某超厚底板大體積混凝土施工技術(shù)研究

汪 漫 （肥西縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，安徽 合肥 231200）

0 引言

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，人們對高層建筑的需求也愈發(fā)增長，因此大體積混凝土的施工技術(shù)備受關(guān)注。大體積混凝土指的是單次澆筑量較大、厚度較厚的混凝土結(jié)構(gòu)，通常應(yīng)用于高層建筑的地基、底板等重要部位。A 塔樓建筑工程作為一個具有代表性的案例，對于研究超厚底板大體積混凝土施工技術(shù)具有重要的實踐意義。通過對該工程的深入研究和總結(jié)，可以為類似工程提供一定的經(jīng)驗和技術(shù)支持。

1 工程概況

1.1 工程規(guī)模與特點

A 塔樓作為一座引人矚目的地標(biāo)性建筑，總高度為342m，分為地上76層和地下3 層。其獨特的結(jié)構(gòu)形式采用了型鋼混凝土框架與核心筒結(jié)構(gòu)，并以樁筏基礎(chǔ)作為堅實的基石，保證了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。工程的基坑核心筒區(qū)域深度達(dá)到了27.50m，展現(xiàn)了高難度的施工技術(shù)。總而言之，A 塔樓工程以其聳立高度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)和技術(shù)難度，成為了建筑領(lǐng)域的一顆璀璨明珠。

1.2 相關(guān)參數(shù)

A 塔樓工程的基坑核心筒區(qū)域深度達(dá)到了27.50m，這個深度的設(shè)計不僅考慮到了建筑的高度，也確保了工程的穩(wěn)定性和安全性。此外，在基坑核心筒區(qū)域，底板的厚度達(dá)到了4.50m，并且局部區(qū)域的底板甚至達(dá)到了12.80m。這樣的底板設(shè)計不僅為建筑的穩(wěn)定提供了堅實保障，也為后續(xù)施工提供了堅實的基礎(chǔ)。A 塔樓的基礎(chǔ)底板總面積達(dá)到了6516m2，這使得一次性澆筑成為了必然選擇。此外，混凝土的強(qiáng)度等級設(shè)計為C40，表明了其在承受壓力和負(fù)荷方面的優(yōu)越性能。

1.3 施工技術(shù)難點

在A 塔樓工程的施工過程中，面臨著諸多技術(shù)難題。首先，對于超厚底板的澆筑，需要采取科學(xué)的施工方法以保證施工質(zhì)量。其次，基坑核心筒區(qū)域的深度和底板厚度都遠(yuǎn)超一般建筑工程，因此在施工過程中需要充分考慮承重和穩(wěn)定性等因素。此外，龐大的基礎(chǔ)底板面積也需要合理的施工組織和流程，以保證工程的高效推進(jìn)。解決這些技術(shù)難題需要施工方具備豐富的專業(yè)知識和施工經(jīng)驗，同時也需要科學(xué)的工程管理手段來保證工程順利進(jìn)行。

2 混凝土原材料要求

2.1 水泥的選擇與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

在A 塔樓工程中，水泥的選擇和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)直接影響到混凝土的整體性能。因此選擇強(qiáng)度等級為42.5MPa 的普通硅酸鹽水泥，其具備良好的抗壓強(qiáng)度和耐久性。同時，根據(jù)地下水的腐蝕性，在水泥中摻入了適量的復(fù)合防水劑以提高混凝土的防水性能。這一方法不僅起到了防水作用，還能減少拌合水的用量，同時在相同水灰比的情況下減少水泥的使用量，降低水化熱的產(chǎn)生，有效地控制了混凝土的收縮變形。通過對水泥的嚴(yán)格選擇和質(zhì)量控制，保證了混凝土的整體性能符合設(shè)計要求。表1 中列出了所選用水泥的化學(xué)指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)，都在相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，保證了水泥的質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

表1 水泥化學(xué)指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)

表2 大體積混凝土表面處理詳細(xì)措施

表3 大體積混凝土收縮裂縫控制措施

這些嚴(yán)格的選材標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求為后續(xù)的混凝土澆筑提供了堅實的基礎(chǔ)，保障了工程的施工質(zhì)量和整體性能。

