超高层建筑大体积砼基础施工控制要点

关键词：大体积砼 基础面筋 筒模 地脚螺栓 裂缝控制 

　　1.引言 

　　随着城市建设的迅猛发展，超高层、大体量建筑数量越来越多，大体积混凝土基础的施工已然成为常态。大体积混凝土具有结构体积大、承受荷载大、水泥水化热大、内部受力相对复杂等结构特点。在施工实践中，我们不仅需要合理组织人、机、料等多种生产要素，还应积极考虑天气、城市交通等外界因素的影响。因此，加强各环节施工控制成为保证大体积混凝土质量的首要条件。本文结合大连万达公馆工程所施工的三个大体积砼基础，总结各阶段施工的控制要点。 

　　万达公馆工程为大连市地标性建筑，总建筑面积27.2万ā，剪力墙结构。地下车库二层、地上三栋五十五层超高层，建筑总高度190.15M。基础轮廓最大尺寸为长70.3M、宽32.8M，厚度为2.5M、电梯井深度为6.6M；底板设12层钢筋、最大直径为 32@150，中间加设 12@200温度筋；现浇砼方量分别为7616m3 、6739 m3、6812 m3 ，砼设计强度等级为C40P8，底板埋深在―12.7M～―16.8M；局部增加2M膨胀加强带，不留施工缝；预埋劲性钢柱地脚螺栓合计141组；基础上剪力墙厚度800（见图1）。大连市年最高气温34.5℃，各基础砼分别于7月4日、7月16日、7月19日开始浇筑，受城市交通状况影响，用时均在40小时左右，施工期间正值雨季、高温时节。 

　　3.施工控制要点 

　　超高层建筑大体积混凝土基础用钢量大、整体性要求高，在施工过程中常会出现一些质量通病，如混凝土裂缝、施工冷缝、混凝土实体几何尺寸超差、地脚螺栓埋设偏差、墙体根部蜂窝、麻面、模板接缝多、漏浆多等,这些都是大体积混凝土的施工难点,但通过合理科学的施工、技术措施是可以控制甚至消除的。为了保证混凝土质量,项目部组织了有关工程技术人员分析了大体积混凝土各种质量通病的原因,重点讨论了从基础面层钢筋架立、电梯井筒模安装、劲性钢柱地脚螺栓的安装、浇砼施工部署、混凝土的裂缝控制等,有针对性的采取了技术保证、防范预控等措施,保证了基础混凝土产品质量既符合了规范和设计要求,也提高了混凝土的观感质量。 

　　3.1基础面层钢筋的架立 

　　在筏板基础钢筋安装前，经过技术论证，综合考虑安全、实用、节约等因素，对基础面层钢筋安装采取如下方案：在电梯井部位采用 22@1500进行架立，2500筏板部分采用L50×5角钢@1500。同时，考虑角钢在承载过大时容易发生扭转失稳，在施工中进行对称配置，，并利用上层钢筋网（Φ32@150）进行横向固定，如图2。连接采用E43XX型焊条手工焊，角钢柱底设钢垫板，同时将温度分布筋焊接在柱中，既可加固角钢柱，还可定位温度筋。 

　　3.2 电梯井筒模的施工 

　　超高层建筑对室内电梯的安装精度要求极高，因而该处混凝土成型后的垂直度及观感质量为主要控制点，本工程基础内电梯井高达5.1M。根据现场实际情况我们首先选用18mm厚、1220×2440mm双面覆膜胶木大模板,减少基础接缝,使表面色泽均匀、光滑平整。在筒模制作时，考虑混凝土侧压力梯度，在底部采取加密支撑，底口尺寸比上口尺寸多做8×2=16mm，在模板垂直度控制上进行误差调整；在安装时，筒模底部用马凳架立，上压重物防止浇砼中模板上浮。 

　　3.3 劲性钢柱地脚螺栓的安装 

　　为增强超高层建筑根部刚度，在剪力墙内设置劲性钢柱。施工中，地脚螺栓的安装精度成为重要质量控制点。由于地脚螺栓无处生根，经反复论证后，必须在基础面层钢筋施工完、墙体插筋安装前期间施工，操作工人两人一组，一人在温度筋上将螺栓从面筋下穿入套板内，一人在面筋上进行定位，将螺栓逐根施焊在附加筋上，然后整体焊牢固定。这样操作速度快、精度高。 

　　3.4浇砼施工部署 

　　受城市交通影响，白天砼供应能力较差，同时考虑气温等诸多因素影响，确定混凝土在早8：00开盘，首先用两个汽车泵分别浇筑电梯井坑，晚6：30增加至四台汽车泵同时浇筑，次日早7：00可施工至筏板1 M处，然后用两台汽车泵浇筑，连续浇筑，避免产生冷缝，污水泵置于电梯井内，及时将水泥浆排出，最后在电梯井处收口。为避免砼自由落体高度过大，浇筑电梯井时必须将面筋拨开，将泵管伸 (入电梯井内，操作工人携振动棒在温度筋上进行振捣，既保证施工质量，又加快进度。重点振捣电梯井坑内钢筋密集处、剪力墙内。膨胀加强带宽2米，边缘每侧设密孔铁丝网用钢筋加固，防止加强带外混凝土流入加强带内。混凝土浇筑时先浇带外混凝土，浇到加强带时改用膨胀混凝土施工。 

