超高层建筑超厚基础底板大体积混凝土施工关键技术.pdf

1965 建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 16 期 2023 年 8 月Vol.54 No.16 Aug.2023超高层建筑超厚基础底板大体积混凝土 施工关键技术王鼎鑫，黄丽名，张 晨，杨石影（中信建设有限责任公司，100027，北京）摘要：通过本项目超厚基础底板大体积混凝土施工案例，介绍本项目 T1 塔楼地下室超厚底板大体积混凝土施工过程中一次性浇筑的施工技术和质量控制。阐述了优化配合比、浇筑、振捣、养护、计算机监控测温等有效措施，保证了一次连续浇筑底板 17 520 m3大体积混凝土的施工质量，有效地预防了大体积混凝土裂缝问题。关键词：超高层建筑；基础底板；大体积混凝土；施工技术；质量控制中图分类号：TU 745 文献标志码：B 文章编号：1000-4726(2023)16-1965-04THE KEY TECHNOLOGY OF CONSTRUCTION FOR SUPER HIGH-RISE BUILDING THICK FOUNDATION SLAB AND MASS CONCRETEWANG Ding-xin,HUANG Li-ming,ZHANG Chen,YANG Shi-ying(CITIC Construction Co.,Ltd.,100027,Beijing,China)Abstract:Through the case of mass concrete construction for super thick foundation slab,the construction technologies and quality controls of one-time pouring were introduced in detail throughout the whole mass concrete construction process in T1 tower basement floor.Effective measures such as optimisation of mix ratio,pouring,vibration,maintenance,computer monitoring,and temperature measurement were introduced,which ensured the construction quality of 17 520 cubic meters mass concrete in a one-time pouring of bottom plate,and effectively prevented the mass concrete from cracking issues.Keywords:super high-rise building;thick foundation slab;mass concrete;construction technology;quality control随着我国建筑业的飞速发展，一大批超高层建筑在我国拔地而起，而超高层建筑往往伴随着超厚、超深的基础底板，从而大体积混凝土工程也越来越多。基础底板大体积混凝土的显著特点是长、宽、厚尺寸大，混凝土浇筑面积和浇筑量大，施工连续性要收稿日期：20230529作者简介：王鼎鑫（1998），男，北京市人，e-mail:14006292 .3 结束语本研究通过两种无损检测技术扫描钢纤维混凝土试件，以识别 4 点弯曲产生的地下裂缝。首先使用热成像技术扫描被检查区域，再使用单侧超声测量来更详细地表征裂缝深度，并对具体的弹性波问题进行了数值模拟。结果表明，表征性能最强的是波的振幅，在试验和模拟中，瑞利波振幅随裂缝深度的减小而下降，下降程度超过 80%，而低频率（20 kHz）的瑞利波对隐藏在地表之下的裂缝的深度变化更加敏感。为了确定波形参数与裂缝深度的关系，需要进一步的研究。就热成像而言，研究结果是令人振奋的，因为在实验室温度较高的环境中，可以用热像仪或沿样品轴的平均温度曲线来识别表面缺陷，但仍需在低温下进行进一步的鉴别，以证明其在实际应用中的适应性。参考文献1 徐义.无损检测技术在混凝土检测中的应用 J.四川水泥,2022(5):78,13.2 王海波.无损检测技术在混凝土检测中的应用分析 J.科技资讯,2021,19(31):6466.3 董佳昕,王正君,时廷俊,等.无损检测技术在混凝土检测中的应用研究 J.广东建材,2021,37(9):4547,44.4 李智超.混凝土无损检测方法发展及应用 J.建材与装饰,2020(10):1314.5 张翼强,陈建波.钢筋混凝土桥梁常见病害原因及治理方法分析J.绿色环保建材,2019(12):123.6 王信刚,周镇,赵华,等.环氧树脂修复水泥基材料微裂缝的渗透机理 J.建筑材料学报,2021,24(6):12001207.7 叶春波.热成像技术用于混凝土柱的无损检测 J.石油化工腐蚀与防护,2020,37(1):36.建 筑 技 术第 54 卷第 16 期1966求高。大体积混凝土在浇筑过程中，其水化释放大量水化热使里表温差过大或浇筑过程中未形成连续浇筑等原因，常常导致混凝土出现开裂现象。因此，对大体积混凝土的配合比设计、原材料质量、施工组织、浇筑质量、混凝土养护等环节的把控对控制大体积混凝土的浇筑质量、预防大体积混凝土裂缝的产生起着重要作用。对此，朱春银等1对 C 50 混凝土在超大体积底板中的应用及温升模拟进行了研究，制备了绝热温升小于 50 的大体积 C50P10 混凝土；耿鸣山等2针对大体积混凝土承台的水化热及温控进行研究分析，提出合理的管冷设计，能减少大体积混凝土承台里表温差和表面拉应力。本文通过对本项目的大体积混凝土的混凝土试配、施工组织、人员组织、交通组织及养护措施等方面进行阐述，得到一套完整的超高层建筑超厚基础底板大体积混凝土施工技术，以期作为后续项目的参考。