超高層建筑的超厚筏板基礎(chǔ)施工技術(shù)52

1、超高層建筑的超厚筏板基礎(chǔ)施工技術(shù)摘要：隨著筏板基礎(chǔ)大體積混凝土的應(yīng)用，其厚度越來越大，因此，對超厚筏板基礎(chǔ) 的施工技術(shù)提出了更高的要求。本文結(jié)合工程實例，對其超厚筏板基礎(chǔ)施工技術(shù) 進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞：筏板基礎(chǔ);施工技術(shù);溫度控制引言隨著全國經(jīng)濟(jì)水平的提高，各地均興起超高層建設(shè)熱潮。筏板基礎(chǔ)在建筑工程 中能夠充分滿足地下大空間開發(fā)，保證了地基承載力,也減少了地基基礎(chǔ)沉降量，對 于地基的不均勻沉降有著非常重要的作用。因此，作為工程應(yīng)用過程中主要基礎(chǔ) 方案,應(yīng)對其施工技術(shù)加強重視。工程概況某工程由主樓、裙樓組成，地下室3層，裙樓12層，主樓55層，建筑面積 137241.81m2，其中地下室建筑面積

2、23261.03m2，主要作為酒店和辦公場所。主 樓采用鋼框架+核心筒+伸臂桁架+環(huán)帶桁架結(jié)構(gòu)體系，采用筏板基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)高度 266m，建筑效果如圖1所示。鋼結(jié)構(gòu)總體用鋼量大約2萬t，抗震設(shè)防烈度為8 度。主樓筏板基礎(chǔ)平面尺寸為56.70mx60.31m，筏板面積為3420m2，筏板基礎(chǔ)位 于深度達(dá)26.3m的深基坑內(nèi)。主樓筏板厚度分別為8.9，4.5，3.5m，裙樓筏板基 礎(chǔ)厚度為1.0m，混凝土強度等級為C45P8，主樓筏板混凝土澆搗量為15000m3。 筏板基礎(chǔ)鋼筋均采用HRB400級鋼筋，具有直徑大、層數(shù)多、鋼筋密集等特點。 4.5m厚筏板基礎(chǔ)的配筋主要分為上、下2層，上層配筋為4排32

3、150雙層雙 向，下層配筋也為4排32150雙層雙向，中間夾16150雙層雙向的構(gòu)造配 筋層。圖1建筑效果施工特點2.1鋼筋密集、自重大筏板受力主筋采用HRB400級鋼筋，4.5m厚筏板基礎(chǔ)的配筋達(dá)到8層32150雙層雙向，3.5m厚筏板基礎(chǔ)的配筋達(dá)到6層32150雙層雙向，8.9m厚筏板基礎(chǔ)的配筋達(dá)到14層32150。筏板基礎(chǔ)鋼筋直徑大、層數(shù)多、自 重荷載大，選擇一個科學(xué)合理的上部鋼筋支撐方法是確保鋼筋綁扎順利施工的關(guān) 鍵。2.2筏板厚度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜筏板基礎(chǔ)厚度大，分別達(dá)到8.9, 4.5, 3.5m;結(jié)構(gòu)變化復(fù)雜，頂面標(biāo)高有一20.700，16.300m，如何進(jìn)行混凝土澆筑、確定泵管數(shù)量與

4、澆筑方向、有效預(yù)防 混凝土施工冷縫的出現(xiàn)，是施工的另一個關(guān)鍵。2.3混凝土配合比優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計在確?；炷翉姸?、抗?jié)B性和可泵性的前提下，合理選擇外加劑 和原材料，并利用雙摻技術(shù)盡可能減少水泥用量，在降低混凝土內(nèi)部水化熱的環(huán) 節(jié)上下功夫，以減小溫度應(yīng)力從而實現(xiàn)裂縫控制。2.4超低位混凝土泵送施工筏板基礎(chǔ)位于超深基坑內(nèi)，混凝土澆筑深度達(dá)到26.3m，在低位混凝土泵送 施工時，由于泵管內(nèi)混凝土的落差較大，容易在豎管內(nèi)產(chǎn)生空腔造成堵管，而且 混凝土強度高、體量大，強度等級為C45P8，澆搗量達(dá)到15000m3，因此必須采 取合理的泵管布置方式與澆筑方案。2.5確保冬期施工質(zhì)量本次混凝土在2013

