高層建筑大體積混凝土施工

林冰

（深圳市明瀾公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司，廣東 深圳 518101）

1 工程概況和工程特點(diǎn)

1.1 工程概況

本工程底板、承臺(tái)及基礎(chǔ)梁采用補(bǔ)償無收縮防水密實(shí)性C35砼，抗?jié)B等級(jí)1.2Mpa。本工程地下室底板厚800mm，長×寬為87×79.6m，承臺(tái)高 度 分 別 為 1300mm、1500mm、1600mm、1700mm、1900mm、2100mm、2200mm，按照設(shè)計(jì)圖紙地下室底板設(shè)A、B兩種后澆帶將底板分成六塊，各塊的承臺(tái)與底板砼總工程量為7715.59m3。

1.2 工程特點(diǎn)

本工程底板墊層標(biāo)高-13.7m，承臺(tái)底標(biāo)高-14m左右，底板面積達(dá)6000m2左右，底板厚800mm，而且承臺(tái)高度在1300mm以上，最高的承臺(tái)達(dá)2200mm，屬于深基坑大體積地下室底板結(jié)構(gòu)。

地下室底板澆筑按施工工期和施工進(jìn)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(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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(jī)溫度以控制澆筑溫度，并采取保溫養(yǎng)護(hù)等綜合措施來限制混凝土內(nèi)部的最高溫升及其內(nèi)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(tái)、底板和地梁進(jìn)行一次性澆搗。澆筑采用泵送，應(yīng)嚴(yán)格按序澆灌，并用塔吊和料斗來養(yǎng)縫，以免接、拆泵管或堵管時(shí)混凝土出現(xiàn)冷縫。澆注期間要及時(shí)排除坑內(nèi)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(jìn)行澆搗。大承臺(tái)采用分層澆筑，澆筑時(shí)每層砼的厚度控制在500mm內(nèi)，循序推進(jìn)，直到底板底面為止，然后與底板一起采用連續(xù)斜層推移式澆注方法連續(xù)澆筑直到底版面設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。

采用低水化熱水泥，砼站供應(yīng)嚴(yán)格保證使用相同水泥和同一水泥用量拌制。

摻加磨細(xì)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(jié)約水泥50kg.根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)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(yīng)升降1～1.2℃，因此可使混凝土內(nèi)部溫度降低5～6℃。

為滿足施工要求，考慮砼接頭搭接時(shí)間(詳見3.2計(jì)算參數(shù))、交通高峰限制和堵車等情況，保證前后澆搗砼間不產(chǎn)生冷縫，增加砼緩凝劑，緩凝時(shí)間為6小時(shí)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(jié)構(gòu)更加致密而大大的降低了滲透系數(shù)，提高了砼的抗?jié)B性能。因而從抗裂和抗?jié)B等幾方面保證砼的自防水效果，達(dá)到設(shè)計(jì)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(jù)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(jī)溫度T，說明混凝土的出機(jī)溫度與原材料的溫度成正比。應(yīng)對碎石和砂灑水降溫，保證水泥庫通風(fēng)良好，自來水預(yù)先放入80m3的地下蓄水池中降溫，嚴(yán)格控制原材料溫度，經(jīng)計(jì)算出機(jī)溫度為26.5℃，多次實(shí)測平均溫度為27.3℃，在對泵車運(yùn)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(qiáng)原材料的檢驗(yàn)、試驗(yàn)工作。施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工，明確分工，責(zé)任到人。加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)測工作，定時(shí)檢查并做好詳細(xì)記錄，認(rèn)真對待澆筑過程中可能出現(xiàn)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(xù)性，在底板澆搗前用Φ48鋼管搭設(shè)1.8m高的滿堂鋼管架，且中間高四周低，四周向區(qū)外伸出，上鋪石棉瓦，在基坑四周設(shè)置排水溝及集水井，以利于排水、防雨保溫。

加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測溫工作(通過3.3溫差計(jì)算，應(yīng)采取保溫保濕措施)

