超高层建筑大体积混凝土浇筑及养护施工技术

冯 君 伟

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030012)

超高层建筑大体积混凝土浇筑及养护施工技术

冯 君 伟

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030012)

通过工程实例，从配合比设计、混凝土浇筑、养护、施工组织管理等方面，介绍了超高层建筑的超大体积混凝土施工方法，采用该方法施工后达到了满意的施工效果，为以后类似大体积混凝土施工提供参考。

超高层建筑，大体积混凝土，浇筑施工，养护方法

0 引言

随着我国科学技术的发展和人民生活水平的提高，日益缩小的地面面积已经不能满足现代人的生活，因此建筑形式从高层建筑向超高层建筑发展。建筑高度逐渐增加，为满足抗震要求，其下部基础的埋深愈深、基础底板厚度愈厚、混凝土强度愈高。目前我国超高层建筑中所开挖的基坑深度普遍为20 m～30 m，部分基坑深度已经超过40 m；基础底板厚度普遍为4 m～6 m，部分基础底板厚度已经超过12 m，已经远远超过过去建筑工程中所遇到的大体积混凝土范围；同时基础底板的混凝土强度等级也从最常用的C40P8发展为C50P10，C50P12，C60P8R90，其抗压强度及抗渗性能也越来越高。在结构设计时，几乎未有超大体积混凝土材料的配合比及相应的设计规范，并且在施工过程中如何控制所浇筑后混凝土因水化热无法释放而产生大量的收缩裂缝，种种问题成为超大体积混凝土应用的难题[1-3]。

1 配合比设计

《大体积混凝土施工规范》[4]中规定大体积混凝土所使用混凝土强度等级宜为C25～C40，并且可利用混凝土60 d或90 d的立方体抗压强度作为混凝土强度验收依据。而在实际施工应用过程中，超大体积混凝土强度等级已经达到或超过C50和C60。因此在实际施工前，应对混凝土配合比进行试配，严格控制混凝土水化热和施工性能。如在混凝土配合比中增加粉煤灰及纳米CaCO3和纳米SiO2，以减少水泥用量，同时提高混凝土强度；增加高效减水剂使用量，减少用水量，减少混凝土内部水化热热量，最大程度的减少混凝土内外因水化热较大而产生的收缩裂缝，从而影响混凝土整体性及耐久性。除此之外还应在混凝土配合比中增加其他外加剂以使混凝土具有良好的泵送性、流动性、不离析、不泌水、易振捣等施工性能。选用水泥时，使用标号低(不应低于32.5 MPa)、细度小的水泥，以进一步减少混凝土拌合物因水泥水化反应而产生的水化热；使用养护龄期为60 d或90 d的混凝土强度作为评定及验收强度，可保证混凝土具有较高的完全水化后的稳定强度及减小水化反应速率。

2 混凝土浇筑施工方法

传统的大体积混凝土浇筑施工方法主要有混凝土泵车、地泵和溜槽浇筑施工，而这些传统的浇筑施工方法应用于超大体积混凝土浇筑施工中时则存在较多问题。如使用混凝土泵车和地泵进行施工时，对施工场地要求较高，浇筑时间长，耗费燃油或电量较多，严重污染施工场地周围环境，并且施工效率较低；而使用溜槽法进行浇筑施工时，浇筑速度快，但架设溜槽时需搭设相应支撑进行固定，切换另一浇筑面时需对支撑部分和溜槽进行拆除及移位，使用支撑时需对支撑进行租赁和运输，浇筑施工时产生较大的费用。并且使用溜槽进行施工时，需在支撑角部预留孔洞，以便于支撑移位，并且浇筑完成后需对预留孔洞进行填补时，由于孔洞较小、较多，因此填补时不易使其内部密实，可能会导致基础底板出现渗漏现象。针对于闹市中或施工场地紧凑的超大体积混凝土基础进行浇筑施工时，由于所浇筑混凝土体积巨大，因此传统的浇筑方法已经不再适用，并且若使用传统的浇筑方法进行施工，则仅能在夜间进行施工，严重影响附近居民生活起居。

如天津某工程，位于天津市滨海新区的繁华地带内，该工程为超高层建筑，基础为超大体积混凝土，基础底板厚度为5.5 m，局部已经达到9.9 m，混凝土强度设计等级为C50P10，单次浇筑量已经达到31 000 m3。因此在对其基础混凝土进行浇筑时，已经不能使用传统浇筑方法进行施工，以避免造成交通拥堵和严重影响周围环境。具体施工时，施工项目部经过开会研讨，最终使用改造过的溜槽法进行浇筑施工。改造过的溜槽法主要是使用工具式的大口径溜管，设置“2单3双”法进行卸料，将混凝土拌合物通过钢制溜管传送至施工作业面，最终在40 h内将31 000 m3混凝土浇筑完毕，该浇筑结果已经打破了国内类似工程浇筑时间的记录。

