超厚基礎底板大體積混凝土施工技術

趙生廷，蔡曉明

（1.合肥市建筑質量安全監督站，安徽 合肥 230001；2.上海建工七建集團有限公司，上海 200050）

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超厚基礎底板大體積混凝土施工技術

趙生廷1，蔡曉明2

（1.合肥市建筑質量安全監督站，安徽 合肥 230001；2.上海建工七建集團有限公司，上海 200050）

以合肥綠地中心D座工程為例，詳細闡述了超厚基礎底板大體積混凝土配合比試驗、混凝土澆筑、混凝土養護、混凝土溫度控制和大體積混凝土裂縫控制等幾個方面采取的有效措施，保證大體積混凝土的施工質量。

大體積混凝土；施工技術；質量控制

0　前言

大體積混凝土是指混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土[1]，此類混凝土多見于高層和超高層建筑基礎、大型設備基礎等。為避免混凝土有害裂縫影響結構安全和正常使用，可在施工中采取合理選用混凝土配合比，選用水化熱低的水泥，摻加粉煤灰、礦渣粉和高性能減水劑，控制水泥用量，加強混凝土保溫保濕養護工作等一系列的技術措施來保證大體積混凝土的施工質量。

1　工程概況

合肥綠地中心D座超高層主樓地下3層，地上57層，建筑面積121071m2，建筑高度255m。本工程主塔樓基坑核心筒區域深度達26.15m，塔樓范圍內底板厚度為3.3m，核心筒處混凝土厚度為4m，局部電梯井處坑中坑厚度達到9.85m。塔樓范圍內基礎底板面積約為3933m2，為一次性澆筑，混凝土強度等級為C40，抗滲等級為 P8，澆筑總量12056m3，屬于大體積混凝土。

2　大體積混凝土的澆筑方案

大體積混凝土的澆筑方案采用整體分層連續澆筑施工的方法，分層厚度為400mm，先進行低位的核心筒內坑中坑部位混凝土澆筑，再進行底板混凝土澆筑，采取連續澆筑，保證結構的整體性。

3　施工準備

3.1保證連續高強度澆筑的施工準備

3.1.1站點配置及供應強度

本工程底板混凝土的澆筑總量約為12056m3，現采用安徽省三和混凝土有限公司一站和二站供應，生產能力為360m3/h。混凝土底板澆搗時基坑內布置3臺汽車泵布料以及湯泉路上布置3臺固定泵接硬管布料，澆筑強度240m3/h，能滿足現場的施工需求。

3.1.2周邊及場內交通組織

項目南側湯泉路、西側宏村路、東側宿松路均可使用。所有混凝土供應攪拌車由宿松路駛入湯泉路上的地磅稱重后，駛至泵車所在位置。混凝土供應完成后，由宏村路駛出現場。

因本工程混凝土總量達到12056m3，故須在施工現場設置混凝土攪拌車臨時停車點，目前考慮在基坑內設置一處能夠停置6輛攪拌車的臨時停車點。另外宏村路目前雖已通車，但是車流量較少，故宏村路可以作為混凝土攪拌車臨時停靠點。混凝土施工時各單位要服從現場總值班的統一指揮，從全局出發，保證生產、供應、澆筑工作順利進行。

3.2控制混凝土裂縫產生的施工準備

3.2.1混凝土原材料質量要求

作為高達255m超高層塔樓的基礎底板，其施工質量的非常重要，所以應從底板混凝土原材料入手，把控地下室底板混凝土的整體施工質量。水泥選用質量穩定、活性較高、需水量低、流變性能好的中低熱硅酸鹽水泥，強度、安定性、凝結時間、水化熱指標均需符合國家標準。砂采用細度模數大于2.3中砂，含泥量≤3%。石采用5～31.5mm連續粒級碎石，含泥量≤1%，選用非堿活性骨料[1]。摻和料采用細度≤12%，燒失量≤5%，需水量≤95%的Ⅰ級低鈣粉煤灰和S95的粒化高爐礦渣粉。外加劑采用減水率＞10%，且收縮率比≤135%的減水劑，適當摻加緩凝劑，減緩水化熱放熱速度，根據設計要求加入UEA型膨脹劑。水采用符合現行國家標準《混凝土拌合用水標準》（JGJ63-2006）的飲用水。

