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摘要：本文结合工程实际，对高层建筑地下室底板施工技术作一些探讨。
关键词：高层建筑，地下室 ， 底板 ， 施工技术
Abstract: combined with the engineering practice, the design of a high-rise building construction techniques discussed.
Keywords: high buildings, the basement, motherboard, construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的发展，建筑技术在不断进步，建筑物的规模也在不断扩大，大型现代化建筑设施不断增多。大型建筑物不断升高的同时，也逐步往地下发展，因此底板大体积混凝土结构逐渐成为大型现代化建筑设施主体的重要组成部分。本文结合工程实际，对高层建筑地下室底板施工技术作一些探讨。
一、工程概况
某高层建筑为框架剪力墙结构，地下室1层，地上23层数，总高79.6m。抗震设防为六度、地下室抗震等级三级，地基采用经制钢筋测定方法静压；地下室底板为有梁式底板厚500mm；钢筋砼围护墙、剪力墙、框架梁砼；砼采用C35，底板和外墙为抗渗砼等级为P6；底板底标高为－4.90m；底板长度：89.52m，宽度为62.90m。本工程底板混凝土施工属大体积混凝土施工，施工时应注意对混凝土温度与收缩裂缝的控制。
二、施工技术要点
1、原材料的选用
（1）水泥：在满足强度和耐久性等要求的前提下，优先选用低热或中热的矿渣硅酸盐水泥，火山灰硅酸盐水泥（水化热270～335kJ/㎏）。
（2）粗骨料：可用一般符合筛分曲线，级配良好的碎石，颗粒用较大粒径，以降低水泥用量和水化热量，减少用水量，使混凝土的凝结收缩，泌水及干缩等随之降低。
石子粒径选用5～40mm或5～60mm，最大粒径不得大于钢筋最小间距的四分之三，不得含有机杂质，其含泥量应≤1%。
（3）细骨料：选用粗砂或中砂，细度模具M=2.6～3.4，含泥量应≤3%。控制细砂以0.3mm筛孔的通过率为15%～30%；0.05mm的筛孔的通过率为5%～10%.
（4）粉煤灰：为减少水泥用量，改善砼的和易性，减少泌水和干缩程度，可掺入水泥用量30%以下的粉煤灰取代水泥。粉煤灰按其品质分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，一般采用Ⅱ级，烧灰量应<8%，SO应<3%，细度（0.08mm方孔筛筛条）≤8%，并应对水泥无不良反应。
（5）外加剂：为了满足和易性和减缓水泥早期水的热发热量及初疑时间的要求，在混凝土中掺入适量的各类缓凝，早强型减水剂等。
2、配合比设计
混凝土基础配合比设计的基本原则：
（1）在满足工程设计（砼抗压强度、抗渗等级）要求的前提下，尽量减少单位体积的水泥用量。
（2）在满足施工操作工艺的要求下，尽量减少混凝土浇筑过程中的用水量。
（3）尽可能减轻混凝土自身养护硬化过程中的收缩，以降低外约束程度。
（4）在征得设计同意和满足荷载要求的情况下，尽量利用混凝土60天或90天的后期强度。混凝土配合比的基本要求是：水应比≤0.6.砂率应控制在33%～37%.，坍落度应控制在10～14cm为宜，严禁在现场随意加水的增大坍落度。
本工程采用商品混凝土，泵送工艺，对混凝土的配合比，搅拌质量和进入泵机料斗混凝土性质较普通混凝土有更严格的要求，除满足一般流动性、强度、耐久性、经济等要求外，还必须满足可泵性要求，即要求混凝土要有良好的和易性和合适的坍落度，以防混凝土在管路中形成阻塞，造成管路输送中断。
3、施工前的准备
为了确保施工进度和施工质量，施工前就对现场进行认真的调查和对施工方案反复的进行讨论，做一些准备工作：