在上述施工过程中，溜管分为竖向溜管和斜向溜管，其中斜向溜管与地面的倾斜角度为15°，采用格构钢柱进行支撑；竖向溜管使用直径为377 mm的管道，管道与管道的连接使用法兰紧固连接，同时在混凝土柱与基础连接节点处内也设置377 mm口径的分支管道进行浇筑。竖向溜管底部设置可360°旋转接头，便于与木质溜槽搭接从而浇筑周围未浇筑的小面积混凝土，增强其可操作性。斜向溜管所使用的格构钢柱为可拆卸式装置，浇筑完成后将混凝土浇筑面以上部分进行拆除，将沿基础顶位置的格构钢柱进行切割，将混凝土内格构钢柱部分留滞在混凝土内，避免因取出留滞在混凝土内的钢柱而对混凝土有所损伤，同时留滞在混凝土内的部分钢柱还可一定程度的提高混凝土的刚度及强度。混凝土浇筑时在混凝土内预埋测温设备，便于在养护时对混凝土内部水化热进行实时监测。使用改造后的溜槽法具有浇筑速度快，浇筑面广，可操作性强，占地面积小，可旋转式浇筑等一系列优点。

3 混凝土养护方法

超大体积混凝土浇筑完成后需对混凝土表面进行养护处理，如在混凝土表面洒水养护，并在表面覆盖塑料薄膜以避免混凝土内部水分散失而导致混凝土表面产生收缩裂缝。并实时监测混凝土内预埋温度计内温度和混凝土表面温度，从而确定混凝土表面铺设保温层的厚度及种类，将混凝土内部温度、混凝土表面温度及环境温度进行有效控制。

《大体积混凝土施工规范》中规定：混凝土块体内外温差不得大于25 ℃。而在超大体积混凝土浇筑施工后，由于混凝土厚度远远超过规范限值要求，混凝土底板温度一般为70 ℃～80 ℃，而在夏季北方地区环境温度则在30 ℃左右，将混凝土内部温度与表面温度(环境温度)的差值控制在25 ℃以内则不现实。因此在进行温度控制时，应采用梯度式温差变化进行控制，而以底面与顶面温差变化控制为辅。具体梯度划分时以基础顶面50 mm以下每隔1 m～1.5 m为一个梯度，将第一梯度内的温度与混凝土底板的温差控制在25 ℃，具体如图1所示。并且在养护施工时，采用“升温散热，降温保温”的原则进行施工，升温散热是当环境温度升高时，仅对混凝土表面进行保湿作业，而无需对混凝土表面进行保温处理；降温保温是当环境温度降低时，对混凝土表面进行保温养护，以免因温差较大而在混凝土内部及表面产生较多或较大的收缩裂缝，从而影响基础混凝土的整体性和耐久性。这种养护方法的原则与传统养护施工完全不同，该原则同样也适用于普通混凝土大体

积混凝土养护施工。

4 施工组织管理

由于超大体积混凝土浇筑施工时，单次浇筑量较大，单位时间内浇筑的混凝土量也较大，因此普通的单个混凝土供应商不能确保连续性提供混凝土运输车和混凝土拌合物需求量，施工方应经建设单位及监理单位同意后同时使用多家混凝土供应商所搅拌的混凝土。施工方应对多家混凝土供应商进行统一原材料进货、统一配合比、统一调度和统一控制，协调工作量较大，操作手续繁琐，施工单位应配专业负责人进行统一调度。选用多家混凝土供应商提供混凝土时，应选取实力雄厚、技术水平较高的供应商作为总协调方，配合专业负责人对所供应的混凝土进行协调施工。如在原材料方面，混凝土配合比中所使用的粉煤灰产量较低，而进行浇筑施工时所使用的粉煤灰用量较大，短时间内粉煤灰厂家提供的粉煤灰数量有限，因此总协调方应提前对粉煤灰进行存储，以免浇筑时不能满足供应要求；在运输方面，城市繁华地带内的交通拥堵，应与交通部分进行沟通协调，选用专用路线和备用路线，以确保交通畅通，避免因交通堵塞而导致混凝土提前硬化。

5 结语

随着建筑的高度逐渐增加，其下部基础埋深及基础厚度也越来越厚，因此在对超高层建筑中的超大体积混凝土进行设计及施工时，应根据项目情况和地理环境对混凝土的配合比及浇筑施工方法、养护方法和温度控制进行专项研究，以得到各地超大体积混凝土施工的方法，在混凝土达到设计强度及相应验收条件之外，还应考虑选择使用的施工方法对周围环境的影响，将施工对周围环境的影响降为最低。

[1] 龚 剑,李宏伟.大体积混凝土施工中的裂缝控制[J].施工技术,2012(6):28-32.

[2] 刘京红,梁 钲,刘晓华,等.大体积混凝土施工中的温度监测及裂缝控制[J].河北农业大学学报,2008(2):106-109.

[3] 刘俊贤.大体积混凝土施工控制措施[J].施工技术,2007(S1):110-112.

[4] GB 50496—2012,大体积混凝土施工规范[S].

Research on construction technology of large volume concrete pouring and curing in super-high-rise building

Feng Junwei

(ShanxiSijianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

Starting from aspects of mixing proportion design, concrete casting, maintenance and construction organization management, based on engineering examples, the paper introduces massive concrete construction methods of super-high-rise building, and achieves satisfied construction effect by applying the above-mentioned construction method, which has provided some guidance for similar massive concrete construction in future.

super-high-rise building, massive concrete, casting construction, maintenance method

1009-6825(2017)02-0101-02

2016-11-10

冯君伟(1983- )，男，工程师

TU755

A