5、年12月初澆搗，已經(jīng)進(jìn)入冬期施工階段，如何保證混凝 土的澆搗質(zhì)量是施工的重點。鋼筋承重支架施工技術(shù)筏板基礎(chǔ)上部鋼筋的支撐方法主要有鋼筋馬凳支架、鋼管馬凳支架、型鋼馬 凳支架3種形式。鋼筋馬凳支架安裝便捷、施工速度較快，但是承載力低、穩(wěn)定 性差，一般在筏板基礎(chǔ)中采用25以上鋼筋制作鋼筋馬凳。型鋼馬凳支架強度高、 穩(wěn)定性好，但是安裝笨重、焊接工作量較大，施工速度較慢，型鋼馬凳支架一般 采用8或10作為支撐體系的立桿和橫桿。鋼管馬凳支架承載力、穩(wěn)定性在3 種支撐方法中居中，安裝便捷、施工速度較快，一般采用48x3.0鋼管制作，但是 由于鋼管內(nèi)部存在空腔，豎向鋼管可以采用灌漿料填實，但是水平鋼管較難處

6、理， 有些建設(shè)單位對此存有異議。由于傳統(tǒng)的鋼筋馬凳支架承載力較低，在超厚筏板 鋼筋施工中一般不考慮，因此，超厚筏板基礎(chǔ)上部鋼筋的支撐方法主要采用型鋼 馬凳支架或鋼管馬凳支架。本工程筏板基礎(chǔ)的厚度達(dá)到8.9m，配筋更是達(dá)到4層，配置14排32150 雙層鋼筋，中間還有2排構(gòu)造配筋，支架要承受上部10排32150雙層雙向鋼 筋層和2排16150雙層雙向鋼筋層的荷載，對支架承載力的要求非常高;另外， 施工現(xiàn)場有大量經(jīng)驗豐富的專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)焊接工人，能確保型鋼支架的焊接質(zhì)量與 焊接進(jìn)度，綜合上面兩個方面的因素決定采用型鋼馬凳支架。型鋼馬凳支架的縱 橫桿與立桿均采用10，對于4.5m和3.5m 呼的支架立桿

7、間距為1.5m，對于 8.9m筏板的支架立桿間距為1.2m，立柱底部采用200mmx200mmx5mm鋼板。 4.5m與3.5m厚筏板的支架中部設(shè)置1道水平L50mmx5mm，與槽鋼立桿焊接連 接，立柱與立柱間的角撐采用L50mmx5mm焊接。8.9m厚筏板鋼筋支架上中部3 層的鋼筋水平橫桿均采用10，橫桿槽鋼與立桿槽鋼焊接連接，其他做法與4.5m 厚筏板支架相同。型鋼支架的布置要避開鋼結(jié)構(gòu)型鋼柱的高強螺栓預(yù)埋件與施工 用的專用套架，同時型鋼支架的立桿和橫桿要避開核心筒墻體的插筋。測溫監(jiān)測 點依附于型鋼支架立桿設(shè)置，便于監(jiān)測點保護(hù)。型鋼支架焊接工作在9d內(nèi)完成， 確保了工程進(jìn)度1?；炷翝矒v與

8、泵管布置方案由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)整體性要求較高，要求一次性連續(xù)澆筑，該工程采用 斜面分層澆筑技術(shù)。根據(jù)工程體態(tài)，為了加快澆灌速度，將主樓底板澆筑分成2 個階段，利用分層、分段、分條、薄層推進(jìn)。因外圍場地局限，場地四周僅能布 置4臺固定泵，第1階段集中澆筑核心筒中部區(qū)域基礎(chǔ)底板，澆筑至一20.700m， 澆筑厚度為4.5m，方量為6000m3;第2階段由南往北澆搗其余混凝土，澆筑至一 16.300m，此次澆筑厚度為3.5m，方量為9000m3，該階段為有效解決冷縫問題， 在東、西兩側(cè)各布置兩路泵管，在每個出料口各布置1臺布料機(jī)，東、西兩側(cè)同 步進(jìn)行。由于筏板基礎(chǔ)混凝土的澆筑深度達(dá)到26.3m，混

