楼施工常见问题与解决对策

4.1 大体积混凝土表面处理

在混凝土浇筑后2～3h 内进行表面处理，包括用大木杠刮平和木抹子搓平，反复抹压不少于4 遍，以闭合收水裂缝。及时处理混凝土泌水，避免粗骨料下沉和混凝土表面水泥素浆过厚，导致强度不均和产生收缩裂缝。清掉部分浮浆，用长刮尺刮平，并搓平压实。在混凝土摊平收面前，使用振动棒拖振筏板表层。

4.2 温度问题控制措施

合理安排浇筑计划，选择在平均温度约为10℃的时段进行，有利于大体积混凝土的浇筑。控制混凝土配合比中水泥用量，确保不低于泵送混凝土的最低要求，同时掺加高效减水剂和膨胀剂以降低水化热。采取针对大风天气的挡风措施，增加混凝土表面的抹压次数，并及时覆盖塑料薄膜。注意在大风天气施工时，应及时采取相应措施，保护混凝土表面免受风力侵害。天气预报监测要及时更新，确保施工过程中能够根据最新的天气信息进行调整。温度测量与监测要准确可靠，若有温度异常情况需及时发现并采取相应措施。控制混凝土温度均匀上升可以减少温度差异带来的应力，保证混凝土的整体性能。

4.3 大体积混凝土收缩裂缝问题处理

采用分层浇筑法，减少每次浇筑的蓄热量，从而减少温度应力。选择良好级配的粗骨料，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减少收缩变形。采取二次振捣法，及时排除表面泌水，提前覆盖保温材料，以提高早期抗拉强度和龄期弹性模量。确保钢筋绑扎间距均匀，保证混凝土保护层厚度，以利于抗裂。加强旁站，防备漏振，及时进行补震，保证养护工作的有效进行。注意电梯井基坑的浇筑，做好防倾斜措施，以保证电梯井的稳定。这些措施综合考虑了大体积混凝土施工过程中的各种因素，包括表面处理、温度控制和收缩裂缝等问题，并提供了相应的技术对策以保障工程质量和施工安全。

通过以上技术措施的实施，成功地解决了大体积混凝土遇到的收缩裂缝和浇筑质量控制问题。采用分层浇筑法减少了温度应力，选择良好级配的粗骨料和加强混凝土的振捣提高了混凝土的密实度和抗拉强度，减少了收缩变形。二次振捣法及时排除了表面泌水，提高了早期抗拉强度和龄期弹性模量。同时，通过加强钢筋绑扎和养护工作，保证了施工质量的稳定性和可靠性。这些技术措施的实施为类似工程提供了有力的参考和借鉴，为解决大体积混凝土施工中的缺陷问题提供了有力的技术支持。

5 结论

通过对A 塔楼建筑工程中超厚底板大体积混凝土施工技术的研究与实践，有效地保障了混凝土的整体性能。所采用的技术措施在工程实践中取得了显著的效果，为类似工程提供了可靠的参考。随着大体积混凝土结构工程的不断发展，将进一步完善配合比设计，探索更多的混凝土技术创新，提高施工效率与质量。同时，也将结合新材料与技术，持续改进施工方法，为未来类似工程的建设提供更为可靠的技术支持。