冬季施工条件下高强度大体积混凝土一次性连续浇筑施工技术.pdf

第3 3 卷第 1 1 期 Vo 1 33 No 1 1 建筑施工 冬季施工条件 下高 强度大体 积混凝土 一 次性连续浇筑施工技术 Co n s t r u c t i o n Te c hno l o g y f o r One Co nt i nuo us Pl a c e me n t o f Hi g h S t r e ng t h a nd M a s s Co nc r e t e i n W i nt e r Se a s o n 口 刘吴鹛 ( 天津新金融投资有限责任公司 3 0 0 4 5 0 ) 【 摘 要】 超高层建筑的基础底板多数采用超厚的大体积混凝土结构，而大体积混凝土的浇筑施工一直是一个施工难点，尤 其是在北方地区冬季施工的严寒条件下更是如此。结合天津于家堡金融区起步区0 3 - 1 6 地块工程 实 例 ，研究了大体积混凝土在 冬季低温条件下如何实现一次性连续浇筑，并保证施工质量、防止裂缝的产生。其较成功的施工结果，可为今后类似工程提供 借 鉴。 【 关键词】高强度大体积混凝土 冬季施工 一次性连续浇筑 裂缝控制 【 中图分类号】 T U 7 5 5 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 - 1 0 0 1 ( 2 0 1 1 ) l 1 - 0 9 7 5 - - 0 3 1 工程概况及施工难点 于家堡金融区起步区0 3 -1 6地块工程， 位于天津滨海新 区于家堡金融区，属于起步区第一批开发的超高层项 目， 与 起步区其它 5 幢超高层建筑共同处于同一基坑内。 因受场地 条件限制， 仅有北侧及东侧有施工道路 ， 道路宽度为 1 0 m ， 且均为六地块公用施工道路。 主楼为筒中简结构， 地下 3 层、 地上 5 4 层， 建筑总高度 约为 2 4 5 9 m 。主楼基础形式为筏板基础， 混凝土强度等级 为 C 4 5 ， 抗渗等级为 P 8 。 基础底板为不规则五边形 ， 最长边长 度为 6 4 m， 厚度 3 5 m， 总面积约 3 5 1 7 m ， 混凝土方量约为 1 0 8 0 0 m 。依据设计要求， 主楼基础底板必须一次性浇筑完 成 ， 施工时间为 2 0 1 1 年 1 2月中旬， 正值天津地区隆冬季节。 其施工难点主要有： ( 1 )基础底板厚度大、 面积广 ， 一次性连续浇筑难度 高。 主楼基础底板总浇筑方量达到 i 0 8 0 0 m 3 ， 连续浇筑所需 要的机械设备、 人力比较多， 浇筑时间长， 如何实现一次性连 续浇筑 ， 保证浇筑过程中不出现冷缝的难度较大。 ( 2 ) 施工现场场地狭小 ， 周边环境复杂， 大体积混凝土 浇筑施工组织难度大。本工程六地块共处一个基坑内， 周边 仅有两条公用施工道路， 施工期间泵车的停放及混凝土搅拌 车的行驶均受到场地的限制。同时， 基坑内六地块基本同时 开工， 现场条件决定了无法满足两家以上地块同时长时间连 【 作者简介】 刘昊鹏( 1 9 7 5 一 ) ， 男， 工程师， 本科。联系地址： 天 津市滨海新 区塘沽水线路 2号增 1号 于家堡金融区服务中心 ( 3 0 0 4 5 0 ) 。 【 收稿日期】 2 0 1 1 - 1 0 - - 1 9 续浇筑混凝土， 在各地块施工工期都比较紧张的前提下， 与 其它地块的协调组织难度大。 ( 3 ) 大体积混凝土施工正值冬期， 养护要求高。本工程 基础底板大体积混凝土的浇筑时间为 2 0 1 0 年 1 2 月中甸， 依 据 历年气象资料可 知该段 时间内天津 日平均气 温接近 0 c c， 对大体积混凝土的温差裂缝以及防止混凝土表面冻融 的要求远高于正常季节的大体积混凝土施工。 ( 4 ) 主楼基础底板有一定的强度要求。依据 0 3 1 6 地 块的围护体系设计， 需要通过在基础底板上架设斜抛撑的施 工方式以进行围护支撑的转换， 因此对基础底板的混凝土的 强度有一定的早期强度要求。 如何在冬季低温条件下达到一 定的早期强度， 对底板的施工和养护有很高的要求。 2 基础底板大体积凝土施工关键施工技术 2 1 原材料控制技术 高标号混凝土的试配对于保证混凝土的质量而言， 至关 重要。同时， 如何保证冬季施工条件下的大体积混凝土的强 度要求， 更需要首先在原材料的设计控制上来把握。 为了避免大体积混凝土结构裂缝 ，在水泥品种的选取 上， 应优先采用水化热较低、 安定性好、 细度适中的普通硅酸 盐水泥。 在混凝土中掺入适量粉煤灰及能改善水化胶凝物质 组成的矿粉。 粉煤灰取代部分水泥可使混凝土内部顶峰温度 显著降低， 减少混凝土的水化热， 有利于防止大体积混凝土 开裂。