重慶來(lái)福士廣場(chǎng)筏板基礎(chǔ)大體積混凝土的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（1重慶建工建材物流有限公司，重慶401122；2重慶市建筑材料與制品工程技術(shù)研究中心，重慶401122）

重慶來(lái)福士廣場(chǎng)筏板基礎(chǔ)大體積混凝土的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

石從黎1,2，趙海紅1,2，謝武明1,2

（1重慶建工建材物流有限公司，重慶401122；2重慶市建筑材料與制品工程技術(shù)研究中心，重慶401122）

結(jié)合重慶來(lái)福士廣場(chǎng)T3N筏板基礎(chǔ)C35P8大體積混凝土的設(shè)計(jì)要求，在現(xiàn)有C40大體積混凝土配合比的基礎(chǔ)上擬定該C35P8配合比。思路如下：降低水泥用量、適當(dāng)增大水膠比、內(nèi)摻37%的摻合料（粉煤灰+礦渣粉）與7%的膨脹劑；進(jìn)行工作性能及強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果為：擴(kuò)展度550mm、絕熱溫升值39.3℃、60d抗壓強(qiáng)度55.3MPa、抗?jié)B等級(jí)≥P8。生產(chǎn)澆筑過(guò)程順利，平均入模溫度28.6℃，拆模后表觀質(zhì)量較好，混凝土28d留樣試件強(qiáng)度保證率達(dá)到100%。該大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)滿足施工要求，工程應(yīng)用效果良好。

筏板基礎(chǔ)；大體積混凝土；超高層；配合比設(shè)計(jì)

1 工程概況

重慶來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目位于長(zhǎng)江與嘉陵江兩江交匯的朝天門，是一個(gè)集住宅、辦公樓、商場(chǎng)、服務(wù)公寓、酒店、餐飲會(huì)所為一體的城市綜合體，為重慶市重點(diǎn)工程。其中T3N塔樓建成后將以356m的標(biāo)高成為重慶市的新地標(biāo)。

重慶來(lái)福士廣場(chǎng)T3N塔樓由外框架(巨柱＋腰桁架)+核心筒+混合伸臂組成，塔樓主體筏板基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，60d齡期評(píng)定，抗?jié)B等級(jí)P8，耐久性設(shè)計(jì)年限為100年。混凝土總體需求量為9000m3，分兩次澆筑成型：第一次澆筑3000m3，第二次澆筑6000m3。該筏板基礎(chǔ)最厚處達(dá)8m，平均厚度為4m，屬于大體積、易開裂混凝土。

圖1 重慶來(lái)福士廣場(chǎng)效果圖與T3N塔樓俯視圖

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 混凝土技術(shù)特點(diǎn)與難點(diǎn)

該混凝土工程的技術(shù)難點(diǎn)在于：（1）一次性澆筑體量大、混凝土內(nèi)部散熱困難，由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力極易導(dǎo)致混凝土開裂破壞；（2）因受交通擁堵限行與施工場(chǎng)地狹窄的影響，混凝土澆筑時(shí)間長(zhǎng)、工作性控制難度大；（3）對(duì)抗?jié)B等級(jí)、耐久年限有較高要求。

混凝土施工項(xiàng)目方提出的具體技術(shù)要求為：混凝土入模坍落度（200±20）mm，入模溫度不大于32℃，最大溫升值不超過(guò)50℃，內(nèi)表溫差不超過(guò)25℃，混凝土表面與環(huán)境溫度差不超過(guò)20℃。

2.2 技術(shù)路線

該工程混凝土技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)與我司近期澆筑財(cái)富中心筒體基礎(chǔ)筏板相似，財(cái)富中心筒體部位由1個(gè)獨(dú)立筏板組成，筏板厚度為2.7m；基礎(chǔ)面積約550m2，混凝土量約1500m3；為大體積混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。財(cái)富中心筒體筏板工程在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，以較大摻量粉煤灰和礦渣粉代替水泥[1-2]，在保證強(qiáng)度的同時(shí)降低水化熱，計(jì)算最大絕熱溫升值42.0℃，經(jīng)過(guò)約70h泵送，混凝土一次澆筑完成，通過(guò)對(duì)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)，其28d、60d平均強(qiáng)度分別達(dá)到55.0MPa、63.3MPa。拆模后淋水養(yǎng)護(hù)，混凝土表面無(wú)溫度裂縫，外觀質(zhì)量較好。

