超高層基礎底板大體積混凝土施工技術

鄭 杰

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

為解決城市擁擠問題，超高層建筑被廣泛應用于城市核心區。超高層建筑往往存在結構復雜多變、施工技術要求高、管理難度大等特點。

與此同時，建筑高度越高，整體的體量也就越大，基礎承載力要求也越高，對于采用筏板基礎的建筑，基礎底板的面積也就越大，施工時屬于大體積混凝土施工，具有很多控制因素，這也造成各類施工缺陷出現的可能性增大。因此，合理組織施工非常重要[1]。

本文以綠地中心·杭州之門項目為例，從多方面出發對基礎底板大體積混凝土施工技術進行研究。

1 工程概況

1.1建筑概況

綠地中心·杭州之門項目位于浙江省杭州市錢江世紀城，東鄰杭州國際博覽中心、西近奧體中心培訓館、北瞰錢塘江，坐落于奧體博覽城核心區塊城市主軸線，將建設成為錢江南岸地標性建筑——“杭州之門”；地下為整體3層地下室結構，地上包括東西對稱的2棟超高層塔樓及9幢多層商業用房（圖1）。

圖1 綠地中心·杭州之門項目效果圖

1.2結構概況

本工程東、西塔樓為對稱雙塔結構，均呈橢圓形，采用鋼筋混凝土核心筒＋勁性鋼骨圓柱作為結構豎向支撐體系，鋼筋混凝土梁板構成樓蓋結構，建筑形態隨高度不斷收進變化。雙塔間設有跨度60 m的鋼拱連廊，連廊上方由懸掛高度100 m的雙曲馬鞍形懸垂網架屋面將2幢塔樓相連接，塔頂設有鋼框架塔冠，形成代表杭州的H形造型。

1.3基礎底板工程概況

本工程塔樓采用整體筏板基礎，多層裙樓及地面地下室采用帶柱下承臺的筏板基礎。東、西塔樓深坑大體積底板厚度為4 000 mm，深井區域底板厚度達到7 000 mm，混凝土強度C40P8，裙房底板厚度800、1 200 mm。整個地下室底板混凝土體積近8.7萬 m3，其中4 m厚的塔樓基礎底板單次澆搗混凝土近1.6萬 m3（西塔樓底板1.53萬 m3、東塔樓底板1.56萬 m3）。

2 施工難點分析

1）交通組織難度大。地下室基本占據整個基地，施工周轉場地小，地下施工階段坑邊道路無法環通，給場內交通組織帶來一定難度，且地下車庫工期極為緊張，在項目施工進展中，交通壓力巨大。

2）混凝土供應難度大。混凝土供應受到多方面因素影響，如制備混凝土的原材料無法供應，攪拌站混凝土產量有限；罐車運輸路線交通狀況不理想，導致混凝土無法連續足量供應等。

3）溫度控制難度大。本工程底板非塔樓區域底板厚度為0.8、1.2 m，塔樓區域底板厚度為4.0、1.6 m，部分深井區域底板厚度超過6.1、7.0 m。本工程塔樓底板澆筑時剛好為1月份，平均氣溫5 ℃，再加上大體積混凝土的自身溫升，底板溫度控制難度較大。

3 基礎底板大體積混凝土施工方案

3.1超厚底板鋼筋支架施工

底板設置雙層雙向鋼筋，鋼筋規格包括φ36 mm@150 mm、φ32 mm@150 mm、φ28 mm@150 mm等，底板高度的1/3、2/3位置分別設置單層雙向φ12 mm@200 mm鋼筋。為保證超大超厚深基坑鋼筋順利綁扎，需在上下層鋼筋之間增加鋼筋支架。

通過設計計算，支架立桿采用100 mm×6 mm角鋼，水平頂層橫桿采用6#槽鋼，立桿間的角鋼斜撐采用63 mm×5 mm角鐵支架，鋼材均采用Q235，支架立柱每1.8 m間距設置1道，橫梁每1.8 m設置1道，斜撐每3.6 m設置1道（圖2）。

圖2 超厚底板鋼筋支架

3.2混凝土配合比控制

大體積混凝土應用在超高層建筑施工中時，需要注意水化熱的控制，降低水化熱的程度，并提高混凝土自身的防水性，從而有效提高超高層建筑物的整體質量[2]。采用120 d齡期的混凝土配合比，水化熱較低的普通硅酸鹽水泥，摻入適量的粉煤灰和礦粉替換水泥，降低水化熱，減少混凝土溫升。

