地下室基础底板大体积混凝土浇筑施工方案.docx
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地下室基础底板大体积混凝土浇筑施工方案
宿州·中央大厦地下室基础底板
大体积混凝土浇筑施工方案
第一章工程概况
宿州中央大厦由宿州市新大都房地产有限公司投资兴建，工程位于宿州市人民路与浍水路交叉口的西南角地块。
本大厦工程由主楼、副楼两个单体，裙房及地下室组成，其中主楼为40层的超高层建筑，结构为框架-核心筒，主体高度为156.3m；副楼为32层的高层建筑，钢筋混凝土剪力墙结构，总高度计99.75m，裙房为5层，合计总建筑面积共109545㎡。
其中地下室共二层，一层板面建筑标高在－4.00～－6.10之间，二层建筑标高在－8.40～－11.00之间，地下室建筑面积计13805㎡。
本工程设计建筑结构安全等级为二级，建筑耐火等级为一级，建筑抗震设防烈度为6度；人防等级为核6常6级甲类。
地下工程防水等级为Ⅱ级、抗渗有P8、P6级两种，屋面防水等级Ⅱ级，防水层耐用年限15年。
本工程±0.000标高相当于黄海高程26.613m。
本工程地下室平面外形呈矩形，底板结构为筏板桩承台基础，工程桩采用大直径（φ800～1200㎜）钻孔灌注桩。
依据地下室结构设计：
南部副楼和裙房区基础底板底面标高在－9.45～－11.35m（含垫层0.15m）之间；基础地梁底面标高为－10.25～－12.05m，电梯井“坑中坑”基础底面标高－13.05m。
北部主楼区基础底板底面标高为－11.35～－14.35m。
设计基础垫层砼强度等级为C15；地下室承台、地梁及底板为C35抗渗砼，抗渗等级为P8（含地下二层外墙），地下一层外墙、水池侧墙及室外部分地下室顶板的抗渗等级为P6。
设计同时要求本工程地下室底板（含承台地梁）、顶板及地下室外墙混凝土采用补偿收缩混凝土，其底板混凝土限制膨胀率为1.8×10－4，地下室外墙和顶板混凝土限制膨胀率为2.1×10－4，均内掺聚丙烯阻裂纤维及高性能混凝土外加剂，抗裂防渗混凝土配合比应经试验确定。
第二章基础底板区段划分及砼方量估算
本工程地下室外形呈矩形，地下二层基础底板南北向总长度为100.42m，东西向总宽度为67.25m。
根据建筑设计长度和结构承重情况，结构设计将地下室底板以沉降后浇带、变形后浇带为界划分成六个区块。
其底板砼方量估算（不计承台及地梁凸出部分）如下：
Ⅰ区：
主楼
～
/
～
轴区域，后浇带内长宽尺寸为51.02×45.40m，底板厚度为2600㎜（筒中筒部分底板厚3200㎜，交接处局部达5600㎜），北侧部分板厚为700㎜。
估算砼方量约6200m3。
Ⅱ区：
副楼
～
/
～
轴区域，后浇带内长宽为55.65×28.60m，底板厚度为1800㎜，局部北、东侧板厚为700㎜。
估算砼方量约2400m3。
Ⅲ、Ⅳ区：
主副楼中间后浇带
～
/
～
轴区域（以中间变形带为界，西侧为Ⅲ区，东侧为Ⅳ区），底板长宽尺寸为67.25×20.8m（含2条后浇带宽），板厚为700㎜，估算砼方量约980m3。
Ⅴ区：
主楼东侧后浇带
～
/
～
轴区域，长宽尺寸为49.60×21.85m（含纵横2条后浇带宽度），板厚按800㎜考虑（局部为700㎜），估算砼方量约900m3。
Ⅵ区：
副楼东侧后浇带
～
/
～
轴区域，长宽尺寸为28.60×11.60m，板厚为700㎜，估算砼方量约250m3。
整个底板结构混凝土浇筑总方量约在10800～11000m3左右。
本工程副楼、主楼底板厚度在1.80m、2.60m、3.20m以上，局部最厚处达5.6m，均超过大体积混凝土厚度800㎜的规定，故浇筑方案应按大体积混凝土施工考虑。
第三章施工中拟采取的主要技术措施
大体积混凝土产生裂缝的因素较多，但其主要是受水泥水化热、外界约束条件和气温变化以及水分蒸发导致混凝土体积收缩等因素引起。
