某超厚底板大體積混凝土施工技術研究

汪 漫 （肥西縣住房和城鄉建設局，安徽 合肥 231200）

0 引言

隨著城市建設的不斷發展，人們對高層建筑的需求也愈發增長，因此大體積混凝土的施工技術備受關注。大體積混凝土指的是單次澆筑量較大、厚度較厚的混凝土結構，通常應用于高層建筑的地基、底板等重要部位。A 塔樓建筑工程作為一個具有代表性的案例，對于研究超厚底板大體積混凝土施工技術具有重要的實踐意義。通過對該工程的深入研究和總結，可以為類似工程提供一定的經驗和技術支持。

1 工程概況

1.1 工程規模與特點

A 塔樓作為一座引人矚目的地標性建筑，總高度為342m，分為地上76層和地下3 層。其獨特的結構形式采用了型鋼混凝土框架與核心筒結構，并以樁筏基礎作為堅實的基石，保證了整體結構的穩定性和安全性。工程的基坑核心筒區域深度達到了27.50m，展現了高難度的施工技術。總而言之，A 塔樓工程以其聳立高度、復雜結構和技術難度，成為了建筑領域的一顆璀璨明珠。

1.2 相關參數

A 塔樓工程的基坑核心筒區域深度達到了27.50m，這個深度的設計不僅考慮到了建筑的高度，也確保了工程的穩定性和安全性。此外，在基坑核心筒區域，底板的厚度達到了4.50m，并且局部區域的底板甚至達到了12.80m。這樣的底板設計不僅為建筑的穩定提供了堅實保障，也為后續施工提供了堅實的基礎。A 塔樓的基礎底板總面積達到了6516m2，這使得一次性澆筑成為了必然選擇。此外，混凝土的強度等級設計為C40，表明了其在承受壓力和負荷方面的優越性能。

1.3 施工技術難點

在A 塔樓工程的施工過程中，面臨著諸多技術難題。首先，對于超厚底板的澆筑，需要采取科學的施工方法以保證施工質量。其次，基坑核心筒區域的深度和底板厚度都遠超一般建筑工程，因此在施工過程中需要充分考慮承重和穩定性等因素。此外，龐大的基礎底板面積也需要合理的施工組織和流程，以保證工程的高效推進。解決這些技術難題需要施工方具備豐富的專業知識和施工經驗，同時也需要科學的工程管理手段來保證工程順利進行。

2 混凝土原材料要求

2.1 水泥的選擇與質量標準

在A 塔樓工程中，水泥的選擇和質量標準直接影響到混凝土的整體性能。因此選擇強度等級為42.5MPa 的普通硅酸鹽水泥，其具備良好的抗壓強度和耐久性。同時，根據地下水的腐蝕性，在水泥中摻入了適量的復合防水劑以提高混凝土的防水性能。這一方法不僅起到了防水作用，還能減少拌合水的用量，同時在相同水灰比的情況下減少水泥的使用量，降低水化熱的產生，有效地控制了混凝土的收縮變形。通過對水泥的嚴格選擇和質量控制，保證了混凝土的整體性能符合設計要求。表1 中列出了所選用水泥的化學指標和強度指標，都在相應的國家標準范圍內，保證了水泥的質量穩定可靠。

表1 水泥化學指標和強度指標

表2 大體積混凝土表面處理詳細措施

表3 大體積混凝土收縮裂縫控制措施

這些嚴格的選材標準和質量要求為后續的混凝土澆筑提供了堅實的基礎，保障了工程的施工質量和整體性能。

2.2 普通硅酸鹽水泥的應用

普通硅酸鹽水泥在A 塔樓工程中發揮了關鍵作用。 其強度等級為42.5MPa，這保證了混凝土的承載能力和耐久性。普通硅酸鹽水泥具有良好的通用性和工程適應性，能夠在各種復雜工程條件下發揮穩定的性能。通過對硅酸鹽水泥的應用，保證了混凝土的耐久性和整體強度能夠滿足工程要求。此外，普通硅酸鹽水泥的適用性廣泛，可以在不同的工程條件下靈活使用，為工程施工提供便利。同時，硅酸鹽水泥的具體應用需要符合國家相關標準和規范，本工程嚴格遵循《水泥強度等級與標號》（GB 175-2007）等國家標準，確保水泥的選擇和應用符合工程質量的要求。通過對硅酸鹽水泥的科學應用，為后續的混凝土施工奠定堅實的基礎，保證工程的穩定性和可靠性。

