某超高層筏板基礎大體積混凝土施工技術

王小女 （安徽水利開發股份有限公司工程建設分公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

華侖國際（蕪湖）文化廣場二期酒店、辦公工程位于弋江區長江南路與利民路交叉口，工程由37層塔樓、5層裙房和2層地下車庫等組成，總建筑面積85362m2，其中地上建筑面積為69267m2，地下建筑面積16095m2。塔樓為框筒結構，裙樓為框架結構，局部采用型鋼梁—型鋼柱框架體系，建筑使用功能為辦公、酒店，建筑物總高度168.3m。

基礎型式為鉆孔灌注樁基礎，地下室采用密實級配防水混凝土，抗滲等級為P8。地下室埋置深度最大為-15m，地下室承臺混凝土、底板混凝土設計強度等級：塔樓為C40P8，裙樓等為C35P8，底板面積約8000m2，一次澆筑混凝土方量約6050m3，其中核心筒底板厚2500mm，核心筒以外為底板板厚分別1000mm、700mm，采用預拌混凝土施工。

2 施工難點和方案選擇

①本工程地下室埋置深度深（最深處達15m），且臨近長江邊，地下水豐富。

②混凝土（C40P8）設計抗滲等級要求高，混凝土施工質量控制難度大。

③本工程地下室底板設計結構在主樓部分未設伸縮縫，要求連續澆筑，不留施工縫，混凝土一次澆筑量大，施工組織難度大。

3 施工準備

3.1 配合比優化和材料準備

3.1.1 設計原則

混凝土配合比采用混凝土雙摻技術，合理摻加粉煤灰、礦粉，減少水泥用量，降低水化熱，通過調控和易性、砂率及粗骨料連續級配等，提高混凝土的抗滲性能。

3.1.2 材料選用

水：選用飲用生活水，PH值＞4.5。

水泥：選用PⅡ52.5級硅酸鹽水泥。

砂：選用中粗砂，含泥量要求不大于1.0%。

石：選用連續級配，粒徑5～31.5㎜，含泥量要求不大于1%。

外加劑：①減水劑，選用JM-PCA(I)接枝共聚羧酸類高效減水劑。②膨脹劑，選用CAL纖維復合型膨脹劑。

摻合料：①粉煤灰，選用Ⅰ級粉煤灰；②礦粉，選用S95級粒化高爐礦渣粉。

3.1.3 配合比的選定

經嚴格的計算和反復試配，最后確定混凝土理論配合比（㎏/m3）。混凝土坍落度控制在140±30mm，砂率0.40。配合比見下表。

每立方米混凝土材料用量（kg） 表1

3.2 施工機具選擇及布置

在現場設置3臺拖式混凝土輸送泵（其中1臺拖泵作為備用），1臺56m混凝土汽車泵。2臺混凝土托式輸送泵設置在辦公區北邊的慢車道路邊上，56m汽車泵設置在塔樓南邊的現場道路上，氣泵中途移動布置到場地東邊，保證氣泵澆筑半徑能滿足施工要求，備用一臺輸送式拖泵應急突發事件，3臺輸送泵的出方量經計算，能滿足混凝土初凝以及現場管理的要求，詳見泵車平面布置示意圖，見圖1。

圖1 泵車平面布置示意圖

圖2 混凝土澆筑路線圖

3.3 施工組織、安排

3.3.1 商品混凝土攪拌站選擇

基礎底板預拌混凝土攪拌站選擇技術實力雄厚、質量可靠、信譽良好、供應能力強、運輸半徑適中，混凝土供應前簽訂混凝土技術協議，明確原材料、技術資料、供應能力和相關技術參數（混凝土的和易性、混凝土入模溫度、初終凝時間、總堿含量等）等要求，并符合環境保護和綠色施工要求。

3.3.2 施工流水段的劃分

將主樓后澆帶范圍內基礎底板作為一個整體，3臺泵車從南往北大斜面分層澆筑，一次澆筑成型不留施工縫，每臺泵車澆筑寬度計算確定，3臺泵車澆筑推進速度保持基本一致。

3.3.3 施工順序

混凝土分三個區域同時從南往北大斜坡分層澆筑，分層澆筑混凝土厚度500～600mm，混凝土總方量為6050m3，計劃澆筑不超過72h，混凝土采用連續澆筑。集水坑部位須先澆筑集水坑底板混凝土，擠出坑內積水，防止混凝土不密實。詳見澆筑順序圖，如圖2。