矿粉可以降低水泥用量， 延缓水泥水化反应时间显著 改善新拌混凝土的泌水性，还能较好地提高混凝土抗渗能 力。同时应加入适量防冻剂及减水剂。 9 7 5 第 1 1 期 刘吴鹏 ： 冬季施工条件下高强度大体积混凝土一次P -_ 连续浇筑施工技术 1 I 1 2 0 1 1 结合本工程的实际情况， 对基础底板大体积混凝土在配 合比上综合考虑冬季寒冷情况下混凝土水化热的散热途径， 并结合需要采取的保温措施，充分考虑泵送距离的要求， 调 整混凝土配合比设计中的水泥用量。同时， 通过试配和制作 小型试件 ，在低温条件下进行模拟现场养护 ，并在正式实 6 0 d 施前， 提前通过试压。 获得 7 d 、 1 4 d和 2 8 d强度后， 依 据小型试样的实测数据， 调整混凝土的配合比， 最终确定实 施所采用的配合比。 外加剂的选择，应充分考虑大体积混凝土的裂缝控制 ， 并结合天津当地预防碱集料反应的特殊要求， 通过外加剂控 制混凝土的初凝时间来防止裂缝的产生。 经试验确定外加剂 合理掺量。 2 2 一次性连续浇筑技术 依据设计的要求， 主楼基础底板的混凝土必须一次性连 续浇筑 ， 不得留设施工缝， 且由于工程的工期比较紧张 ， 底板 混凝土浇筑施工必须在 2 d 3 d内浇筑完成。 为了保证大体积混凝土能够一次性连续浇筑， 需要从混 凝土生产供应能力、 泵车交通组织、 混凝土浇筑流程等方面 加以控制。我们依据混凝土的浇筑方量 ， 选择 2 家运距适中 的混凝土搅拌站以保证混凝土供应充足。 又依据底板的外形 尺寸， 将底板分成体量大体相同的 6 个区域 ， 布置 6 台固定 泵从底板同一侧开始连续同向分皮分层斜坡式浇捣， 避免施 工冷缝的产生。同时应依据现场地理条件及周边路况， “ 定 线、 定机、 定车、 定人” ， 指定满载及空载搅拌车的行驶路线 ， 采取错峰措施， 避免交通冲突。还需依据底板厚度及钢筋配 置情况 ， 在上皮钢筋处留设 8 0 0 m mX8 0 0 m m洞口， 便于工 人入坑振捣， 避免下层混凝土的漏振。 2 3 测温及养护技术 当混凝土表面与中心温度之差超过 2 5 c c 时， 大体积混 凝土便可能产生温度裂缝。 本工程采用的是塑料薄膜及防火 草帘被对混凝土进行综合蓄热养护。在养护充分的前提下， 为了达到经济实用的目的及充分考虑天津地区冬季温度情 况， 应根据实测温度确定具体的草帘被覆盖层数。 因此， 在混 凝土浇筑前， 应在混凝土内部预埋测温元器件， 以便及时掌 握混凝土温度的变化趋势， 从而减少或增加覆盖层数。 3 主要施工措施 3 1 优化混凝土配合比 设计大体积混凝土配合比， 不仅要考虑短期水化热引起 温度应力的问题 ， 也要考虑混凝土的长期耐久性问题 ， 尤其 是本工程由于围护设计对于底板又有强度要求。实施时， 通 过配合 比计算， 确定初步配合比后 ， 委托专业搅拌站进行试 配， 制作试块。 然后依据 7 d 试压的结果进行适当调整 ， 从而 最终确定大体积混凝土的配合比( 表 1 ) 。 3 2 提高混凝土入模温度 提高混凝土的入模温度， 对混凝土的水化热以及整体的 9 7 6 表 I C 4 5 P 8 混凝土配合比 k g I 强度 抗腐蚀抗裂防 等级 水 水泥 粉煤灰 碎石 矿粉 河砂 减水剂 水剂( C M L A) C4 5 P 8 1 6 7 2 8 0 9 8 1 0 7 5 8 7 6 6 2 7 6 4 3 和易性、 泵送性能都有一定的影响。考虑到施工期间正值冬 季低温， 混凝土拌制时应优先选择加热水， 热水温度不得超 过 8 0 q C 。 若混凝土出机温度达不到 1 5 c c ， 还需对骨料采取 加热、搅拌前用热水冲搅拌机并适当延长搅拌时间等措施。 混凝土罐车应使用定型保温被覆盖 ， 罐车到达现场后应控制 在 0 5 h内浇筑完成 ， 混凝土泵管也应使用保温材料进行包 裹。 3 3 合理布置测温点及测温记录 本工程混凝土测温点沿底板水平轴线呈梅花状布置， 每 根轴线平均设置 3 处测温点， 共计 2 0 处。其中 1 2 处在底板 中部及距上下表面 5 c m处埋设 3根传感线，另外 8处在底 板中部、距上下表面 5 c m及距上下表面 1 m处布置 5 根传 感线( 图 1 、 图 2 ) 。 测温仪嚣采用北京市建筑工程研究院生产 的 J D C - S 型 电子测温仪。 图 1 混凝 土测温点 分布示意 预埋 3 根传感线 预埋 5 根传感线 图2传感线布置示意 根据大体积混凝土早期温升较快、后期降温较慢的特 点 ， 我们对底板采取了先频后疏的观测原则 ： 从混凝土初凝 后开始测温， 持续 2 1 d 。 在混凝土强度达到 4 M P a 前 ， 每 2 h 测温一次 ， 达到 4 M P a 后到第 7 d ， 每 6 h 测温一次 ， 第 8 d 到第 2 1 d ， 每天测温一次。