关键词：高层建筑；筏板基础；大体积混凝土；温度控制；质量控制
１工程概况
新疆大剧院工程地下室底板设计为桩筏基础，底板面积约13000m2，台仓地下室底板厚度1600mm，台仓外围底板厚度分别为1000mm、1500mm，电梯基坑部位底板厚度达4600mm，最小断面尺寸已大于1m，属于大体积混凝土，底板标高为-3.70 ～-11.75m。地下室底板C30P8防水混凝土，地下室外墙、边柱为C45P8防水混凝土。
2混凝土原材料的选定和配合比的控制
2.1原材料选定
选用P.O.42.5的普通硅酸盐水泥。粗骨料：碎石选用5～31.5连续级配的石子，以减少混凝土收缩变形，含泥量<1％，中粗砂含泥量<3％。采用Ⅱ级粉煤灰，SDB-800型混凝土泵送剂和AEA-2型膨胀剂。
2.2配合比的确定和控制
大体积混凝土浇筑时，要尽可能降低混凝土中水化热，这样将减少每立方米混凝土中水泥的用量，故而充分利用混凝土后期强度将是一条可行性的途径。在征得设计单位的同意后，采用60d抗压强度替代28d抗压强度进行配合比设计，以此来减少单方混凝土中的水泥用量。
另利用缓凝型减水剂，既可减少单方混凝土用水量，改善工艺特性，提高强度，又能放慢水泥的水化热释放速度，降低水化热峰值。其次掺用适量的Ⅱ级粉煤灰替代水泥，改善混凝土的和易性，降低混凝土中的水化热，使得混凝土内外温差得到一定的控制。
选用混凝土坍落度为(160±20)mm，缓凝时间6～8h，水胶比W/B=0.50。经过试配，混凝土配合比为(龄期60d)：水泥（329kg/m3），砂（710kg/m3），石（1069kg/m3），水（163kg/m3），混凝土泵送剂（13.8kg/m3），AEA-2(33kg/m3),粉煤灰（102kg/m3）
2.3混凝土内部抗裂安全系数计算
2.3.1自约束裂缝控制计算
浇筑大体积混凝土时，由于混凝土中水化热的作用，混凝土具有一定的内外温差，将产生温度应力。计算采用中国建研院PKPM施工计算软件，温差产生的最大拉应力：
取E0=3.15×104N/mm2，a=l×10-5，△T1=22.12℃，v=0.15混凝土在3d龄期的弹性模量，由公式：Et=E0(1-e-0.09t)计算得：E(3.0)=0.75×104N/mm2混凝土的最大拉应力由式
计算得：σt=1.29/mm2，3d龄期的抗拉强度由式：ft(t)=0.8ft(lgt)2/3，计算得：ft(3.0)=1.34N/mm2结论：ft(3.0)＞σt，所以不会出现表面裂缝。但需要注意第4、5、6的3d中。混凝土的自约束拉应力与同期的混凝土抗拉强度比较，与抗拉强度相当接近，因此易出现自约束裂缝，施工方应注意保温覆盖，做好养护措施，亦可提高环境温度，以此来进一步加大抗裂的安全系数。
3混凝土受外约束裂缝控制计算
大体积混凝土筏板基础贯穿性的裂缝，主要是由于内外温差过大形成的温度应力和塑形收缩造成的。混凝土因外约束引起的温度（包括收缩）应力，一般用约束系数法来计算约束应力，按以下简化公式计算：
计算：取S(t)=0.4，R=0.50，a=1×10-5，γ=0.15。混凝土28d的弹性模量E(27)=2.87×104N/mm2；最大综合温差△T=34.16℃，基础混凝土最大降温收缩应力，计算得：σ=2.31N/mm2不同龄期的抗拉强度由式：ft(t)=0.8ft(lgt)2/3；计算得：ft(27)=2.78N/mm2抗裂缝安全度：K=2.78/2.31=1.20＞1.15满足抗裂条件；
