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高层建筑大体积混凝土施工与温度控制

摘要：本文结合合肥某商贸城工程实例，分析了该工程大体积混凝土施工难点，从混凝土配合比设计、混凝土浇筑、施工工序控制等方面，阐述了大体积混凝土的施工工艺及其温度控制措施，可供类似工程施工参考。
关键词：高层建筑，大体积混凝土；配合比设计；温度控制
1项目概况
合肥某商贸城位于合肥市新站区，9#和10#为高层商务办公楼，采用的是筏板基础，底板厚度1200mm，塔楼基础底板和承台部位局部位混凝土局部厚度达2900mm。混凝土浇筑范围一次浇筑范达2000m2、一次连续浇筑混凝土用量高达2800m3。
2施工难点分析
结合工程项目的实际情况，分析大体积混凝土在实际施工中存在的难点：（1）有着较大且厚的底板，同时要求一次性浇筑完成的混凝土量也较多，为保证浇筑施工质量，应严格控制冷缝、裂纹出现，而在此施工过程中常需要做大量的组织协调工作和准备工作。（2）施工过程中如何科学选择原材料，如何灵活搭配原材料比例，才能够使浇筑过程中产生的水化热降低，成为施工重点考虑问题。（3）应重点关注电梯基坑四周底板的散热情况，此位置在浇筑时产生热量较大，散发显得较为困难，在监测工作上宜加强。（4）在整个底板施工过程中，混凝土浇筑的温度控制以及后期养护施工是其质量控制的重要因素。
3高层建筑大体积混凝土施工
3.1混凝土配合比设计
3.1.1在对大体积混凝土进行施工时，其产生裂缝的原因常常是多方面的，但为了尽量避免裂缝的产生，主要应加强以下三方面的控制：第一，控制混凝土浇筑过程中产生的内外温差，避免因此出现表面裂缝；第二，控制混凝土后期的收缩量，避免产生收缩裂缝；第三，碱集料反应引起结构性裂缝产生。
3.1.2为了能够有效降低混凝土的内外温差，在水泥选用上宜采用硅酸盐水泥，其产生水化热相对较低，同时在保证整体混凝土性能达到设计标准的情况下，降低水泥的使用量，也能够有效降低水泥散发的热量，而新加入的少量粉煤灰、矿粉等，对混凝土的和易性有着较好的改善作用。
3.1.3外加剂、掺和料选用
根据相关的质量标准和规范要求，在混凝土配制的过程中，应当将总碱含量控制在2.0Kg/m3范围内，将氯含量控制在0.2%范围内，在后期可能与水长时间接触的混凝土中，应当严禁加入氯盐。
3.1.4科学选用减水剂
采用合适高效的减水剂，能够有效降低混凝土的凝结时间，延长其内部散热的时间，以降低温度引起的施工裂缝。对于施工中所添加的所有掺合料，都应当保证其绿色环保，在经检测合格之后才能应用到实际施工之中。针对大体积混凝土特点，本工程地下室底板混凝土配合比经设计确认后实施。
3.2混凝土浇筑工艺
3.2.1基础底板大面积的浇筑
在本工程项目中，基础底板大面积在进行浇筑时主要以汽车泵浇筑为主，塔吊配合为辅的方式。基础底板分两次浇筑完成，每层浇筑高度控制在50cm以内，同时上层混凝土浇筑的时间应当控制在下层混凝土初凝时间范围内。大体积混凝土在进行浇筑时则通常采用分层分段的方式来进行，浇筑混凝土在坍塌之后会自然形成斜坡，以此来逐段向前推进，每段混凝土的浇筑长度应控制在12m-20m之间。在逐层浇筑施工过程中，每层浇筑的厚度控制在50cm之内，同时控制上下层之间浇筑的间隔时间，切忌间隔时间大于下层混凝土初凝时间的情况出现。此外，在振捣时应当将振捣棒插入到下层混凝土之中，这有助于上下层混凝土之间的连接。
浇筑混凝土应采用逐步向前推进的方式，避免在相同位置处连续性布料，并且所采用布料杆应当适当远离模板的内侧面，一般应≥5cm，且注意布料时直接冲击模板的内侧，为避免混凝土发生离析现象，还应注意控制混凝土自由倾落的高度，一般高度应控制在2m之内。在实际布料中通常在泵管前连接软管，以此既方便布料移动，使混凝土能够均匀散布，也能够促进散热交换。
3.2.2集水井、电梯井内混凝土浇筑
在对集水井、电梯井内的混凝土进行浇筑时，可采用间歇浇筑方法，先对地坑底板进行浇筑，使其与侧壁模板底部持平，待底板混凝土具有一定的承压能力后，再对侧壁进行浇筑，同时严格控制底板与侧壁交接处的质量。侧壁与底板开始混凝土浇筑时的间歇时间通常应控制在2h左右，同时注意安排人员检查底板混凝土的状态，严格避免混凝土出现初凝的情况。
3.2.3混凝土振捣
（1）在正式开始浇筑施工前，选择责任意识和技术水平都较好的振捣人员进行施工振捣，同时在振捣前做好技术交底工作，管理人员注意对实际振捣作业情况展开检查。（2）混凝土浇筑时需安排专业人员进行现场指挥，及时处理现场施工中临时出现的一些情况。（3）振捣方法：振动棒每次在进行移动时距离应控制在50cm以内，单个地点振捣的时间一般控制在15-30s之间，但主要应注重对混凝土表面情况进行观察，直到混凝土表面不出现明显下沉、气泡、泛浆等情况时，更换下一振捣点。同时在振捣的过程中通常应插入到下沉的混凝土中进行振捣，以此消除上下层之间的连接接缝。