2.2 普通硅酸鹽水泥的應(yīng)用

普通硅酸鹽水泥在A 塔樓工程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。 其強(qiáng)度等級為42.5MPa，這保證了混凝土的承載能力和耐久性。普通硅酸鹽水泥具有良好的通用性和工程適應(yīng)性，能夠在各種復(fù)雜工程條件下發(fā)揮穩(wěn)定的性能。通過對硅酸鹽水泥的應(yīng)用，保證了混凝土的耐久性和整體強(qiáng)度能夠滿足工程要求。此外，普通硅酸鹽水泥的適用性廣泛，可以在不同的工程條件下靈活使用，為工程施工提供便利。同時，硅酸鹽水泥的具體應(yīng)用需要符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，本工程嚴(yán)格遵循《水泥強(qiáng)度等級與標(biāo)號》（GB 175-2007）等國家標(biāo)準(zhǔn)，確保水泥的選擇和應(yīng)用符合工程質(zhì)量的要求。通過對硅酸鹽水泥的科學(xué)應(yīng)用，為后續(xù)的混凝土施工奠定堅實的基礎(chǔ)，保證工程的穩(wěn)定性和可靠性。

2.3 防水要求與復(fù)合防水劑的使用

復(fù)合防水劑在本工程中的應(yīng)用起到了關(guān)鍵的作用，它不僅可以顯著提高混凝土的抗?jié)B性能，同時也能有效減少拌合水的使用量，降低水灰比，從而控制水化熱的產(chǎn)生，減緩混凝土的升溫速率。這對于大體積混凝土的施工來說至關(guān)重要，可以有效地避免由于水化熱過大而導(dǎo)致的溫度裂縫等問題。此外，復(fù)合防水劑還能降低混凝土的收縮變形，提高混凝土的整體穩(wěn)定性。通過合理地選擇和應(yīng)用防水劑，可以保證混凝土結(jié)構(gòu)在長期使用中不會受到水分的侵害，延長工程的使用壽命，保證工程的可靠性和安全性。本工程嚴(yán)格按照《混凝土復(fù)合防水劑》（GB/T 23445-2009）進(jìn)行選材和應(yīng)用，確保防水劑的性能符合工程要求。通過科學(xué)合理地應(yīng)用防水劑，為工程的順利施工奠定了堅實的基礎(chǔ)，保證了工程的質(zhì)量和可靠性。

2.4 粗骨料與細(xì)骨料的優(yōu)選

對于粗骨料，選擇了符合《普通混凝土用碎石》（GB/T 14685-2011）的碎石作為首選材料。其粒徑在5～25mm 之間，含泥量控制在1%以下，這保證了混凝土的均勻性和穩(wěn)定性。同時，選用粒徑大、級配良好的石子可以有效降低水泥用量，減緩水化熱的產(chǎn)生，控制混凝土的升溫速率，從而保證施工過程的順利進(jìn)行。在細(xì)骨料的選擇上采用符合《普通混凝土用砂》（GB/T 14684-2011）的中砂作為主要原料。其細(xì)度模數(shù)在2.6～2.8之間，含泥量控制在3%以下，砂率要求在38%～45%之間，保證了混凝土的均勻性和穩(wěn)定性。相比于細(xì)砂，中砂的使用可以減少約10%的用水量，同時相應(yīng)減少水泥用量，降低水化熱，控制混凝土的升溫速率，減少混凝土的收縮變形。

2.5 選用碎卵石和中砂的原因

碎卵石是一種具有良好力學(xué)性能的粗骨料，在5～25mm 的粒徑范圍內(nèi)，含泥量不大于1%，具備了較好的力學(xué)穩(wěn)定性和抗壓強(qiáng)度，能夠為混凝土提供足夠的強(qiáng)度支撐。此外，碎卵石的級配良好，能夠有效降低水灰比，減少用水量，有利于控制混凝土的水化熱，降低升溫速率，從而減輕施工過程中的溫度影響。中砂作為細(xì)骨料，在2.6～2.8的細(xì)度模數(shù)范圍內(nèi)，含泥量不超過3%，具有良好的細(xì)度和均勻性。相對于細(xì)砂，采用中砂可以減少約10%的用水量，同時相應(yīng)減少水泥用量，降低水化熱，控制混凝土的升溫速率，減少混凝土的收縮變形，使混凝土在施工過程中能夠保持更好的流動性和坍落度。選用碎卵石和中砂作為原材料，充分考慮了它們在力學(xué)性能、級配特性和對混凝土溫度控制的影響，為A 塔樓工程提供了可靠的材料基礎(chǔ)。