　　混凝土运输车离开搅拌站后不得掺加任何材料，包括水、外加剂等。混凝土坍落度在运输过程中损失超过40mm或混凝土到达浇注点温度大于25℃，不得浇注到作业面。要求搅拌站每隔一段时间就派出一辆混凝土罐车，保证混凝土供应的均衡性。因大体积混凝土方量较大，要求搅拌站派管理人员进驻现场指挥、联络、协调，发现问题及时解决。 

　　3.5混凝土的裂缝控制。 

　　由于大体积混凝土硬化时要释放出大量的水化热,导致混凝土内部温度过高,经常出现很多裂缝。这些裂缝的出现势必影响到结构的整体性和耐久性，预防混凝土产生裂缝成为重中之中。经反复论证，本工程采取如下控制措施。 

　　3.5.1材料方面。 

　　选择低水化热的水泥品种,本工程选用矿渣水泥,等级42. 5。减少水泥用量, 掺入30%粉煤灰代替水泥，降低混凝土浇注块体的温度升高。经设计单位与业主同意, 采用60d的混凝土强度作为评定标准,有效减少了水泥用量。 

　　3. 5.2施工方面。 

　　（1）混凝土由大斜面分层下料，分层振捣，每层厚度为50 cm左右，按1∶6坡度分层浇筑，上层混凝土覆盖下层混凝土应超前500 mm，层间间隔不大于混凝土的初凝时间，防止冷施工缝出现。 

　　（2）每台泵车供应的混凝土浇筑范围内布置4~5台振动机进行振捣，要求不出现夹心层及冷缝，并特别重视每个浇筑带坡顶和坡脚两道振动器振动，确保上、下部钢筋密集部位混凝土振实。 

　　（3）采取蓄热保湿养护法对混凝土进行养护，即混凝土表面覆盖塑料薄膜一层，以封闭混凝土内水分蒸发的途径，使混凝土能在潮湿条件下进行养护以控制干缩裂缝产生，在这之上再盖一层棉毡，以减少混凝土表面热量的散发；在保湿的条件下加快混凝土强度的发展。养护材料相互搭接为10 cm。施工现场备有充足应急保温养护材料，以利于温差过大时及时采取措施。 

　　（4）蓄水养护。混凝土浇灌完毕并可上人后，于电梯井坑内注满�水。井坑周圈砌筑100高挡水檐,内侧抹防水砂浆，表面压光凝固后，进行蓄水养护。注水时水管应伸入已先期灌满水的电梯井坑，由井坑逐渐溢出直至流满整个蓄水池。因电梯井坑内的水经热能交换平衡，与混凝土温度已基本一致，将不存在骤冷突变情况。100高蓄水作为混凝土与外部大气热能交换的一个缓冲层，将理论上混凝土中心温度与表面温度、表面温度与大气温度各控制在25oC以内的常规温控指标转换为混凝土中心温度与表面温度、表面温度与蓄水温度之间的差值。根据实测，水温介于混凝土表面温度与相邻处大气温度之间，对于保证温差控制与延缓降温梯度相当理想。 

　　3.5.3混凝土测温数据 

　　为有效监控混凝土温度，测温主要仪器有数字式温度计、大体积砼温度监测仪及多媒体电脑。测温数据通过事先放置在封闭套管内的测温元件感应,再通过热电转换,数据采集及处理,在计算机上监控砼温度变化，并绘制温度变化线，实时监测。 

　　测温点平面布置按浇筑前后顺序、不同厚度等共布置12个测点,测温点在竖向测试3个深度处的温度:砼表层(距砼表面10cm)、砼中心(砼1/2高度处)、砼底层(距砼底部20 cm 

　　4. 结语 

　　由于事前精心策划,事中措施得力,事后及时总结，本工程三个大体积混凝土基础各分项工程均取得很好的质量，同时节约了材料，加快了施工进度。混凝土成型后没有出现裂缝,为工程质量奠定了坚实的基础,又将混凝土防裂理论在实践中得到了检验,积累了泵送大体积混凝土施工的宝贵经验。 

　　参考文献： 

　　[1] 宋春花，大体积混凝土浇筑质量通病控制探究， Modern Business Trade Industry, 2010年第1期，284页 

　　[2] 贺灵荣，宋静艳；大体积混凝土施工质量控制；公路交通科技，2010年01期(总第61期)，107～108页 

　　[3]冯芸、张缨；浅谈大体积混凝土裂缝的原因及预防措施；陕西建筑，2008年5月总第155期44页 

　　[4]刘骑超，大体积混凝土基础施工防裂技术；陕西建筑，2008年12月总第162期55页 

　　[5] 蔡科、黄敏、黄家惠；大体积混凝土底板结构的裂缝控制；混凝土；2009年第12期（总第242期）119页 

　　[6] 刘彦军，转换层(大体积混凝土)施工配比及施工控制措施，陕西建筑，2008年5月总第155期38页