（1）对可能产生的道路堵塞、可能造成的停电、停水、及现场设备出现故障等均相应地做好了应急的准备工作。
（2）底板混凝土工程施工前，应验算浇筑体的温度、温度应力及收缩应力，确定施工阶段升温峰值，内外温差及降温速率的控制指标，制定温控的技术措施。一般情况下，混凝土入模温度绝热温升值最大值不超过45℃，内外温差不超过30℃，降溫速率为2.0℃/d。
（3）底板混凝土施工前，应掌握近期气象情况（如高温、寒潮等）。在冬期施工时，应制定相应措施。
（4）底板混凝土模板宜采用钢模板、木模板或钢木混合模板。
4、混凝土浇筑
（1）分段分块浇筑。将底板按设计的构造，沿长度或宽度方向贯穿基础全面分割几块，，按顺序分块浇筑，分块最大短向尺寸宜为30m内。本法可减轻大体积混凝土基础一次施工量，工序间可流水作业，减少施工用料和降低混凝土浇筑强度，为各工程施工操作带来方便，同时分段可使局部先完成收缩，减少混凝土最终温差和于缩率（因水泥水化热和收缩率在最初一周内最高），有利于缓解基底应力状态，减少温度和收缩应力。
（2）分层浇筑。底板混凝土浇筑顺序应满足水平分层接时间的要求，确定砼浇筑顺序的基本原则是保证所振捣的混凝土没有冷缝（即混凝土先后浇筑层间隔时间不超过去时混凝土初凝时间）。本工程采用全面分层浇筑法：即按基础厚度分成二个层，在正分段（块）的全面积进行水平分层浇筑。下料时，应保证各处大体平衡，使其水平面逐层上升，施工从短边开始向长边推进，浇筑一层在混凝土初凝前再浇第二层，顺序逐层连续浇筑到顶，不允许出现严重的高低不平现象，特别是墙、沟道两侧要对称下料，以防止把模板挤偏。分层应保证上下层结合良好，不出现实际上的施工缝，使浇筑面积不加大，接缝良好。
5、混凝土的浇筑振捣
（1）混凝土的普通振捣法。混凝土底板的浇筑应水平分层下料，用插入式振捣器振捣密实。振捣器振捣顺序，依浇筑顺序而定。一般垂直至浇筑前进方向往返进行。插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，达到均匀振实。插点排列通常成行列或交错式顺序前进，振捣器和移置距离不得超过其振动半径的1.5倍，间距一般为40～50cm。每次振捣时间视骨料粒径。混凝土坍落度及钢筋的调密程度而不同，一般将振动棒抽插2～3次即可，垂直插棒，快插慢拔，逐点移动，每次插入时间应为8～15S，以表面冷浆，不出现气泡，无明显下沉现象为宜。避免过度振捣，否则将会使混凝土离析，对混凝土的均质有害，插入深度以穿过被捣层3～5cm，但又不去层过下层表面10cm为限，不得过深或太浅。同时要防止振动棒碰动模板、钢筋、穿墙螺栓、预埋件等，以避免变位和影响另混凝土的握裹力。
（2）混凝土的二次振捣法。对于浇筑后开始凝固的混凝土，在适当时期内给予再次振捣，会给密实度和强度带来良好的影响。初凝后，是要混凝土仍保持一定的塑性，混凝土经二次振捣对混凝土强度不但不会影响，而且强度还会有一定的提高，一般可期望使抗压强度增加10%～20%，混凝土与钢筋的握裹力提高30%以上。再振捣的时间要掌握好，恰当的时间是混凝土已经开始凝固，经振捣尚能恢复到塑性状态，尚不至于在混凝土中留下振捣器孔穴的时间。一般是在混凝土浇筑后的4H左右较适宜。特别要注意：混凝土已经初凝后再振捣，则会因混凝土内部水泥石的晶体结构遭到破坏，而降低混凝土的强度。
（3）混凝土泌水的处理。混凝土入模分层浇筑振捣后，由于水泥的析水和材料的混降，其表面常聚积一层游离水（浮浆层）这层泌水对混凝土危害性极大，会使混凝土表面产生大量浮浆，损害各层之间的粘结力，造成混凝土强度不均，影响混凝土强度，并极易出现沉降和表面塑性裂缝；如再加上捣固不良，严重的将产生中间夹水层，以及表面出现水孔、露砂等现象；对泵送混凝土尤为严重。因此在混凝土浇筑过程中必须妥善处理，以提高混凝土质量。
6、施工缝的留设和处理
