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摘要：施工中通過編制切實(shí)可行的施工方案，從優(yōu)化配合比入手，精心選取各種原材料，合理有序組織砼的澆筑，采用信息自動(dòng)測(cè)溫技術(shù)和冷卻水循環(huán)降溫結(jié)合的溫差控制技術(shù)，有效地保證了大體積砼溫差相對(duì)均衡，確保了砼的施工質(zhì)量，取得了十分理想的效果。...

談西港國際大廈基礎(chǔ)底板大體積砼施工技術(shù)

許國信 趙忠梁 方躍峰 王海龍 徐嗚強(qiáng)

(中天建設(shè)集團(tuán)有限公司  710075西安)

1、工程概況

    西港國際大廈位于西安市高新二路。地下2層，地上48層，建筑高度218m，建筑面積86230耐，結(jié)構(gòu)為超高層筒中筒結(jié)構(gòu)，目前為西北地區(qū)在建的建筑第一高樓。該工程主樓基礎(chǔ)為樁承臺(tái)板式基礎(chǔ)，主樓底板厚3m，局部達(dá)7．25m(電梯基坑內(nèi)四周)，砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40，抗?jié)B等級(jí)為P6。裙房底板厚lm，其砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，抗?jié)B等級(jí)P6。基礎(chǔ)底板主樓與裙房間設(shè)沉降后澆帶分開，后澆帶寬lm。基礎(chǔ)底板砼總量為9265m3。

2、施工技術(shù)難點(diǎn)分析

    根據(jù)工程的具體情況及大體積砼的特點(diǎn)分析，本工程主要存在以下施工難點(diǎn)：

    2.1底板大而厚，砼總方量多，要求一次連續(xù)澆筑完成，不允許出現(xiàn)砼冷縫。砼的供應(yīng)、澆筑的組織協(xié)調(diào)工作量大而繁雜，需要做充分的準(zhǔn)備工作。

    2.2底板砼強(qiáng)度等級(jí)較高，如何減少水泥用量，降低水化熱，推遲溫峰出現(xiàn)時(shí)間是原材料選擇，優(yōu)化配合比首先需考慮的問題。

    2.3電梯基坑內(nèi)四周底板砼厚度達(dá)7.25m，水化熱較大，且熱量難以散發(fā)，需做好重點(diǎn)監(jiān)測(cè)及降溫工作。

    2.4底板施工正值盛夏三伏天氣中，該時(shí)節(jié)氣溫高，對(duì)施工影響較大，砼的養(yǎng)護(hù)和溫度控制是整個(gè)底板施工成敗的關(guān)鍵。

3、施工技術(shù)方案編制

    通過編制施工方案，科學(xué)高效組織施工，防止砼澆筑中冷縫的出現(xiàn)及澆筑后溫度裂縫的出現(xiàn)。

    3.1根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特征及設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)思想，主樓與裙房間設(shè)置lm寬的沉降后澆帶。澆筑砼時(shí)以沉降后澆帶為界分兩次澆筑。先澆筑主樓部分，再澆筑裙房部分。另因底板面積大，形狀復(fù)雜，設(shè)計(jì)四條伸縮后澆帶(見下圖1)。其中主樓部分以中間伸縮后澆帶為界分二次澆筑，先完成l段，再進(jìn)行Ⅱ段澆筑施工。

    3.2砼澆筑時(shí)采用“分段分層，斜面堆累，循序推進(jìn)，三次到頂”的澆筑方法。采用4個(gè)地泵同時(shí)施工，合理組織人力，精心安排砼供應(yīng)計(jì)劃及澆筑順序(見下圖2)。

    3.3經(jīng)綜合分析，為控制砼內(nèi)外溫差，避免出現(xiàn)溫度裂縫，基礎(chǔ)底板施工時(shí)采用信息自動(dòng)化測(cè)溫系統(tǒng)精確監(jiān)測(cè)砼內(nèi)部溫度，采用冷卻水循環(huán)降溫系統(tǒng)調(diào)控砼內(nèi)外溫差，并在澆筑后在其表面及時(shí)用塑料薄膜和毛氈覆蓋做好保養(yǎng)工作。

