深圳市第一建筑工程有限公司
摘要：近年来，城市化建设不断发展，高层建筑建设规模逐渐扩大，大体积混凝土结构应用越来越广泛。底板混凝土变的是越来越厚，而且深度是越来越大。本文主要对底板大体积混凝土施工技术进行分析。
关键词：大体积混凝土 施工技术
1 工程概况
本工程主楼地上 125 层，建筑高度 636m，地下 6 层，建筑面积711 981m2。本工程主塔塔楼范围内底板混凝土厚5m，局部电梯井处坑中坑厚度达到8. 22m。塔楼范围内基础底板面积为 6 303 m2，为一次性浇筑，混凝土强度等级为 C50，抗渗等级为P10，属于大体积高强混凝土。
2 施工准备
2. 1 保证连续高强度浇筑的施工准备
2. 1. 1场外交通组织
混凝土浇筑前，主动与交管部门联系，尽量争取到交管部门的协助，确保大体积混凝土的连续供应不受到交通影响。同时需要规划出施工现场与各混凝土搅拌站之间所有可通行道路，再根据各条道路以往的交通情况、道路的距离综合评定，选择出其中最优线路及备用线路。
根据初步推算，本工程底板大体积混凝土浇筑期间，一共需要配备 125 辆混凝土罐车分配至 4 座搅拌站，以向施工现场连续供应，同时令备用站点随时待命。
2. 1. 2场内交通组织
大底板施工期间，场内交通组织的原则为: ①混凝土浇筑期间，施工场地各大门作用唯一，即只能进入或驶离，避免现场混乱，便于管理; ②场地内所有施工道路只能单向行驶，避免发生因混凝土罐车拥挤而导致混凝土供应中断; ③在现场设立显著的交通标识牌，供混凝土罐车快速准确地找到对应的浇筑点; ④在现场设置一处空地作为混凝土罐车浇筑等待区域，供进入现场混凝土罐车依次排队，做好浇筑准备，保证混凝土进行高强度不间断浇筑。
2. 2 控制混凝土裂缝产生的施工准备
2. 2. 1 高强混凝土原材料质量要求
作为高达 636m 超高层塔楼的基础底板，其施工质量的重要性不言而喻，所以应从底板混凝土原材料入手，把控地下室底板混凝土的整体施工质量。各原材料质量要求如下。
1) 水泥 选用质量稳定、活性较高、需水量低、流变性能好的中低热硅酸盐水泥，烧失量≤5. 0%;三氧化硫 ≤3. 5%，氧化镁 ≤5. 0%，氯离子≤0. 06% ; 安定性，沸煮法合格; 抗压强度: 28d 强度≥42. 5MPa，3d≥17. 0MPa; 抗折强度: 28d≥6.5MPa，3d≥3.5MPa; 初凝时间≥45min，终凝时间＜10h，各项指标均需符合国家标准。本工程根据搅拌站考察，选用华新水泥厂P·O42.5水泥。
2) 河砂(中砂) ，细度模数 2. 5～3. 0，含泥量＜2. 0%，盐分不能超过 0. 08%，内照射指数与外照射指数均≤1. 0% 的中砂，且为非碱活性骨料，吸水率必须≤2. 5%。
3) 石采用5～31. 5mm 连续粒级碎石。要求碎石含泥量＜1. 0%，泥块含量 ＜0. 50%，针、片状颗粒含量≤15%，压碎指标值≤10%，盐分不能超过0. 04% ，内照射指数与外照射指数均≤1. 0% 的石灰岩碎石，且为非碱活性或低碱活性骨料，吸水率≤2. 5% 。
4) 掺和料 采用细度≤12% ，烧失量≤5% ，需水量≤95% 的Ⅰ级低钙粉煤灰和 S95 的容细矿渣粉。
5) 外加剂 采用减水率＞20% 且收缩率比≤110%的高效减水剂。适当掺加缓凝剂，减缓水化热放热速度。不含 C1和 NH4+，碱含量、氯离子含量等指标需满足现行标准《混凝土外加剂》GB8076—2008 中的相关规定。本工程聚羧酸减水剂产自中建商砼新型建材厂，根据设计要求加入 SY-K 型膨胀纤维。
6) 水采用符合现行国家标准《混凝土拌合用水标准》JGJ63—2006 的饮用水。