3.2.2大體積混凝土配合比設計

本工程主塔樓底板混凝土強度等級C40，抗滲等級P8，施工單位委托安徽省三和混凝土有限公司按《大體積混凝土施工規范》（GB50496-2009）有關規定，對底板混凝土的配合比進行了實驗室試配。優化膠凝材料組合時，選用優質粉煤灰，在同時保證強度和工作性的前提下，控制粉煤灰的摻量多于礦粉摻量，充分發揮了粉煤灰的保水和減縮功能。由于本工程基坑深度達26.15m，考慮到深基坑抽排水難度大，配合比設計過程中考慮通過摻加緩凝減水劑來減少混凝土的泌水。經過多次試配，確定了超厚底板C40混凝土的配合比為：水178kg、水泥252kg、粉煤灰91kg、UEA型膨脹劑55kg、礦粉114kg、砂642kg、石1047 kg、外加劑（緩凝減水劑）10.1 kg、水膠比0.39。

4　底板大體積混凝土澆筑

主樓D座底板澆筑時基坑內布置3臺汽車泵布料，湯泉路上布置3臺固定泵接硬管布料。

澆筑前檢查混凝土送料單，核對混凝土配合比，確認混凝土強度等級，檢查混凝土運輸時間，測定混凝土坍落度，在確認無誤后再進行混凝土澆筑。混凝土運輸、輸送、澆筑過程中嚴禁加水；混凝土運輸、輸送、澆筑過程中散落的混凝土嚴禁用于結構澆筑[2]。

4.1混凝土澆筑

按設計后澆帶位置分區流水施工，各區段混凝土要求一次澆筑完成。基礎底板與外墻施工縫設在底板上300mm。澆筑時作好分層澆筑的標志，要保持連續施工，上層混凝土應在下層混凝土初凝之前澆筑，以免形成冷縫。現場混凝土澆筑如圖1所示。

圖1　底板大體積混凝土澆筑

4.2混凝土振搗

混凝土振搗采用插入式振搗器，分層振搗，振搗上層混凝土時，插入下層混凝土中50mm左右，以消除兩層之間的接縫。振搗時間15～30s，直到混凝土表面不再下沉，不出氣泡，表面泛出灰漿為準。振動棒移動間距不大于400mm，快插慢拔，不得出現漏振、欠振和過振現象。后澆帶及施工縫邊角處加密振搗點，并適當延長振搗時間；鋼筋密集區域或型鋼與鋼筋結合區域選擇小型振動棒輔助振搗、加密振搗點，并適當延長振搗時間；基礎大體積混凝土澆筑流淌形成的坡頂和坡腳適時振搗，不得漏振[2]。底板混凝土澆筑時，表面至少搓平3次，最后一次搓平壓實在混凝土初凝前進行，以保證混凝土不再下沉引起裂縫。

4.3混凝土泌水處理

對于流向基坑周邊的泌水可用潛水泵抽走，而流向坑井底部及后澆帶的泌水則用污水泵抽到地面排水溝，經沉淀后排出。

4.4混凝土澆筑過程中的覆蓋

由于采用同步推進的澆筑方法，在混凝土澆筑過程中會有部分部位的混凝土先行抹平，為防止抹平后混凝土表面降溫過快產生裂縫，對于先行抹平的混凝土立即采取“塑料薄膜+毛氈+麻布”的3層覆蓋保溫養護材料的措施。

4.5混凝土養護與測溫

4.5.1混凝土養護

本工程底板混凝土在1月份，環境溫度低，屬冬期施工，混凝土養護采用廣泛使用且效果明顯的保溫保濕養護方法。

混凝土澆筑完畢終凝后立即對表面覆蓋塑料薄膜一層，然后鋪一層保溫毛氈（土工布），上附塑料薄膜一層，最后覆蓋一層麻袋。剪力墻及柱子部位鋪設兩層保溫毛氈。并監測混凝土硬化過程中的溫度、溫差變化，當混凝土內外溫差超過25℃時，及時加蓋保溫層，確保混凝土的內外溫差控制在允許范圍內。在養護期間根據溫控系統測得混凝土內外溫差和降溫速率，對養護措施進行及時的調整。

保濕養護的持續時間不得少于14d，應經常檢查保溫覆蓋層或養護劑涂層的完整情況，保持混凝土表面濕潤。 保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行，當混凝土的表面溫度與環境最大溫差小于20℃時，可全部拆除[1]。

4.5.2大體積混凝土測溫

通過先進的測溫、控溫手段，可以及時了解到混凝土內部溫度、表面溫度、大氣溫度，通過采取相應的技術措施，能將溫差控制規定范圍內，可以有效地消除由于溫度因素造成的混凝土有害裂縫。現場測溫如圖2所示。

圖2　底板大體積混凝土測溫

4.5.2.1溫控指標要求

①混凝土澆筑體在入模溫度基礎上的溫升值不宜大于50℃；

②混凝土澆筑塊體的里表溫差（不含混凝土收縮的當量溫度）不宜大于25℃；

③混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0/d℃；

④混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于 20℃[1]。4.5.2.2測溫點布置及注意事項

