超高層建筑大體積混凝土澆筑及養護施工技術

馮 君 偉

(山西四建集團有限公司，山西 太原 030012)

超高層建筑大體積混凝土澆筑及養護施工技術

馮 君 偉

(山西四建集團有限公司，山西 太原 030012)

通過工程實例，從配合比設計、混凝土澆筑、養護、施工組織管理等方面，介紹了超高層建筑的超大體積混凝土施工方法，采用該方法施工后達到了滿意的施工效果，為以后類似大體積混凝土施工提供參考。

超高層建筑，大體積混凝土，澆筑施工，養護方法

0 引言

隨著我國科學技術的發展和人民生活水平的提高，日益縮小的地面面積已經不能滿足現代人的生活，因此建筑形式從高層建筑向超高層建筑發展。建筑高度逐漸增加，為滿足抗震要求，其下部基礎的埋深愈深、基礎底板厚度愈厚、混凝土強度愈高。目前我國超高層建筑中所開挖的基坑深度普遍為20 m～30 m，部分基坑深度已經超過40 m；基礎底板厚度普遍為4 m～6 m，部分基礎底板厚度已經超過12 m，已經遠遠超過過去建筑工程中所遇到的大體積混凝土范圍；同時基礎底板的混凝土強度等級也從最常用的C40P8發展為C50P10，C50P12，C60P8R90，其抗壓強度及抗滲性能也越來越高。在結構設計時，幾乎未有超大體積混凝土材料的配合比及相應的設計規范，并且在施工過程中如何控制所澆筑后混凝土因水化熱無法釋放而產生大量的收縮裂縫，種種問題成為超大體積混凝土應用的難題[1-3]。

1 配合比設計

《大體積混凝土施工規范》[4]中規定大體積混凝土所使用混凝土強度等級宜為C25～C40，并且可利用混凝土60 d或90 d的立方體抗壓強度作為混凝土強度驗收依據。而在實際施工應用過程中，超大體積混凝土強度等級已經達到或超過C50和C60。因此在實際施工前，應對混凝土配合比進行試配，嚴格控制混凝土水化熱和施工性能。如在混凝土配合比中增加粉煤灰及納米CaCO3和納米SiO2，以減少水泥用量，同時提高混凝土強度；增加高效減水劑使用量，減少用水量，減少混凝土內部水化熱熱量，最大程度的減少混凝土內外因水化熱較大而產生的收縮裂縫，從而影響混凝土整體性及耐久性。除此之外還應在混凝土配合比中增加其他外加劑以使混凝土具有良好的泵送性、流動性、不離析、不泌水、易振搗等施工性能。選用水泥時，使用標號低(不應低于32.5 MPa)、細度小的水泥，以進一步減少混凝土拌合物因水泥水化反應而產生的水化熱；使用養護齡期為60 d或90 d的混凝土強度作為評定及驗收強度，可保證混凝土具有較高的完全水化后的穩定強度及減小水化反應速率。

2 混凝土澆筑施工方法

傳統的大體積混凝土澆筑施工方法主要有混凝土泵車、地泵和溜槽澆筑施工，而這些傳統的澆筑施工方法應用于超大體積混凝土澆筑施工中時則存在較多問題。如使用混凝土泵車和地泵進行施工時，對施工場地要求較高，澆筑時間長，耗費燃油或電量較多，嚴重污染施工場地周圍環境，并且施工效率較低；而使用溜槽法進行澆筑施工時，澆筑速度快，但架設溜槽時需搭設相應支撐進行固定，切換另一澆筑面時需對支撐部分和溜槽進行拆除及移位，使用支撐時需對支撐進行租賃和運輸，澆筑施工時產生較大的費用。并且使用溜槽進行施工時，需在支撐角部預留孔洞，以便于支撐移位，并且澆筑完成后需對預留孔洞進行填補時，由于孔洞較小、較多，因此填補時不易使其內部密實，可能會導致基礎底板出現滲漏現象。針對于鬧市中或施工場地緊湊的超大體積混凝土基礎進行澆筑施工時，由于所澆筑混凝土體積巨大，因此傳統的澆筑方法已經不再適用，并且若使用傳統的澆筑方法進行施工，則僅能在夜間進行施工，嚴重影響附近居民生活起居。

如天津某工程，位于天津市濱海新區的繁華地帶內，該工程為超高層建筑，基礎為超大體積混凝土，基礎底板厚度為5.5 m，局部已經達到9.9 m，混凝土強度設計等級為C50P10，單次澆筑量已經達到31 000 m3。因此在對其基礎混凝土進行澆筑時，已經不能使用傳統澆筑方法進行施工，以避免造成交通擁堵和嚴重影響周圍環境。具體施工時，施工項目部經過開會研討，最終使用改造過的溜槽法進行澆筑施工。改造過的溜槽法主要是使用工具式的大口徑溜管，設置“2單3雙”法進行卸料，將混凝土拌合物通過鋼制溜管傳送至施工作業面，最終在40 h內將31 000 m3混凝土澆筑完畢，該澆筑結果已經打破了國內類似工程澆筑時間的記錄。

