高层建筑基础大体积混凝土施工

摘要：大体积混凝土因收缩和内外温差较大, 极易产生变型和应力裂缝, 直接影响混凝土的结构强度和质量。本文探讨了高层建筑基础大体积混凝土施工。

关键词：高层建筑；基础；大体积；混凝土施工

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

随着经济的发展，大体积混凝土已成为高层建筑的重要结构组成。因其收缩和内外温差较大, 极易产生变型和应力裂缝, 直接影响混凝土的结构强度和质量。因此, 有效防止大体积混凝土产生裂缝, 是保证建筑结构质量安全的重要任务。

一、高层建筑基础大体积混凝土的特点

1、均为地下或半地下建筑，有防水要求，钢筋混凝土必须控制裂缝开展，一般不存在承载力不足问题。

2、结构形式常采用现浇钢筋混凝土超静定结构，温差和收缩变化复杂约束作用较大，容易引起开裂。

3、超静定地下建筑结构，一般都能满足承载力要求，有较大的安全度，控制温度收缩作用是控制裂缝的主要因素。

4、混凝土标号高，水泥用量多，水灰比大，收缩变形较大，经常会出现收缩裂缝。

5、这些结构一般均为配筋结构，其构造配筋率约为0.2%～0.5%，控制裂缝必须考虑钢筋作用。

6、水化热升温较高，降温散热较快，收缩和降温共同作用是引起混凝土裂缝的主要原因。

7、控制裂缝的方法主要是靠改进构造设计，合理配筋及改进浇筑方案，加强养护等方法提高结构的抗裂性能。

二、工程概况

某综合楼工程,，地下1 层，地上25 层，并由四周3～4 层的裙房组成整个大楼，总建筑面积62418m2，地下工程建筑面积12956m3。其中主楼的基础底板厚1.9m，沉降后浇带长46.5m，宽36.5m，基坑中间由四座客梯和一座消防电梯及一只集水坑组成一个大坑，共计混凝土浇筑量约3500m3。混凝土设计强度等级为C35，抗渗等级为P6，施工坍落度要求为(120±20)mm，采用45d 后期强度评定。

三、施工要求

大体积混凝土由于水泥水化热散发缓慢，在混凝土中心形成热量积聚，造成内外温差、内部温差、温度陡降和干缩等，易导致混凝土开裂。为了控制结构裂缝，常用的做法有设置永久性施工缝、在混凝土中掺入膨胀剂或在混凝土中预设蛇形冷却水管等措施。本工程混凝土采用添加膨胀剂的方式，不设施工缝，也不采用预设冷却水管措施。为了保证主楼底板良好的受力性能和整体性，设计要求一次性连续浇筑混凝土。

四、高层建筑基础大体积混凝土施工

1、 施工准备

（1）原材料

水泥: 采用低水化热425 号矿渣硅酸盐水泥, 降低混凝土中水泥和水的用量。

掺合料: 掺粉煤灰, 改善混凝土的粉塑性, 降低水化热, 利于施工操作。

减水剂: 掺水泥重量0. 5 %的P80 减水剂( 木钙改进型) ,延迟水化热释放速度。

骨料: 用5 mm ~ 30 mm 连续级配的碎石( 含泥量小于1 %) 和细度模数2. 6~ 2. 8 之间的中粗砂, 含泥量小于2 %。

UEA 膨胀剂: 可补偿混凝土的收缩, 降低混凝土综合温差。

（2） 配合比的确定和控制

大体积混凝土施工时，要降低水化热，必须尽可能地减少每立方米混凝土中水泥用量，充分利用混凝土后期强度是一条可行的途径。

在混凝土中掺用缓凝减水剂，减少用水量，改善工艺特性，放慢水泥的水化热释放速度，推迟和降低水化热峰值。同时掺用适量的粉煤灰，能起到降低水泥用量、改善混凝土和易性、降低混凝土水化热的作用，使得混凝土温升峰值得到一定的控制。