9、凝土澆搗量為15000m3，必 須確保泵送的正常進(jìn)行。在超深地下室混凝土施工中，當(dāng)向下泵送的混凝土高差 在20m左右時，應(yīng)在豎向泵管的下端設(shè)置彎管或水平管加彎管;當(dāng)高差20m時， 豎向泵管應(yīng)每隔1520m設(shè)置一定長度的S形彎管，并在泵管下端設(shè)置彎管或水 平管加彎管，滿足彎管和水平管的折算長度不小于豎向泵管高差的1.5倍。本工 程在泵管設(shè)置時，先將豎向泵管沿基坑側(cè)壁設(shè)置，在基坑16.3m深度處設(shè)置一段 彎管并敷設(shè)水平管，水平管的長度在32m以上(共有4路泵管)，從深度16.3m到 塔樓坑底26.3m這一段不設(shè)置混凝土泵管，設(shè)置多個固定式漏斗和串筒進(jìn)行混凝 土下料，減少混凝土自由落差，防止混凝土分

10、層離析，提高混凝土的澆筑效率。 為了便于人員上下，在筏板基坑?xùn)|南角與西北角各設(shè)置1個上人孔，在上部鋼筋 上開設(shè)1.2mx1.2m的洞口，混凝土澆筑到該部位的相應(yīng)標(biāo)高前進(jìn)行鋼筋骨架的焊 接封閉。由于筏板厚度最厚達(dá)到8.9m，為便于施工操作，在上、下層鋼筋骨架間 搭設(shè)人員上下用的爬梯，采用32鋼筋焊接制作而成，混凝土澆筑完成后鋼筋爬 梯留置在筏板內(nèi)。筏板澆搗過程遵循斜面分層、一個坡度、薄層覆蓋、循序漸進(jìn)的原則，每 層厚度為400mm，從短邊開始沿長邊澆筑。施工時從澆筑層下端開始，逐漸上移， 以保證混凝土質(zhì)量。利用布料機(jī)的軟管在底板上皮鋼筋的表面上直接布料，再通 過200串筒到達(dá)筏板下部。在保證混凝

11、土不出現(xiàn)冷縫的前提下，盡量增大入模 混凝土的布料面積從而增大混凝土的散熱面積，加快散熱工作。在混凝土初凝以 前，及時覆蓋混凝土，以免出現(xiàn)冷縫。大體積混凝土技術(shù)措施5.1材料選擇和混凝土級配為了減少水泥用量，以控制混凝土水化熱帶來的不利影響，采用雙摻技術(shù)， 充分利用其后期強度，根據(jù)地方經(jīng)驗將混凝土強度齡期定為90d。(1)水泥采用蘭州中川祁連山水泥廠生產(chǎn)的42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥用量 為 300kg/m3。粗骨料采用粒徑為531.5mm的連續(xù)級配黃河卵石的破碎石，用量為 963kg/m3，針片狀顆粒含量5%，含泥量0.5%，泥塊含量0.1%。細(xì)骨料采用中砂，細(xì)度模數(shù)為2.9，用量為727k

12、g/m3，含泥量1.9%且 0.315mm以下顆粒占15%左右。粉煤灰為減少水泥用量，改善混凝土的和易性、減少泌水和干縮，最大限 度地降低水化熱，摻入二級磨細(xì)粉煤灰，用量為85kg/m3。礦粉摻入超細(xì)礦渣能較好地提高混凝土的強度，提高混凝土的密實性。采 用S95級礦粉，含量為85kg/m3。外加劑為滿足防水抗?jié)B及混凝土和易性、減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要 求，混凝土中摻入MNF-8緩凝高效減水劑，摻量為膠凝材料用量的2.3%;LH-7混 凝土膨脹劑，摻量為膠凝材料用量的8%;LH-8抗硫酸鹽侵蝕防腐阻銹劑，摻量為 膠凝材料用量的8%?；炷烈蠹壟淞己茫幻谒?，不離析，和易性良好，要求入泵坍落