1 工程概况本项目总建筑面积 377 487 m2，T1 塔楼为 62 层超高层办公楼，建筑总高度 300 m；T2 塔楼为 37 层酒店及公寓，建筑总高度 170.25 m；裙楼为 4 层商 业楼。本项目 T1 塔楼结构设计形式为框架核心筒加环带桁架结构，T1 塔楼地下室底板厚度为2 0009 700 mm，设计混凝土强度等级为 C50/P12，一次性浇筑总量为 17 520 m3。2 施工重难点分析（1）本项目 T1 塔楼地下室底板属于大体积高强混凝土。大体积混凝土内部散热缓慢，混凝土里表温差逐渐增大，导致混凝土内部膨胀、外部收缩，形成较大的温度应力，产生温度裂缝；大体积混凝土的收缩变形形成收缩裂缝。本项目设计耐久年限50年，对底板抗渗要求严格，不允许地下室底板结构出现裂缝。因此控制大体积混凝土由温度应力和混凝土收缩引起的裂缝问题是施工的重难点。（2）本项目 T1 塔楼底板施工面积大、施工区段多、施工空间有限，如何组织大体积混凝土施工、协调场内外运输、确保大体积混凝土一次性顺利浇筑与及时养护是保证质量的关键。（3）T1 塔楼底板坑中坑最深处为 9 700 mm，钢筋绑扎复杂、分层多，混凝土直接浇筑的倾落高度接近 10 000 mm，为了保证坑中坑较深位置的混凝土在浇筑过程中不离析、保证混凝土浇筑密实，需要增设串筒。（4）浇筑时间在 12 月底、1 月初，深圳平均气温在 16 20.5，必须及时进行养护，避免大体积混凝土外部热量流失过快，导致混凝土产生温度裂缝。3 施工准备3.1 混凝土原材（1）水泥：选用普通硅酸盐水泥，强度等级为PO 42.5R，并掺加适量的粉煤灰以降低单方水泥用量，减少水化热。大体积混凝土施工所用水泥其 3 d的水化热不宜大于 240 kJ/kg，7 d 的水化热不宜大于270 kJ/kg。（2）粉煤灰：在混凝土中掺入粉煤灰对改善混凝土的和易性、提高抗渗性能、减少混凝土的早期水化热、促进混凝土后期强度的增长起到很好的作用。（3）矿渣粉：矿渣粉和水泥反应后具有较高的活性，且具有一定缓凝作用，能够减少混凝土中的水泥用量和用水量。用矿渣粉配置混凝土时，不仅矿渣粉可以代替部分水泥，而且所配置的混凝土力学性能优良、水化热低、耐腐蚀性能好。拟选用 S95 级矿渣粉，矿渣粉掺合料的总量不宜超过胶凝材料用量的50%。（4）骨料：石子采用 525 mm 连续级配碎石。砂子采用中砂，并对砂子检测实行从源头到运输再到生产的全过程控制。（5）减水剂：选用缓凝型聚羧酸高效减水剂。可以有效提高混凝土强度，减少混凝土的收缩。（6）膨胀剂：添加纤维膨胀抗裂剂，提高混凝土抗裂性能。3.2 配合比设计为保证混凝土质量，设计最优配合比，项目提前半年即着手开展了大体积混凝土试配工作。通过与多家混凝土搅拌站提前沟通，从原材料入手，充分考虑气温条件、运输距离、运输及等待时间、混凝土水化热、坍落度、龄期等情况进行设计计算，优化混凝土配合比，并根据配合比进行试配，最终选取最优配合比，确保混凝土满足施工需要的同时也能满足强度及抗渗的要求。3.2.1 试配原则（1）采用低水化热的胶凝材料有利于减少大体积混凝土由于温度应力引起的裂缝。（2）采用 60 d或 90 d 龄期的抗压强度。（3）减少大体积混凝土中的水泥用量，提高掺合料的用量，以降低大体积混凝土的水化温升。3.2.2 试配情况第一家混凝土公司配合比设计情况见表 1，其抗 2023 年 8 月1967王鼎鑫，等：超高层建筑超厚基础底板大体积混凝土施工关键技术压强度测试结果见表 2。第二家混凝土公司配合比设计情况见表 3，其抗压强度测试结果见表 4。表 1 第一家混凝土公司配合比设计情况 kg/m3试验方案水减水剂水泥粉煤灰 矿渣粉 细骨料粗骨料C 5011499260901006221 060C 502149929590656221 060C 5031408.2823092926381 086C 5041408.28207691386421 092 表 2 第一家混凝土公司抗压强度测试结果 MPa试验方案7 d 抗压强度 28 d 抗压强度60 d 抗压强度C 50145.655.368.0C 50146.854.765.8C 50145.156.266.7C 50248.263.178.1C 50249.664.076.1C 50248.863.376.6C 50345.863.972.1C 50344.064.069.3C 50345.164.569.7C 50441.653.565.6C 50439.854.064.9C 50440.253.166.3 表 3 第二家混凝土公司配合比设计情况 kg/m3试验方案水减水剂水泥粉煤灰 矿渣粉 细骨料 粗骨料C 50115112.08252651066581 036C 50215110.3521656917041 063C 50315114.530279127602989 表 4 第二家混凝土公司抗压强度测试结果 MPa试验方案7 d 抗压强度28 d 抗压强度60 d 抗压强度C 50140.861.166.4C 50139.259.666.3C 50140.160.961.6C 50233.954.160.2C 50234.253.760.7C 50232.953.360.7C 50345.863.771.3C 50344.064.369.2C 50346.064.671.13.2.3 试配结论经过严格的计算和反复的试配，对整体试件进行内部绝热温度测试、强度试验、抗渗试验，最终确定最佳配合比见表 5。试验结果显示，同条件试件 28 d龄期抗压强度到达 50 MPa 以上的达到 97%，60 d 龄期抗压强度到达 50 MPa 以上的达到 100%。表 5 最佳配合比 kg/m3物料水减水剂水泥粉煤灰矿渣粉细骨料粗骨料膨胀剂阻锈剂数值1409.423661976801 06538383.3 混凝土供应能力调查T1 塔楼底