大体积超厚混凝土底板的施工技术_徐进.pdf

建筑施工第44卷第12期2879大体积超厚混凝土底板的施工技术徐 进上海建工五建集团有限公司 上海 200063摘要：结合工程实际，对大体积超厚混凝土基础底板施工技术进行了研究。重点研究了混凝土裂缝控制技术、冷缝防治技术，并从混凝土的原材料比选、混凝土的配合比设计、钢筋型钢支模架设计、混凝土的保供方案、混凝土的浇筑方案、混凝土的养护工艺、数字化施工模拟技术应用、数字化施工监控技术应用等多方面进行了阐述，希望能为今后类似大体积超厚混凝土基础底板施工提供一些借鉴。关键词：大体积混凝土；超厚底板；钢筋型钢支架；数字化技术中图分类号：TU753 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2022)12-2879-03 DOI：10.14144/ki.jzsg.2022.12.020Construction Technology of Large Volume and Super Thick Concrete Base SlabXU JinShanghai Construction No.5(Group)Co.,Ltd.,Shanghai 200063,ChinaAbstract:Combined with the engineering practice,the construction technology of large volume and super thick concrete foundation slab is studied.The concrete crack control technology and cold joint prevention technology are mainly studied,and it is elaborated from many aspects such as the comparison and selection of concrete raw materials,the mix proportion design of concrete,the design of reinforced steel formwork support,the concrete supply guarantee scheme,the concrete pouring scheme,the concrete curing process,the application of digital construction simulation technology,and the application of digital construction monitoring technology.It is expected to provide some reference for similar large volume and super thick concrete foundation slab construction in the future.Keywords:large volume concrete;super thick base slab;reinforced steel support;digitization technology次性连续浇筑C50P10混凝土量为31 800 m3，塔楼基础底板一次性50 mm钢筋用量约8 000 t。塔楼区域裙楼1区裙楼2区图1 基础底板概况2 工程难点2.1 温度裂缝控制大体积混凝土结构截面大，水泥用量多，施工时间为8月下旬，南京往年炎热高温在35 以上，混凝土连续浇筑作业，水泥经过水化反应所释放出的水化热会使得混凝土本身出现较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力导致混凝土产生裂缝1-2。2.2 施工冷缝防治计划72 h内连续完成约3.2万 m3混凝土浇筑工作，浇筑量较大、混凝土供应强度要求高，混凝土供应站点多、泵车在途时间久、泵车场内调度工作量大，在浇筑过程中若目前，大体积混凝土施工工艺日趋成熟，但现行规范对于超过厚度2.5 m的基础底板施工温度变化界限还未有详细的研究成果，且对混凝土强度等级达到C50的厚5.5 m大底板施工工艺相关的应用研究也较少，为了确保超高层建筑基础底板的施工质量、做好混凝土的裂缝控制工作，有必要针对厚5.5 m的C50大底板施工工艺进行研究。1 工程背景江北新区地下空间一期三区一段项目位于南京江北新区中央商务区核心区域，属于区域内12个地块之一，为南京绿地金茂国际金融中心地下部分，建筑用地面积11 505 m2，总建筑面积53 916 m2，建成后用于商业、设备用房、停车库等。结构含夹层为地下5层，基础底板下为厚500 mm配筋垫层，基础埋深塔楼为28.75 m、筏板厚5.5 m，裙楼为24.75 m、筏板厚1.5 m（图1）。塔楼底板一作者简介：徐 进（1990），男，本科，工程师。通信地址：上海市普陀区金沙江路1340弄8号楼3楼（200063）。电子邮箱：收稿日期：2022-11-02地基基础FOUNDATION BED&FOUNDATION202212Building Construction2880出现混凝土供应不及时，因浇筑中期混凝土发生水化热热量聚集，下层混凝土极易突破配合比设定的初凝时间，过早达到初凝状态，出现冷缝。3 温度裂缝控制技术研究3.1 降低水泥水化热，试配出适宜的配合比充分利用混凝土的后期强度，利用矿物掺合料合理取代水泥，发挥掺合料的形貌效应、微集料效应和火山灰效应（二次水化反应）3，来使混凝土内部连通口减少、内部孔径细化，混凝土密实性提高，从而大幅提高混凝土的抗渗性能，同时使水化热降低，坍落度损失减小，碱度降低，后期强度仍有增长，达到改性的作用，提高混凝土耐久性能。经过对混凝土耐久性、和易性、水化热、绝热温升、坍落度控制以及经时损失等4性能进行多次搅拌机小试验证和机台生产浇筑验证，模拟浇筑工况时气温环境，进行绝热温升试验，进行量身定制。