13、度為 180200mm?；炷恋某跄龝r間為46h。5.2大體積混凝土溫度計算通過C45P8混凝土配合比報告相關(guān)數(shù)據(jù)，計算出Tmax=67.02C。由混凝土澆 筑時期氣象數(shù)據(jù)可知，當(dāng)?shù)厥┕て陂g的日平均氣溫約為2C;則混凝土澆筑完成后 應(yīng)該達(dá)到的內(nèi)部最高溫度約為69.02C。由以上計算可知，應(yīng)對本工程基礎(chǔ)筏板 進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋亟禍卮胧?，以保證澆筑混凝土體的各項溫控數(shù)值在規(guī)范允許的溫 控指標(biāo)范圍內(nèi)，有效預(yù)防混凝土體產(chǎn)生有害應(yīng)力和裂縫高層建筑筏板基礎(chǔ)設(shè)計分 析J.蕭偉強.建材與裝飾.2017(09)2。5.3大體積混凝土養(yǎng)護(hù)經(jīng)計算，基礎(chǔ)筏板表面保溫措施將按表1實施，保溫保濕覆蓋材料之間搭 接10cm，確

14、?；炷翢o外露部位，達(dá)到保濕保溫的效果。表1基礎(chǔ)筏板表面保溫材料覆蓋情況6.2混凝土降溫根據(jù)測溫結(jié)果隨時調(diào)整或變換養(yǎng)護(hù)措施，混凝土的內(nèi)部最高溫度與表面最低溫度之差控 制在25C以內(nèi)。本工程大體積混凝土進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，以防止出現(xiàn)有害裂縫?？紤]到核心 筒周邊8.9m厚筏板區(qū)塊，在國內(nèi)也少有澆筑先例，為完全確保8.9m厚筏板區(qū)的混凝土內(nèi)外 溫差達(dá)到預(yù)期目的，采用冷卻水降溫法作為輔助降溫方案。采用混凝土內(nèi)預(yù)埋冷卻水管的方式進(jìn)行大體積混凝土內(nèi)部降溫，采用YZGC5X7型高壓水 泵，揚程80m，功率7.5kW，水箱內(nèi)的冷卻水利用基坑深井降水;豎向進(jìn)出水總管采用DN40 鍍鋅管，總管出水口安裝可調(diào)節(jié)出水量

15、的閥門，水平冷卻水支管采用DN32鍍鋅管，由上而 下共布置4道，水平支管水平間距2.4m，豎向間距2.175m。每道水平冷卻水管的豎向位置 均在相鄰兩個測溫芯片豎向居中位置，以保證測溫數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，冷卻水的流速將根據(jù)測溫 數(shù)據(jù)通過進(jìn)水總閥進(jìn)行及時調(diào)節(jié)，保證降溫效果的持續(xù)性和穩(wěn)定性3。6.3最高溫升根據(jù)計算機(jī)實時反映情況及現(xiàn)場測溫記錄得知，混凝土內(nèi)最高溫度發(fā)生在混凝土中心處， 最高溫度為68.76C左右，根據(jù)測溫記錄繪制出混凝土內(nèi)部溫度變化曲線。6.4混凝土施工效果超厚筏板大體積混凝土澆筑歷時5d，根據(jù)測溫結(jié)果顯示8.9m厚筏板內(nèi)3號中部監(jiān)測點 在2013年12月10日12:19達(dá)到核心溫峰68.76C，與計算核心溫峰69.02C基本吻合，該溫 度出現(xiàn)在混凝土澆筑完成后的第5天，隨后混凝土核心最高溫度逐漸下降，同時混凝土表面 溫度也同步下降，但是整個監(jiān)測過程中各內(nèi)部最高溫度與表面最低溫度之差均控制在25C以 內(nèi)，達(dá)到預(yù)定目標(biāo)要求。基礎(chǔ)筏板澆筑完成1個月后，檢查未發(fā)現(xiàn)