基础底板大体积砼夏季施工技术措施

基础底板大体积砼夏季施工技术措施

摘要：通过某广播电视中心地下室底板大体积混凝土的施工实践，重点介绍了夏季施工大体积混凝土需要采取的施工方案和技术措施。

关键词：大体积混凝土；施工方案；测温；养护

大体积混凝土施工技术在现代高层建筑的基础部分中应用越来越多，如何解决好大体积混凝土温度应力而导致的结构裂缝仍然是当前非常重要和关键的问题。大体积混凝土有1）水泥用量大，砼强度高；2）配筋率高；3）长厚比也较大；4）升温快，降温也快等特点。引起大体积混凝土裂缝产生的主要原因是由变形引起，当变形受到约束，在砼内部引起应力，当该应力超过混凝土抗拉强度时就会产生裂缝。

1 工程概况

某广播电视中心大楼，主楼为框架剪力墙结构，裙房为框架结构，建筑面积16498.86m2，地下二层，地上十五层，总高度85.8m。该工程地下室基础底板长33.5m，宽23.5m，底板厚1.4m，混凝土浇筑总量达1200多m3，底板底钢筋和面筋均为双向φ25@150，中间一层钢筋为双向φ14@200，底板混凝土强度等级为C30，抗渗等级为P6。由于施工工期紧，要求底板混凝土一次浇筑成功，不留施工缝。该底板砼浇筑完毕经检查未发现任何温度裂缝，砼强度均符合设计要求，工程质量达到优良。

2 施工方案：

2.1 混凝土采取搅拌站集中统一搅拌，砼输送泵一次输送到位的方法。

2.2 混凝土浇筑方向和浇筑顺序：

混凝土采用斜面分层，一次平仓连续施工的方案，分层厚度500mm，根据搅拌站及输送泵所处位置，确定混凝土沿长边方向浇筑（见图2.1示）：

每层浇筑混凝土量为：Q=b·h·d/sin19°

其中：b:浇筑带穿过筏板宽；

h：浇筑带穿过筏板高；

d：为斜向分层厚度；

19°：为自然休止角。

则Q=33.0×1.4×0.5/sin19°=71.0 m3

图2.1

混凝土输送泵每小时平均供应15 m3砼，则每层砼浇筑需时间T=71.0/15=4.7小时，再考虑到混凝土振捣等其它因素，将砼缓凝时间定为8小时。

3 施工准备

3.1 原材料选用：

水泥选用耀县水泥厂生产的“秦岭牌”32.5R普通硅酸盐水泥；砂子选用细度模数在2.65～2.8之间，含泥量小于3%的灞河中砂；石子选用连续级配、含泥量小于1%的5～31.5 mm的莲花寺碎石；粉煤灰选用渭河电厂的Ⅱ级磨细粉煤灰。

3.2 配合比设计：

3.2.1 优化配合比：采用掺加粉煤灰、SP402减水剂和UEA微膨胀剂的方法优化配合比。

3.2.2 配合比的确定：根据设计要求，公司中心试验室经过反复试配，选用混凝土坍落度为160±20mm，缓凝时间为8～9小时，配合比为：水泥345kg；中砂653kg；碎石1162kg；粉煤灰76kg；UEA—N膨胀剂3

4.5kg；SP402减水剂

5.2kg；水180kg。水灰比：W/C=0.52

3.3 施工现场准备：

现场建立统一搅拌站，配备两台500L混凝土搅拌机，一台350L混凝土搅拌机备用。一台HP1200电脑自动计量配料机，二台HBT60混凝土输送泵（其中一台备用）。

4 热工计算

本底板混凝土浇筑正值夏季高温天气（2001年6月底），混凝土浇筑期间大气最高37℃，平均气温32℃。

4.1 混凝土拌合温度：T C

每立方米混凝土原材料重量、温度、比热及热量详见下表：

注：上表材料温度一览中括号前为太阳直晒温度，括号内为采用降温措施后的温度。

不采取降温措施的混凝土拌和温度：

Tc=∑Ti·W·C/∑W·C

=82732.9/2667.67=31（℃）

采用降温措施的混凝土拌和温度：

Tc=∑Ti·W·C/∑W·C

=75683.6/2667.67=28.2(℃)

4.2 混凝土出罐温度T I:

因为砼搅拌机房为敞开式，所以：

T I=Tc=31(℃)

T I (降温)=Tc=28.2(℃)

4.3 混凝土浇筑温度Tj

采用泵送混凝土、输入浇筑地点需用10分钟，浇筑10分钟。

Tj=Tc+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3)

A1、A2、A3为温度损失系数。（温度损失系数Q可查表5-7-2并计算，得知）

装卸料一次：A1=0.032×1=0.032

泵送运输10分钟：A2=0.0037×10=0.037

浇捣10分钟：A3=0.003×10=0.03

则：∑A=A1+A2+A3=0.032+0.037+0.03=0.099 取室外平均气温Tq=32℃计算。

所以混凝土浇筑温度：

Tj=Tc+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3)

=31+(32-31)×(0.032+0.037+0.03)=31.1(℃)

Tj(降温)

= 28.2+(32-28.2)×(0.037+0.03)=28.6(℃)

根据规定，一般砼浇筑温度不能大于30℃，因此原材料必须采取降温措施，所以取Tj=28.6℃。

4.4砼绝热温升Tτ计算：

一般情况下，3天时水化热温度最大，故计算龄期3天的绝热温升，考虑到混凝土强度等级较低（C30）浇筑厚度较小（1.4m）且在夏季炎热气候下施工，混凝土绝热温升计算方法采用建工出版社《高层建筑施工手册》中提供的经验公式（见下式）计算。

Tτ=W/10+F/50

W—每立方米混凝土水泥用量(kg/m3)

F—每立米混凝土中粉煤灰掺量(kg/m3)

则：混凝土3天龄期绝热温升：Tτ=345/10+76/50=36(℃)。

4.5混凝土内部实际最高温度Tmax:

Tmax=Tj+Tτ=28.6+36=64.6℃

4.6 混凝土表面温度Tb(τ)

混凝土采用表面先覆盖两层麻袋（3cm厚），上面再覆盖一层塑料薄膜进行保温。

4.6.1 混凝土的虚铺厚度：

h′=k·λ/β

δi—麻袋保温厚度：取3cm；

λi—麻袋导热系数取0.14W/m·k；

Βq—空气层传热系数取23 W/m2·k

模板及保温层的传热系数β：

β=1/（∑δi/λi+1/βq）

=1/(0.03/0.14+1/23)

=4

λ—混凝土导热系数：取2.33 W/m·k；K—计算折减系数，取0.666

混凝土的虚铺厚度

h′=k·λ/β=0.666×2.33/4 =0.388(m)

4.6.2 混凝土计算厚度：

h—混凝土实际厚度1.4米

混凝土计算厚度：

H=h+2h′=1.4+2×0.388=2.176m

所以：龄期τ时，混凝土内最高温度与外界气温之差：

ΔTτ=Tmax-Tq=64.6-32=32.6(℃)