超高層建筑基礎(chǔ)大底板混凝土施工的組織

上海市建設(shè)工程監(jiān)理有限公司 上海 200080

1 工程概況

武漢綠地中心位于武昌濱江商務(wù)區(qū)核心區(qū)域，項(xiàng)目總建筑面積300萬 m2。武漢綠地中心項(xiàng)目由1 棟超高層主樓、1 棟辦公副樓、1 棟公寓及裙樓組成，其中超高層主塔樓地下室6 層，地上119 層，建筑高度606 m。主塔樓大底板平均混凝土厚5 m，沉降后澆帶基礎(chǔ)底板面積約6 300 m2。大底板澆筑混凝土等級為C50，抗?jié)B等級為P10。澆筑體積30 380 m3，屬于大體積混凝土澆筑，地下底板的環(huán)境類別為二b類，混凝土中氯離子及堿含量要控制好，其中氯離子最大含量不得超過0.06%，堿含量最大不得超過3.0 kg/m3。

2 設(shè)計(jì)措施

2.1 大底板混凝土澆筑體積大，施工組織難度較大

本工程大底板面積約為6 000 m2，深約5 m，鋼筋鋪設(shè)層數(shù)為3 層：底面為Φ50 mm Q235B鋼筋，層數(shù)為6～10 層不等；中間1 層溫度筋，Φ25 mm，層數(shù)為4 層；頂面鋼筋Φ40 mm，鋪設(shè)4 層?；炷翝仓w積逾3萬 m3，并且是一次性澆筑完成，用時(shí)四天四夜?？紤]到大體積混凝土在澆筑工程中由于體積過大、混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、泵車運(yùn)輸較長等各種問題可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)施工冷縫，所以在混凝土澆筑前就已提出了應(yīng)對措施，比如提前跟各個(gè)攪拌站聯(lián)系并規(guī)劃好交通路線，以確保混凝土供應(yīng)滿足現(xiàn)場需求，同時(shí)預(yù)拌混凝土車進(jìn)場等待澆筑前不得將轉(zhuǎn)筒停止，要保持一定的轉(zhuǎn)速。在澆筑過程中，下一層混凝土初凝前振搗上一層混凝土并要插入下層混凝土5 cm，保證上下兩層澆筑的時(shí)間間隔不超過混凝土的初凝時(shí)間?，F(xiàn)場為滿足混凝土澆筑需求，采用溜槽配合地泵來進(jìn)行澆筑。

2.2 大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)

主塔樓澆筑混凝土的等級為C50，抗?jié)B等級P10，嚴(yán)格按《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB 50496—2009）有關(guān)規(guī)定由預(yù)拌混凝土公司試配，生產(chǎn)過程攪拌站要記錄所有的配合比數(shù)據(jù)。C50的配合比為：總膠凝460 kg，水泥230 kg，粉煤灰138 kg，摻合料92 kg，砂789 kg，石1 042 kg。提前進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，通過試驗(yàn)確定混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3 材料控制

混凝土原材料的控制對混凝土質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。砂、石、水泥、水和其他摻合物的質(zhì)量要求高，其中水泥采用的是質(zhì)量穩(wěn)定、活性高、流動(dòng)性能好的中低熱硅酸鹽水泥，氯離子含量≤0.06%。初凝時(shí)間＞45 min，終凝時(shí)間＜10 h，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的P.O 42.5水泥?；炷林械纳盀楹由常ㄖ猩埃?，細(xì)度模數(shù)2.5～3.0，鹽分＜0.08%，非堿活性骨料。粗骨料選用粒徑為5～31.5 mm連續(xù)級碎石，粗細(xì)骨料中的含沙率要嚴(yán)格控制在1.0%以內(nèi)，吸水率＜2.5%。水采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土攪合用水標(biāo)準(zhǔn)》的飲用水。另外還添加一級低鈣粉煤灰和S95的細(xì)容礦渣粉，減水率＜12%且收縮比率＜110%的高效減水劑。

4 混凝土澆筑現(xiàn)場施工方法和措施[1-6]

武漢綠地中心主塔樓大底板混凝土澆筑體積達(dá)到30 380 m3，屬于超大體積混凝土澆筑，因此對正確選擇混凝土現(xiàn)場施工方法和措施就顯得尤為重要，既能減少建筑成本，還可以有效地使大體積混凝土體內(nèi)的溫度得到降低，減少溫度裂縫的產(chǎn)生，從而大大地提高混凝土澆筑的質(zhì)量。

4.1 混凝土澆筑

大體積混凝土澆筑的重點(diǎn)是保證不產(chǎn)生冷縫，采用緩凝型外加劑，由4 個(gè)攪拌站供料，現(xiàn)場1 臺地泵備用。

混凝土為預(yù)拌泵送混凝土，坍落度180～220 mm，流動(dòng)性強(qiáng)，分層澆筑，每層厚度≤500 mm，且2 層之間澆筑時(shí)間間隔≤3 h。主塔樓大底板混凝土體積太大，采用布置在基坑?xùn)|西兩側(cè)施工便道上的3 臺汽車泵、南側(cè)4 個(gè)溜槽及基坑周圍6 臺地泵澆筑（1 臺備用）。啟用混凝土運(yùn)輸攪拌車逾200 輛，澆筑時(shí)間逾90 h。