    3.4采用“雙摻”技術(shù)優(yōu)化配合比，采用60天齡期強(qiáng)度作為檢驗(yàn)該工程砼強(qiáng)度的依據(jù)。

4、嚴(yán)控原材料質(zhì)量

    原材料的各項(xiàng)技術(shù)性能必須按有關(guān)規(guī)范抽查其質(zhì)量指標(biāo)。本工程選用水化熱相對(duì)較低的秦嶺牌P.0.32.5R水泥，骨料選用灞河中砂和涇河卵石，摻合料選用優(yōu)質(zhì)Ⅱ級(jí)粉煤灰。外加劑選用YQ--L2高效泵送劑。在砼澆筑過程中，施工方派專人負(fù)責(zé)對(duì)砼原材料攪拌進(jìn)行全過程檢查，監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正解決，從而實(shí)現(xiàn)原材料的全過程質(zhì)量控制。

5、優(yōu)化砼配合比

    通過多次不同水泥、水灰比及外加劑的組合配合比試驗(yàn)，取優(yōu)化配合比如下表所示。

主樓C40砼優(yōu)化配合比表

    注：砼容重7=2458．8k9／m3，砂率SP=0．386。6砼的攪拌、供應(yīng)與澆搗

    砼的制備質(zhì)量、勻速連續(xù)供應(yīng)以及先進(jìn)的澆搗工藝是保證大體積砼澆筑質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。因此，要求攪拌站在計(jì)量、攪拌等整個(gè)系統(tǒng)由微機(jī)全自動(dòng)控制，并派專人到攪拌站旁站，對(duì)原料加強(qiáng)檢驗(yàn)及技術(shù)復(fù)檢。

    攪拌站在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立指揮調(diào)度中心，掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的砼供需情況，及時(shí)反饋信息，同時(shí)配備24輛攪拌車運(yùn)輸，保證砼的連續(xù)供應(yīng)，避免供應(yīng)不及時(shí)造成冷縫現(xiàn)象。

    砼澆搗前應(yīng)嚴(yán)格控制其坍落度。澆搗中依照施工方案設(shè)計(jì)的澆搗路線及順序，采取“分段分層，斜面堆累，循序推進(jìn)，三次到頂”的施工方法(見上澆筑方法示意圖)。振搗時(shí)，重點(diǎn)控制兩頭，即砼流淌的最近點(diǎn)和最遠(yuǎn)點(diǎn)以及相鄰澆筑帶結(jié)合層位置，嚴(yán)格控制振動(dòng)棒的移動(dòng)、振搗時(shí)間和插入深度，做到振搗到位，并采用二次振搗工藝，以提高砼的密實(shí)度，并在初凝前用鐵滾筒來回滾壓數(shù)遍，以增加面層密實(shí)度。終凝前用木蟹子打磨壓實(shí)壓光，以閉合砼收水裂縫。對(duì)于泌水處理，施工中使泌水順著砼澆筑的坡度方向流向底板周圍的排水盲溝，，用水泵及時(shí)外排。為防止太陽暴曬，使砼表面水分高溫蒸發(fā)，在泌水排除后及收面中應(yīng)隨壓隨時(shí)鋪一層塑料薄膜及一層棉氈，并根據(jù)內(nèi)外溫差及時(shí)保養(yǎng)，做好砼表面保溫保濕。

