浅谈高层建筑底板大体积混凝土施工
来源:用户上传
作者:
摘要：本文结合某工程实例，分别从混凝土配合比设计、施工准备现场、混凝土浇筑等多方面对大体积混凝土施工进了阐述，并对工程底板混凝土质量进行了评定。
关键词：高层建筑；底板；施工技术
1、工程概况
某高层办公建筑工程由1栋24层办公主楼和1栋8层的辅助楼组成，塔楼为筒中筒结构、裙楼为剪力墙结构，总建筑面积为85610m2。工程底板面积为12855m2，底板混凝土总量为23630m3，钢筋总量为7050t。底板设有纵横两条后浇带，将底板划分为4个段，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ段底板厚为1.3m，Ⅲ段底板厚为3.5m，混凝土等级为C40、S12、R60。Ⅲ段底板面积4600m2，混凝土量为11500m3；配筋为上下各40mm×200mm双向，后浇带处为上下各8φ40mm×200mmcc双向，中间为70mm×70mm×5mm角钢支撑系统。
2、施工准备
2.1配合比设计
2.1.1优化配合比的原则
选用低水化热的水泥，降低混凝土中水泥和水的用量；掺粉煤灰，改善混凝土的粘塑性，降低水化热；掺减水剂，延迟水化热释放速度，使峰值有所降低，使混凝土缓凝，避免施工冷缝，提高工作性和流动性；掺膨胀剂，以抵抗混凝土收缩产生的应力，避免裂缝的产生。
2.1.2原材料的选择
水泥拟选用水泥厂525#普通硅酸盐水泥，每立方米水泥用量280kg左右(含掺和料)。砂子选用细度模数为2.4～2.7的中粗砂，含泥量≤2%；石子选用10～40mm粒径连续级配花岗岩碎石，含泥量≤1%；掺和料采用电厂提供的Ⅱ粉煤灰，掺量为水泥用量的10%左右。外加剂采用CEA膨胀剂和高效减水剂，掺量由试配确定。试配时有用R28天强度，同时提供龄期60天后期强度试验报告。混凝土配合比要提前进行试配，塌落度控制在12～16cm内，初凝时间控制在7～8h内。
2.1.3配合比的确定
经试验试配选用混凝土坍落度为160±20mm，缓凝时间16～18h的配合比为：525#普通硅酸盐水泥280kg，水160kg，砂735kg，石子1060kg，减水剂10.5kg，Ⅱ级粉煤灰52kg，膨胀剂CEA37kg。
2.2混凝土温度应力分析
根据C40、S12配合比设计，525#水泥280kg/m3，水泥发热量375kJ/Kg，预计施工平均气温为16～26℃，混凝土浇筑温度控制在≤25℃。CEA膨胀剂37kg/m3，粉煤灰52kg/m3。混凝土应力分析如下。
2.2.1混凝土最高温升值
计算分析得，混凝土浇筑后3～5天，内部温度达到最高Tmax=39.46℃
2.2.2降温阶段综合温差
本底板面积大，按外约束为二维时温度应力（包括收缩）来考虑计算。混凝土各阶段降温的收缩当量温差Ty(t)。
2.3施工现场准备
2.3.1搅拌站及主要设备的选用
选择3家搅拌站、7台地泵、56台混凝土运输车及28根振捣棒。每个搅拌站均按优化后的配合比拌制混凝土。
2.3.2测温设备、测温点的布置及测温要求
底板温度监测采用日本TDS-303温度数据采集仪。监测布点按兼顾均匀布点与重点布点的原则，在可能出现较大温差的部位布置测位，共43个测位。测温热电偶的放置高度为底板内上分别为1m、2m、3m，热电偶的测温持续时间为90天。自混凝土开始浇筑时起，1周内每30min测温一次；当混凝土内表温差达到20℃，按照1次/10min；8～15d，1次/h；16～21d，1次/2h；22d至结束，1次/4h进行测温。对于3.5m厚底板，在保温、保湿养护过程中，应注意晚上的测温监控，出现异常立即采取措施。
3、钢筋加工绑扎和模板制安及拆除
3.1钢筋加工绑扎
钢筋加工绑扎必须严格按设计图纸的要求施工。所有底板钢筋均为热轧钢筋，强度等级fx=335N/mm2(d≤25mm)，fy=315N/mm2(d>25mm)，当d<25mm时，钢筋接头采用电弧焊焊接，当d≥25mm，钢筋接头采用套筒冷挤压连接。钢筋保护层垫块采用细石混凝土垫块。上下层网筋支撑采用L63×4角钢制作，水平间距200，呈行列式布置，角钢上水平支撑借40的板上层网筋代替。
3.2模板制安及拆除
侧模采用915×1830×18七夹板制作，围楞采用40钢管“3”形卡具固定，侧模的拆除必须在混凝土浇筑7d后完成，模板拆除后，四周应用草袋包裹养护。底板采用砖胎模，其上先施工911防水涂膜层，再做3cm细石混凝土保护层。