4大体积混凝土的浇筑施工
大体积混凝土施工关键在于保证浇筑时要振捣密实，保证不出现收缩裂缝和施工缝。为此，底板浇筑时设置一台混凝泵备用，以保证混凝土浇筑连续性进行，防止产生施工缝。在混凝土浇后，采取有效的保温覆盖措施，同时加强混凝土内外温度监测，防止已浇筑混凝土因内外温差产生收缩裂缝。根据本工程筏板后浇带和加强带分布特点，将混凝土板分段进行浇筑。
每一施工段的具体施工顺序为：侧模→防水层→C20混凝土防水保护层→支控制条（或块）→绑扎筏板下层钢筋→立钢筋支撑架→绑上层钢筋→搭混凝土浇筑架→C30P8抗渗混凝土浇筑养护→扎地下室2层墙柱筋。
4.1大体积混凝土施工顺序
本工程大体积基础筏板混凝土采用薄层覆盖、逐层推进循环浇筑，逐层推进是结合泵送施工的特点，按一定厚度（400mm）分层，混凝土由上而下，逐层沿混凝土的自然流淌方向，分层平行推进的浇筑方法。
起始时，混凝土从泵管卸下，自上而下分层浇筑至顶，混凝土泵管与混凝土浇筑推进成垂直方向，循环分层推进浇筑。分层厚度400mm；横向板带宽度为6.0m。根据加强带的要求，加强带与I段和Ⅱ段之间用间隙较小的钢丝网隔开，以防混凝土流入加强带内，浇筑时朝西先从左到右浇I段混凝土，至加强带处。浇Ⅱ段混凝土时，从加强带边沿开始往北分层推进浇筑，待加强带两侧混凝土浇完后且还没有初凝前立即利用塔吊浇筑加强带内混凝土。以防在加强带与I段和Ⅱ段之间形成施工缝，加强带混凝土用C30P8混凝土。
后浇带与各段之间用三合板通过钢管支撑互相隔开，防止各段混凝土流入后浇带。待混凝土达到一定强度时拆模，然后上盖胶合板，再按设计要求浇筑后浇带混凝土，即应在结构主体完工后采用比设计等级高一级的抗渗等级为P8的混凝土来浇筑后浇带。
4.2合理振捣
合理振捣的目的是排除混凝土中的气泡含量，同时使粗骨料在各层中均匀分布，也可防止混凝土发生离析。在浇筑混凝土过程中，要均匀布料；同时用工具将混凝土基本整平；接着进行振捣，振动棒插入的点与点之间控制在0.4m左右，振捣时间控制在15s左右，以振动棒插入拨出后原孔洞能立即恢复为准，且无气泡或极少量气泡冒出。
混凝土浇筑按泵送混凝土自然流淌坡度(L:H=5:1)进行，采取斜面分层、薄层覆盖、逐层进行的方法进行浇筑，每层厚度控制在400mm以下。通过自然流淌形成斜坡的浇筑方法，提高泵送效率，降低混凝土泌水的可能性，保证上下层浇筑间隔不超过初凝时间，防止形成施工冷缝。
浇筑过程中，控制混凝土的初凝时间在至少6h。混凝土斜面上下层浇筑时间的间隔为≤2h，出厂混凝土应在3h内必须下料入模。
4.3合理抹压
为防止混凝土浇筑后因塑形收缩产生裂缝，要对浇筑的混凝土进行合理抹压。在顶层混凝土浇筑完毕后，立即用振动器振动进行震压；后根据混凝土表面塑性收缩变形的情况，先按标高用长刮尺刮平，在初凝前再用平板振动机振动一遍；在已浇筑混凝土达到终凝前，要进行全面抹压，彻底消除混凝土浇筑后因塑性收缩产生的裂缝；最后用竹扫把使其表面起毛。
5大体积混凝土测温及监控
为了精确掌握混凝土浇筑后的内外温差，必须对其内外温度进行有效监控，在进行基础筏板施工时，必须预埋测温传感器，测温点应布设在板底部以上10cm及表面以下10cm及中间点，测温点的分布要均匀。
在进行预埋测温点时，先将电阻感应片固定在钢筋上，再将钢筋固定在预定位置。测温仪器采用温度监测显示仪，为提高精度和效率，每点位处的温度应同时观测。