2. 2. 2 大体积混凝土配合比设计
本工程主塔楼底板混凝土强度等级 C50，抗渗等级 P10，项目部委托中建商砼有限公司按《大体积混凝土施工规范》GB50496—2009 有关规定，对底板混凝土的配合比进行了实验室试配。
优化胶凝材料组合时，选用优质粉煤灰，在同时保证强度和工作性的前提下，控制粉煤灰的掺量多于矿粉掺量，充分发挥了粉煤灰的保水和减缩功能。
由于本工程基坑深度达 30余m，考虑到深基坑抽排水难度大，配合比设计过程中考虑通过采取一定的措施来减少混凝土的泌水。例如在原材料的选择与检测过程中，中建商砼对其公司新型建材厂生产的高性能聚羧酸减水剂进行检测，各项指标均优于规范要求。
前期试配过程中，中建商砼初步制定了 9 个不掺纤维和膨胀剂的配合比，对方案指导参数下混凝土的强度进行验证。在首轮试验基础上，开展了正交试验，考察了总胶凝材料用量、掺和料用量、砂率、水胶比4 种因素对底板 C50 混凝土的强度、工作性、绝热温升的影响，在此基础上，优选出 2 个配合比。根据正交试验结果，确定了掺和料用量为50% ，砂率为 42%，水胶比为 0. 33，判定总胶凝材料420kg 的和易性、包裹性较差，所以将总胶凝材料用量调整为 440～480kg，并进行了进一步优化试验。
最终历时 2 个月，经过 60 余次试配，中建商砼确定了超厚底板 C50 混凝土的配合比为: 水 155kg、水泥 230kg、粉煤灰 83kg、SY-K 型膨胀纤维 55kg、矿粉92kg、砂789kg、石1042kg、外加剂( 高性能聚羧酸减水剂) 4. 6kg、水胶比 0. 34。
3 底板大体积混凝土浇筑
3. 1 浇筑设备及泵管布置
3. 1. 1 浇筑设备的配置及布置
本次底板浇筑采用溜槽配合地泵及汽车泵的方式进行，具体浇筑设备配置如表1所示。
由图1 可知，本工程地下室 5m 厚底板呈不规则三角形，由于场地形状特殊，南侧宽阔、北侧狭窄，故浇筑顺序是从场地南侧(图1左侧) 开始大面积铺开，向北侧浇筑。故将溜槽卸料口布置于场地南侧±0. 000 位置，地泵布置于场地北侧，并且在东西两个角落布置汽车泵覆盖溜槽无法浇筑的部位。
3. 1. 2 溜槽的现场搭设
溜槽脚手架如图2 所示。溜槽采用型钢支座作为基础，与 5m 大底板面筋支架焊接以保证其强度及稳定性。溜槽沿长度方向设置了 4 个换向开口，以便浇筑各范围内的底板混凝土。各变向开口下接串筒，以保证混凝土高速浇筑时不发生离析。
3. 2 混凝土浇筑
3. 2. 1 减少泵管堵管的措施
在混凝土适配阶段，充分考虑到泵送性能，并在混凝土浇筑前，随机抽样进行坍落度及扩展度试验，从而做到在过程中把控混凝土的浇筑性能，以减少泵管堵管情况的发生。
3. 2. 2 混凝土振捣
以本工程为例，现场溜槽处振捣 9 个工人为一组，其中卸料口处 3 名工人振捣，在流淌方向上间隔约6m 两边各1 名工人振捣，面层钢筋上共7 人，中间温度筋上 2 人。汽车泵、地泵处振捣 5 个工人为一组，面层钢筋上4 个工人，中间温度筋上1 个工人。
3. 2. 3 混凝土泌水处理
1) 泌水处理 虽然本工程底板混凝土添加了高性能聚羧酸减水剂，但仍需在泌水流向位置设置潜水泵，避免遇到下雨天气在坑内产生积水。
2) 浮浆处理 在底板浇灌即将结束时，有可能因砂浆积聚，与泌水混合形成浮浆，需用小型污水泵将浮浆抽出，注意不抽到水泥浆，抽出的浮浆排至基坑边的排水沟。
3. 2. 4 混凝土浇筑过程中的覆盖
由于采用整体推移的浇筑方法，在混凝土浇筑过程中会有部分部位的混凝土先行抹平，为防止抹平后混凝土表面降温过快产生裂缝，对于先行抹平的混凝土立即采取“塑料薄膜 + 彩条布 + 毛毡”的 3层覆盖保温养护材料的措施。
3. 3 混凝土养护与测温
3. 3. 1 混凝土养护
本工程底板混凝土浇筑时间为 12月26—29日，环境温度已非常低。混凝土浇筑完毕后采用蓄热养护，及时覆盖保温材料，密切关注温度监测的数据，大体积混凝土中心最高温度不超过 70℃，绝热升温不超过 45℃。根据混凝土水化温升情况，调整蓄热养护措施，始终保持混凝土的内外温差、混凝土表面与环境温差、降温速率等指标在规定范围内。
3. 3. 2 大体积混凝土测温
本工程依照《大体积混凝土施工规范》GB50496—2009 相关要求布置了8个测温点，共计6个测温探头。利用CW-A智能测温仪及与 CW-A智能测温仪配套转换箱实时监测混凝土内外温差，一旦发现内外温差超过 25℃，应采取相应措施，控制温差。为防止测温探头损坏，将固定钢筋放置于PVC 管中，待钢筋绑扎完毕后将 PVC 管抽出。如图3 所示。
施工现场测温设备的布置，在底板钢筋绑扎过程中同步实施。
4 底板混凝土质量控制
4. 1 浇筑设备的合理配置
在浇筑设备的选择配置阶段，考虑到地泵偶尔发生堵管，堵管需要进行排查疏通，很难保证地泵长时间保持峰值浇筑强度，故地泵的浇筑强度设计值应定为 30m3/ h; 溜槽与汽车泵的浇筑强度相对稳定，但也难免发生机械设备故障，故应考虑设计折减系数后进行浇筑设备的配置。
4. 2 混凝土振捣
在浇筑准备阶段以及浇筑过程中，针对混凝土的振捣有以下要点: ①采用整体推移式连续浇筑的方法浇筑，由下层端部开始逐渐上移，循环推进，每层厚度 500mm，通过标尺杆进行控制。夜间施工时，标尺杆附近要用手把灯进行照明。为防止冷缝出现，浇筑时，要在下一层混凝土初凝之前浇捣上一层混凝土并插入下层混凝土 5cm，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，同时浇筑下一层前，应对前一层进行二次振捣，以此来保持良好接槎，横向振捣交界面的搭接长度至少 500mm。②混凝土振捣，每个溜槽口布置 8 台振捣棒，每个汽车泵口布置 4 台，每个地泵口布置 4 台。混凝土振捣时布置 3 道振捣，第 1 道设在混凝土坡角，确保下部混凝土的密实; 第 2 道设在混凝土坡中间，第 3 道设在混凝土的坡顶。使用振捣棒振捣，振捣棒插入下层混凝土中的深度＞50mm，振捣棒移动的间距以400mm左右为宜，振捣棒要快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实，每一次振点的延续时间一般为 20～30s，以混凝土面泛浆和不再沉落为准。横向振捣界面的振捣搭接至少 500mm 宽，以防止交界处漏振。混凝土表面要用刮杠刮平，再拍实抹平。
5 结语
本工程由于采取了上述施工方案及注意事项，施工结束后，跟踪观察未发现底板裂缝，施工效果良好。
本工程基坑深度超深，为保证大体积 C50 强度混凝土连续高强度的浇筑，从地面搭设至地下室底板的 70m 长度溜槽在本次浇筑过程中发挥了重要作用。与此同时，针对大体积混凝土浇筑采取优化配合比设计、合理组织场内外交通、充分振捣、及时覆盖养护、动态温度检测等措施，也是保证大体积混凝土浇筑质量的必要措施，有效控制了混凝土裂缝的产生。
论文作者:陈鹏
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期
论文发表时间:2015/10/12
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