①以砼厚度為1.3～2.2m的基礎(chǔ)承臺(tái)為代表做為監(jiān)測對象，監(jiān)測面積達(dá)到1000m2，共布置16根溫度測桿、86個(gè)溫度測點(diǎn)。另在砼外部設(shè)置氣溫測點(diǎn)3個(gè)，養(yǎng)護(hù)水溫度測點(diǎn)1個(gè)，保溫層溫度測點(diǎn)2個(gè)。監(jiān)測參數(shù)為砼內(nèi)部溫度及內(nèi)表溫度、環(huán)境溫度、養(yǎng)護(hù)水溫度和保溫層溫度。采用遠(yuǎn)距離自動(dòng)檢測技術(shù)，溫度信號(hào)采集及檢測報(bào)表打印均由微機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)完成。溫度監(jiān)測直至砼內(nèi)部溫度穩(wěn)定緩慢降溫、內(nèi)表溫差安全(即在自然狀態(tài)9t≤25℃)為止，每天24小時(shí)每分鐘不間斷巡回監(jiān)測，每小時(shí)整點(diǎn)打印溫度監(jiān)測報(bào)表。

②在砼表面覆蓋塑料薄膜及草袋進(jìn)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(shí)在承臺(tái)砼表面澆水，使砼表面保持濕潤狀態(tài)，使砼內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。

3 主要參數(shù)計(jì)算

3.1 砼供應(yīng)量計(jì)算

按每臺(tái)泵配6輛運(yùn)輸車(7m3/輛)，每90分鐘一來回，可得到每小時(shí)砼供應(yīng)量:

3.2 砼接頭搭接時(shí)間計(jì)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(yīng)量每小時(shí)28m3，計(jì)算每段澆搗時(shí)間為t=50/28=1.79小時(shí)

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

每一層需要澆注時(shí)間為:

要求商砼摻緩凝劑，緩凝時(shí)間不小于6小時(shí)，可滿足要求。

3.3 地下室底板砼溫差計(jì)算

溫差計(jì)算取大承臺(tái)為例，砼厚度取最厚的承臺(tái)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(nèi)部溫升的高峰值一般在3d內(nèi)產(chǎn)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(shù)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(shù)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(jì)算溫度

4 施工效果

4.1 采用綜合養(yǎng)護(hù)措施，可有效控制混凝土內(nèi)外的溫差值，且可大大縮短養(yǎng)護(hù)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(huì)發(fā)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(yīng)合理?；炷林械纳笆辛己玫募?jí)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(jiān)測期間各承臺(tái)砼水化熱溫度的特征值比較

4.3 由于大體積混凝土承臺(tái)連續(xù)澆筑，故澆筑現(xiàn)場須設(shè)防雨棚，并在基坑四周，設(shè)置盲溝和集水井。

5 溫度對比

從整個(gè)承臺(tái)的測溫情況看，混凝土內(nèi)部溫升的高峰值一般在3d內(nèi)產(chǎn)生，3d內(nèi)溫度可上升到或接近最大溫升，內(nèi)外溫差值如表1所示，表中有四個(gè)承臺(tái)的"內(nèi)表溫度"短時(shí)間內(nèi)超出了25℃，均發(fā)生在面層砼剛澆搗到位后這段時(shí)間，超出原因?yàn)槊鎸禹诺臐仓r(shí)間比中心砼的澆筑時(shí)間相對滯后。此時(shí)中心砼開始凝結(jié)，而面砼才剛澆注完。當(dāng)面砼凝結(jié)，保溫材料覆蓋之后，該溫度迅速降到25℃以內(nèi)控制在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)(△t≤25℃)，未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。

結(jié)語

由于采用了"雙摻技術(shù)"(緩凝減水劑和磨細(xì)粉煤灰)，延緩了凝結(jié)時(shí)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(yuǎn)距離運(yùn)送條件下仍能順利泵送，也未發(fā)生堵泵。

經(jīng)各有關(guān)單位的嚴(yán)格檢查和近年來的使用，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫(僅表面有個(gè)別收水裂縫)。混凝土密實(shí)平整光潔，無蜂窩麻面。

[1]楊國立，陳雷.高層基礎(chǔ)大體積混凝土施工難點(diǎn)分析及對策[J].河南城建學(xué)院學(xué)報(bào)，2009-07-15.