大体积混凝土及上海中心大厦超大特厚C50混凝土大底板施工

1、大体积混凝土1.定义大体积混凝土( mass concrete,指混凝土结构物实体最小尺寸不小于 1m的 大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致 有害裂缝产生的混凝土。 (GB 50496-2018,大体积混凝土施工标准S.) 2.大体积混凝土的特点大体积混凝土施工时，除应满足普通混凝土施工所要求的混凝土力学性能及 可施工性能外，还应控制有害裂缝的产生。(GB 50496-2018,大体积混凝土施工标准S.)(1)良好的工作性能大体积混凝土的施工工艺特性主要是指一次性浇筑的混凝土体量大，浇筑时间长。为此，其拌合物的特性应满足良好的流动性，不泌水，适宜的凝结时间以

2、 及坍落度损失小等基本要求。(2)大体积混凝土开裂机理混凝土裂缝按产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的， 包括常规结构计算中的主要应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝，由非受力变形变化引起的，例如温度、湿度、收缩、膨胀、不均匀沉降 等因素所引起，这种裂缝的形成是一个渐进的过程， 与环境的变化，约束的状态 息息相关。按照裂缝产生的时间可以分为硬化前裂缝，硬化过程的裂缝完全硬化后的裂缝。(a)硬化前裂缝：下沉收缩缝，在混凝土浇筑后的 1至2小时内当混凝土 尚未凝固期间沿钢筋的走向在混凝土表面产生的裂缝这是由于混凝土浇筑后收 缩下沉引起在钢筋的上方与其周围的收缩差而

3、发生的裂缝。这时混凝土尚未凝固,在其表面又发现细微张裂，这往往是水分从混凝土表面蒸发而产生。 其影响的因 素很多，拌合物的用水量、水泥的用量、振捣情况、大气温度及其它一些因素， 在夏季高温天气下尤为明显，这时候就要加强浇水养护，保持湿润。(b)温度裂缝：水泥水化过程中的水化热造成表面和内部的温差， 混凝土中 心温度很高而表面温度低，出现温度梯度，这样易导致温度裂缝的产生。 在施工 过程中防止大体积混凝土温度裂缝的产生是我们主要的控制环节。(c)干缩裂缝：干燥收缩裂缝，此种裂缝由表面逐步扩展到内部，由于湿度 梯度，造成混凝土表面收缩大内部收缩小，致使表面受到拉应力，当拉应力大于 混凝土当时的抗拉

4、强度(轴拉、弯拉)时混凝土表面便出现开裂。3.施工方式(1)整体分层式浇筑：将设计标高定义为很多分层，一次浇筑全部面积的 一层，进行多次浇筑。(2)推移式连续浇筑：一次浇筑全部层数，慢慢前移，后面的混凝土达到 设计标高，前面形成自然斜面。(3)斜面分层推移式浇筑：分成若干层浇筑，但是每一层都不完全浇筑到 头，下一层浇筑一部分后，回头浇筑上一层，逐步形成阶梯形浇筑层次。(4)跳仓法施工：将超长的混凝土块体分为若干小块体间隔施工，经过短 期的应力释放，再将若干小块体连成整体，依靠混凝土抗拉强度抵抗下段温度 收缩应力的施工方法。4.工程实例一一上海中心大厦超大特厚 C50混凝土大底板(1)工程背景上

5、海中心大厦工程基础底板直径121m,厚6m,混凝土强度C50,总方量 约为60000m3。该超大体积混凝土工程，底板直径大、所需混凝土方量在高层 建筑物为历次之最；同时，混凝土强度等级高，强度要达到C50设计强度。(2)配合比设计水泥是混凝土胶凝体系中最主要的材料，并且是影响混凝土中温升的最主 要因素之一。由于混凝土的导热率低，水泥水化时放出的热量不易散失，容易 使混凝土内部最高温度达60c以上。由于混凝土外表面冷却较快，就使混凝土 内外温差达几十度。混凝土外部冷却产生收缩，而内部尚未冷却，就产生内应 力，容易产生微裂缝，致使混凝土耐水性降低。采用 低放热量和低放热速率的 水泥就可降低大体积混