（1）根据设计及施工规范要求，在底板浇筑混凝土时在地下室底板以上0.5m的外墙处设置水平施工缝。
（2）水平施工缝设3mm止水钢板，能有效防止渗漏水。因在此截面
（3）施工缝的设置应保持水平和垂直，不应留斜槎（或斜截面）上有最大剪应力存在，最易破坏。
（4）接缝表面上的污物、砂浆，污渍及木屑等杂物清理干净。
7、混凝土的养护
混凝土的养护是保证大体积混凝土質量的一道十分重要的工艺过程，按其性质，要求和目的不同，分为温养护和保温养护两种。
（1）温养护采用蓄水养护，使用部位为后浇缝和后浇带处，在大块基础上筑围堰（或利用上翻梁），蓄水5～10cm，蓄水法可使混凝土充分水化，防水表面发生龟裂。
（2）保温养护是在正常气温情况下，为了减少混凝土内外温差，延长散热时间（即使后期缓慢地降温），使混凝土在缓慢的散热过程中获得必要的程度来抵抗温度应力，同时降低变形变化的速度（即使缓慢的收缩），有效的削减约束应力，防止内外温差过大并超过允许界限，而导致出现温度收缩裂缝。保温养护的目的主要是防止混凝土出现有害深进或贯穿性温度收缩裂缝。保温养护的方法是；采取在表面护盖1层塑料薄膜，1层草袋作为保温保湿养护。铺设上下错开，搭接压紧，交接处包裹，形成良好的保温层，使混凝土强度的潜力和材料的松驰特性，使应力小于抗拉强度；另一方面适度的潮温养护，有利于水泥的水化作用顺利进行，提高早期抗拉强度，防止表面脱水；另外少量适度润湿，可在混凝土表面和保温层之间形成水蒸汽湿气层，有利于弹性模量的增长。
8、混凝土温度与收缩裂缝的控制
（1）温度收缩裂缝产生的热量混凝土浇筑后，水泥与水发生化学反应产生大量的热量，由于混凝土的体积大，热导性差，几乎是绝热的。在升温阶段，水化热大量积聚在结构内部，不易散发，导致混凝土内部温度不断升高，而混凝土表面散热快，表面温度低，从而形成占较大的内外温差。起初混凝土处于塑性状态，弹性模量低，变形变化所产生的应力较小，对混凝土不会引起裂缝破坏。此后由于水化作用减缓，放出的热量少于散失的热量；无适当的保温措施，混凝土表面散热快，造成温度降，混凝土内外部温差增大，中部混凝土温度高，发生体积膨胀，外部温度低产生体积收缩，约束了内部膨胀，因而在混凝土内部产生压应力，在混凝土表面产生拉应力，此时混凝土的抗拉强度很低，当应力超过适龄期的混凝土的极限抗拉强度和变形极限，便会在混凝土表面产生裂缝，这种称内约束裂缝，多呈不规则状态，深度较浅，呈表白性质。在混凝土降温阶段，热量逐渐散发，使混凝土体积逐渐产生收缩，当结构受到砼热的约束或结构边界受到外部约束，将会产生很大的温度收缩应力，两种应力叠加超过混凝土的抗拉极限温度的，会产生严重的贯穿整个基础全面的裂缝。
（2）混凝土裂缝控制技术措施。控制混凝土温度裂缝的关键是控制混凝土的内外温差和产生温度收缩应力，而避免出现过大的温差和温度收缩应力的基本措施在于控制混凝土温升；降的浇灌入模温度；延缓升温和降温速度；改善边界约束程度；削减温度收缩应力；提高混凝土的早期温度和极限抗拉强度，改进构造设计以及加强施工的温度控制与管理等方面。为控制应力叠加，在防水保护层与底板间铺设油毡一层，以便底板的应力失效。
三、结束语
大型高层建筑的地下室建设数量的增多，让高层地下室施工过程中应控制的技术问题的关注程度越来越高。高层地下室底板施工过程中应严格地按照设计图纸施工，并认真地执行国家有关规范标准，施工过程严格把好技术质量关，合理地安排每一道工序，预防和控制高层地下室质量问题的出现。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高层建筑，地下室 ， 底板 ， 施工技术
Abstract: combined with the engineering practice, the design of a high-rise building construction techniques discussed.