大体积混凝土浇筑后，水泥水化产生大量的水化热会使混凝土温度上升，但由于混凝土内部和表面的散热条件不同，导致中心温度高表面温度低，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。
当拉应力超过混凝土抗拉强度时，就会使混凝土产生表面裂缝。
以后随着混凝土逐渐降温，这个温降差引起的混凝土变形以及混凝土多余水分蒸发时引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束时也将产生拉应力，当此拉应力超过混凝土抗拉强度时，会使混凝土整个截面产生贯穿性裂缝。
而贯穿裂缝则会影响结构的整体性、耐久性和防水性，从而影响结构正常使用。
为此，我们应尽力采取措施避免出现表面裂缝，严格控制贯穿性裂缝的发生。
本工程结构设计已考虑了设置沉降、变形后浇带，它对改善混凝土边界约束有较大的作用；同时提出采用补偿收缩混凝土、掺加聚丙烯阻裂纤维及高性能混凝土外加剂等要求，它对提高混凝土抗收缩变形、控制混凝土内部温度应力、提高混凝土极限拉伸值等方面都是十分有力的措施。
为了更有效地控制大体积混凝土的裂缝，我们经与本地商品混凝土厂家探讨后，结合施工实际情况，拟定在施工中采取以下一些技术措施：
1.控制混凝土温升
1）根据基础设计C35、P8抗渗等级要求，结合本地商品砼厂家供货实际，混凝土采用P.042.5号普通硅酸盐水泥，通过掺加一定量的外加剂（减水剂）来降低水泥用量，从而使普通硅酸盐水泥水化热高的弱点有所削弱。
2）充分利用混凝土的后期强度：
根据地下室结构设计说明，底板部分利用f60来代替f28作为混凝土设计强度，以减少每立方米混凝土的水泥用量，从而降低水化热的温升（需商品砼厂家进行专门的混凝土配合比设计，并通过试验验证28d以后混凝土强度能继续增长，最终在60d内能达到设计规定的强度要求）。
3）掺加20～22%的粉煤灰、磨细矿渣粉等掺和料：
以改善混凝土的粘塑性和可泵性，有效降低混凝土的水化热。
4）粗细骨料选用：
采用自然连续级配的粗骨料配置商品混凝土，石子宜选用粒径为5～31.5㎜的级配碎石，细骨料以中粗砂为宜，达到减少用水量、水泥用量，降低混凝土温升，改善混凝土和易性的目的。
要求石子的含泥量控制在1﹪以下，砂的含泥量控制在2﹪以内。
2.减少混凝土收缩，提高混凝土极限拉伸值
1）采用补偿收缩混凝土：
以控制混凝土温度和干缩裂缝，增强混凝土的抗裂性。
在混凝土拌制过程中掺加水泥用量10～12﹪的UEA膨胀剂，要求底板混凝土限制膨胀率为1.8×10－4；外墙和顶板混凝土限制膨胀率为2.1×10－4。
2）掺加适量的的聚丙烯阻裂纤维：
以控制混凝土的早期干缩和塑性裂纹，提高混凝土的抗裂性（各种掺合料、外加剂品种、掺量等应待商品混凝土厂家实际试验符合要求并提供配合比级配单后方可使用）。
3）改进施工工艺，在施工过程中对浇筑后的混凝土进行二次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料和钢筋下部产生的水分和空隙，提高混凝土的密实度与钢筋握裹力，从而提高混凝土的抗压强度和抗裂性能。
3.延缓混凝土降温速率
1）本工程基础底板在1月下旬到2月上旬浇筑，，室外气温较底，做好蓄热保温至关重要。
本工程拟对浇筑后的混凝土采用2层塑料薄膜加2～3层草袋（或麻袋）覆盖的养护措施，同时加强温控监测，使混凝土内外的温差控制在25℃以内，温降速率不大于2℃/d，严防混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。
2）在基础钢筋中预埋测温点，在混凝土浇筑后，用传统的测温方法对混凝土内部温度及表面温度进行全过程测温监测，并通过调节保温层厚度等措施延缓混凝土降温速率，以控制有害裂缝的发生。
第四章大体积混凝土温度计算分析