在財(cái)富中心大體積筏板混凝土成功澆筑的基礎(chǔ)上，進(jìn)行該工程配合比的調(diào)整與驗(yàn)證：同樣采取粉煤灰與礦渣粉復(fù)摻的思路[3]，在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)大水膠比，以保證膨脹劑充分參與水化反應(yīng)，選用生產(chǎn)用原材料進(jìn)行混凝土工作性、絕熱溫升、力學(xué)性能與耐久性的驗(yàn)證，并通過(guò)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)澆筑及養(yǎng)護(hù)等措施控制混凝土表面溫度裂縫的產(chǎn)生。

同時(shí)，由于該工程以60d齡期作為抗壓強(qiáng)度驗(yàn)收依據(jù)，決定采用非早強(qiáng)水泥，盡量降低水泥用量，控制混凝土早期水化熱[4]。

最后，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，膨脹劑不得用于長(zhǎng)期環(huán)境溫度超過(guò)80℃的工程中[5]，同樣在高強(qiáng)度等級(jí)、厚大混凝土結(jié)構(gòu)中由于內(nèi)部水分不足，膨脹劑的作用較難發(fā)揮[6]；但在該工程中由于選用較大水膠比，內(nèi)部最高溫度能夠控制在80℃以下，為了保證該筏板基礎(chǔ)混凝土的抗?jié)B性和耐久性，控制混凝土收縮，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，決定內(nèi)摻7%的膨脹劑。

2.3 原材料選擇

（1）水泥：采用P·O42.5水泥，主要物理性能指標(biāo)如表1所示。

表1 水泥主要性能指標(biāo)

（2）礦物摻合料

粉煤灰：Ⅱ級(jí)粉煤灰，主要物理性能指標(biāo)如表2所示。

表2 粉煤灰主要物理性能

礦渣粉：S75級(jí)，主要物理性能指標(biāo)如表3所示。

表3 礦渣粉主要物理性能

（3）細(xì)骨料：混合砂，主要物理性能指標(biāo)如表4所示。

表4 細(xì)骨料主要物理性能

（4）粗骨料：選用粒徑5～10mm與10～20mm的兩級(jí)配碎石。

（5）減水劑：緩凝型高性能聚羧酸減水劑，主要物理性能指標(biāo)如表5所示。

表5 減水劑主要物理性能

（6）膨脹劑：ZY-1。

（7）拌合用水：自來(lái)水。

2.4 配合比確定

原C40大體積混凝土配合比及性能檢測(cè)結(jié)果如表6、表7所示。

表6 C40大體積混凝土配合比（kg/m3）

表7 C40大體積混凝土性能檢測(cè)指標(biāo)

在上述配合比基礎(chǔ)上，降低水泥用量，增大摻合料摻量，適當(dāng)增大用水量，進(jìn)行混凝土性能的試配驗(yàn)證試驗(yàn)，擬定C35P8配合比如表8所示。

表8 C35P8大體積混凝土配合比（kg/m3）

其試配結(jié)果如表9所示。

表9 C35P8大體積混凝土性能檢測(cè)指標(biāo)

拌合物性能檢測(cè)如圖2所示。

圖2 混凝土拌合物坍落度與擴(kuò)展度檢測(cè)

由上述試配結(jié)果可以看出，該配合比工作性能、絕熱溫升、力學(xué)性能以及抗?jié)B性均能夠滿足要求。為進(jìn)一步驗(yàn)證該配合比的符合性，以此為基準(zhǔn)上下浮動(dòng)0.05的水膠比進(jìn)行了強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)證，并最終確定選用該配合比。

3 混凝土應(yīng)用及效果

3.1 生產(chǎn)與施工過(guò)程

3.1.1 混凝土生產(chǎn)

為保證該工程質(zhì)量，從原材料入場(chǎng)檢測(cè)、配合比設(shè)計(jì)、混凝土運(yùn)輸、澆筑以及養(yǎng)護(hù)等方面均采取了相應(yīng)的技術(shù)措施：

（1）每種原材料均來(lái)源于同一廠家、同一品種、同一批次，儲(chǔ)備量至少滿足7500m3要求。

（2）生產(chǎn)供應(yīng)前1h，對(duì)混凝土影響較大的外加劑、水、粉料稱進(jìn)行重新校核，嚴(yán)控?cái)嚢钑r(shí)間，以保證混凝土拌合物的各組成材料拌合均勻，混凝土拌合物有良好的和易性和可泵性。

（3）出料時(shí)，由技術(shù)人員對(duì)該任務(wù)混凝土進(jìn)行開盤鑒定，滿足工作性后方可出站，每100m3混凝土成型取樣1次，并增加制作1組試驗(yàn)齡期為60d的試件。