4、混凝土浇筑
4.1混凝土浇筑方向及浇筑顺序
本底板混凝土施工历时76h。混凝土浇筑方向，由北向南，采用“分层、分段、定点，1个坡度，层层浇筑，齐头并进，循序推进，逐层到顶”的方法；使上下层混凝土浇筑停歇时间不超过初凝时间，交界面分界处不漏振，这种自然流淌形成的斜坡（约10m）的浇筑方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗、接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑不超过初凝时间。
3.5m厚底板混凝土的浇筑分3层进行，第1层1m，第2层1m，第3层1.3～1.5m。第1层由7台泵共同浇筑至H轴；当泵管退至H轴时，将泵管重新接至F轴，浇筑第2层混凝土；当泵管再通至H轴时，将其中1、3、5、7泵管再次接至F轴，浇筑第3层混凝土。同时，余下2、4、6三台泵开始从H轴向南继续浇筑第1层混凝土，以此类推，确保接浇的混凝土之间不出现冷缝。
4.2混凝土振捣器布置
根据混凝土泵送自然流淌及振捣时形成的坡度，分前、中、后3段布置混凝土振捣器，前面为泵管出料口布置1台，中间布置1台，后面即坡脚处布置2台，其中1台需下到上下钢筋间，专门振捣底板的底层钢筋网片的混凝土。
4.3泌水处理
在浇筑过程中应及时将水泥浆和泌水排到一端或两端，用软轴泵抽出，消除泌水对混凝土层间粘结能力的影响，提高混凝土的密实度和抗裂性能。
5、混凝土养护
5.1保温材料的布置
由于蓄水养护对施工不便，本工程未做蓄水养护而采用覆盖保温养护，以控制混凝土的内外差。采用覆盖塑料薄膜和麻袋保温、保湿养护，保温层的厚度计算得0.041m，取4cm。
在混凝土表面覆盖二层塑料薄膜，二层麻袋进行保温、保湿养护，塑料薄膜和麻袋要隔层辅设，即塑料薄膜―湿麻袋―塑料薄膜―干麻袋。但在3.5m厚范围内须在干麻袋上增加一层黑色厚塑料薄膜。
塑料薄膜和麻袋要覆盖及时、严实，以防混凝土暴露，确保保温、保湿养护措施有效。这样能有效地保持混凝土表的水分和温度，确保混凝土始终处于保温、保湿养护中，从而控制混凝土内外温差，防止混凝土内部裂缝的产生。
5.2混凝土养护时间
根据经验和现场混凝土不同龄期抗压强度，推定养护至30d时，混凝土自身抗拉强度已大于温降产生的拉应力，可停止养护。但为使混凝土缓慢地降温、缓慢地收缩，故自30d起，逐渐减少覆盖层厚度，第42d停止测温，第45d将全部保温材料撤除。
5.3测温结果
根据测温结果分析，底板断面上的温差基本呈对抛物线分布，上下边缘温差仅为1.7℃，H=3.5区域内部混凝土最高温度为69.7℃，面层混凝土最高温度为50.7℃，底层混凝土最高温度为55.2℃，最大内表温差为29.0℃，内部峰值出现龄期大约为3天。说明本工程的保温措施良好，满足温控要求。
6、底板混凝土质量评定
6.1强度检测
为检测底板混凝土强度，采用钻芯取样方法，从底板的不同部位抽取4个点，每点分别于30d、60d龄期取样试压，两次混凝土抗压强度分别为48.5MPa和53.5MPa，抗渗1.3MPa无渗透，混凝土各项指标均满足设计要求。
6.2混凝土匀质性检测
为确定混凝土内部是否存在质量缺陷和混凝土骨料分布匀质性，在底板不同部位随机抽取3个点钻进3m，对样本进行观测，结果是：混凝土芯样完整，皆呈长圆柱状，且表面光滑，胶结紧密，粗细骨料分布均匀，级配合理，混凝土表观质量优良。
6.3混凝土表面裂缝检查
在不同龄期对底板混凝土表面检查时，除发现墙体根部有少量干缩裂纹外，未见其它任何裂缝。
7、结束语
综上所述，高层建筑底板大体积混凝土施工中，大体积混凝土工程结构较厚，体形较大，钢筋较密，混凝土数量较多，施工条件较为复杂，必须同时满足强度，刚度，整体性和耐久性要求，另外，还存在如何控制和防止温度应力，变形裂缝产生等问题。因此，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引的混凝土内外温度差，合理解决解温度应力控制裂缝开展的混凝土结构。
参考文献：
[1] 陈隽峰. 高层建筑超厚底板大体积混凝土施工技术[D]重庆大学, 2003
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-574741.htm
