高層建筑大體積混凝土施工

林冰

（深圳市明瀾公路養護工程有限公司，廣東 深圳 518101）

1 工程概況和工程特點

1.1 工程概況

本工程底板、承臺及基礎梁采用補償無收縮防水密實性C35砼，抗滲等級1.2Mpa。本工程地下室底板厚800mm，長×寬為87×79.6m，承臺高 度 分 別 為 1300mm、1500mm、1600mm、1700mm、1900mm、2100mm、2200mm，按照設計圖紙地下室底板設A、B兩種后澆帶將底板分成六塊，各塊的承臺與底板砼總工程量為7715.59m3。

1.2 工程特點

本工程底板墊層標高-13.7m，承臺底標高-14m左右，底板面積達6000m2左右，底板厚800mm，而且承臺高度在1300mm以上，最高的承臺達2200mm，屬于深基坑大體積地下室底板結構。

地下室底板澆筑按施工工期和施工進度要求，安排在6月上旬，正值盛暑炎熱，而且工期比較緊張，將采取必要的趕工措施確保工期。

2 施工方案

大體積混凝土由外荷載引起的裂縫的可能性很小，而混凝土硬化期間水化過程釋放的水化熱和澆筑溫度所產生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，由此產生的溫度應力和收縮應力，是導致結構出現裂縫的主要因素。因此，主要采用減少水泥用量以控制水化熱，降低混凝土出機溫度以控制澆筑溫度，并采取保溫養護等綜合措施來限制混凝土內部的最高溫升及其內外溫差，控制裂縫并確保高溫情況下順利泵送和澆筑。

地下室底板砼采用商品砼，地下室承臺、底板和地梁進行一次性澆搗。澆筑采用泵送，應嚴格按序澆灌，并用塔吊和料斗來養縫，以免接、拆泵管或堵管時混凝土出現冷縫。澆注期間要及時排除坑內積水。

地下室底板砼澆搗以后澆帶為界分段施工，按照施工順序進行澆搗。大承臺采用分層澆筑，澆筑時每層砼的厚度控制在500mm內，循序推進，直到底板底面為止，然后與底板一起采用連續斜層推移式澆注方法連續澆筑直到底版面設計標高為止。

采用低水化熱水泥，砼站供應嚴格保證使用相同水泥和同一水泥用量拌制。

摻加磨細粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75kg，改善了混凝土的粘聚性和可泵性，還可節約水泥50kg.根據有關試驗資料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增減10kg，其水化熱引起混凝土的溫度相應升降1～1.2℃，因此可使混凝土內部溫度降低5～6℃。

為滿足施工要求，考慮砼接頭搭接時間(詳見3.2計算參數)、交通高峰限制和堵車等情況，保證前后澆搗砼間不產生冷縫，增加砼緩凝劑，緩凝時間為6小時左右，采用WG-HEA抗裂型防水劑抵抗收縮，從而避免砼的開裂;WG-HEA使砼結構更加致密而大大的降低了滲透系數，提高了砼的抗滲性能。因而從抗裂和抗滲等幾方面保證砼的自防水效果，達到設計要求。WGHEA抗裂型防水劑在底板的摻和量為水泥量的9%，在后澆帶的摻和量為水泥量的12%。

根據由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理，可求得混凝土的出機溫度T，說明混凝土的出機溫度與原材料的溫度成正比。應對碎石和砂灑水降溫，保證水泥庫通風良好，自來水預先放入80m3的地下蓄水池中降溫，嚴格控制原材料溫度，經計算出機溫度為26.5℃，多次實測平均溫度為27.3℃，在對泵車運輸過程和輸送泵管蓋麻袋澆水降溫等措施。來保證砼的入模溫度為29.5℃。

加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導施工，明確分工，責任到人。加強計量監測工作，定時檢查并做好詳細記錄，認真對待澆筑過程中可能出現的冷縫，并采取措施加以杜絕。

為防止在砼澆搗期間遇到下雨天氣，保證其施工連續性，在底板澆搗前用Φ48鋼管搭設1.8m高的滿堂鋼管架，且中間高四周低，四周向區外伸出，上鋪石棉瓦，在基坑四周設置排水溝及集水井，以利于排水、防雨保溫。

加強混凝土的養護及測溫工作(通過3.3溫差計算，應采取保溫保濕措施)

