超厚底板大体积混凝土施工技术研究

超厚底板大体积混凝土施工技术研究

李英久 陶 伟 陶 闯

（深圳市鹏瑞集团有限公司）

【摘 要】为了解决大体积混凝土浇筑存在水化热过大、易产生温度裂缝等问题。本文从混凝土浇筑分区组织、原材料把控、优化配合比、降温处理技术等方面对大体积混凝土浇筑展开研究，研究结果经实际应用证明对控制大体积混凝土施工质量起到良好作用。

【关键词】超厚底板；大体积混凝土；配合比；降温技术

1 工程概况

深圳湾壹号广场 T7 塔楼地上 76 层，地下 3 层，建筑面积约 17 万 m2，建筑高度达 342m，采用型钢混凝土框架 - 核心筒结构，桩筏基础。T7 塔楼基坑核心筒区域深度达 27.50m，塔楼范围内底板混凝土厚度 4.50m，局部电梯井处坑中坑厚度达到 12.80m。塔楼范围内基础底板面积 6516m2，为一次性浇筑，混凝土强度等级为C40，抗渗等级为 P10，浇筑总量为 32974m3，属于大体积混凝土。

图1 深圳湾壹号广场T7塔楼效果图

图2 混凝土浇筑区段划分图

2 混凝土浇筑区段划分

按后浇带分为两个大区，其中：Ⅱ区：底板厚度1.0m，面积约 1240m2，混凝土方量约 1452m3。Ⅰ区：底板厚度 4.5m，局部 1.5m，核心筒最大厚度 12.8m，面积约5200m2，混凝土方量约 25187m3。

为满足提前拆撑需要，并有效控制施工进度，Ⅰ区与Ⅱ区西侧与南侧混凝土浇筑至基坑支护边，以代替角撑受力支撑基坑支护桩。

3 原材料要求

⑴水泥

水泥强度等级为 42.5MPa，因地下水弱腐蚀性，选择普通硅酸盐水泥，并结合防水要求，掺入适量复合防水剂，水泥指标见表 1、表 2。既起到防水作用又能减少拌合水用量，而且在相同水灰比的情况下减少水泥用量，降低水化热，控制混凝土收缩变形。

表1 化学指标

品种 代号不溶物烧失量三氧化硫氧化镁氯离子普通硅酸盐水泥 P . O - ≦5 . 0 ≦3 . 5 ≦5 . 0 ≦0 . 0 6

表2 强度指标

品种 强度 抗压（M P a） 抗折（M P a）3 d 2 8 d 3 d 2 8 d普通硅酸盐水泥 4 2 . 5 ≧1 7 . 0 ≧4 2 . 5 ≧3 . 5 ≧6 . 5

⑵粗骨料

采用碎卵石，粒径为 5～25mm，含泥量不大于 1%，选用粒径大、级配良好的石子配制混凝土，指标要求见表3，要求和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而降低水化热，降低混凝土升温。

表3 粗骨料指标

序号 项目 指标要求1 针片状颗粒含量(质量比，% ) ≦1 5 2含泥量(质量比，% ) ≦1 . 0 3含泥量(质量比，% ) ≦0 . 5 4 碎石压碎值指标（质量比，%） ≦1 0

⑶细骨料

细骨料选用中砂，细度模数为 2.6～2.8m，含泥量不大于 3%，混凝土的砂率要求为 38%～45% ，详见表 4，使用平均粒径较大的中粗砂，粗砂拌制混凝土比采用细砂拌制混凝土可减少用水量 10%左右，同时可相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土升温，并可减少混凝土收缩。

表4 细骨料指标

序号 项目 指标要求1含泥量(质量比，% ) ≦3 . 0 2泥块含量(质量比，% ) ≦1 . 0

⑷粉煤灰

掺入一定数量的粉煤灰（II 级），能增加混凝土和易性，减少泌水离析现象，便于泵送，技术指标见表 5。

表5 粉煤灰技术指标

项目 技术指标Ⅰ级 Ⅱ级细度（筛余量不大于，%） 1 2 . 0 2 5 . 0需水量比（不大于，%） 9 5 1 0 5烧失量（不大于，%） 5 . 0 8 . 0

