对底板大体积混凝土施工技术分析

对底板大体积混凝土施工技术分析

陈鹏

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711981m2。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6303m2，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。