（参考《建筑施工手册》第四版缩印本）
1、最大绝热温升计算公式（二式取其一）
Th＝（mc+K·F）Q/C·ρ
（1）
Th＝mc·Q/C·ρ（1－e-mt）
（2）
式中Th—混凝土最大绝热温升（℃）；
mc—混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3）；
F—混凝土中活性掺合料用量（kg/m3）；
K—掺合料折减系数，粉煤灰取0.25～0.30；
Q—水泥28d水化热（kJ/kg）；查下表（见手册P614页）：
C—混凝土比热，取0.97（kJ/kg·k）；
ρ—混凝土密度，取2400（kg/m3）；
t—混凝土龄期（d）；
不同品种、强度等级水泥的水化热Q（kj/kg）
水泥品种
水泥强度等级
3d
7d
28d
普通硅酸盐
水泥
42.5
314
354
375
32.5
250
271
334
矿渣水泥
32.5
180
256
334
e—对数常数，为2.718；
m—系数，随砼浇筑温度改变，查下表（见手册P614页）：
系 数 m 表
浇筑温度（℃）
5
10
15
20
25
30
M（1/d）
0.295
0.318
0.340
0.362
0.384
0.406
本工程基础底板每m3混凝土材料用量如下：
P．042.5普通水泥（含膨胀剂UEA40㎏）371kg；
水（含黄砂水份82㎏）202kg；
砂740kg；石子1050kg；
粉煤灰73.43kg；外加剂8.22kg；
S95矿渣粉60㎏；聚丙烯纤维0.8㎏。
按公式
（1）计算：
Th＝（mc+K·F）Q/C·P
＝（371＋0.3×73.43）×375÷（0.97×2400）＝63.3（℃）
按公式
（2）计算：
Th＝mc·Q/C·P（1－e-mt）
对e-mt计算见下表值：
（浇筑温度按10℃考虑，系数m为0.318）
e-mt计算表
时间（d）
1
2
3
4
5
6
7
10
14
e-mt
0.728
0.529
0.385
0.280
0.204
0.148
0.108
0.042
0.012
Th1＝371×375/［0.97×2400×（1－0.728）］＝219.7（℃）
Th2＝371×375/［0.97×2400×（1－0.529）］＝126.9（℃）
Th3＝371×375/［0.97×2400×（1－0.385）］＝97.2（℃）
Th7＝371×375/［0.97×2400×（1－0.108）］＝67.0（℃）
经推算混凝土浇筑初期最大绝热温升不符合实际，公式
（2）显然不适用。
2、混凝土中心温度计算：
TI（t）＝Tj+Th·ξt（3）
式中：
TI（t）—t龄期混凝土中心计算温度（℃）；
Tj—混凝土浇筑温度（℃）；时值冬季1月底，取Tj＝10℃。
ξt—龄期温度降低系数，查下表（见手册P614页）：
降温系数ξt表
浇筑层厚度（m）
龄 期t（d）
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
1.00
0.36
0.29
0.17
0.09
0.05
0.03
0.01
1.25
0.42
0.31
0.19
0.11
0.07
0.04
0.03
1.50
0.49
0.46
0.38
0.29
0.21
0.15
0.12
0.08
0.05
0.04
2.50
0.65
0.62
0.57
0.48
0.38
0.29
0.23
0.19
0.16
0.15
3.00
0.68
0.67
0.63
0.57
0.45
0.36
0.30
0.25
0.21
0.19
4.00
0.74
0.73
0.72
0.65
0.55
0.46
0.37
0.30
0.25
0.24
根据施工经验，混凝土浇筑后3d时的水化热温升最大，以后渐趋减弱，现按混凝土底板不同厚度，按3、6、9、12、15d的龄期计算如下：
