房屋建筑筏板基礎大體積混凝土施工技術研究

印錫平，李勇偉，宋康康，劉星宏

（中電建路橋集團西北基礎設施建設有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

我國房屋建筑修建的復雜性逐漸增加，規模也越來越大，大體積混凝土的應用也逐漸增多，大體積混凝土的裂縫控制顯得十分重要，因此，我國大量學者進行了研究。王鐵夢教授進行了大量的試驗與嘗試，對大體積混凝土水化熱溫度計算和溫度應力的具體計算公式進行了推導。張亞峰結合中鐵一局辦公樓筏板基礎大體積混凝土研究發現，大體積混凝土澆筑后應該及時對混凝土進行覆蓋，使其得到良好的養護。朱登遠指出在進行大體積混凝土溫度監測時，應該同時對混凝土的表面溫度、內部溫度以及大氣的溫度進行測量。隨著我國房屋建筑行業的發展，現有的關于大體積混凝土結構研究的發展一直難以滿足工程實際需求，需對大體積混凝土的施工技術展開進一步的研究。

2 工程概況

車張佳園位于西安市灃東新城行政轄區內（見圖1），規劃凈用地約9hm2（135畝），總建筑面積約42.2萬m，用地性質為居住用地。地上建筑面積約為285000m，地下建筑面積約為137000m，包含住宅、相關配套商業、商務辦公區域、兩層地下車庫及其他配套公建等設施。其中地上建筑面積包括住宅 241609.36m，商業 32680.68m，配套公建5906.59 m，幼兒園4617.58m，地下建筑面積137241.5m包括地下車庫110710.7m，地下設備用房 5510.7m，地下人防 10764.2m，其他部分10255.9m）。車張佳園各樓位基礎筏板厚度均超過1m，各樓位筏板信息見表1。

圖1 車張佳園總平面圖

各樓位筏板基礎大體積混凝土信息表 表1

3 大體積混凝土澆筑方案

3.1 混凝土澆筑機械選型

本工程采用兩臺臂長為56m的360°回轉重型汽車泵進行筏板基礎大體積混凝土的澆筑，其額定最大泵送量為90m3/h。零星混凝土由現場的環形道路及非道路移動機械配合進行澆筑。

3.2 混凝土的拌合與運輸

采用12m3混凝土罐車進行混凝土的運輸，并使用1～2臺汽車泵將混凝土泵送入模。在設計大體積混凝土配合比時不僅要使施工后的混凝土達到一定的強度，還要對混凝土內的水化熱進行控制。

將混凝土的凝結時間加長以及在混凝土中加入粉煤灰可以降低混凝土的內部溫度，此外，加入一定量的膨脹劑可減少大體積混凝土的收縮。施工時不得在混凝土結合面留置施工縫，并且混凝土的初凝時間也有一定的要求，一般為10h以內。

混凝土在商品混凝土站制備好后，從混凝土罐車運輸出站到運至現場入倉的時間不得大于兩小時，在混凝土澆筑的過程當中，商品混凝土站與施工現場還需時刻保持溝通，合理安排好供應進度。

混凝土原材料配合比、溫度及比熱 表2

3.3 混凝土的澆筑

本工程泵送混凝土時應對坍落度進行控制，按圖紙設計劃分分塊進行后澆帶的澆筑，分為東單元、西單元兩部分進行；車庫抗水板及獨基按照車庫分區進行澆筑。

以3號樓為例，筏板長為97.3m，寬為22.1m，平均厚度約為1.2m，總體積2580.4m3。按照每個單元的后澆帶所在位置進行分塊，本工程的最大塊面積為693m3，樓最大塊體積為731m3，混凝土初凝時間設為六小時，此時混凝土分層厚度為6×60/731≈0.5m，同時考慮到混凝土熱量散失的要求，分層澆筑厚度設為50cm。

