超高層建筑基礎大體積混凝土施工技術研究

□文/陳 章

（重慶城建控股集團有限責任公司 重慶）

一、引言

近年來，超高層建筑的建設風起云涌，基礎的形式向復雜化、大體積化發展，大體積混凝土的應用也越來越普遍。大體積混凝土結構尺寸大，在溫度應力的作用下，容易產生裂縫，對建筑結構的安全和使用耐久性是一個嚴峻考驗。超高層建筑基礎的大體積混凝土施工質量的好壞直接影響到整個建筑結構的好壞。

二、大體積混凝土的定義及特性

大體積混凝土是指體積大、水化熱不易散發，在外界環境或混凝土內力的約束下，極易產生溫度收縮裂縫及為防止裂縫而應采取的施工工藝的混凝土。

混凝土是脆性材料，抗拉強度只有抗壓強度的1/10左右；拉伸變形也很小，短期極限拉伸應變只有（0.6-1.0）×104，約相當于溫度降低6-10℃的變形；長期加載時的極限拉伸變形也只有（1.2-2.0）×104。大體積混凝土結構斷面尺寸較大，混凝土澆筑后，由于水泥水化熱，內部溫度急劇上升，此時彈性模量很小，在一定約束條件下會產生相當大的拉應力。大體積混凝土通常是暴露在外面的，表面有空氣或水接觸，基礎容許溫差小。

大體積混凝土結構設計中一般不允許出現拉應力，但在施工和運行期間，在大體積混凝土結構中往往會由于溫度變化而產生很大的拉應力，很難將這種由于溫度變化而引起的拉應力限制在允許范圍內，溫度裂縫也正是由于這種原因產生。

三、超高層基礎施工大體積混凝土施工質量控制

在超高層基礎混凝土施工中，基礎底板、基礎梁屬于大體積混凝土，在基礎底板施工過程中，對整個工程質量要求很高，因此應考慮到溫度應力的影響，采取合理有效的保溫、降溫技術措施，減少其內外溫度差值。混凝土施工采用二次振搗施工技術、控制施工冷縫的產生，保證結構的施工質量。

（一）混凝土配合比除滿足容重要求和強度要求外，采用摻加粉煤灰、高效減水劑，控制坍落度，降低水泥用量，以降低混凝土水化溫升，防止產生溫度裂縫和收縮縫。

（二）澆筑混凝土之前，對攪拌站進行驗收，保證混凝土供應量，并派專人對攪拌站監督，保證混凝土的質量。

（三）大體積混凝土澆筑方法。基礎底板及基礎梁分層澆筑，每層厚度控制在500mm左右，利用混凝土自然流淌形成斜坡，增大散熱面積。薄層澆搗間隔時間不大于混凝土初凝時間，在澆筑接茬處應振搗到位。混凝土澆筑時逐層水平向前推進，每層澆筑厚度不超過500mm，采用斜坡薄層澆搗法，利用自然流淌形成斜坡，增大散熱面積。薄層澆搗間隔時間不大于混凝土初凝時間，在澆筑接茬處應振搗到位。泵送澆筑混凝土時，不得在同一處連續布料，應在泵管的旋轉半徑范圍內水平旋轉布料，逐步向前推進，而且泵管口離模板內側面不小于50mm，且不得向模板內側面直沖布料，混凝土自御料口的自由傾落高度不超過2米，超過2米時，采用串筒順導混凝土，保證混凝土不發生離析現象。

