严寒环境下大体积混凝土基础底板施工技术

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发布时间：2021-09-03

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严寒环境下大体积混凝土基础底板施工技术
张莉莉，罗艺，王杰，李玉建，刘明均2
(1．北京六建集团有限责任公司，100143，北京；2．北京双良混凝土有限公司，100102，北京)
摘要：北京绿地中 L,SI程大体积基础底板厚3．2m，局部厚度达9．1 m，一次性浇筑混凝土超过1万m3。大体
积混凝土浇筑期间，最低温度达一20~C。通过在混凝土配合比设计、防冰雪冻害、控制混凝土裂缝、生产组织等方
面采取措施，确保了大体积混凝土基础底板的施工质量。
关键词：大体积混凝土；配合比；裂缝控制；冬期施工
中图分类号：TU 753 文献标识码：B 文章编号：1000—4726(2014)02—0105—04
CONSTRUCTION TECHNIQUE OF MASSIVE CONCRETE FOUNDATION MAT IN
00I D ENVIRGlNM ENT
ZHANG Li—li ， LUO Yi ， WANG Jie ， LI Yu-jian ， LIU Ming-jun。
(i．Beijing Liujian Construction Group Co．，Ltd．，100143，Beijing，China；
2．Beijing ShuangLiang Concrete Co．，Ltd．，100102，Beijing，China)
Abstract：Beijing Greenland Center project involves 3．2m thick massive concrete foundation mat，whose
local position is as deep as 9．1m． and one-shot concrete pounng quantity is more than 10，O00m ． During
massive concrete pouring。the lowest temperature reaches 一20oC． Various measures are adopted， such as
concrete mix proportion design， ice， snow and freezing protection， concrete crack control and production
organization，etc．， to successfully ensure the construction quality of massive concrete．
Key words：massive concrete；mix proportion； crack control；winter construction
1 工程概况
北京绿地中心工程包括625地块及627地块，地上5
个单位工程，地下5层基础结构整体连通。总建筑面积
超过35万m ，占地面积达1．4万m 。
该工程的基础形式主要为筏形基础和桩一筏基
础，整个基础工程分多次进行大体积基础底板浇筑，90
d内共计浇筑5次。大体积基础底板厚度主要为1，2．9，
3，3．2m等4种，大体积混凝土方量总计37577m3。4号商
务办公楼高达260 m，其基坑最深达一3 1．3 m，基础底板
厚度为3．2 m，局部加深部位厚达9．1 m。由于超高层建
筑施工工艺复杂，基础底板包含埋入式钢结构，钢筋绑
扎施工难度较大。因此。该部位为整个工程最后施工
的大体积底板。
2 施工难点
(1)超高层大体积基础底板施工正值严冬季节，
外界环境温度最低为一20℃。施工现场面临冰雪冻害、
低温浇筑混凝土、生产组织困难及保温养护时间长等
难题。为确保超高层大体积基础底板施工质量，通过
优化混凝土的配合比、制订有针对性的组织部署、提前
收稿日期：2013—12—28
作者简介：张莉莉(1971一)，女，北京市人，高级工程师，项目总工程师，e—
mail：zhlili@sohu．com．
预控，保温养护过程中严控混凝土内外温差在20％以
内等措施，完成了严冬季节大体积基础底板混凝土的
浇筑。