4 質量控制技術措施

4.1 混凝土施工質量控制的內容及方法

首先對筏板基礎大體積混凝土的整個施工過程進行拆分，對各階段進行質量預控，控制流程如圖2所示。

圖2 大體積混凝土質量預控流程圖

為了降低大體積混凝土施工時的溫度，減少混凝土裂縫的出現，擬在大體積混凝土施工時應用的措施如下：

①采用冷水攪拌；

②覆蓋混凝土原材料，減少陽光的直曬，并采取措施對砂、石的溫度進行控制；

③使用濕麻袋包裹混凝土的輸送泵管，并澆冷水進行降溫。

為對大體積混凝土的澆筑溫度進行更為合理的控制，對施工時混凝土的溫度進行了計算，分析其是否滿足規范要求。

4.1.1 混凝土拌制溫度Tc

每立方米的混凝土原材料配合比、溫度以及比熱如表2所示。Tc=ΣTi×W×C/ΣW×C，則混凝土拌和溫度為19.7℃。

4.1.2 混凝土出罐溫度T

T=T=19.7℃

4.1.3 混凝土澆筑溫度T

T=T+（T-T）A，其中T為環境溫度，取20℃，溫度損失系數A在澆搗10分鐘的情況下：A=0.03×10=0.3，計算得出T=19.79℃。

4.1.4 混凝土絕熱溫升T

混凝土澆筑厚度為1.5m。T=WQ（1-e-mt）/cρ，使用強度等級為42.5的普通水泥，則其中W=350kg，Q=377kJ/kg，C=0.97kJ/kg·K，ρ=2400kg/m3。則T=350×377×0.729（/0.97×2400）=36.6℃。當澆筑厚度為1.3m時，ξ取0.81，則T＝T×ξ＝36.6×0.81=29.6℃。

4.1.5 混凝土內部最高溫度T

T=T+T=19.79+29.6=49.39℃

4.1.6 混凝土表面溫度T

通過分析，選用一層塑料薄膜以及兩層棉氈覆蓋混凝土。

保溫層隔熱系數β=1/(Σδ/λ+1/β)=1（/0.02/0.58+1/23）=12.82，其中 保溫材料厚度δ取0.02m，保濕材料系數λ取0.58，空氣層傳熱系數β取23。

綜上所述,應用集束化護理措施,能夠顯著降低呼吸機相關性肺炎患者的機械通氣時間、呼吸機相性肺炎發生率,并有助于提高護理質量與患者滿意度,值得臨床廣泛推行。

混凝土虛鋪厚度為h=kλ/β，λ為混凝土導熱系數，取2.33，k為計算折減系數 取 0.666，h=0.666×2.33/12.82=0.122m。

混凝土計算厚度為H=h+2h，本項目中混凝土的實際厚度h為1.3m，則H=1.3+2×0.122=1.544m。

則混凝土表面溫度T=[T+4×h（H-h）×△T(t)]/H=20+4×0.122×（1.544-0.122）×29.39/1.544=32.9℃ ，其中△T(t)=T-T=49.39-20=29.39℃。

由此得出，大體積混凝土表面溫度與大氣溫度之差為12.9℃，大體積混凝土的最高溫度與表面溫度差16.49℃，符合混凝土結構工程施工規范的要求，使用一層塑料薄膜和兩層棉氈作為覆蓋材料。

4.2 大體積混凝土溫度測量

對此大體積混凝土的溫度控制進行上述分析后，對實際施工時混凝土的溫度進行了測量。測溫管采用ф20薄壁鋼管，在筏板混凝土澆筑時由專門的施工人員進行測溫管的埋設，測溫孔的剖面圖如圖3所示，所有測溫孔都進行了序號排列，布置間距為6m，插入了不同深度對溫度進行測量。測溫采用酒精介質溫度計，同時應測大氣溫度?，F場溫度測量結果表明，內部與外部的溫度之差控制在25℃以內，該澆筑方案及質量控制措施合理可行，具有應用價值。

圖3 測溫孔剖面圖

5 結論

②大體積混凝土澆筑前依照相關規范對混凝土施工時的溫度進行了理論計算與分析，并結合實際過程提出了相應的方法及措施控制混凝土質量，在控制大體積混凝土澆筑的溫度時取得了一定的效果，為工程質量提供了保證，可為相關工程提供一定的經驗。