选用混凝土坍落度为160±20 mm，缓凝时间6~8 h，水灰比W/C=0.50。经过试配，采用配合比如下（龄期为35 d，kg/ m3）：

水泥：河砂：石：水：SDB-800：AEA-2：粉煤灰=329：710：1069：163：13.8：33：102。

2、混凝土的浇筑

（1）混凝土的浇筑方向和浇筑顺序。浇筑方向由远而近，依次后退，采取一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶的浇筑方法，使混凝土暴露最小，浇筑强度最大，浇筑时间最短。

（2） 振捣。混凝土浇筑时，必须注意混凝土的入仓及振捣，以免产生离析或漏振。在每个浇筑带的前后布置两道振动口。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的捣实;由于底皮钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，确保下部的混凝土密实。

（3）泌水处理。混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底，通过侧模底部开孔将泌水排出基坑。当混凝土大坡面的坡角接近顶端模板时，改变混凝土浇筑方向，形成集水坑,及时用水泵将泌水排除，以提高混凝土质量，减少表面裂缝。

（4）抹压混凝土表面。混凝土初凝前用刮杠按设计标高找平后，用木抹子压实;初凝后终凝前再用木抹子压一遍，使混凝土表面密实，闭合收水裂缝，避免产生收缩裂缝。

3、 混凝土温控措施和监测

（1）控制混凝土出机温度和浇筑温度的措施

在砂石堆场利用帆布予以遮阳, 并浇筑冷却砂、石料; 不断向水池中加冰, 保持水温在12℃以内。采取以上措施, 实测平均出机温度为26 ℃ , 满足温控要求。

设计要求温度不超过35℃ , 考虑内外温度控制等因素, 提出了不超过28℃ 的标准。为此, 采取如下措施: 搅拌车转筒经常洒水降温; 混凝土泵选用草袋包裹并不断浇水; 选择在9 月底气温较低时段浇筑混凝土( 平均气温25℃) , 这样使混凝土平均浇筑温度达到28. 5℃ , 基本能够达到预期目的。

（2）预埋水管降低最高温升

为降低混凝土内部绝热升温, 减小温度应力, 在离泵台顶部、底部高度800 mm 处, 设两层冷却水管, 并用主管相连, 选择基础四周的地下水作为冷却水源, 其水温在15℃左右, 施工中要求混凝土温度与冷却温度之差不超过25℃ , 承台混凝土刚开始降温不大于不大于1. 5（ ℃） / d,, 当混凝土养护7 d 有一定强度后, 为缩短保温时间, 将降温速度调整为2. 0℃ / d~ 2. 5℃ / d。

（3）温度监测

离地面1. 5 m 高, 露天不易破坏处设3 个普通温度计测量大气温度, 气温取读数的平均值。

在每个混凝土泵口设移动的铂电阻测温头一个, 测量混凝土入模温度。

在混凝土中预埋钢管, 用便携式电子温度计测温, 测混凝土下部和中心温度, 根据温度监测分析结果, 混凝土在第3 d 达到升温峰值, 中心最高温度为72℃ , 内表最大温度为27℃ ~ 30℃ ,满足温控要求。

大体积混凝土的施工质量除必须满足强度、整体性、耐久性和抗渗等要求外, 还必须解决控制因变形而产生裂缝的技术难题。

4、保温及养护

采取保温、保湿养护法。先在混凝土表面覆盖2 层塑料薄膜用以保湿，覆盖时间以混凝土初凝时间为宜，然后塑料薄膜上覆盖两层草垫子或三层草帘子用以保温。混凝土需补充水分时，可轻轻掀起草帘在塑料薄膜上浇水，然后尽快覆盖。

综上所述，在高层建筑基础底板大体积混凝土施工过程中，通过选定适宜的混凝土原材料及其配合比、进行准确的热工计算、严格控制混凝土浇筑与振捣、对混凝土及时进行测温、保温和养护等系列措施，可以满足高层建筑基础底板设计的要求。

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