2.3 防水要求與復合防水劑的使用

復合防水劑在本工程中的應用起到了關鍵的作用，它不僅可以顯著提高混凝土的抗滲性能，同時也能有效減少拌合水的使用量，降低水灰比，從而控制水化熱的產生，減緩混凝土的升溫速率。這對于大體積混凝土的施工來說至關重要，可以有效地避免由于水化熱過大而導致的溫度裂縫等問題。此外，復合防水劑還能降低混凝土的收縮變形，提高混凝土的整體穩定性。通過合理地選擇和應用防水劑，可以保證混凝土結構在長期使用中不會受到水分的侵害，延長工程的使用壽命，保證工程的可靠性和安全性。本工程嚴格按照《混凝土復合防水劑》（GB/T 23445-2009）進行選材和應用，確保防水劑的性能符合工程要求。通過科學合理地應用防水劑，為工程的順利施工奠定了堅實的基礎，保證了工程的質量和可靠性。

2.4 粗骨料與細骨料的優選

對于粗骨料，選擇了符合《普通混凝土用碎石》（GB/T 14685-2011）的碎石作為首選材料。其粒徑在5～25mm 之間，含泥量控制在1%以下，這保證了混凝土的均勻性和穩定性。同時，選用粒徑大、級配良好的石子可以有效降低水泥用量，減緩水化熱的產生，控制混凝土的升溫速率，從而保證施工過程的順利進行。在細骨料的選擇上采用符合《普通混凝土用砂》（GB/T 14684-2011）的中砂作為主要原料。其細度模數在2.6～2.8之間，含泥量控制在3%以下，砂率要求在38%～45%之間，保證了混凝土的均勻性和穩定性。相比于細砂，中砂的使用可以減少約10%的用水量，同時相應減少水泥用量，降低水化熱，控制混凝土的升溫速率，減少混凝土的收縮變形。

2.5 選用碎卵石和中砂的原因

碎卵石是一種具有良好力學性能的粗骨料，在5～25mm 的粒徑范圍內，含泥量不大于1%，具備了較好的力學穩定性和抗壓強度，能夠為混凝土提供足夠的強度支撐。此外，碎卵石的級配良好，能夠有效降低水灰比，減少用水量，有利于控制混凝土的水化熱，降低升溫速率，從而減輕施工過程中的溫度影響。中砂作為細骨料，在2.6～2.8的細度模數范圍內，含泥量不超過3%，具有良好的細度和均勻性。相對于細砂，采用中砂可以減少約10%的用水量，同時相應減少水泥用量，降低水化熱，控制混凝土的升溫速率，減少混凝土的收縮變形，使混凝土在施工過程中能夠保持更好的流動性和坍落度。選用碎卵石和中砂作為原材料，充分考慮了它們在力學性能、級配特性和對混凝土溫度控制的影響，為A 塔樓工程提供了可靠的材料基礎。

2.6 石子的粒徑與含泥量要求

石子的粒徑應當符合5～25mm 的要求，這個范圍的石子具有適中的顆粒大小，可以在混凝土中形成良好的骨料骨架，提供足夠的強度支撐。同時，這個范圍內的石子也便于混凝土的坍落性和流動性，有利于施工過程中的澆筑和振搗；含泥量不大于1%。含泥量的高低會直接影響到石子的清潔度和粘結性，高含泥量會導致混凝土骨料表面附著著色劑、泥土等雜質，從而影響混凝土的強度和耐久性。通過精心篩選和控制石子的粒徑和含泥量，保證了A 塔樓工程中混凝土原材料的質量和穩定性。這不僅有利于提高混凝土的力學性能，也為工程的持續施工提供了可靠保障。

3 混凝土配合比設計

3.1 水泥用量控制與防水要求

在A 塔樓建筑工程中，合理控制水泥用量是保證混凝土強度與耐久性的關鍵一環。根據實地測定與實驗數據，每立方米混凝土中摻入420kg的普通硅酸鹽水泥，保證混凝土28d 抗壓強度在52.5MPa 以上。同時，為了進一步提高混凝土的抗滲性能，嚴格按照《混凝土外加劑》（GB/T 23445-2009）的要求，將復合防水劑的摻量控制在每立方米混凝土5%的比例，有效地抵御了外部水分的滲透，確保了混凝土結構的耐久性。

3.2 石子的級配與粒徑要求

為保證混凝土的均勻性與強度，需在石子的選擇上嚴格遵守《普通混凝土用碎石》（GB/T 14685-2011），選擇符合要求的骨料，保證骨料的質量穩定和性能優良。同時，在石子的級配方面，需根據工程的具體要求，通過科學的配比設計，保證混凝土內部結構的緊密性與穩定性。