6、凝土的内部温升。表1 C50混凝土配合比设计(单位 kg/m3 )Mbt*水泥rts石子外加制自来水RO 4?.55951阉中孙重茂最24。ISO76010304 q注-叫雷履mm粉煤灰和矿粉等矿物掺合料可大幅度的降低混凝土水化热，3d水化热和7d 水化热比基准水泥分别降低了 22.3%和13.5%。同时，水化热放热速率也比基准 水泥慢，以及水化放热速率的峰值比基准水泥推迟约12小时出现。外加剂主要采用高性能聚竣酸系减水剂，不但可以降低水胶比，减少混凝土配合比的总胶用量，同时在水灰比不变的情况下可以降低了单方水泥用量，所以可降低混凝土的绝对温开、减小混凝土的化学收缩。(3)现场混凝土施工方案为

7、避免增设施工缝对结构整体性及防渗的不利影响，采用一次性连续浇捣工艺，消除大体积连续浇捣带来的水化热的过高温升以及约束边界对于混凝土应力 释放的影响，采取如下施工方案：(a)混凝土浇筑施工原则，采取从中心向四周逐步退捣的中心开花式混凝土 施工方式进行一次性连续浇筑，收头顺序依次为先东后南、北，最终于西面栈桥 处收头，施工流程分析见图1。(b)采用12台汽车泵(4台56m臂长、8台48m臂长)和6台固定泵间隔 布置在基坑边的环形施工通道上进行布料，其中在取土栈桥平台上布置4台56m 臂长汽车泵，保证直接布料于中心位置，其余 8台48m臂长汽车泵和6台固定 泵，间隔布置于圆形基坑边同时进行浇筑，浇筑

8、方向为由中心向四周退捣。(c)混凝土浇筑共分两个阶段。第一阶段所有 56m臂长汽车泵和固定泵集 中浇筑中心混凝土，混凝土自基坑中心向四周以1:121: 15的坡度自由流淌，直 至中心岛混凝土达到-25.40m标高为止，此时周边混凝土约达到标高-27.00 m处, 该阶段预计用时40h;第二阶段自中心向四周退捣至混凝土施工完成，该阶段预 计用时20h。(d)在每台泵车供应的混凝土浇筑范围内配置 6只振动棒(另配2只振动 棒备用)进行振捣，振动棒的插入间距不大于 60 cm。针对底板钢筋排数多、问 距密，混凝土不易振实的问题，振捣过程中派专人进行监振，以保证各区域的混 凝土得到充分振捣，并加强对混

9、凝土内测温传感器的保护。(e)每台汽车泵平均浇注速度不少于 60 m3/h,每台固定泵平均浇注速度不 少于40 m3/h,要控制混凝土供应速度大于初凝速度，确保混凝土在斜面处不出 现冷缝。(f)选择气温较低的时间实施浇捣，并控制混凝土的入模温度，以降低混凝 土内部的最高温度，减少混凝土内外温差绝对量。-H工况三:东部区域首先收头d )工况四东部周边三峡收关后W部区域收头图1分阶段施工工况分析(3)现场混凝土性能表2 C50混凝土在搅拌站发料时的工作性配比曲始1lh2h坍落ijmnfUl扩翳度knm爆落度jniriSTSIM jnE典落扈ipim甫属度Smni小口比200500X4802205g190BCXSOO表3 C50混凝土在搅拌站发料时的含气量、入模温度和T500Ett言艺人梗疆度ccrsoo i小时csoett2.5%17.51电表4 C50混凝土的室内外凝结时间赶震时间M： HW1I弊一时-Ji： mirt标养室内130016:10技有括宗外21:3024T 25表5 C50混凝土在现场时的工作性EftV国曲rnm)救住时间时rwEttZ105500