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高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术
高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术
摘要:近年来，大体积混凝土被广泛应用到建筑底板设计当中，但对于如何控制和防范大体积混凝土施工中的裂缝，仍然是应用中的一大难题。体积混凝土施工技术，有效保证了混凝土的质量，其施工经验值得类似工程参考。本文结合工程实例，从配合比设计、温度计算及温度控制等方面介绍了高层建筑基础底板大
关键词:基础底板；大体积混凝土；配合比设计；温差；温度控制
中图分类号： TV544+.91 文献标识码： A 文章编号： 随着高层建筑的不断出现，基础底板采用大体积混凝土技术也越来越多，并取得了一定效果。但和很多混凝土工程一样，大体积混凝土施工过程中会因水化热聚集在混凝土内部不易散发，使混凝土内外温差较大。内表温差、升降温变化会导致混凝土产生不均匀温度变形和温度应力，进而混凝土会出现裂缝。如果施工中不对温度加以控制，浇筑后极易出现裂缝，严重影响结构的安全和耐久性。因此，在实际应用中，对基础底板大体积混凝土施工技术提出了更高、更严格的要求。
1工程概况
某建筑工程为框架结构，地上11层、地下1层，建筑面积19172?，工程造价3000万元。由四周3～4层的裙房组成整个大楼。其中主楼的基础底板厚1.9m,沉降后浇带长46.5m,宽36.5m,基坑中间由四座客梯和一座消防电梯及一只集水坑组成一个大坑,共计混凝土浇筑量约3500m3。
大体积混凝土施工过程中会因水化热聚集在混凝土内部不易散发,造成内外温差、内部温差、温度陡降和干缩等,易导致混凝土开裂。为了控制结构裂缝,常用的做法有设置永久性施工缝、在混凝土中掺入膨胀剂或在混凝土中预设蛇形冷却水管等措施。本项目采用添加膨胀剂的方式,不设施工缝,也不采用预设冷却水管措施。为了保证主楼
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底板良好的受力性能和整体性,设计要求一次性连续浇筑混凝土。 2配合比设计 2.1原材料的选择
根据质量第一、货源稳定和供应能力强的原则,对各种原材料进行筛选,并确定了原材料供应商。 2.2设计配合比 (1)试配强度
根据多年从事商品混凝土生产经验,σ取
5MPa,fcu,o≥fcu,k+1.645σ=43.3MPa,C35混凝土45d后期评定强度的试配强度确定为43.3MPa。 (2)掺和料取代率
为了减少水泥用量,降低混凝土水化热,延缓混凝土中心出现温度峰值的时间,并提高混凝土后期强度,我们采用矿粉和粉煤灰双掺法。矿粉取代水泥率选择20%～50%,粉煤灰取代水泥率选择15%～60%,超量系数取1.4,进行正交试验设计。 (3)配合比确定
表1 混凝土配合比( kg/m3)
经过系列配合比强度试验、膨胀剂专项试验、泵送减水剂专项试验后,综合考虑强度、抗渗性、耐久性及工作性能等多种因素,结合相关专家评审结论,最终确定底板混凝土配合比,见表1。 2.3混凝土浇筑块体的内外温差估算
(1)每立方米混凝土中胶凝材料,按水化热折算成水泥的用量: Wh=Wc+kWf
=215+33+0.5×95+0.2×105 =316.5kg/m3
式中:Wh-每立方米混凝土中水泥折算用量(kg/m3)； Wc-每立方米混凝土中水泥和膨胀剂实际用量之和(kg/m3)； Wf-每立方米混凝土中粉煤灰或矿粉的实际用量(kg/m3)； k-粉煤灰和矿粉的水化热折减系数.
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(2)混凝土的出机温度: T0=∑CiTi/∑CiWi
=[0.9(415×35+730×30+1005×30)+4.2×25×(173+6)]/[4.2×(173+6)+0.9(415+730+1005)]=29.3℃ 式中:T0-混凝土的出机温度(℃)；
Ci-分别为水泥、各种矿物外加剂、砂、石、水的比热(kJ/kg?K),对水泥、各种矿物外加剂、砂、石一般取为0.9(kJ/kg?K),水的比热取为4.2(kJ/kg?K)；
Wi-分别为每立方米混凝土中水泥、各种矿物外加剂、砂、石、水的实际干重量(kg/m3)；Ti-分别为水泥、各种矿物外加剂、砂、石、水的入罐温度(℃)；
(3)混凝土的浇筑温度计算: Tj=T0+T0?=22℃+1℃=23℃ 式中:Tj-混凝土浇筑温度(℃)；
T0?-混凝土运输、泵送、浇筑时段的温度补偿值(℃)； (4)混凝土最大绝热温升值计算:
Tr=WhQ0/cρ=316.5×350/(0.95×2380)=49℃ 式中:Tr-混凝土最大绝热温升值(℃)； Wh-每m3混凝土中的水泥用量(kg/m3)； Q0-每kg水泥水化热总量(kJ/kg)； C-混凝土的比热[kJ/(kg?K)]； ρ-混凝土的密度(kg/m3)。 (5)混凝土内部实际最高温度计算: Tmax=Tj+ξ?Tr=30.3℃+0.65×49℃=62℃ 式中:0.65按板厚2m时Tt/Tmax与龄期t曲线得 Tmax-混凝土内部最高温度(℃)；
N-与水化热龄期、结构厚度、浇筑温度等有关的系数。 (6)混凝土保温层厚度的计算:
大楼基础工程拟采用混凝土表面铺一层不透风的薄膜,上面覆盖草袋的保温措施,草袋厚度计算如下: