超高層建筑基礎大體積混凝土施工研究

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摘要：本文以創冠國際中心項目為例，深入分析超高層建筑基礎大體積混凝土施工技術要點，從混凝土原料控制、配合比設計、大體積混凝土溫度計算和施工工藝等方面探討了大體積混凝土施工技術要點，以期為同類工程施工提供有益的參考。

關鍵詞：超高層建筑；大體積混凝土；水化熱；溫度裂縫

0引言

基礎大體積混凝土具有整體性能好、沉降量小、承載能力強等特點，在高層、超高層建筑中應用廣泛。但由于混凝土水化熱特性，大體積混凝土水化熱產生的熱量容易在內部集聚，如控制不當則可能產生溫度裂縫，包括收縮裂縫、貫穿裂縫等，會對大體積混凝土結構性能產生嚴重影響。因此只有通過原料質量控制、配合比優化設計、加強施工管理和養護管理等措施加以控制。

1工程概況

本工程為創冠國際中心項目，項目地址位于福建省廈門市思明區觀音山商務營運中心項目。總建筑面積為56721.49㎡，層高31層，其中地下4層。地下室底板面標高-16.3m，地下室防水除設備房、地下室頂板等級為一級外，其余主體部分防水等級二級。主樓基礎筏板和純地下室底板混凝土強度均為C35，采用密實性防水混凝土，抗滲等級P10，混凝土中應摻入抗裂防水劑。本工程設計等級為1級，抗震等級為2級，安全等級為2級，設計使用壽命為50年，抗震設防烈度為7度。本工程為超高層建筑，地下室塔樓部分基礎厚度為2.4m，屬于大體積混凝土結構，澆筑量大，溫度控制難度大，給建筑工程施工造成一定的困難。

2混凝土原料質量控制與配合比設計

2.1混凝土原料質量控制

本工程采用商品混凝土，混凝土強度等級為C35，抗滲等級為P10，設計坍落度為180±20mm。根據工程設計要求，加強混凝土原料質量如下：（1）水泥。采用P42.5型號水泥，水泥比表面積為354m2/kg，標準稠度為25.9，初凝時間為3h，終凝時間為6h。安定性檢測合格，3d抗折強度大于3.5MPa，抗壓強度大于17.0MPa，28d抗折強度大于6.5MPa，抗壓強度大于42.5MPa。（2）骨料。本工程采用連續級配的細骨料為中砂，含泥量控制在1%以內，細度指數為2.7，小于0.315mm的顆粒含量小于20%；粗骨料采用粒徑為5～20mm連續級配的花崗巖碎石，喊你量小于1%，針片狀含量小于10%，泥塊含量小于0.5%。（3）外加劑。采用FDN減水劑，摻入范圍為0.2～0.5%。當摻量達到0.4%時，其減水率為14%左右；摻入緩凝型CSA膨脹劑，對混凝土收縮應力起到良好的補償作用。（4）礦物摻和料。采用密度為1.77～2.43g/cm3的優質粉煤灰，需水量控制在92～107%之間。

2.2混凝土配合比試驗設計

經配合比試驗研究，最終確定本工程混凝土配合比方案如下：對P42.5水泥、中砂細骨料、5～20mm的粗骨料、飲用水、Ⅱ級粉煤灰摻和料及FDN-G外加劑進行配合比設計，P42.5水泥為425kg,中砂細骨料為552kg,粗骨料為1084kg，飲用水為167kg,Ⅱ級粉煤灰摻和料為108kg,FDN-G外加劑為13kg。在具體施工中，這些項目的配合比分別為P42.5水泥為425kg,中砂細骨料為594kg,粗骨料為1099kg，飲用水為110kg,Ⅱ級粉煤灰摻和料為108kg,FDN-G外加劑為13kg。根據試驗研究，中砂含水率為7.6%，粗骨料含水率為1.4%，混凝土拌合物和易性、粘聚性、保水性良好，水灰比為0.31，7d強度為41.5MPa，28d強度為58.1MPa，拌合物坍落度為180±20mm，混凝土強度、坍落度均滿足工程設計要求。

3大體積混凝土溫度計算

為確保大體積混凝土溫度控制的有效性，應對混凝土溫度進行計算，以此制定有效的溫度控制措施。大體積混凝土溫度計算具體包括水化熱計算、內外溫差計算等。

3.1混凝土絕熱溫升計算

根據《大體積混凝土施工標準》（GB50496-2018）提供的計算公式，大體積混凝土絕熱溫升計算為：

3.2混凝土中心溫度計算

根據《大體積混凝土施工標準》（GB50496-2018），計算混凝土中心溫度如下：

3.3混凝土養護措施計算

以環境溫度7℃，計算混凝土保溫層厚度如下：根據式5計算所得，混凝土養護層厚度為0.25mm，混凝土中心溫度為44.34℃，表面溫度為25℃，表面溫度與中心溫度溫差為19.34℃≤25℃，符合大體積混凝土施工技術規范要求。在混凝土表面覆蓋1層薄膜和草墊即可滿足養護要求。

4大體積混凝土施工及質量控制

4.1混凝土澆筑施工

在混凝土澆筑施工前，應對混凝土泵送路線、操作過程進行優化布局。首先，根據本工程大體積混凝土澆筑面積大的特點，合理劃分混凝土澆筑區域，具體支撐結構如圖1所示；其次，根據分層澆筑原則，按1:6坡度進行澆筑?；炷翝仓缘讓娱_始，兩臺泵送設備同步澆筑。分層澆筑時，應待下層混凝土達到初凝后再澆筑上一層。此外，針對混凝土澆筑過程中可能出現的沁水現象，可借助抽水設備或海綿將水吸出。

4.2混凝土振搗

本工程中，混凝土振搗中每個點的振搗持續時間不少于30s，直至混凝土表面不再出現氣泡、灰漿為止。振搗點距離應均勻、密實，振搗點間隔為300～400mm。為確?；炷琳駬v密實，每臺混凝土甭管附近設置2臺振搗棒，1臺布置于混凝土澆筑斜坡中段，用于澆筑斜坡混凝土振搗；1臺布置于坡底，用于下層混凝土振搗。針對鋼筋密集的混凝土位置，應加強振搗，振搗棒插入下層混凝土深度為5cm。

4.3混凝土表面處理與養護

混凝土初凝前，應進行首次抹壓，確?；炷帘砻嫫秸?，并臨時覆蓋塑料膜。在混凝土終凝前1～2h進行二次抹壓。如澆筑完成后，混凝土表面出現龜裂現象，應利用素灰漿進行抹平處理。在混凝土終凝后，應及時覆蓋薄膜和草墊進行養護。在養護管理期間，應采取定期灑水和保溫管理措施，如中心溫度與表面溫度溫差大于25℃時，可采用燈照或搭設保溫棚等方法提高混凝土表面溫度，混凝土灑水養護不得少于7d。此外，在混凝土養護期間，嚴禁在混凝土表面行走或搭設支架，避免因外部荷載導致混凝土表面出現破損。

4.4混凝土溫度監控

本工程中，為及時掌握混凝土內部和表面溫度，分別在0.7m、1.0m和2.4m處設置測溫管。測溫管由DN20鋼管制成，測溫管底部以膠帶、海綿等進行封堵，防止砂漿進入測溫管。待混凝土澆筑完成后，將電子測溫儀放置于測溫管內，將電子測溫儀分別放置于0.7m、1.0m和2.4m處，以此監測混凝土表面和中心溫度。

5結語

本工程中，經混凝土溫度監測和控制，混凝土溫度與表面溫差保持在25℃以內，未出現溫度裂縫，結構性能滿足施工設計要求，取得了良好的工程實踐效果。在超高層建筑大體積混凝土施工中，施工單位應通過事前計算混凝土絕熱溫升、中心溫度、保溫層厚度等，通過混凝土試驗方式確定最佳配合比，優化混凝土施工組織設計和保溫養護管理措施，并加強大體積混凝土各環節施工管理，確保大體積混凝土施工質量，防止大體積混凝土溫度裂縫的產生。

參考文獻

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作者:許東陽 單位:廈門城健建設有限公司