(2)基础底板为抗渗混凝土，若出现裂缝，将严重
降低混凝土的抗渗}生能，不符合设计要求。大体积混凝
土施工过程中，由于水泥水化热引起的混凝土内部温
度和温度应力剧烈变化，从而极易导致混凝土出现裂
缝。因此，控制混凝土内部因水化热引起的温升、混凝
土内外温差及降温速度是防止混凝土出现有害温度裂
缝的关键。
3 混凝土配合比设计
3．1配合比优化思路
严冬季节大体积基础底板浇筑混凝土存在较大质
量隐患。考虑到外界温度极低，最低温度达一20℃。组织
搅拌站对混凝土配合比进行了调整、优化，主要在以下
几方面进行控制。
(I)减少混凝土水泥用量，降低水泥水化热，降低
绝热温升，从而减少收缩。
(2)延长混凝土拌合物初凝时间，将初凝时间控
制在l0～12h，延缓水泥初凝时间，保证现场混凝土施
工连续性．防止出现冷缝。
(3)添加混凝土掺合料，利用(粉煤灰+矿粉)“双
· 106· 建筑技术第45卷第2期
掺”的超叠加技术，大幅度增强混凝土的内部结构致密
性，从而控制早期收缩。同时，掺加了矿物掺合料，进一
步减少水泥用量，在改善混凝土和易性的同时，缓解水
泥水化热。
(4)总结施工经验。分阶段对混凝土配合比进行
调整。从用水量、粉煤灰、矿粉的取代率等方面进行反
复试配调整。
3．2 确定配合比
组织搅拌站进行绝热温升试验，确定低水化热的
大体积混凝土配合比。大体积混凝土配合比最终将水
泥用量控制在1 80 230 kg／m，区间。具体选定了水泥用
量为182，204，223 kg／m 的3种配合比做进一步比较分
析，通过试验数据得出绝热温升曲线(表1 4，图1)。
表1 水泥用量182 kg／m 的混凝土配合比
强度水泥混凝土材料~ ／(kg／m )
等级品种水水泥砂石粉煤灰矿粉外加剂
C40P10 P·042．5 160 182 762 1086 130 88 6．6
表2 水泥用量为182kg／m 配合比试验绝热温升
龄期，d △
3 7 9 14 20 25 28
温手L／℃ 3l_3 42．O 43．3 44．5 44．6 44．5 44．5
表3 水泥用量204 kg／m3的混凝土配合比
强度水泥混凝土材料用量，(kg／m )
等级品种水水泥砂石粉煤灰矿粉外加剂
C40PlO P·O42．5 165 2o4 762 1053 108 88 5-20
注：配合比试验绝热温升为44．3℃，中心最高温度56．5 oC。
表4 水泥用量为223 kg／m 的混凝土配合比
强度水泥混凝土材料用量，(k~m3)
等级品种水水泥砂石粉煤灰矿粉外加剂
C4OP10 P·042．5 172 223 746 1075 61 123 11．1
注：配合比试验绝热温升为48．7℃，中心最高温度60．3℃。
— — l82k m 水泥
——204kg／m 泥
—_223k咖冰泥
时间／h
图1 绝热温升曲线
针对3种配合比组织专家研讨，确定了水泥用量
为190 kg／m’的配合比是理论上最为理想的混凝土状
态，既保证了混凝土眭能、强度，又降低了混凝土水化
热，内部温升也能控制在50~C左右。因此，在冬期施工
中基础底板突破性地使用了水泥190 kg／m 的混凝土配
合比，加大了粉煤灰、矿粉等掺合料的使用(表5)。
表5 最终确定水泥用量为190 kg／m 混凝土配合比
强度水泥混凝土材料用量／(kg／m )
等级品种水水泥砂石粉煤灰矿粉外加剂
C40P10 P·042．5 170 190 795 1015 120 100 10．40
实践证明，该配合比混凝土满足大体积基础底板
强度等级设计要求，经实际测温，混凝土中心最高温度
仅达67．5cc。根据实际施工过程中的数据积累及现场
混凝土的裂缝控制情况综合分析，最终大体积基础底
板混凝土质量良好，未发现有害裂缝。同时混凝土中心
温度保持在65℃左右，减少了混凝土的保温养护时间，
缩短了工期。
混凝土浇筑完成后。经实际测温，混凝土中心实测
最高温度如表6所示。
表6 混凝土中心实测最高温度
厚度／m 最高温度／~C 达最高温度所用时间／h
3．2 64．3 1l8
9．1 67．5 123
4 大体积混凝土施工组织
为保证大体积混凝土底板的浇筑质量，对生产组
织进行了详细部署。提前召开动员会，设置指挥部，安
排值班经理，分别组织搅拌站和施工现场的生产协调
组织。对搅拌站和项目部管理人员进行详细部署，对搅
拌站的机组、运输车辆、管理人员提