在平面上共布置10個測點，1.5m底板區域布置2處，3.3m底板區域布置4處，4m底板區域布置2處，電梯井區域布置2處，熱電阻綁扎于Ф8鋼筋上，根據測溫點平面布置圖所示測點位置，將鋼筋垂直插入底板內。

1.5m底板區域在每一測溫點沿深度方向布置4個測溫點，3.3m底板區域在每一測溫點沿深度方向布置7個測溫點，4m底板區域在每一測溫點沿深度方向布置8個測溫點，電梯井區域在每一測溫點沿深度方向布置18個測溫點，共計88個測點。平面布置圖如圖3所示。

圖3　底板測溫點平面布置圖

每個熱電偶在埋設前，應作測試檢查，并根據測點布置圖進行編號，對號入座。熱電偶必須牢固綁扎，同時要保證測溫探頭與鋼筋絕緣隔離。澆筑混凝土時應小心，避免使測溫探頭移位、脫落或損壞。

4.5.2.3測溫頻率等要求

自混凝土入模至澆筑完畢第1天至第4天期間內每4h測溫1次；第5天至第7天，每8h測溫1次；第7天以后，每12h測溫1次。當混凝土結構表面以內40～80mm位置溫度與環境溫度的差值小于20℃時，可停止測溫[2]。

測溫工作在混凝土全部達到終凝以后進行。采用JDC-2型測溫儀主機進行測溫。每測溫一次，應記錄各測溫點的溫度數據，及時描述出各點溫度變化曲線和斷面溫度分布曲線，發現溫度數據異常應及時報警并采取相應措施[1]。

5　大體積混凝土防裂主要技術措施

采取以保溫保濕養護為主體，抗放兼施為主導的大體積混凝土溫控措施新技術。由于水泥水化熱引起混凝土澆筑體內部溫度劇烈變化，使混凝土澆筑體早期塑性收縮和混凝土硬化過程中的收縮增大，使混凝土澆筑體內部的溫度收縮應力劇烈變化，而導致混凝土澆筑體或構件發生裂縫。因此，應在大體積混凝土工程設計、設計構造要求、混凝土強度等級選擇、混凝土后期強度利用、混凝土材料選擇、配比的設計、制備、運輸、施工，混凝土的保溫保濕養護以及在混凝土澆筑硬化過程中澆筑體內溫度及溫度應力的監測和應急預案的制定等技術環節，采取一系列的技術措施。

①大體積混凝土工程施工前，對施工階段大體積混凝土澆筑體的溫度、溫度應力及收縮應力進行試算，確定施工階段大體積混凝土澆筑體的升溫峰值，里表溫差及降溫速率的控制指標，制定相應的溫控技術措施。

②大體積混凝土配合比的設計應符合大體積混凝土施工工藝特性的要求，進行水化熱、泌水率、可泵性等對大體積混凝土控制裂縫所需的技術參數的試驗，合理使用材料、減少水泥用量、降低混凝土絕熱溫升值。選用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，大體積混凝土施工所用水泥其3d的水化熱不宜大于240kJ/kg，7d的水化熱不宜大于270kJ/kg。摻入緩凝、減水、微膨脹的外加劑。

③冬期澆筑混凝土，宜采用熱水拌和、加熱骨料等提高混凝土原材料溫度的措施，混凝土入模溫度不宜低于5℃。

④采用二次振搗工藝，澆筑面及時進行二次抹壓處理，減少表面的收縮裂縫。

⑤及時覆蓋保溫保濕材料進行養護，并加強測溫管理。

⑥大體積混凝土的結構配筋除應滿足結構強度和構造要求外，還應結合大體積混凝土的施工方法配置控制溫度和收縮的構造鋼筋。

⑦超長大體積混凝土施工，采取留置變形縫、后澆帶或采取跳倉法施工，控制結構不出現有害裂縫[3]。

6　結語

本工程對大體積混凝土澆筑采取優化配合比設計、合理組織場內外交通、充分振搗、及時覆蓋養護、動態溫度檢測等措施，保證大體積混凝土施工質量，有效控制了混凝土裂縫的產生，實施效果良好。

[1]GB50496-2009，大體積混凝土施工規范[S].

[2]GB50666-2011，混凝土結構工程施工規范[S].

[3]建筑工程管理與實務編委會.建筑工程管理與實務（第四版）[M]．北京：中國建筑工業出版社，2015：113-115.

[4]劉波，趙飛，羅軒忠，李華．武漢綠地中心工程超厚底板大體積混凝土施工技術[J]．施工技術，2015，44（4）:14-17.

TU755.6

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1007-7359(2016)03-0109-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.038

趙生廷（1976-），男，安徽懷遠人，畢業于合肥工業大學，碩士；高級工程師，國家注冊一級建造師（建筑、市政），國家注冊監理工程師，國家注冊造價工程師。