3.3混凝土運輸

1）場外運輸。在大體積底板混凝土澆筑之前，協同建設單位與政府有關部門協商和申請，解決混凝土澆筑的場外問題，如交通限行、夜間施工等。施工現場道路確保暢通，減少對混凝土澆筑施工的影響，如材料堆放、其他區域施工等不應影響混凝土車輛進出。提前3 d通知混凝土攪拌站，將混凝土泵車運至現場進行準備。在施工過程中，加強與混凝土供應方的通信聯絡和調度，確保混凝土澆筑的連續均勻性。

2）場內運輸。考慮到混凝土澆筑方量大及基坑支撐、棧橋少，現場主要采用泵送與溜槽輸送的方式進行底板大體積混凝土澆筑，T1、T2大底板澆筑時，各預布置3套溜槽，并配合2臺汽車泵、1臺固定泵進行澆筑（圖3）。

圖3 基礎大體積混凝土澆筑平面布置示意

3.4鋼管支架式大體積混凝土基礎溜槽澆筑施工

在一般的基礎大體積混凝土施工中，汽車泵可全覆蓋或大范圍覆蓋基礎大底板，只要場地條件滿足，通過增加汽車泵數量，即可滿足大體積混凝土澆筑需求，但這種澆筑方法對施工道路、汽車泵停放位置要求高，局限性大。本工程綜合考慮施工工期、經濟性及現場施工道路等因素，使用鋼管支架式大體積混凝土基礎溜槽澆筑施工，很好地解決了此類問題。

在基坑上端采用方形口漏斗接料，通過專用混凝土軟管連接半圓形溜槽。上部漏斗口采用錨栓固定于基坑冠梁上，輸送管線利用現場支護及鋼管排架結構，增設錨栓進行固定，溜槽以不小于20°的角度自坑上向坑下平行于溜槽腳手架布設，末端輸送至溜管，使混凝土進入基礎底板（圖4）。

圖4 鋼管支架式大體積混凝土基礎溜槽立面示意

4 混凝土測溫

本工程塔樓區域基礎筏板為4 m厚，產生水化熱較大，內部溫度較高。為確保大體積混凝土施工質量，規范對大體積混凝土入模溫度、最高溫升、降溫速率等做了嚴格規定。為實時掌握混凝土溫度發展情況，針對異常情況采取針對性措施，需對大體積混凝土內部溫度進行監測。

4.1測溫點布置

本工程采用上海建工集團工程研究總院自主研發的“大體積混凝土溫度無線監測系統”，通過無線遠程方式對大體積混凝土澆筑和養護過程中的溫度變化狀況進行實時監測。選取直徑為16 mm的鋼筋，在鋼筋上按混凝土內部位置對應綁扎傳感器（圖5）。根據混凝土厚度，調整測點數量，同一鋼筋軸上傳感器測點應為奇數個（大氣溫度及保溫層溫度測點除外）。大氣溫度傳感器及保溫層溫度傳感器可在鋼筋頂端固定綁扎（圖6）。

圖5 測溫軸布置

圖6 軸測點布置

4.2測溫頻率

大體積混凝土主要對入模溫度、最大絕熱溫升、里表溫差、表面溫差及降溫速率等溫度數據進行監控及分析處理。本工程基礎底板大體積混凝土采用全自動溫度監測系統，結合混凝土早期溫升較快、后期降溫較慢的特點，混凝土溫度分析所采用的數據頻率為：混凝土入模開始升溫階段，每30 min測1次；平溫和降溫階段，每2 h測1次；10 d后，每4 h測1次；當發生異常情況時，可隨時增加測試次數；暫定每個塔樓底板測溫周期為30 d。

5 混凝土保溫保濕養護

當大底板混凝土澆搗完成后，混凝土由于水化熱的緣故，處于溫度急劇上升的狀態。本工程大體積混凝土施工時正值冬季，必須采取保溫保濕養護，減少混凝土熱量的擴散，防止產生溫度裂縫。為保證混凝土澆筑質量，在底板表面混凝土澆筑完成后，隨澆隨即覆蓋塑料薄膜，再鋪蓋較厚的土工織物進行保溫。在混凝土表面溫度與環境溫度溫差減少至20 K以內時，方可去掉保溫土工織物。

6 結語

作為一項復雜、系統性的工程，大體積混凝土施工是一大難題[3]。本文以綠地中心·杭州之門工程為例，從超厚底板鋼筋支架施工、配合比設計、外部運輸協調、鋼管支架式溜槽澆筑、無線監測系統測溫、冬季保溫保濕養護等方面，介紹了東、西塔樓基礎底板大體積混凝土的施工全過程。施工完成后，底板混凝土未發生開裂、滲漏現象，施工效果較好，可為今后類似項目提供借鑒。