2.6 石子的粒徑與含泥量要求

石子的粒徑應(yīng)當(dāng)符合5～25mm 的要求，這個范圍的石子具有適中的顆粒大小，可以在混凝土中形成良好的骨料骨架，提供足夠的強(qiáng)度支撐。同時，這個范圍內(nèi)的石子也便于混凝土的坍落性和流動性，有利于施工過程中的澆筑和振搗；含泥量不大于1%。含泥量的高低會直接影響到石子的清潔度和粘結(jié)性，高含泥量會導(dǎo)致混凝土骨料表面附著著色劑、泥土等雜質(zhì)，從而影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。通過精心篩選和控制石子的粒徑和含泥量，保證了A 塔樓工程中混凝土原材料的質(zhì)量和穩(wěn)定性。這不僅有利于提高混凝土的力學(xué)性能，也為工程的持續(xù)施工提供了可靠保障。

3 混凝土配合比設(shè)計

3.1 水泥用量控制與防水要求

在A 塔樓建筑工程中，合理控制水泥用量是保證混凝土強(qiáng)度與耐久性的關(guān)鍵一環(huán)。根據(jù)實地測定與實驗數(shù)據(jù)，每立方米混凝土中摻入420kg的普通硅酸鹽水泥，保證混凝土28d 抗壓強(qiáng)度在52.5MPa 以上。同時，為了進(jìn)一步提高混凝土的抗?jié)B性能，嚴(yán)格按照《混凝土外加劑》（GB/T 23445-2009）的要求，將復(fù)合防水劑的摻量控制在每立方米混凝土5%的比例，有效地抵御了外部水分的滲透，確保了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.2 石子的級配與粒徑要求

為保證混凝土的均勻性與強(qiáng)度，需在石子的選擇上嚴(yán)格遵守《普通混凝土用碎石》（GB/T 14685-2011），選擇符合要求的骨料，保證骨料的質(zhì)量穩(wěn)定和性能優(yōu)良。同時，在石子的級配方面，需根據(jù)工程的具體要求，通過科學(xué)的配比設(shè)計，保證混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的緊密性與穩(wěn)定性。

3.3 控制水化熱的策略

控制水化熱是在混凝土澆筑過程中至關(guān)重要的一環(huán)，特別是針對A 塔樓這樣基坑深度較大、底板厚度較厚的大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程，更需要采取有效的措施來降低水化熱釋放速率，以防止由于過快的水化反應(yīng)導(dǎo)致的溫度升高，從而引發(fā)裂縫或熱應(yīng)力的產(chǎn)生。首先在配合比設(shè)計中合理控制了水泥的用量，確保了適度的水泥摻量。其次，針對混凝土的澆筑方式，采取分段、分層、踏步式的澆筑方法，將大體積的混凝土分割成相對小塊的單元，降低了單元內(nèi)部的水化熱積聚效應(yīng)。最后，采用了降溫措施，在混凝土澆筑后及時進(jìn)行降溫處理，有效地控制了水泥水化反應(yīng)速率。特別是在A 塔樓的核心筒區(qū)域，還采用了埋設(shè)波紋管的降溫技術(shù)，通過對循環(huán)水的流動控制，將內(nèi)部溫度穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)，避免了溫度過快上升。

3.4 防水劑的應(yīng)用

在混凝土的配合比設(shè)計中，需特別注重防水劑的選用與應(yīng)用。嚴(yán)格遵循《混凝土外加劑》（GB/T 23445-2009）的要求，將復(fù)合防水劑充分摻入混凝土中，形成一層有效的防水保護(hù)膜，保障混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與抗?jié)B性能。通過上述配合比設(shè)計的策略與措施，有效地保證了A 塔樓建筑工程混凝土的整體性能，為工程的安全穩(wěn)定奠定了堅實基礎(chǔ)。