1）当板厚为3.2m时
降温系数ξt采用插值法计算，ξ3＝0.692、ξ6＝0.682、ξ9＝0.648、ξ12＝0.586、ξ15＝0.470；
TI3d＝Tj+Th·ξ3＝10＋63.3×0.692＝53.8（℃）
TI6d＝Tj+Th·ξ6＝10＋63.3×0.682＝53.2（℃）
TI9d＝Tj+Th·ξ9＝10＋63.3×0.648＝51.0（℃）
TI12d＝Tj+Th·ξ12＝10＋63.3×0.586＝47.1（℃）
TI15d＝Tj+Th·ξ15＝10＋63.3×0.470＝39.8（℃）
2）当板厚为2.6m时
降温系数ξt采用插值法计算，ξ3＝0.656、ξ6＝0.630、ξ9＝0.582、ξ12＝0.498、ξ15＝0.394；
TI3d＝Tj+Th·ξ3＝10＋63.3×0.656＝51.5（℃）
TI6d＝Tj+Th·ξ6＝10＋63.3×0.630＝49.9（℃）
TI9d＝Tj+Th·ξ9＝10＋63.3×0.582＝46.8（℃）
TI12d＝Tj+Th·ξ12＝10＋63.3×0.498＝41.5（℃）
TI15d＝Tj+Th·ξ15＝10＋63.3×0.394＝34.9（℃）
3）当板厚为1.8m时
降温系数ξt采用插值法计算，ξ3＝0.538、ξ6＝0.508、ξ9＝0.437、ξ12＝0.347、ξ15＝0.261；
TI3d＝Tj+Th·ξ3＝10＋63.3×0.538＝44.1（℃）
TI6d＝Tj+Th·ξ6＝10＋63.3×0.508＝42.2（℃）
TI9d＝Tj+Th·ξ9＝10＋63.3×0.437＝37.7（℃）
TI12d＝Tj+Th·ξ12＝10＋63.3×0.347＝32.0（℃）
TI15d＝Tj+Th·ξ15＝10＋63.3×0.261＝26.5（℃）
3、混凝土表层（表面下50～100mm处）温度
1）保温材料厚度计算：
δ=0.5h·λx（T2-Tq）Kb/λ（Tmax-T2）（4）
式中δ—保温材料厚度（m）；
h—结构厚度（m）；（基础底板厚度h1=3.20m、h2=2.60m、h3=1.80m）
λx—所选保温材料导热系数[W/（m·K）]，查表得草袋λx=0.14；
T2—混凝土表面温度（℃）；
Tq—施工期大气平均温度，冬季1月底在0～5（℃）左右；
计算时可取T2－Tq＝15～20（℃），此处取15（℃）；
λ—混凝土导热系数，取2.33W/（m·K）；
Tmax—计算得混凝土最高温度（℃）；
计算时可取Tmax-T2=20～25℃，此处取20（℃）
Kb—传热系数修正值，取Kb=1.3～2.0，采用易透风保温材料，在混凝土面层上再铺一层不易透风材料（如塑料薄膜），由于浇筑处于地下部分，深基坑不易受风的影响，故取1.3。
按公式：
δ=0.5h·λx（T2-Tq）Kb/λ（Tmax-T2）
则δ3.2m=0.5×3.2×0.14×15×1.3/2.33×20≈0.09m（90㎜）
δ2.6m=0.5×2.6×0.14×15×1.3/2.33×20≈0.08m（80㎜）
δ1.8m=0.5×1.8×0.14×15×1.3/2.33×20≈0.05m（50㎜）
采取措施：
可在基础底板面上盖2层塑料薄膜加2～3层草袋或麻袋处理，塑料薄膜的密封性能可解决草袋易于通风透气问题。
由于冬季夜间气温低，为提高保温效果，可在基坑支撑梁处搭设保暖棚进行整体遮盖，避免热量散发过快。
2）混凝土表面模板及保温层的传热系数：
β=1/[Σδi/λi+1/βq]（5）
式中：
β—混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/（m2·k）]；
δi—各保温材料厚度，材料选用草袋，厚度为0.09m、0.08m、0.05m；
λi—各保温材料导热系数，草袋为0.14[W/（m·k）]；
