分析高层建筑承台大体积混凝土施工技术

【摘要】在现代建筑中，时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础。大体积混凝土的主要特点就是体积大，一般最小实体尺寸就大于或等于1m。其表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。但混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。对此，必须采取措施，以保证施工质量。

【关键词】承台；大体积；混凝土施工；裂缝；质量控制

1.高层承台的大体积混凝土

高层建筑独立承台下的桩同作用理论是一个较为复杂的理论，但同时又有较高的工程应用价值。随着居住条件的改善，城市小高层建筑的不断兴起，提出了有限单元法对结构整体进行分析，并按承台的应力图形配筋设计方法。这种设计和施工都较为简便的独立承台桩基础具有较好的合理性和实用性，而被越来越多地采用。高层建筑承台的大体积混凝土施工常常面临施工质量的考验，混凝土裂缝是常见的通病。

2工程概况

某科技大厦主楼地下3层，框架剪力墙结构，钢筋混凝土筏形基础承台板厚3.00m，平面48.80m×48.80m，承台混凝土量为7280m3。商住楼地下2层，承台板厚1.80m，混凝土量为2246m3。地下车库承台板厚1.00m，混凝土量为3017m3，承台中段设后浇带1道。承台混凝土强度等级为C30，抗渗等级S6，总量16378.00m3。基坑较深、场地狭小；采取先分层浇筑承台、再浇筑筏板的方法。

3.本工程大体积混凝土特点

具有足够的强度，达到设计强度（60天）、具有良好的整体性、本工程对砼整体性要求较高，水化热高，升温大。

实践经验表明，当在砼表面、侧面采用适当的保温措施，使砼的内外温差小于25℃时，砼内部的温差应力小于砼本身的极限拉伸强度，抗裂安全系数大于1.15，砼不会产生温差裂缝。由于砼浇筑时砼内部水分蒸发很快，故应在保温的同时加强砼的保湿，防止表层干缩裂缝的产生。

本工程砼采用商品砼进行施工，由于现场狭小只能布置车泵一台、地泵一台，否则混凝土罐车无法回转。车泵、地泵各一台先由南向北浇筑承台，后整体浇筑伐板。即先浇筑承台至筏板板底、再浇筑整层筏板，每个承台分层浇筑一次完成。采用内散外蓄综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，且可大大缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。

4大体积混凝土施工质量控制

4.1选择合适水泥

主楼及车库承台采用525R普通水泥，商住楼承台采用425R普通水泥。

4.2减少水泥用量

为减少水泥水化热，降低混凝土的温升值，在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将425R水泥用量控制在450kg/m3，525R水泥用量控制在300kg/m3。

4.3掺外加剂，控制水灰比

根据设计要求，混凝土中掺加水泥用量4%的复合液，它具有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂4种外加剂的功能。溶液中的糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20%左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到5h左右。

4.4严格控制骨料级配和合泥量

选用10.40mm连续级配碎石（其中10.30mm级配含量65%左右），细度模数2・80-3.00的中砂（通过0.315n凹筛孔的砂不少于15%，砂率控制在40%-45%）。砂、石含泥量控制在1%以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂。

4.5优选混凝土施工配合比

根据设计强度及泵送混凝土坍落度的要求，经试配优选，确定混凝土配合比如下：采用425R水泥时为水：水泥：砂：碎石：复合液=0.25：1：1.82：2.51：0.04；采用525R水泥时为水：水泥：砂：碎石：复合液=0.50：1：2：2.77：0.04，坍落度18cm。

4.6混凝土的搅拌与运输

混凝土生产系统在使用前进行保养、校核，确保计量准确性，材料配合比允许偏差控制在：水泥、水、混合料为±2%，砂、石为±3%，外加剂为±1%。粉煤灰、水、砂、石用自动计量系统控制外，对减水剂预先采用天平称量每盘料的用量然后装袋备用。

根据现场工地试验室提供的混凝土施工配料单严格配料，机械搅拌时料斗投料顺序为：先加碎石，后加水泥、减水剂、粉煤灰，最后加砂和水，混凝土搅拌时间从投料完毕后组成材料在搅拌机内延续搅拌时间不得少于2.0min，掺入格雷斯抗裂防渗纤维混凝土搅拌时间不得少于2.5min。混凝土出料时随时测定坍落度和拌和物温度，观察混凝土拌和质量，严禁生料输送，确保混凝土浇筑质量。

混凝土泵送前先用清水湿润管壁，然后拌制1：2水泥砂浆混凝土泵和输送管内壁，用的水泥砂浆分散布料。混凝土浇筑过程中，前场和后场均布置管理人员随时指挥协调。现场利用对讲机联系控制混凝土浇筑速度及拆布管时间。确保混凝土整个浇筑过程中紧张、连续、有序地进行。同时安排专人测定混凝土入仓温度、坍落度，并留置规定制取的试压块组数。

4.7严格控制混凝土入模温度

施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水预先放入80m3的地下蓄水池中降温。浇筑主楼承台时，将水预先放入商住楼地下二层水箱中降温，使入模温度控制在25°以下。

4.8加强技术管理

加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。

4.9合理组织劳动力及机械设备

施工人员分两大班四六制作业。每班交接班工作提前半小时完成，人不到岗不准换班，并明确接班注意事项，以免交接班过程带来质量隐患。承台浇筑采用泵送，并用塔吊配合，以免接、拆泵管或堵管时混凝土出现冷缝。砂、石采用自动配料机配料，装载机配合。每台泵输出混凝土量为22m3/h左右，塔吊吊运混凝土4.5m3/h左右。

4.10加强混凝土的养护及测温工作

采用蓄水法保温养护，蓄水深度19cm以上。商住楼承台在混凝土施工期间通入冷却循环水，以便加快承台内部热量的散发。为保证冷却水温度控制可靠、流量调节方便并节约用水，将循环水管的一端接至用于地坑降水的Φ150总排水管，另一端接至承台面，使冷却水与养护循环往复，有效地控制内外温差。

为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，在承台内埋设若干个测温点，采用L形布置，每个测温点埋设温管2根1根管底埋置于承台混凝土的中心位置，测量混凝土中心的最高温升，另一根管底距承台上表面100mm，测量混凝土的表面温度，测温管均露出混凝土表面100mm。用100的红色水银温度计测温，以方便读数。第1～5d每2h测温1次，第6d后每4h测温1次，测至温度稳定为止，从3个承台的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3～5d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20℃左右，控制在规范规定范围内，未发现异常现象。

3结束语

在该工程大体积承台混凝土施工中，由于采取措施得当，较好的控制了混凝土内外温差，上下层混凝土间的温差，避免了由于温度应力产生的裂缝。温控技术的综合运用，为大体积混凝土质量控制提供了科学依据，具有较高的应用价值。

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