（四）大體積混凝土的澆筑

1、混凝土振搗充分合理，預先布置振搗棒插點，防止漏振，保證混凝土振搗密實。混凝土放灰，對混凝土澆筑時間及澆筑完成時間進行記錄、收集混凝土小票。

2、試驗。混凝土試驗由試驗員根據規范要求進行混凝土試塊制作、混凝土坍落度測試、混凝土出罐溫度、入模溫度測試等。

3、振搗方法，振動棒移動間距不大于400mm，振搗時間15～30秒，緊插慢拔，但還應視混凝土表面不再明顯下沉、不再出現氣泡、表面泛出灰漿為準，而且應插入下層混凝土50mm左右，以消除二層之間的接縫。為增加混凝土的密實度和提高抗裂性能，應采用二次振搗方法。第一次振搗時，由于泵送混凝土塌落度較大自然形成的坡度也較大，因此應在坡頂、坡腳布置兩道振搗器，一道布置在卸料處，主要解決上部混凝土的振搗，另一道布置在混凝土坡腳處，確保下部混凝土的密實。初凝前進行第二次砼振搗，直至混凝土表面不再明顯下沉、不再出現氣泡、表面泛出灰漿為止。

4、混凝土找平。混凝土壓光遍數不少于2遍。混凝土澆到底板頂標高后，用2m長木刮杠將混凝土表面找平，且控制好底板頂標高。然后，用木抹子拍打、搓抹兩遍，在混凝土終凝之前進行收漿壓光、拉毛，拉毛采用硬塑料掃帚，以保證觀拉毛質量及觀感效果。

5、混凝土養護。混凝土初凝后立即覆蓋一層塑料薄膜，待混凝土終凝后，澆水養護，保證混凝土面濕潤。

6、看模。混凝土澆筑過程中，安排模板工負責看模，防止出現漲模、跑模等情況。

7、鋼筋清理。混凝土澆筑完成后，派專人負責墻、柱插筋的清理，保證鋼筋表面干凈。

（五）混凝土養護。為防止底板混凝土升降溫速度過快形成溫度收縮裂縫和早期脫水造成表面干縮裂縫，澆筑完成后，表面搓平，搓平次數不少于三次。混凝土養護采用覆蓋養護：基礎底板、基礎梁混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜，薄膜上加蓋一層麻袋。混凝土養護期限自砼澆筑成型開始計算，不少于14天，待混凝土內溫度逐漸下降趨于平穩時方可解除養護。砼澆筑后即開始測溫，當砼實測內、外溫差超過25℃時必須采取覆蓋保溫措施，降低砼內外溫差。

四、大體積混凝土溫差控制

（一）測溫方案。本工程基礎底板、基礎梁屬于大體積混凝土，按要求進行測溫。測溫采用HYPY-Ⅲ型無線測溫儀，其測溫精度為±0.5℃，其原理是利用熱電效應的關系量測測體溫度，具有測量精度高、測點布設方便等特點，能夠滿足大體積混凝土溫度測設要求，它是通過預埋固定在混凝土內的測溫導線，導線一頭伸出混凝土結構外側，與無線發射器相連，通過無線發射器發送，由無線接收器接收，并通過電腦及軟件進行數據分析。基礎大體積混凝土測溫的目的是了解大體積混凝土內部溫度的變化，防止底板混凝土中心溫度與表面溫度差超過25℃。

（二）測溫方案實施。根據混凝土初期生溫較快，混凝土內部的溫升主要集中在澆筑后的3～7天，一般在3天之內溫升可達到或接近最高峰值，另外，混凝土內部的最大溫升，是隨著結構物厚度的增加而增高。根據工程實際情況和結構特點，大體積測溫時間為澆筑完成（混凝土初凝并能上人后）至混凝土內部溫度與大氣溫度相等時止。

五、結語

超高層建筑大體積混凝土施工質量的控制是保證整體建筑結構完整性和耐久性的重要保證。高層建筑大體積混凝土施工中，應控制好其對原材料的要求，選擇適宜的水泥、粗細骨料、粉煤灰及外加劑要實現達到建筑大體積混凝土施工質量的要求和標準，對混凝土施工相關的材料質量進行嚴格的控制，并加強混凝土施工技術和工藝水平，要求達到技術相關標準。同時，還要加強施工現場的管理能力，避免影響到工程質量和技術的實現，像這樣全面的混凝土施工質量控制，將實現質量水平的提高，為超高層建筑后期的施工打下良好基礎。

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