βq—空气层的传热系数，取23[W/（m2·k）]；
β1（3.2m）=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/[0.09/0.14+1/23]＝1.46
β2（2.6m）=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/[0.08/0.14+1/23]＝1.63
β3（1.8m）=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/[0.05/0.14+1/23]＝2.50
3）混凝土虚厚度：
h’=k·λ/β（6）
式中：
h’—混凝土虚厚度（m）;
k —折减系数，取2/3；
λ—混凝土导热系数，取2.33[W/（m·k];
h’1=k·λ/β1=（2/3）×2.33/1.46=1.064m
h’2=k·λ/β2=（2/3）×2.33/1.63=0.953m
h’3=k·λ/β3=（2/3）×2.33/2.50=0.621m
4）混凝土计算厚度：
H=h+2h’（7）
式中：
H—混凝土计算厚度（m）；
h—混凝土实际厚度（m）；
H3.2=h+2h’1=3.2+2×1.064=5.328m
H2.6=h+2h’2=2.6+2×0.953=4.506m
H1.8=h+2h’3=1.8+2×0.621=3.042m
5）混凝土表层温度:
（表面下50～100mm处）
T2（t）=Tq+4·h’（H-h’）[T1（t）-Tq]/H2（8）
式中：
T2（t） —混凝土表层温度（℃）；
Tq—施工期大气平均温度，取5（℃）；
h’—混凝土虚厚度（m）；分别为1.064m、0.953m、0.621m。
H—混凝土计算厚度（m）；分别为5.328m、4.506m、3.042m。
T1（t）—混凝土中心温度（℃）。
（1）3.2m厚底板：
T2（3）=5+4×1.064×（5.328-1.064）×[53.8-5.0]/5.3282=31.4℃
T2（6）=5+4×1.064×（5.328-1.064）×[53.2-5.0]/5.3282=31.0℃
T2（9）=5+4×1.064×（5.328-1.064）×[51.0-5.0]/5.3282=29.6℃
T2（12）=5+4×1.064×（5.328-1.064）×[47.1-5.0]/5.3282=27.1℃
T2（15）=5+4×1.064×（5.328-1.064）×[39.8-5.0]/5.3282=22.4℃
（2）2.6m厚底板：
T2（3）=5+4×0.953×（4.506-0.953）×[51.5-5.0]/4.5062=31.3℃
T2（6）=5+4×0.953×（4.506-0.953）×[49.9-5.0]/4.5062=30.2℃
T2（9）=5+4×0.953×（4.506-0.953）×[46.8-5.0]/4.5062=28.1℃
T2（12）=5+4×0.953×（4.506-0.953）×[41.5-5.0]/4.5062=24.6℃
T2（15）=5+4×0.953×（4.506-0.953）×[34.9-5.0]/4.5062=20.2℃
（3）1.8m厚底板：
T2（3）=5+4×0.621×（3.042-0.621）×[44.1-5.0]/3.0422=26.0℃
T2（6）=5+4×0.621×（3.042-0.621）×[42.2-5.0]/3.0422=24.7℃
T2（9）=5+4×0.621×（3.042-0.621）×[37.7-5.0]/3.0422=21.8℃
T2（12）=5+4×0.621×（3.042-0.621）×[32.0-5.0]/3.0422=18.1℃
T2（15）=5+4×0.621×（3.042-0.621）×[26.5-5.0]/3.0422=14.5℃