3.1.2 混凝土澆筑

混凝土最大單次方量為6000m3，采用2臺(tái)車泵和1臺(tái)車載泵同時(shí)進(jìn)行泵送澆筑，澆筑時(shí)間控制在50h內(nèi)。此次車載泵泵送管道距離約150m，為保證此次混凝土的連續(xù)供應(yīng)，辦理40臺(tái)罐車道路通行證，站內(nèi)調(diào)度通過(guò)GPS車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)的管理，充分利用系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛運(yùn)行狀況的功能，確保供應(yīng)的及時(shí)性和連續(xù)性，合理的安排澆筑順序以避免產(chǎn)生施工冷縫。

混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，在監(jiān)理、施工單位及技術(shù)人員共同確認(rèn)混凝土工作性能、入模溫度（平均28.6℃）合格后，才能入模澆筑（如圖3）。如坍落度偏小，可添加二摻外加劑高速旋轉(zhuǎn)車罐體，調(diào)整合格再卸料澆筑，質(zhì)量不符合施工要求的混凝土禁止入模，同時(shí)嚴(yán)格按規(guī)定留取立方體強(qiáng)度試件。

混凝土澆筑完成后，采用薄膜覆蓋，同時(shí)在混凝土表面蓄10～20cm水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)。

圖3 筏板基礎(chǔ)混凝土泵送澆筑現(xiàn)場(chǎng)

3.2 應(yīng)用效果

3.2.1 表觀質(zhì)量

拆模觀察混凝土表觀質(zhì)量良好，無(wú)明顯溫度裂縫產(chǎn)生。

3.2.2 抗壓強(qiáng)度

在大體積筏板混凝土澆筑期間共留置40組混凝土試件，并對(duì)其強(qiáng)度發(fā)展進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果如表10所示。

表10 混凝土出廠留樣強(qiáng)度

在7d齡期時(shí)，出廠混凝土平均抗壓強(qiáng)度值達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%以上，28d平均抗壓強(qiáng)度值達(dá)到133%，強(qiáng)度滿足率P為100%，60d抗壓強(qiáng)度值更是達(dá)到了151%，混凝土出廠質(zhì)量得到有效保障。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）根據(jù)該工程混凝土技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)，結(jié)合施工單位近期類似工程生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，采用大摻量摻合料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和驗(yàn)證試配，其工作性能、力學(xué)性能、絕熱溫升以及抗?jié)B性能均滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）工程應(yīng)用表明：該混凝土工作性能較好、入模澆筑順利；其表觀質(zhì)量?jī)?yōu)良，無(wú)明顯溫度裂縫產(chǎn)生；經(jīng)出廠混凝土留樣檢測(cè)，28d強(qiáng)度平均值達(dá)到133%，強(qiáng)度保證率100%，較好地保證了工程質(zhì)量。

[1]劉明均，雷鳴煒，呂文武，等.大摻量礦物摻合料混凝土技術(shù)在大型基礎(chǔ)底板工程中的應(yīng)用[J].混凝土世界，2011(1)：58-60.

[2]趙日煦，龐二波，高飛，等.武漢綠地中心C50大體積底板混凝土試驗(yàn)與工程應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2014(24)：01-05.

[3]閻培渝，胡瑾，周予啟.大體積底板混凝土施工技術(shù)路線選擇[J].施工技術(shù)，2013(42)：32-34.

[4]中國(guó)冶金建筑協(xié)會(huì).GB 50496-2009大體積混凝土施工規(guī)范[S].住建部，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2009.

[5]住建部，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50119-2013混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.

[6]閻培渝.一分為二看膨脹劑的使用[J].商品混凝土，2007 (5)：1-2.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

Design and Application of Mass Concrete for Raft Foundation in Chongqing

Combined with the design requirements of C35P8 mass concrete for the raft foundation T3N,the C35P8 proportion ratio is planed based on the existing proportion ratio of C40 mass concrete.The reasons are as follows:decreasing the amount of cement,increasing the ratio of water and binders properly,adding 37%mineral admixture(fly ash and ground slag)and 7%concrete expansion;verifying its working performance and mechanical property,with the verification results as the following:slump flow of 550mm,an adiabatic temperature increase of 39.3℃,60d compressive strength of 55.3MPa and permeability being/greater than P8.The process of producing and casting goes well with the average casting temperature of 28.6℃and good performance.The strength reliability reaches 100%after 28 days curing.Above all,the proportion ratio design for this mass concrete satisfies the construction requirements with quite good application effects.

raft foundation;mass concrete;super high-rise;proportion ratio design

TU528

A

1671-9107（2017）04-0058-03

基金論文：該論文為重慶建工集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目“超高層泵送混凝土配制與施工關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用示范”基金論文之一。

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.04.058

2016-12-28

石從黎（1981-），男，四川德陽(yáng)人，研究生，高級(jí)工程師，從事混凝土產(chǎn)品及其技術(shù)的研究開發(fā)。