4 A塔樓施工常見問題與解決對策

4.1 大體積混凝土表面處理

在混凝土澆筑后2～3h 內(nèi)進(jìn)行表面處理，包括用大木杠刮平和木抹子搓平，反復(fù)抹壓不少于4 遍，以閉合收水裂縫。及時處理混凝土泌水，避免粗骨料下沉和混凝土表面水泥素漿過厚，導(dǎo)致強(qiáng)度不均和產(chǎn)生收縮裂縫。清掉部分浮漿，用長刮尺刮平，并搓平壓實。在混凝土攤平收面前，使用振動棒拖振筏板表層。

4.2 溫度問題控制措施

合理安排澆筑計劃，選擇在平均溫度約為10℃的時段進(jìn)行，有利于大體積混凝土的澆筑?？刂苹炷僚浜媳戎兴嘤昧?，確保不低于泵送混凝土的最低要求，同時摻加高效減水劑和膨脹劑以降低水化熱。采取針對大風(fēng)天氣的擋風(fēng)措施，增加混凝土表面的抹壓次數(shù)，并及時覆蓋塑料薄膜。注意在大風(fēng)天氣施工時，應(yīng)及時采取相應(yīng)措施，保護(hù)混凝土表面免受風(fēng)力侵害。天氣預(yù)報監(jiān)測要及時更新，確保施工過程中能夠根據(jù)最新的天氣信息進(jìn)行調(diào)整。溫度測量與監(jiān)測要準(zhǔn)確可靠，若有溫度異常情況需及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)措施?？刂苹炷翜囟染鶆蛏仙梢詼p少溫度差異帶來的應(yīng)力，保證混凝土的整體性能。

4.3 大體積混凝土收縮裂縫問題處理

采用分層澆筑法，減少每次澆筑的蓄熱量，從而減少溫度應(yīng)力。選擇良好級配的粗骨料，加強(qiáng)混凝土的振搗，提高混凝土密實度和抗拉強(qiáng)度，減少收縮變形。采取二次振搗法，及時排除表面泌水，提前覆蓋保溫材料，以提高早期抗拉強(qiáng)度和齡期彈性模量。確保鋼筋綁扎間距均勻，保證混凝土保護(hù)層厚度，以利于抗裂。加強(qiáng)旁站，防備漏振，及時進(jìn)行補(bǔ)震，保證養(yǎng)護(hù)工作的有效進(jìn)行。注意電梯井基坑的澆筑，做好防傾斜措施，以保證電梯井的穩(wěn)定。這些措施綜合考慮了大體積混凝土施工過程中的各種因素，包括表面處理、溫度控制和收縮裂縫等問題，并提供了相應(yīng)的技術(shù)對策以保障工程質(zhì)量和施工安全。

通過以上技術(shù)措施的實施，成功地解決了大體積混凝土遇到的收縮裂縫和澆筑質(zhì)量控制問題。采用分層澆筑法減少了溫度應(yīng)力，選擇良好級配的粗骨料和加強(qiáng)混凝土的振搗提高了混凝土的密實度和抗拉強(qiáng)度，減少了收縮變形。二次振搗法及時排除了表面泌水，提高了早期抗拉強(qiáng)度和齡期彈性模量。同時，通過加強(qiáng)鋼筋綁扎和養(yǎng)護(hù)工作，保證了施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。這些技術(shù)措施的實施為類似工程提供了有力的參考和借鑒，為解決大體積混凝土施工中的缺陷問題提供了有力的技術(shù)支持。

5 結(jié)論

通過對A 塔樓建筑工程中超厚底板大體積混凝土施工技術(shù)的研究與實踐，有效地保障了混凝土的整體性能。所采用的技術(shù)措施在工程實踐中取得了顯著的效果，為類似工程提供了可靠的參考。隨著大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程的不斷發(fā)展，將進(jìn)一步完善配合比設(shè)計，探索更多的混凝土技術(shù)創(chuàng)新，提高施工效率與質(zhì)量。同時，也將結(jié)合新材料與技術(shù)，持續(xù)改進(jìn)施工方法，為未來類似工程的建設(shè)提供更為可靠的技術(shù)支持。