超长、超宽、超厚大体积筏板基础混凝土无缝施工技术应用与研究摘要：文章结合洛阳正大国际城市广场暨市民中心项目——东地块7号楼筏板基础大体积混凝土无缝施工实例，为确保施工中温控指标及裂缝控制达到工程要求，混凝土强度采用60d强度，优化混凝土配合比，采取粉煤灰与矿粉双掺、减少水泥用量来降低水化热峰值并滞后释放水化热，采用外保温等措施控制混凝土里表温差以进行裂缝控制。

经施工后实测，各项温控指标及裂缝控制均达到规范要求。

关键词：超长、超宽、超厚大体积混凝土；优化配合比；60d强度；外保温；电子测温中图分类号：tu97 文献标识码：a 文章编号：1009-2374（2013）02-0051-041 工程概况洛阳正大国际城市广场暨市民中心项目——东地块7号楼为洛阳市在建最高的商业办公综合楼，位于洛阳市洛龙区开元大道以南，西临开元湖。

工程建筑类别为一类超高层公共建筑，工程为钢管混凝土框架——混凝土核心筒结构，抗震设防烈度为8度，地下3层，地上51层，建筑总高度211.75m，总建筑面积为114952.9m2。

本工程基础采用筏板基础，筏板基础占地面积5653m2，南北长84.75m，东西宽66.7m，采用c50p8抗渗混凝土，筏板基础设计厚度分别为2m、3.3m、4.2m。

该基础已于2012年10月21日施工完毕。

本工程筏板基础为超长、超宽、超厚的大体积混凝土，施工时采用无缝施工，取消伸缩缝、沉降缝、抗震缝、温度后浇带及沉降后浇带，实现完全无缝施工，施工时优化配合比，取消混凝土内部冷却水管，采用外保温。

本文中所用符号不再进行解释，详见《大体积混凝土施工规范》及《建筑施工手册（第四版）》中相关符号，只进行取值。

2 筏板大体积混凝土配合比设计为确保温控指标达到规范要求，该工程在施工前对混凝土设计配合比进行了优化设计，采用粉煤灰与矿粉双掺，增加粉煤灰用量，减少水泥用量，取消膨胀剂，使用聚羧酸减水剂，减小混凝土坍落度控制在140±20mm，混凝土配合比强度设计与强度评定采用60d 强度，混凝土配合比见表1：表1 混凝土配合比表设计强度c50p8 材料种类水泥（p.o42.5）中砂碎石（5～30）水外加剂（zw-pca-hny-ⅱ）掺合料1（粉煤灰）掺合料2（矿粉）水胶比0.35 材料用量（kg/m3）240 765 1056 150 4.5 150 35砂率42% 配合比 1 3.19 4.4 0.625 0.019 0.6250.1463 筏板基础大体积混凝土温度计算及实测在筏板基础施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行试算，并确定施工阶段浇筑体的温升峰值、里表温差及降温速度的控制指标，制定相应的温控技术措施。

3.1 混凝土最高水化热的绝热温升10月份洛阳的混凝土入模温度按25℃考虑，按规范要求则浇筑体温升不宜大于75℃。

根据《大体积混凝土瞬态温度场实测与数值分析》的结论，混凝土最大温度峰值会出现在第3～6d。

代入公式为：th＝w·q/c·ρ＝425×348.75/0.96×2400＝64.33℃（1）q＝k·q0＝0.93×375＝348.75kj/kg （2）式中：k按下式计算（k1、k2按大体积混凝土施工规范表b.1.3取值），k＝k1＋k2－1＝0.93＋1－1＝0.93；q0取375kj/kg；w＝240＋150＋35＝425 kg/m3；c取0.96kj/（kg·℃）；ρ取2400kg/m3。

3.2 混凝土各龄期中心计算温度t1（t）＝tj＋th·ξ（t）（3）式中：tj取25℃；由3.1计算th＝64.33℃；ξ（t）为t龄期降温系数，查《建筑施工手册（第四版）》表10-83。

混凝土浇筑3d后中心计算温度（厚度按4m计算）：t1（3）＝25＋64.33×0.74＝72.6℃其余每隔3d各龄期中心计算温度分别为：71.96℃；71.32℃；66.81℃；60.38℃；54.59℃；48.80℃；44.30℃；41．08℃；40.44℃。

3.3 各阶段混凝土中心温度温升差值混凝土浇筑后3～6d混凝土中心温度温升差值：δt1（3-6）＝72.6－71.96＝0.64℃其余每隔3d各阶段混凝土中心温升温差分别为：0.64℃；4.51℃；6.43℃；5.79℃；5.79℃；4.5℃；3.22℃；0.64℃。

3.4 混凝土各龄期中心计算温度与实测温度对比混凝土各龄期中心计算温度与实测温度对比表见表2：表2 各龄期混凝土中心计算温度与实测温度对比表龄期t/d 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30中心实测温度℃ 73.6 72.8 71.03 67.2 60.7 55.951.4 47.5 45.2 42.5中心计算温度℃ 72.6 71.96 71.32 66.81 60.38 54.5948.80 44.30 41．08 40.444 混凝土收缩变形值的当量温度计算4.1 混凝土各龄期收缩的相对变形值计算εy（t）＝ε0y（l－e-0.01t）m1·m2·m3…m11 （4）式中：ε0y取3.24×10-4；m1取1.0；m2取1.0；m3取0.925；m4取1.2；m5＝1.09（3d），m5＝1.02（6d），m5＝0.97（9d），m5＝0.95（12d），m5＝0.93（14～30d）；m6取1.0；m7取0.65；m8取0.92；m9取1.3；m10取0.89；m11取1.0。