注：
以上计算式中的黑粗体数字系同龄期混凝土底板中心计算最高温度。
砼内外温差最高：
53.8－31.4＝22.4≤25℃；
表面与大气温差：
31.4－5.0＝26.4≥25℃。
经以上计算分析可知，在按要求做好混凝土的保湿保温措施后，本工程地下室基础底板各种厚度的混凝土中心最高温度与表层温度之差均小于25℃。
但由于冬季室外气温过低，浇筑前期（6～9d内）3.2m和2.6m厚的底板表层与大气环境温度之差略有超出25℃的温控要求，故施工期间应重点做好混凝土面层的保温层覆盖工作，可适当增设草袋层数，尤其应加强夜间的保温措施，期间不得随意掀揭保温覆盖层。
第五章大体积混凝土浇筑方案
第一节施工部署
本工程上部主体及地下室结构混凝土全部采用预拌商品砼，设计地下室底板、承台及地梁均为C35抗渗混凝土，抗渗等级为P8，混凝土总用量约为11000m3，，为提高施工效率、加快施工进度，现场施工采用泵送混凝土浇筑。
1、施工段的划分
根据设计沉降、变形后浇带位置，结合施工实际，地下室底板混凝土划分为六个大块，五个浇筑区段：
Ⅰ区：
主楼
～
/
～
轴区域，后浇带内长宽尺寸为51.02×45.40m，底板厚度为2600㎜（筒中筒底板厚3200㎜，交接处最厚达5.6m），北侧局部板厚为700㎜。
砼方量约6200m3。
Ⅱ区：
副楼
～
/
～
轴区域，后浇带内长宽为55.65×28.60m，底板厚度为1800㎜，局部北、东侧板厚为700㎜。
砼方量约2400m3。
Ⅲ、Ⅳ区：
主副楼中间后浇带
～
/
～
轴区域（以中间变形带为界，西侧为Ⅲ区，东侧为Ⅳ区），底板长宽尺寸为67.25×19.2m（不含两侧后浇带宽），板厚为700㎜，砼方量约980m3。
Ⅴ区：
主楼东侧后浇带
～
/
～
轴区域，长宽尺寸为49.60×21.05m（不含后浇带宽度），板厚按800㎜考虑（局部为700㎜），砼方量约900m3。
Ⅵ区：
副楼东侧后浇带
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轴区域，长宽尺寸为28.60×10.80m，板厚为700㎜，砼方量约250m3。
2、浇筑顺序
依据基础底板标高的不同深度，结合挖土进程，为抢夺关键线路的工期，现拟定基础底板各区块浇筑顺序如下：
考虑到施工中受混凝土输送泵车能力和泵管堵管、拆卸等多因素影响，经测算，本工程混凝土实际泵输送能力平均约25～30M3/h。
为此，基础底板各区段的浇筑施工流向和浇筑时间按排如下（详见下图1）：
1）Ⅴ区：
底板厚800㎜，分2个浇筑组，从
轴开始，由东西两侧向中间浇筑，浇筑流向自北向南推进。
砼方量约900m3，浇捣时间约15～18h。
2）Ⅰ区（主楼）：
本区块面积广，混凝土浇筑体量大，为便于混凝土内部温度控制，应与设计联系同意后分二次浇捣。
在筒体底板厚度分界的－11.2标高处留置一道水平施工缝，在施工缝中间拟增设闭合型企口缝或钢板止水带2条，间距约1m，止水钢板为－600×3。
先浇筑筒体
块段－11.0m标高以下厚3.2m的底板，混凝土约1600m3；分2个浇筑组，从南向北浇筑，浇捣时间估计约27～32h。
完成后间歇3d时间（避开温升时段），再浇筑标高－8.6m以下2.6m厚的
块段底板，此区段砼方量大可分3个浇筑组，从南侧
轴处的沉降后浇带开始向北浇筑，估算砼方量约4600m3，浇捣时间需51～62h。
3）Ⅱ区（副楼）：
该区块预计砼方量约2400m3,分2个浇筑组，浇筑从西侧
轴开始，由西向东浇筑，到
轴处沉降后浇带止，浇筑时间约需40～48h。
4）Ⅲ、Ⅳ区（主副楼之间）：
本区段底板厚度为700㎜，砼方量约980m3,可分2个浇筑组，各组从两侧后浇带向中间浇筑，浇筑自西向东（
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