7、出機(jī)溫度及澆筑溫度

    該工程大體積砼澆筑期間天氣氣溫均在26℃～39℃之間，而砼在施工階段常受外界氣溫的影響，氣溫越高也導(dǎo)致澆筑溫度升高。為降低砼出機(jī)溫度，我們采取系列措施，如攪拌砼時(shí)采用深井水并加入冰渣，另外對(duì)砂、石堆場(chǎng)設(shè)置遮陽棚，防止太陽直接照射。同時(shí)，為控制砼的澆筑溫度，提高砼的可泵性，在泵車輸送管上覆蓋毛氈，并經(jīng)常噴灑冷水散熱，使之減少砼泵送過程中吸收太陽的輻射熱。砼出機(jī)溫度及澆筑溫度每小時(shí)測(cè)溫一次，并做好記錄。

8、作好大體積砼的養(yǎng)護(hù)

    好的養(yǎng)護(hù)措施既能起到防止失水作用，又要確保砼內(nèi)外溫差不至過大，以控制溫度裂縫出現(xiàn)。為此成立專門的砼養(yǎng)護(hù)小組，根據(jù)測(cè)溫記錄和氣溫陡降及上升情況及時(shí)調(diào)整保溫保濕等養(yǎng)護(hù)措施。根據(jù)測(cè)溫情況，及時(shí)覆蓋或減去2~3層毛氈調(diào)控表面溫度，同時(shí)采取冷卻水循環(huán)降溫。

9、砼的測(cè)溫監(jiān)控及內(nèi)部降溫措施

    為了解砼內(nèi)部溫度的變化規(guī)律，使砼溫度變化處于可檢狀態(tài)，有的放矢地采取相應(yīng)措施，確保工程質(zhì)量，對(duì)砼內(nèi)部溫升情況做詳細(xì)的跟蹤監(jiān)測(cè)和記錄尤為關(guān)鍵。該工程主樓采用溫度傳感器聯(lián)電子計(jì)算機(jī)的全自動(dòng)測(cè)溫方法。其工作原理是利用埋置于砼中的靈敏度極高的溫度傳感器，通過導(dǎo)線將砼中溫度變化信號(hào)傳遞到計(jì)算機(jī)并進(jìn)行分析處理，以獲取精確的溫度變化情況。測(cè)溫點(diǎn)選擇有代表性的位置，能夠全面、真實(shí)反映大體積砼內(nèi)部不同區(qū)域、不同標(biāo)高處的溫度變化情況。測(cè)溫點(diǎn)布置如圖1所示。每個(gè)測(cè)點(diǎn)垂直方向均布置3～5個(gè)溫度傳感器，每只循環(huán)水箱內(nèi)各設(shè)一個(gè)溫度傳感器，以便把同一截面不同位置的溫差與水箱溫差及時(shí)反映出來為確保溫升全過程及時(shí)掌控，測(cè)溫以6rain為一個(gè)采樣周期(即6rain內(nèi)完成一次對(duì)所有測(cè)點(diǎn)的測(cè)溫)，并做好原始記錄，據(jù)此對(duì)砼的養(yǎng)護(hù)及降溫措施進(jìn)行調(diào)控。為此，澆筑砼后l～3天，每2小時(shí)測(cè)溫一次；澆筑砼后4~7天，每4小時(shí)測(cè)溫一次；澆筑砼后8～14天，每8小時(shí)測(cè)溫一次。

    通過溫度監(jiān)測(cè)增加對(duì)砼表面毛氈的覆蓋進(jìn)行表面溫度的調(diào)控，同時(shí)，根據(jù)測(cè)溫情況采取有效措施以降低砼內(nèi)部溫升。本工程采取砼內(nèi)部冷卻水循環(huán)系統(tǒng)降低內(nèi)部溫度(見下圖3)。降溫管采用φ50薄壁鋼管，3m厚底板內(nèi)設(shè)雙排，雙排管分別為距上表面1.25m處和距底部0.75m處分五個(gè)區(qū)域呈梅花狀布置，對(duì)于電梯坑7.25m厚范圍內(nèi)則在底部增設(shè)兩排，即3m底板以下l／3處及2／3處上下排呈梅花狀設(shè)置。循環(huán)水降溫工藝為：冷卻水放進(jìn)水箱，由潛水泵壓力輸入循環(huán)水管經(jīng)過循環(huán)區(qū)域回入水箱，再根據(jù)砼內(nèi)表溫差情況調(diào)控水箱水溫。水箱進(jìn)、出水溫差應(yīng)控制在50C～10℃之間。通過降溫系統(tǒng)運(yùn)行，應(yīng)使砼內(nèi)表溫差、表溫與氣溫及中溫與水溫滿足相關(guān)規(guī)范要求。 