①以砼厚度為1.3～2.2m的基礎承臺為代表做為監測對象，監測面積達到1000m2，共布置16根溫度測桿、86個溫度測點。另在砼外部設置氣溫測點3個，養護水溫度測點1個，保溫層溫度測點2個。監測參數為砼內部溫度及內表溫度、環境溫度、養護水溫度和保溫層溫度。采用遠距離自動檢測技術，溫度信號采集及檢測報表打印均由微機系統自動完成。溫度監測直至砼內部溫度穩定緩慢降溫、內表溫差安全(即在自然狀態9t≤25℃)為止，每天24小時每分鐘不間斷巡回監測，每小時整點打印溫度監測報表。

②在砼表面覆蓋塑料薄膜及草袋進行保溫。其中底層覆蓋一層塑料薄膜，中間覆蓋二層草袋，上層再加蓋一層塑料薄膜。再用鋼管搭棚，頂蓋及四周用石棉瓦加蓋，用塑料薄膜包套及采用碘鎢燈加熱保溫，適時在承臺砼表面澆水，使砼表面保持濕潤狀態，使砼內外溫差控制在25℃以內。

3 主要參數計算

3.1 砼供應量計算

按每臺泵配6輛運輸車(7m3/輛)，每90分鐘一來回，可得到每小時砼供應量:

3.2 砼接頭搭接時間計算

砼分段澆筑，每段寬4m，放坡1m，最長段20m，則最長段砼量為:

按照砼供應量每小時28m3，計算每段澆搗時間為t=50/28=1.79小時

最大承臺22.8m×15.3m，高2.2m，每段寬4m，放坡1m，最長段22.8m，(兩臺泵同時對承臺澆筑)VM=5×0.5×22.8=57m3

每一層需要澆注時間為:

要求商砼摻緩凝劑，緩凝時間不小于6小時，可滿足要求。

3.3 地下室底板砼溫差計算

溫差計算取大承臺為例，砼厚度取最厚的承臺為2.2m作為代表值.所用材料:普通硅酸鹽水泥42.5R。水泥用量mc=350kg，摻粉煤灰F=75kg混凝土內部溫升的高峰值一般在3d內產生所以取3天齡期/查表10-279得3天齡期Q=314(kJ/kg)摻和料拆減系數K取0.30，混凝土比熱容C取0.97kJ/kgk，混凝土密度 ρ取2400kg/m3混凝土澆筑入模溫度為tj=29.5℃查表得澆注層厚度2.5m，3天齡期降溫系數ξ=0.65，th為最大絕熱溫升t1(3)為3天齡期混凝土中心的計算溫度

4 施工效果

4.1 采用綜合養護措施，可有效控制混凝土內外的溫差值，且可大大縮短養護周期，對于超厚大體積混凝土施工尤其適用。

4.2 大體積混凝土采用泵送工藝，泵送過程中，常會發生輸送管堵塞故障，故提高混凝土的可泵性十分重要。須合理選擇泵送壓力，泵管直徑，輸送管線布置應合理。混凝土中的砂石要有良好的級配，碎石最大粒徑與輸送管徑之比宜名1:3，砂率宜在40%-45%間，水灰比宜在0.5-0.55間，坍落度宜在15-18cm間。

表1 監測期間各承臺砼水化熱溫度的特征值比較

4.3 由于大體積混凝土承臺連續澆筑，故澆筑現場須設防雨棚，并在基坑四周，設置盲溝和集水井。

5 溫度對比

從整個承臺的測溫情況看，混凝土內部溫升的高峰值一般在3d內產生，3d內溫度可上升到或接近最大溫升，內外溫差值如表1所示，表中有四個承臺的"內表溫度"短時間內超出了25℃，均發生在面層砼剛澆搗到位后這段時間，超出原因為面層砼的澆筑時間比中心砼的澆筑時間相對滯后。此時中心砼開始凝結，而面砼才剛澆注完。當面砼凝結，保溫材料覆蓋之后，該溫度迅速降到25℃以內控制在規范規定范圍內(△t≤25℃)，未發現異常現象。

結語

由于采用了"雙摻技術"(緩凝減水劑和磨細粉煤灰)，延緩了凝結時間，減少了坍落度損失，改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高溫、遠距離運送條件下仍能順利泵送，也未發生堵泵。

經各有關單位的嚴格檢查和近年來的使用，未發現有害裂縫(僅表面有個別收水裂縫)。混凝土密實平整光潔，無蜂窩麻面。

[1]楊國立，陳雷.高層基礎大體積混凝土施工難點分析及對策[J].河南城建學院學報，2009-07-15.