测温时间要求：首次测量应在混凝土浇筑完毕后24h，在此后的1d内每3h观测一次、3-6d内每6h观测一次、7-10d内每10h观测一次。依据两次测温的温差值，当温升过快快时应增加测量次数。
混凝土浇筑面抹平后，必须用塑料薄膜覆盖进行养护，每次测温后，立即计算并分析混凝土的内外温差情况。当混凝土内部处于降温阶段，且里表温差小于25°C,且其降温速度在2°C/d，大气温度和浇筑面表面温差小于20°C时,根据规范要求可以撤掉覆塑料薄膜，直接进行洒水保湿养护。
5.2混凝土养护
混凝土浇筑完毕并收面后，要及时进行覆盖养护（混凝土养护时间应以不破坏混凝土表面为前提条件并尽早进行），一般为混凝土浇灌完毕后6～12h（视当地气温高低而定）。
为减少混凝土前期收缩裂缝和内外温差导致的裂缝，在进行收面时，应立即盖上薄膜，起到保温保湿作用，当在混凝土表面强度达到能上人时，开始覆盖塑料薄膜，并定期洒水养护。
因本工程属于高层筏板，混凝土覆盖养护时间不宜少于8d，总养护时间不宜少于16天。每天设有专人进行浇水养护，每天浇水次数不少于5次。
6大体积混凝土收缩裂缝和浇筑质量控制技术措施
该基础筏板采取分层浇筑法，目的在于减少每次浇筑的蓄热量，减少温度应力，防止内外温差导致筏板裂缝。粗骨料颗粒级配要均匀，在浇筑时加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减少混凝土浇筑后收缩变形引起的裂缝。采用二次振捣法，及时排除基础底板混凝土表面泌水现象，混凝土表面一旦泌水，立即通过人工掏水，加强早期养护，在混凝土面能上人时，加盖塑料薄膜，提高混凝土早期抗拉强度和龄期弹性模量。因混凝土保护层厚度对混凝土抗裂亦有好处，确保筏板面上钢筋绑扎间距稀疏度均匀。
基础筏板混凝土浇筑后的防裂主要是做好保温保湿养护工作，一方面是控制内外温差，保持表面湿润，另一方面是控制好拆模时间，不宜过早拆模。
加强巡视，防备出现漏振、过振等现象，针对没有振捣部位，必须需要仔细观察并及时进行补震，做好事中控制。
针对集水坑、电梯井基坑、后浇带等部位的混凝土浇筑必须密切关注，首先浇筑集水坑、电梯井基坑、后浇带等部位，在浇筑混凝土时，先将混凝土浇筑到集水坑、电梯井模板底向上50mm左右，同时密切关注吊模是否有倾斜现象，一旦发现有倾斜、上浮现象，必须立即停止混凝土浇筑，使用振动棒狠振混凝土较高的一侧，将混凝土引到较低面一侧，同时吊配重压上浮侧，扶正吊模；在电梯井坑底部的马凳必须有确保足够的数量，防止上面荷载过大，发生垮塌。如发现对到场的混凝土因停留时间过长出现塌落度损失大，无法进行浇筑的情况时，该车混凝土不得使用，必须立即退回搅拌站。
7结语
该工程底板混凝土浇筑历时96h，由于施工过程中采取了有效的技术性控制措施，混凝土强度均达到设计强度，且在后期未出现任何裂缝，该工程已投入使用。
参考文献
［1］GB50496-2009大体积混凝土施工规范［S］.
［2］GB50666-2011混凝土结构工程施工规范［S］.
［3］混凝土结构工程施工质量验收规范（2011版）.
论文作者:吴乾奋
论文发表刊物:《建筑与实践》2019年第06期
论文发表时间:2019/6/20
标签：混凝土论文; 测温论文; 裂缝论文; 温差论文; 体积论文; 底板论文; 应力论文; 《建筑与实践》2019年第06期论文;