4 相關技術驗算

4.1 混凝土入模溫度控制

混凝土供應采用預拌商品混凝土，要求攪拌站混凝土配置設計時，保證混凝土到達現場時入模溫度＜20℃(計算按20℃)，由混凝土攪拌站根據原材料、溫度、工藝及攪拌設備等進行設計。

4.2 混凝土溫度計算

4.2.1 最大絕熱溫升計算

Th=（mc+K·F）Q/c·ρ=[（265+0.25×165）×370]÷[（0.97×2400）]

Th：混凝土最大溫升（℃）；

K：摻合料折減系數，粉煤灰取0.25；

Q：水泥28d水化熱（kJ/㎏）經查表取370；

c：混凝土比熱，取0.97〔kJ/（㎏·K）〕；

F：混凝土活性摻合料用量（包括礦粉）（165㎏/m3）；

ρ：混凝土密度，取 2400㎏/m3；

mc：混凝土中膠凝材料用量（包括膨脹劑）（265㎏/m3）；

經計算，混凝土最大絕熱溫升：Th＝48.67℃。

4.2.2 混凝土中心溫度計算(混凝土澆筑厚度按最大厚度2500mm)。

T1(t)=Tj+Th·ξ（t）

T1(t)—t齡期混凝土中心計算溫度（℃）；

Th—混凝土最大絕熱溫升（48.67℃）；

ξ（t）—t齡期降溫系數，經查表（3d 取 0.65；6d 取0.62；9d 取 0.57；12d 取 0.48；15d 取 0.38）；

Tj—混凝土澆筑溫度（℃）（按20℃取）；

經計算，混凝土中心計算溫度為：T1(3)＝51.64℃。

由混凝土溫度計算得知，在混凝土澆筑后第三天混凝土內部實際溫升為51.64℃，比當時大氣環境溫度（≈10℃）高出約41.64℃，應采取保溫保濕措施提高混凝土表面溫度，將混凝土內外溫差控制在≤25℃，防止大體積鋼筋混凝土底板因溫差過大產生裂縫，內部最高溫升見下表。

混凝土內部最高溫升 表2

4.2.3 保溫層厚度計算（選擇2500mm厚度底板）

保溫材料所需厚度計算：

δ=0.5h·λx（T2-Tq）Kb∕λ（Tmax-T2）

=（0.5×2.5×0.038×19×1.3）÷（2.33×22.64）

式中：δ——保溫材料厚度（m）；

h——混凝土結構的實際厚度2.50（m）；

λx——所選保溫材料(泡沫板)的導熱系數0.038[W/(M·k)]；

T2——混凝土表面溫度（29℃）；

Tq——大氣平均溫度10.00（℃）；

λ——混凝土導熱系數2.33(W/m·K)；

Tmax——計算得混凝土最高溫度51.64（℃）；

T2-Tq——取19（℃）；Tmax-T2——取22.64（℃）；

Kb——傳熱系數修正值1.30。

經計算，保溫材料所需厚度：δ=0.0222m取25mm厚泡沫板保溫覆蓋。

混凝土表面溫度取29℃，與混凝土中心溫差為51.64-29＝22.64℃＜25℃滿足要求。厚度為1000mm的底板采用20mm厚土工布（二層）覆蓋，上下各鋪一層塑料薄膜保溫保濕養護。