在实际的振捣施工中，通常采用二次振捣的方式，在第一次振捣时，考虑到坍落度可能较大的问题，因此宜在坡顶和坡脚位置处分别设置一道振捣器。在混凝土出现初步凝固之前进行第二次振捣，直到混凝土表面不出现明显下沉、气泡、泛浆等情况时为止。
（4）在对底板进行浇筑时，不能够直接使用振捣棒进行混凝土摊铺施工，同时振捣棒在应用中应控制与侧面防水之间的间距，一般保持在15cm左右，避免对防水造成破坏。（5）混凝土找平。控制好浇筑的顶标高，做找平施工处理，并在最终凝固之前进行收浆压光。
3.2.4混凝土施工质量控制
在本工程项目中，基础底板属于大体积混凝土结构，该结构对施工质量有较高的要求，因此应当注重对施工过程中产生温度应力的控制，采取科学的保温措施和降温技术，使混凝土的内外温差得到缩小。同时在施工中所使用的二次振捣施工，对施工冷缝的产生有较高的预防性作用，有助于提升整体施工质量。
在设计混凝土配合比时，除需要满足基本的强度要求之外，还应当考虑坍落度、水化温升等影响因素，在混凝土配制过程中适当添加粉煤灰、减水剂等，以此能够降低温度裂缝、收缩缝的产生概率。在搅拌站进行混凝土配制时，应安排专门的人员对之进行监督和质量验收，确保配制混凝土质量达到质量要求。同时还应提前设置好振捣棒的插点，提高振捣施工的质量，使混凝土的密实性更具保障。
在进行混凝土浇筑时，应保证预先安装钢筋位置正确，如果发现偏差或者出现位移等情况，应当及时对其做出校正。同时在浇筑阶段还应充分考虑天气因素的影响，提前预防雷雨等天气环境的出现，影响到混凝土浇筑的连续性。此外，在气温方面也需高度关注，然后做好对应的养护施工。
4大体积混凝土温度控制
根据混凝土温度应力和收缩应力的分析，必须严格控制各项温度指标在允许范围内，才不使混凝土产生裂缝。
4.1控制指标
①应注意对温升值进行控制，将上升数值控制在35℃之内。②控制浇筑混凝土的内外温差，数值不能超过25℃。③降温的速度应当控制在每天2℃之内。
4.2添加掺合料
在配制混凝土时，可适当向其中添加掺合料，降低水泥的使用量，以部分膨胀剂、粉煤灰、减水剂等来替换少量的水泥，以此来降低水泥与水接触后释放的水化热总量，从而更好的控制混凝土内外温差，避免因此出现施工裂缝。
4.3控制混凝土出罐和入模温度
本次混凝土施工时间在10月中下旬，据近年统计大气温度平均约25℃。混凝土运输和泵送过程中，要控制温度不超过出罐温度，以保持混凝土入模不超过30℃。
4.4测温点留置
对于大体积混凝土，在进行施工时应当注意对温度展开监测。提前留置测温点，然后采用温度计对大体积混凝土的内部温度进行测量。测温的主要目的在于更好的掌握其内部的温度变化，以便能够据此做出相应的防护措施，通常情况下大体积混凝土的中心温度与表面温度之间的差值应控制在25℃以内通常设置的测温点应当在底板表面之下1cm、底板厚度一半以及底板厚度1/4位置处，并且其所处位置点应当距离钢筋5cm以上。
本工程基础底板大体积混凝土施工，按照基础平面区域划分图进行六分区浇筑，在主楼1#楼、2#楼区域设置测温点，地下室底板范围内留设直径为30mm的测温孔，混凝土凝固后注水测温；共设测温点50个。每处测温点埋置三根导线，深度根据底板厚度确定，并在现场编号挂牌。测温作详细记录并整理出温度曲线图及时反馈温度变化。
4.5测温方案实施
对于混凝土结构而言，在浇筑完成初期，升温的速度通常较快，一般在浇筑完成3-7天后内部温升值达到最大，据相关试验数据显示，混凝土结构的厚度越高，那么其内部的最大温升数值也将越高。因此在对大体积混凝土进行测温时，通常应直到其内部温度与外部温度维持平衡后为止。确定的测温项目和测温频度见下表1：
大体积混凝土测温工作应当安排专门的人员进行记录，并将记录的结果做及时反馈，以便技术部门工作人员能够根据数据信息采取对应的保养措施。如果遇到一些较为特殊的气候环境时，如：外界环境气候温度大幅降低；混凝土结构内外温差监测接近25℃时，应当将情况及时告知现场技术工程人员，及时采取防护措施，使内外温差值降低。
5结语
大体积混凝土施工技术在建筑工程中发挥着重要作用。因此，施工单位需要根据建筑工程的实际需要和施工的外部因素，制定相应的混凝土施工方案，在施工过程中应用先进、适宜的施工技术，为大体积混凝土结构的质量提供基本保证。
参考文献
［1］《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015［S］
［2］《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009［S］
［3］《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2013［S］。

-全文完-