3.3 控制水化熱的策略

控制水化熱是在混凝土澆筑過程中至關重要的一環，特別是針對A 塔樓這樣基坑深度較大、底板厚度較厚的大體積混凝土結構工程，更需要采取有效的措施來降低水化熱釋放速率，以防止由于過快的水化反應導致的溫度升高，從而引發裂縫或熱應力的產生。首先在配合比設計中合理控制了水泥的用量，確保了適度的水泥摻量。其次，針對混凝土的澆筑方式，采取分段、分層、踏步式的澆筑方法，將大體積的混凝土分割成相對小塊的單元，降低了單元內部的水化熱積聚效應。最后，采用了降溫措施，在混凝土澆筑后及時進行降溫處理，有效地控制了水泥水化反應速率。特別是在A 塔樓的核心筒區域，還采用了埋設波紋管的降溫技術，通過對循環水的流動控制，將內部溫度穩定在合適的范圍內，避免了溫度過快上升。

3.4 防水劑的應用

在混凝土的配合比設計中，需特別注重防水劑的選用與應用。嚴格遵循《混凝土外加劑》（GB/T 23445-2009）的要求，將復合防水劑充分摻入混凝土中，形成一層有效的防水保護膜，保障混凝土結構的耐久性與抗滲性能。通過上述配合比設計的策略與措施，有效地保證了A 塔樓建筑工程混凝土的整體性能，為工程的安全穩定奠定了堅實基礎。

4 A塔樓施工常見問題與解決對策

4.1 大體積混凝土表面處理

在混凝土澆筑后2～3h 內進行表面處理，包括用大木杠刮平和木抹子搓平，反復抹壓不少于4 遍，以閉合收水裂縫。及時處理混凝土泌水，避免粗骨料下沉和混凝土表面水泥素漿過厚，導致強度不均和產生收縮裂縫。清掉部分浮漿，用長刮尺刮平，并搓平壓實。在混凝土攤平收面前，使用振動棒拖振筏板表層。

4.2 溫度問題控制措施

合理安排澆筑計劃，選擇在平均溫度約為10℃的時段進行，有利于大體積混凝土的澆筑。控制混凝土配合比中水泥用量，確保不低于泵送混凝土的最低要求，同時摻加高效減水劑和膨脹劑以降低水化熱。采取針對大風天氣的擋風措施，增加混凝土表面的抹壓次數，并及時覆蓋塑料薄膜。注意在大風天氣施工時，應及時采取相應措施，保護混凝土表面免受風力侵害。天氣預報監測要及時更新，確保施工過程中能夠根據最新的天氣信息進行調整。溫度測量與監測要準確可靠，若有溫度異常情況需及時發現并采取相應措施。控制混凝土溫度均勻上升可以減少溫度差異帶來的應力，保證混凝土的整體性能。

4.3 大體積混凝土收縮裂縫問題處理

采用分層澆筑法，減少每次澆筑的蓄熱量，從而減少溫度應力。選擇良好級配的粗骨料，加強混凝土的振搗，提高混凝土密實度和抗拉強度，減少收縮變形。采取二次振搗法，及時排除表面泌水，提前覆蓋保溫材料，以提高早期抗拉強度和齡期彈性模量。確保鋼筋綁扎間距均勻，保證混凝土保護層厚度，以利于抗裂。加強旁站，防備漏振，及時進行補震，保證養護工作的有效進行。注意電梯井基坑的澆筑，做好防傾斜措施，以保證電梯井的穩定。這些措施綜合考慮了大體積混凝土施工過程中的各種因素，包括表面處理、溫度控制和收縮裂縫等問題，并提供了相應的技術對策以保障工程質量和施工安全。

通過以上技術措施的實施，成功地解決了大體積混凝土遇到的收縮裂縫和澆筑質量控制問題。采用分層澆筑法減少了溫度應力，選擇良好級配的粗骨料和加強混凝土的振搗提高了混凝土的密實度和抗拉強度，減少了收縮變形。二次振搗法及時排除了表面泌水，提高了早期抗拉強度和齡期彈性模量。同時，通過加強鋼筋綁扎和養護工作，保證了施工質量的穩定性和可靠性。這些技術措施的實施為類似工程提供了有力的參考和借鑒，為解決大體積混凝土施工中的缺陷問題提供了有力的技術支持。

5 結論

通過對A 塔樓建筑工程中超厚底板大體積混凝土施工技術的研究與實踐，有效地保障了混凝土的整體性能。所采用的技術措施在工程實踐中取得了顯著的效果，為類似工程提供了可靠的參考。隨著大體積混凝土結構工程的不斷發展，將進一步完善配合比設計，探索更多的混凝土技術創新，提高施工效率與質量。同時，也將結合新材料與技術，持續改進施工方法，為未來類似工程的建設提供更為可靠的技術支持。