10、大體積砼施工結(jié)果

    本工程大體積砼于2004年6月23日上午8時(shí)開始澆筑，連續(xù)施工84小時(shí)澆筑完畢。因采取了嚴(yán)格的質(zhì)量技術(shù)管理措施，本工程大體積砼施工取得了令人滿意的效果。通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)溫所掌握的數(shù)據(jù)，我們將H點(diǎn)處經(jīng)綜合養(yǎng)護(hù)后30天內(nèi)砼內(nèi)部溫變情況繪制曲線圖如下。根據(jù)測(cè)溫記錄，砼平均入模溫度為29℃，開始澆筑時(shí)，氣溫達(dá)39℃，較為炎熱。而從溫度變化曲線可以看出，隨著水化熱升溫，其溫度峰值在砼澆筑后60小時(shí)(即2.5天)后達(dá)到80.6℃。此時(shí)底部溫度為72.4℃，表面溫度則只有62.6℃，與中心最高溫度相差l8℃。另外，從溫度變化曲線可以看出，砼內(nèi)部溫度在最高點(diǎn)維持12小時(shí)左右即開始降溫。降溫過程中，表面溫度降溫較快，中層次之，底部較慢。砼內(nèi)部降溫速度應(yīng)控制在1.5℃～l.8℃／d之間，實(shí)測(cè)其降溫速率趨于平衡，約l.630C／d，由此表明砼綜合養(yǎng)護(hù)及降溫效果較好，有力地保證了砼的施工質(zhì)量。底板砼澆筑完一個(gè)月后，經(jīng)省質(zhì)監(jiān)站、設(shè)計(jì)院、業(yè)主及監(jiān)理共同檢查，沒有發(fā)現(xiàn)任何裂縫。 

  

11、結(jié)束語

    鑒于本工程基礎(chǔ)底板大體積砼施工取得成功，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，談幾點(diǎn)體會(huì)：

    11.1該工程基礎(chǔ)底板砼澆筑施工方案經(jīng)專家審批論證是可行的，其實(shí)踐效果令人滿意。該技術(shù)的運(yùn)用為同類工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)，提供了參考，為企業(yè)帶來了較佳的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

    11.2砼工藝參數(shù)的選擇及砼配合比經(jīng)優(yōu)化后的最終確定，是確保大體積砼各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的先決條件。

    11.3冷卻水循環(huán)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)溫等溫控技術(shù)的綜合運(yùn)用，能充分指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)砼養(yǎng)護(hù)工作的進(jìn)行，保證了大體積砼不會(huì)因內(nèi)外溫差過大而出現(xiàn)因溫度應(yīng)力所引起的有害裂縫，從而保證了工程質(zhì)量。

    11.4盡可能減少水泥用量或采用低熱水泥，以及摻人粉煤灰等，減少砼的絕熱溫升，降低砼內(nèi)部最高溫度。另外，降低砼的入模溫度和澆筑溫度也可降低砼中心最高溫度，推遲溫峰的出現(xiàn)。

    11.5采用泵送工藝輸送砼時(shí)，泵送過程中提高砼的可泵性十分重要。須合理選擇泵送壓力、泵管直徑，泵管布置應(yīng)合理。

    11.6底板面積大，設(shè)計(jì)采用后澆帶分隔，并在3m厚底板中間配置φ22溫度筋，防止了收縮，膨脹引起的結(jié)構(gòu)變形，確保了基礎(chǔ)底板不出現(xiàn)任何有害裂縫。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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