在上述施工過程中，溜管分為豎向溜管和斜向溜管，其中斜向溜管與地面的傾斜角度為15°，采用格構鋼柱進行支撐；豎向溜管使用直徑為377 mm的管道，管道與管道的連接使用法蘭緊固連接，同時在混凝土柱與基礎連接節點處內也設置377 mm口徑的分支管道進行澆筑。豎向溜管底部設置可360°旋轉接頭，便于與木質溜槽搭接從而澆筑周圍未澆筑的小面積混凝土，增強其可操作性。斜向溜管所使用的格構鋼柱為可拆卸式裝置，澆筑完成后將混凝土澆筑面以上部分進行拆除，將沿基礎頂位置的格構鋼柱進行切割，將混凝土內格構鋼柱部分留滯在混凝土內，避免因取出留滯在混凝土內的鋼柱而對混凝土有所損傷，同時留滯在混凝土內的部分鋼柱還可一定程度的提高混凝土的剛度及強度。混凝土澆筑時在混凝土內預埋測溫設備，便于在養護時對混凝土內部水化熱進行實時監測。使用改造后的溜槽法具有澆筑速度快，澆筑面廣，可操作性強，占地面積小，可旋轉式澆筑等一系列優點。

3 混凝土養護方法

超大體積混凝土澆筑完成后需對混凝土表面進行養護處理，如在混凝土表面灑水養護，并在表面覆蓋塑料薄膜以避免混凝土內部水分散失而導致混凝土表面產生收縮裂縫。并實時監測混凝土內預埋溫度計內溫度和混凝土表面溫度，從而確定混凝土表面鋪設保溫層的厚度及種類，將混凝土內部溫度、混凝土表面溫度及環境溫度進行有效控制。

《大體積混凝土施工規范》中規定：混凝土塊體內外溫差不得大于25 ℃。而在超大體積混凝土澆筑施工后，由于混凝土厚度遠遠超過規范限值要求，混凝土底板溫度一般為70 ℃～80 ℃，而在夏季北方地區環境溫度則在30 ℃左右，將混凝土內部溫度與表面溫度(環境溫度)的差值控制在25 ℃以內則不現實。因此在進行溫度控制時，應采用梯度式溫差變化進行控制，而以底面與頂面溫差變化控制為輔。具體梯度劃分時以基礎頂面50 mm以下每隔1 m～1.5 m為一個梯度，將第一梯度內的溫度與混凝土底板的溫差控制在25 ℃，具體如圖1所示。并且在養護施工時，采用“升溫散熱，降溫保溫”的原則進行施工，升溫散熱是當環境溫度升高時，僅對混凝土表面進行保濕作業，而無需對混凝土表面進行保溫處理；降溫保溫是當環境溫度降低時，對混凝土表面進行保溫養護，以免因溫差較大而在混凝土內部及表面產生較多或較大的收縮裂縫，從而影響基礎混凝土的整體性和耐久性。這種養護方法的原則與傳統養護施工完全不同，該原則同樣也適用于普通混凝土大體

積混凝土養護施工。

4 施工組織管理

由于超大體積混凝土澆筑施工時，單次澆筑量較大，單位時間內澆筑的混凝土量也較大，因此普通的單個混凝土供應商不能確保連續性提供混凝土運輸車和混凝土拌合物需求量，施工方應經建設單位及監理單位同意后同時使用多家混凝土供應商所攪拌的混凝土。施工方應對多家混凝土供應商進行統一原材料進貨、統一配合比、統一調度和統一控制，協調工作量較大，操作手續繁瑣，施工單位應配專業負責人進行統一調度。選用多家混凝土供應商提供混凝土時，應選取實力雄厚、技術水平較高的供應商作為總協調方，配合專業負責人對所供應的混凝土進行協調施工。如在原材料方面，混凝土配合比中所使用的粉煤灰產量較低，而進行澆筑施工時所使用的粉煤灰用量較大，短時間內粉煤灰廠家提供的粉煤灰數量有限，因此總協調方應提前對粉煤灰進行存儲，以免澆筑時不能滿足供應要求；在運輸方面，城市繁華地帶內的交通擁堵，應與交通部分進行溝通協調，選用專用路線和備用路線，以確保交通暢通，避免因交通堵塞而導致混凝土提前硬化。

5 結語

隨著建筑的高度逐漸增加，其下部基礎埋深及基礎厚度也越來越厚，因此在對超高層建筑中的超大體積混凝土進行設計及施工時，應根據項目情況和地理環境對混凝土的配合比及澆筑施工方法、養護方法和溫度控制進行專項研究，以得到各地超大體積混凝土施工的方法，在混凝土達到設計強度及相應驗收條件之外，還應考慮選擇使用的施工方法對周圍環境的影響，將施工對周圍環境的影響降為最低。

[1] 龔 劍,李宏偉.大體積混凝土施工中的裂縫控制[J].施工技術,2012(6):28-32.

[2] 劉京紅,梁 鉦,劉曉華,等.大體積混凝土施工中的溫度監測及裂縫控制[J].河北農業大學學報,2008(2):106-109.

[3] 劉俊賢.大體積混凝土施工控制措施[J].施工技術,2007(S1):110-112.

[4] GB 50496—2012,大體積混凝土施工規范[S].

Research on construction technology of large volume concrete pouring and curing in super-high-rise building

Feng Junwei

(ShanxiSijianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

Starting from aspects of mixing proportion design, concrete casting, maintenance and construction organization management, based on engineering examples, the paper introduces massive concrete construction methods of super-high-rise building, and achieves satisfied construction effect by applying the above-mentioned construction method, which has provided some guidance for similar massive concrete construction in future.

super-high-rise building, massive concrete, casting construction, maintenance method

1009-6825(2017)02-0101-02

2016-11-10

馮君偉(1983- )，男，工程師

TU755

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