坍落度设计为160180 mm，石子粒径为5.031.5 mm，选用天然中砂，普通硅酸盐水泥，总胶结料为440 kg，配合比进行绝热温升检测，原材料设定为室温状态，水泥加热至60，7 d绝热温升值实测为45.2。其原材料选用及配合比如下：水泥选用盘固水泥的PO 42.5水泥，砂采用江西洞庭湖细度模数为2.7的天然中砂，粉煤灰选用南京华能级粉煤灰，矿粉选用南京南钢嘉华S95矿粉，外加剂选用江苏苏博特PCA-10聚羧酸高效减水剂，掺量1.40%。质量配合比为水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂160240801207601 030 6.16。混凝土坍落度为180 mm，7、28、65 d强度分别为45.8、59.5、65.4 MPa，初凝时间18 h。3.2 控制好原材料入仓温度，确保混凝土的入模温度施工季节为8月下旬，为了确保混凝土的入模温度不高于30，要从降低原材料入仓温度进行考虑。在选择混凝土供货商上，向工程当地市场调研选择供应能力和仓储实力最强的混凝土供应商；水泥预先入仓冷却，确保水泥原材料温度控制在60 以下；粉煤灰、矿粉提前入库；砂、石存放大棚封闭遮阳，并开启雾化喷淋系统降温，温度控制在28 以下；拌和用水源选用蓄水池加冰块冷却方式，温度控制在20 以下。同时在混凝土运输过程中，混凝土搅拌车外贴隔热防晒铝箔，场内在混凝土搅拌车蓄车等待区设置喷淋降温装置。混凝土浇筑过程中汽车泵泵管外贴隔热防晒铝箔以及在泵管上安装循环冷却水管装置。3.3 做好混凝土养护，使得混凝土温度变化符合要求加强施工中的温度控制，在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温、保湿养护工作，避免表面温度矢量变化过快。充分利用好混凝土本身热的不良导体特性，温度散发慢，来缓慢释放温度应力，混凝土保温养护采用1层塑料薄膜1层土工织物1层岩棉被1层彩条布5。利用无线测温技术，加强温度监测和混凝土降温养护管理，利用信息化技术，实时掌控混凝土内的温度变化，监测数据为每10 min一次，内外温差控制在25 以内，基面温差和基底面温差（上部测温点与覆盖材料温差）控制在20 以内、混凝土浇筑体的降温速率控制在2/d。共布置12个测温轴，每个测温轴各测温点间距为700 mm，共计94个；其中选取3个测温轴上各设置1个大气测温点及1个养护保温层测温点，大气测温点3个，养护保温层测温点3个（图2）。底板混凝土内部温度变化监测周期为45 d。塔楼区域裙楼1区裙楼2区123456711109812图2 基础底板测温轴布置养护过程中为避免表面裂缝的产生，每天由专人看护并进行淋水养护。因养护到后期，日间大气温度接近混凝土里表温度，为了便于混凝土内部温度的热传递，采取日间揭除保温、夜间降温时再对混凝土进行重新保温覆盖的措施。3.4 底板钢筋安装过程中，合理设置钢筋支架及温度筋底板厚度为5.5 m，面筋4皮底筋8皮计12皮，为了确保钢筋安装质量及混凝土浇筑过程中钢筋体系的稳固性，有效利用钢筋和混凝土之间的黏结握裹作用，减轻混凝土受温度应力产生裂缝，合理计算设计钢筋槽钢支架。面筋和底筋间距4.5 m，底板中部有厚4.5 m素混凝土，为了防止混凝土因受温度应力而开裂，考虑在底板中部设置2道25 mm200 mm的双向HRB400温度筋网片，网片竖向间距不大于2 m。钢筋支架立柱为8#槽钢，间距2 m2 m，支架横梁温度筋处为8#槽钢、板面筋下为12#槽钢，横梁间距2 m，剪刀撑采用50 mm5 mm角钢，水平夹角45。4 施工冷缝防治技术研究4.1 利用数字化技术进行施工模拟32 000 m3混凝土一次性连续浇筑工作，需合理、有效地做好交通组织，浇筑顺序衔接工作。依托“BIM智慧工地”的智能化建造模式，利用BIM施工模拟技术动画建模，将方案讨论三维化、科学化，把施工现场汽车泵停放场布、混凝土搅拌车进出交通组织、现场蓄车区、路口调度指挥、混凝土浇筑工艺进行动态化模拟。对施工方案进行模拟演练讨论，进行方案优化，利用动画模拟进行方案徐进:大体积超厚混凝土底板的施工技术建筑施工第44卷第12期2881交底，同时在施工现场利用LED大屏循环播放交底动画。4.2 利用数字化技术进行施工监控浇筑现场运用“大体积混凝土浇筑大屏幕监测调度指挥系统”监控工地总完成进度，从多维度对工地现场各维度指标进行把关，例如总目标达成、总生产量，昨日浇筑量、今日浇筑量等；进行全天候效能情况分析，全面监管现场所有泵车的效能情况，通过分析24 h内的泵送效能走势来监管泵送的能力支持；利用GIS能力，构建保供地图和站点浇筑量看板，将站点、工地、车辆全部整合，一眼全览整体保供信息；确认保供车辆状态，细分状态、细分种类，统计车次，多角度实现车辆监管；泵送点统计每台泵车累计效能，合理控制浇筑速率。运用数字化、信息化手段采集所有相关数据，数据不断更新，方便现场实时指挥调度。4.3 选定恰当的浇筑工艺考虑到混凝土早期水化热温升快的因素以及后期混凝土收缩变形的影响，为了更有利于早期温升阶段温度的散发、温度应力的释放，浇筑选用以中心为圆圈中心开花式向四周扩散的流淌式浇筑方式，斜面分层浇筑、循序退打、一次到顶6。浇筑分层厚度为500 mm，密切注意上下层混凝土浇筑衔接时间，下一层混凝土初凝前必须开始将上一层混凝土浇筑。在浇筑上层混凝土时，需将振捣器插入下一层混凝土5 cm左右，以便上下层混凝土形成整体。考虑到底板厚5.5 m，底层钢筋处混凝土振捣时，作业人员下入至第1道钢筋支架横梁位置进行振捣作业，以保证坡脚和下层钢筋混凝土的密实。为了使底板表面混凝土能够得到充分振捣，在浇筑至底板顶部200 mm时，采用表面振动器对面层混凝土进行充分振捣，以使混凝土表面密实。4.4 确保混凝土的连续供应为确保站点的保供性，本次混凝土浇筑选用了4个主供站点和3个备供站点，所有站点根据同一配合比统一备料。混凝土浇筑前一周，根据混凝土一次性浇筑的实需混凝土量，核查混凝土各供应站点的原材料库累计库存量；根据现场混凝土浇筑用汽车泵、固定泵的配备情况，充分核算混凝土每小时的用量；根据