4.2 混凝土振搗

每個(gè)混凝土泵口布置4 個(gè)振搗棒，主要振搗區(qū)域?yàn)榛炷列读咸幒突炷良卸逊e處。在混凝土集中堆積處主要是振搗上部混凝土使之振實(shí)，形成自然流淌坡度為佳，然后全面振搗。對于底板混凝土的振搗要做到快插慢拔，從而更好地使混凝土填滿振搗棒振動(dòng)所造成的空洞。振搗棒插入下層混凝土中的深度≥50 mm。振搗棒的插點(diǎn)要均勻排列，順序進(jìn)行，每一個(gè)振點(diǎn)的延續(xù)時(shí)間一般為20～30 s，混凝土達(dá)到表面出現(xiàn)泛漿且無氣泡產(chǎn)生，混凝土也不下沉為佳。混凝土澆筑完后由工人用刮桿將其表面刮平，再拍實(shí)抹平。

對于鋼柱腳處混凝土的澆筑和振搗要格外注意，振搗棒離柱腳錨栓300 mm以外處振搗，相鄰振搗點(diǎn)間距＜400 mm，振搗棒不得碰撞、振動(dòng)柱腳預(yù)埋錨栓，以免錨栓發(fā)生位移和錯(cuò)位。

4.3 混凝土試驗(yàn)

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50204—2002（2011年版）中對混凝土試驗(yàn)的相關(guān)要求，當(dāng)一次連續(xù)澆筑混凝土體積超過1 000 m3時(shí)，每200 m3混凝土取樣不得少于1 次，每次取樣需留置養(yǎng)護(hù)的試件不得少于1 組（3 件），同條件試件取10 組以上。每一組試件的混凝土應(yīng)從同一輛預(yù)拌混凝土車中取出，并在卸料過程中卸料量的1/3～1/4之間取樣。同一混凝土強(qiáng)度等級、抗?jié)B等級，同一配合比、生產(chǎn)工藝基本相同，連續(xù)澆筑每500 m3留置1 組混凝土抗?jié)B試件（1 組為6 個(gè)抗?jié)B試件）。所有試件均在監(jiān)理見證下現(xiàn)場制作，混凝土抗?jié)B和抗壓效果檢測交由專業(yè)實(shí)驗(yàn)室測定，并且安排不定時(shí)對混凝土拌合物的外觀質(zhì)量進(jìn)行抽查，且每天大于4 次。

4.4 混凝土泌水處理

處理混凝土泌水的辦法就是改變混凝土的澆筑方向，與原澆筑斜坡相交成一條集水溝，最終這些集水溝逐步縮小成小水坑，再由軟軸抽水機(jī)抽出。

5 混凝土養(yǎng)護(hù)

5.1 混凝土表面處理

本工程澆筑完成時(shí)間為2013年12月29日，天氣比較寒冷，大體積混凝土經(jīng)振搗密實(shí)后，用木方、刮頭將混凝土表面刮平后立即用塑料薄膜將混凝土覆蓋，以防水分流失而產(chǎn)生干縮裂縫，造成混凝土表面質(zhì)量缺陷，局部地方在接近初凝時(shí)不定時(shí)的掀開抹平。塑料薄膜表面再嚴(yán)密覆蓋一層工業(yè)毛氈進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，厚度應(yīng)＞30 mm。養(yǎng)護(hù)用的薄膜優(yōu)先選用厚度較薄的一次性薄膜，相鄰塑料薄膜接縫需搭接，搭接長度＞200 mm，并保證密不透風(fēng)。凸出底板的預(yù)埋件位置、集水井位置、墻柱插筋位置及底板邊角位置的薄膜鋪設(shè)要仔細(xì)、認(rèn)真、精心，最好保證不漏氣。

5.2 大體積混凝土測溫

本工程采用蓄熱養(yǎng)護(hù)，及時(shí)覆蓋保溫材料，密切關(guān)注溫度監(jiān)測的數(shù)據(jù)，大體積混凝土內(nèi)部最高溫度控制在70 °C以內(nèi)（主要由混凝土配合比控制），絕熱升溫不超過45 °C。根據(jù)混凝土水化溫升情況，調(diào)節(jié)蓄熱養(yǎng)護(hù)措施，始終保持混凝土的內(nèi)外溫差、混凝土表面與環(huán)境溫差、減溫速率等各項(xiàng)指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)。若混凝土養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)，大體積混凝土內(nèi)外溫差超過規(guī)定范圍時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生貫通結(jié)構(gòu)的溫度縫，造成嚴(yán)重的工程質(zhì)量問題，更可能給結(jié)構(gòu)帶來安全上的隱患，這是非常危險(xiǎn)的。

底板大體積混凝土（厚底板）表面溫度與環(huán)境溫度最大溫差在20 K以內(nèi)時(shí)，即可揭除保溫蓄熱養(yǎng)護(hù)覆蓋層。武漢綠地中心項(xiàng)目主塔樓大底板保溫蓄熱養(yǎng)護(hù)時(shí)間超過30 d，混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa前，不得踩踏混凝土；混凝土強(qiáng)度達(dá)到5 MPa前不得在新澆筑混凝土表面上進(jìn)行腳手架、模板的安裝及鋼筋的綁扎。因?yàn)槭嵌臼┕?，還應(yīng)滿足混凝土表面溫度冷卻到5 °C后方可拆除保溫層的要求。