⑸矿粉

掺入一定数量的 S95 级矿粉，可增加混凝土和易性，同时降低混凝土水化热。

⑹外加剂

为了减少搅拌混凝土的用水量和水泥用量，掺加适量高效缓凝减水剂，减少用水量，从而降低水化热。

⑺抗裂纤维

按要求在地下室底板混凝土中掺入 8%WK 复合纤维抗裂防水剂，以降低混凝土内部产生裂缝的风险。

4 配合比设计

表6 最优配合比

1 6 0 1 6 0 1 6 0水泥 2 6 0 2 4 5 2 3 0砂7 0 0 7 0 0 7 0 0石1 0 5 3 1 0 5 3 1 0 5 3外加剂 1 4 . 5 1 4 . 3 1 4 . 0抗裂剂 3 5 3 5 3 5粉煤灰 8 7 9 2 9 7矿渣粉 6 0 7 0 8 0水胶比 0 . 3 9 0 . 3 9 0 . 3 9名称水材料用量（k g / m3）配合比1 配合比2 配合比3

通过对混凝土中心温度和水化热分析、比选，得到最优的配合比，见表 6。采用优化的配合比，同时结合波纹管降温，实现了有效控制混凝土里表温差以及混凝土表面与大气温差。

5 大体积混凝土浇筑工艺

浇筑顺序：Ⅱ区→Ⅰ区，Ⅱ区与Ⅰ区按后浇带分隔。

⑴施工流程

Ⅱ区：布置混凝土泵→混凝土供货验收开机、泵送砂浆、润管→浇筑混凝土→振捣作业面阶梯推进→混凝土表面第一次赶平、压实→混凝土表面第二次赶平、压实→提浆机收面、竹扫把拉毛→墙柱根凿毛→养护混凝土。

Ⅰ区：布置混凝土泵→混凝土供货验收开机、泵送砂浆、润管→浇筑混凝土→振捣作业面阶梯推进→混凝土表面第一次赶平、压实→混凝土表面第二次赶平、压实→提浆机收面、竹扫把拉毛→墙柱根凿毛→养护混凝土测温监控。

⑵混凝土采用斜面分段、分层的方法浇筑：为了保证每一处的混凝土在初凝前就被上一层新的混凝土覆盖，故采用斜面分段分层踏步式浇捣方法，采取斜面分层推进，一次从底到顶，即采用自然流淌形成斜坡的浇筑方法，振捣采用斜坡式分层振捣，振捣工作从浇筑层的底层开始逐渐上移，以保证分层混凝土间的施工质量。

图3 分段、分层的浇筑示意图

分层浇捣使新混凝土沿斜坡流下一次到顶，能使混凝土充分散热，从而减少混凝土的热量，且混凝土振捣后产生的泌水，沿浇灌面顺斜坡排走，保证混凝土的质量。

6 降温处理

降温采用埋设波纹管，冷却水管采用 DN45 金属波纹管，每根波纹管为 200m，波纹管水平间距为 1.5m，竖向间距 1.5m，布置方式见表 7。

表7 波纹管布置方式

层数 标高 波纹管数量第一层 -1 5 . 4 5 m 1 3 根第二层 -1 6 . 9 5 m 1 3 根第三层 -1 8 . 4 5 m 1 3 根第四层 -1 9 . 9 5 m 3 根第五层 -2 1 . 4 5 m 2 根第六层 -2 2 . 9 5 m 2 根第七层 -2 4 . 4 5 m 2 根第八层 -2 5 . 9 5 1 根

7 结语

本工程针对大体积混凝土浇筑，通过严选原材料，从源头把控混凝土质量；通过混凝土配合比优化设计，减少水化热的产生；通过合理划分浇筑区段、采用分层分段的科学施工方法，保证有序地完成混凝土浇筑工作；通过波纹管降温技术，始终保持混凝土的内外温差、混凝土表面与大气环境温差、降温速率等指标在规定范围内；通过充分振捣，及时保温保湿覆盖养护，保证了大体积混凝土的浇筑质量。●

【参考文献】

[1] 中国建筑科学研究院.GB50496-2009，大体积混凝土施工规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]GB50496-2009，大体积混凝土施工规范[S].北京:中国计划出版社,2009.

[3] 朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制［M］.北京：中国水利水电出版社，2012.

[4] 刘晓青，李同春，韩勃.模拟混凝土水管冷却效应的直接算法［J］.水利学报，2009，40（7）：892-896.

[5] 林鹏，李庆斌，胡昱，等.管道内部温度测量装置［P］.中国专利，201220417734.6，2013-02-13.