5 大體積混凝土施工方案

①確認模板、支架、鋼筋、預埋件等前道工序經檢查合格后，并做好隱蔽工程驗收。

②混凝土澆筑前，應掌握天氣情況，做好相應準備；并對所使用的機具進行檢查，同時保證水電及原材料的供應。

③本工程采用大斜坡、薄層、一次澆筑到頂，循序推進、斜面分層的混凝土澆筑施工方法。按1∶6的坡度進行分層澆筑，分層厚度控制在500～600mm。

澆筑時沿南側往北側進行澆筑，大斜坡分層澆筑，三臺泵同時、同步推進。澆筑時，下層混凝土初凝之前澆筑上層混凝土，減少混凝土冷縫產生，表面泌水及時用虹吸泵排走。

④在每臺混凝土泵作業范圍內布置4臺振搗器，2臺布置在混凝土的卸料點，振搗上部混凝土，1臺布置在斜坡混凝土中部，1臺布置在坡底部，確保上、中、下部混凝土均能振搗密實，混凝土澆筑逐層推進，表面用平板振搗器拖平，鋼筋密集處加強振搗。

⑤混凝土須連續澆筑，過程中要控制好分層厚度，上層混凝土應在下層混凝土初凝之前澆筑，在混凝土振搗時，振搗棒插入下層混凝土5cm。振搗方式采用單一的行列形式，防止漏振，振搗點時間控制在20～30s之間，混凝土振搗以表面泛漿、不出現氣泡、不再下沉即可。

⑥混凝土表面處理

由于泵送混凝土砂率較大，表面水泥漿厚，在混凝土澆筑到設計標高后，應及時把多余水泥漿刮走，底板混凝土面用地坪抹光機抹平、掃實，遍數不宜少于3遍。

混凝土澆筑過程中，如發生表面龜裂現象，應立即對該部位進行搓平處理，在混凝土終凝之后及時覆蓋保溫保濕養護。

⑦混凝土測溫

本工程地下室基礎混凝土底板厚度分別為0.7m、1.0 m、2.5m，并有高度為1.2m～1.4m的基礎暗梁，按規范要求進行測溫監控，為防止溫差過大而產生混凝土溫度裂縫，當混凝土終凝后立即采取保溫保濕養護措施，測溫過程中及時繪制溫度曲線分布圖，發現溫控數值異常須及時報警，并根據測溫結果及時調整覆蓋保溫層厚度和養護措施。測溫點須編號，并繪制測溫點平面布置圖，如圖3。

a.測溫方法：采用預埋測溫管，電子測溫儀測溫，管口測溫完成后及時進行封堵。

b.測溫點的布置：

因本工程底板厚度大，基礎梁截面小，故測溫點應布置在底板上，約每200m2設一測溫點，距邊角約1000 mm。每測溫點布置在底部（距底板底面50mm）、混凝土中部、混凝土頂部（距底板頂面50mm）埋設的三根測溫管，管口底部焊接封閉，如圖4。

圖3 核心筒大體積混凝土溫控監測點布置圖

圖4 測孔示意圖

c.測溫時間：

在混凝土達終凝即開始測溫工作，混凝土澆筑72h內每2h測溫記錄一次。3d～5d內，每4h測溫一次，5d以后每6h測溫一次，直至測溫結束。測溫同時要檢查裂縫、表面是否缺水、塑料布是否覆蓋完好，并做好記錄，同時測量大氣環境溫度。大氣環境溫度測量每晝夜不少于3次，并把測溫記錄及時反饋，發現問題及時采取技術措施。

⑧混凝土養護方法

本工程1000mm厚混凝土底板采用覆蓋雙層塑料薄膜和20mm厚土工布進行養護，核心筒部位2500mm厚混凝土底板，采用覆蓋塑料膜和25mm厚泡沫板進行保溫保濕養護。經驗算和現場測溫記錄顯示，混凝土內外溫差、表面溫度、降溫速率均滿足規范要求。在養護期間，澆水養護及測溫后及時將掀開的保溫層覆蓋好。

6 結束語

本工程地下室底板大體積混凝土施工，從2013年11月21日7時～2013年11月23日19時澆筑完畢，澆筑時間用時3天2夜，共計60h，澆筑混凝土總量約6050m3，一次澆筑成型。該大體積混凝土施工通過事前的溫控計算、優化混凝土澆筑施工工藝，事中加強混凝土澆筑過程和原材料控制，采取科學合理的混凝土保溫保濕養護措施以及測溫控制，效果良好。該工程大體積混凝土施工完至今已有5年多時間，地下室筏板未發現有害結構裂縫、滲漏等缺陷，質量優良，工程已于2017年12月交付使用，受到業主高度評價。