则：m1·m2·m3·m4·m6·m7·m8·m9·m10·m11＝1×1×0.925×1.2×1×0.65×0.92×1.3×0.89×1＝0.768。

混凝土浇筑后3d收缩的相对变形值：εy（3）＝3.24×10-4×（l－e-0.03）×0.768×1.09＝0.08×10-4mm。

其余每隔3d各龄期收缩的相对变形值分别为：0.148；0.208；0.267；0.322；0.381；0.438；0.494；0.548；0.6（×10-4mm）。

4.2 混凝土各龄期收缩的相对变形值的当量温度计算ty（t）＝εy（t）/α（5）式中：α取1×10-5（mm/℃）。

混凝土浇筑3d后当量温度ty（3）＝εy（3）/α＝0.08×10-4/1×10-5＝0.80℃。

其余每隔3d各龄期收缩的当量温度分别为：1.48℃；2.08℃；2.67℃；3.22℃；3.81℃；4.38℃；4.94℃；5.48℃；6℃。

4.3 各阶段混凝土收缩的当量温度差值混凝土浇筑后3～6d收缩的当量温度差值：δty（3-6）＝ty（6）－ty（3）＝1.48－0.80＝0.68℃。

其余每隔3d各阶段混凝土收缩的当量温度差值分别为：0.6℃；0.6℃；0.55℃；0.59℃；0.57℃；0.55℃；0.54℃；0.52℃。

4.4 各阶段混凝土单位综合温差混凝土浇筑后3～6d的综合温差δt（3-6）＝δt1（3-6）＋δty（3-6）＝0.64＋0.68＝1.32℃。

其余每隔3d各阶段混凝土的综合温差分别为：1.24℃；5.11℃；6.98℃；6.38℃；6.36℃；5.05℃；3.76℃；1.16℃。

5 混凝土弹性模量计算混凝土各龄期的弹性模量可按下式计算：e（t）＝βe0（1－e-0.09t）（6）式中：β按下式计算（β1·β2按大体积混凝土施工规范表b.3.2取值），β＝β1·β2＝0.97×1.01＝0.98；e0在c50为3.45×104n/mm2。

混凝土浇筑3d后弹性模量：e（3）＝0.98×3.45×104×（1－e-0.09×3）＝0.8×104n/mm2。

其余每隔3d各龄期的弹性模量分别为：1.411；1.877；2.233；2.504；2.712；2.87；2.991；3.083；3.154。

6 温度应力计算6.1 在外约束条件下产生的拉应力计算σx（t）＝[α/（1-?）]δt2i（t）×ei（t）×hi（t，t1）×ri（t）（7）式中：α为1×10-5（mm/℃）；?取0.15；δt2i（t）见上述计算；ei（t）见上述计算；ri（t）取0.5；hi（t，t1）详见表3。

表3 混凝土各龄期应力松弛系数龄期t（d） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30应力松弛系数0.193 0.209 0.213 0.232 0.259 0.2860.301 0.435 0.57 1混凝土浇筑后3～6d外约束应力：σx（3－6）＝[α/（1－?）]×δt（3－6）×[e（3）＋e（6）]/2×[h（3）＋h（6）]/2×ri（t）＝1×10-5/（1－0.15）×1.32×（0.8＋1.411）×104/2×（0.193＋0.209）/2×0.5＝0.017mpa其余每隔3d各阶段混凝土的外约束应力分别为：0.025mpa；0.137mpa；0.239mpa；0.267mpa；0.306mpa；0.32mpa；0.338mpa；0.167mpa。

经计算可知：σx＝σx（3-6）＋σx（6-9）＋σx（9-12）＋σx（12-15）＋σx（15-18）＋σx（18-21）＋σx（21-24）＋σx（24-27）＋σx（27-30）＝1.817mpa。

6.2 因里表温差的增量产生的自约束拉应力计算σz（t）＝α/2×δt1i（t）×ei（t）×hi（t，t1）（8）式中：α为1×10-5（mm/℃）；ei（t）见上面计算；hi（t，t1）见表3。

计算混凝土浇筑体各龄期里表温差：t1i（t）＝t0＋2/3×t1（t）－ty（t）－th （9）式中：t0取25℃；t1（t）见表2；ty（t）见上述计算；th取20℃。

t1i（3）＝25＋2/3×72.6－0.8－20＝52.6℃其余每隔3d各阶段混凝土的里表温差分别为：51.49℃；50.47℃；46.87℃；42.03℃；37.58℃；33.15℃；29.59℃；26.91℃；25.96℃混凝土浇筑后3～6d的里表温差增量：δt1i（3－6）＝t1i（3）－t1i（6）＝52.6－51.49＝1.11℃其余每隔3d各阶段混凝土的里表温差增量分别为：1.03℃；3.60℃；4.84℃；4.45℃；4.43℃；3.56℃；2.69℃；0.95℃混凝土浇筑后3～6d自约束应力：σz（3－6）＝α/2×δt1i（3－6）×[e（3）＋e（6）]/2×[h（3）＋h（6）]/2＝1×10-5/2×1.11×（0.8＋1.411）×104/2×（0.193＋0.209）/2＝0.012mpa。