Keywords: high buildings, the basement, motherboard, construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的发展，建筑技术在不断进步，建筑物的规模也在不断扩大，大型现代化建筑设施不断增多。大型建筑物不断升高的同时，也逐步往地下发展，因此底板大体积混凝土结构逐渐成为大型现代化建筑设施主体的重要组成部分。本文结合工程实际，对高层建筑地下室底板施工技术作一些探讨。
一、工程概况
某高层建筑为框架剪力墙结构，地下室1层，地上23层数，总高79.6m。抗震设防为六度、地下室抗震等级三级，地基采用经制钢筋测定方法静压；地下室底板为有梁式底板厚500mm；钢筋砼围护墙、剪力墙、框架梁砼；砼采用C35，底板和外墙为抗渗砼等级为P6；底板底标高为－4.90m；底板长度：89.52m，宽度为62.90m。本工程底板混凝土施工属大体积混凝土施工，施工时应注意对混凝土温度与收缩裂缝的控制。
二、施工技术要点
1、原材料的选用
（1）水泥：在满足强度和耐久性等要求的前提下，优先选用低热或中热的矿渣硅酸盐水泥，火山灰硅酸盐水泥（水化热270～335kJ/㎏）。
（2）粗骨料：可用一般符合筛分曲线，级配良好的碎石，颗粒用较大粒径，以降低水泥用量和水化热量，减少用水量，使混凝土的凝结收缩，泌水及干缩等随之降低。
石子粒径选用5～40mm或5～60mm，最大粒径不得大于钢筋最小间距的四分之三，不得含有机杂质，其含泥量应≤1%。
（3）细骨料：选用粗砂或中砂，细度模具M=2.6～3.4，含泥量应≤3%。控制细砂以0.3mm筛孔的通过率为15%～30%；0.05mm的筛孔的通过率为5%～10%.
（4）粉煤灰：为减少水泥用量，改善砼的和易性，减少泌水和干缩程度，可掺入水泥用量30%以下的粉煤灰取代水泥。粉煤灰按其品质分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，一般采用Ⅱ级，烧灰量应<8%，SO应<3%，细度（0.08mm方孔筛筛条）≤8%，并应对水泥无不良反应。
（5）外加剂：为了满足和易性和减缓水泥早期水的热发热量及初疑时间的要求，在混凝土中掺入适量的各类缓凝，早强型减水剂等。
2、配合比设计
混凝土基础配合比设计的基本原则：
（1）在满足工程设计（砼抗压强度、抗渗等级）要求的前提下，尽量减少单位体积的水泥用量。
（2）在满足施工操作工艺的要求下，尽量减少混凝土浇筑过程中的用水量。
（3）尽可能减轻混凝土自身养护硬化过程中的收缩，以降低外约束程度。
（4）在征得设计同意和满足荷载要求的情况下，尽量利用混凝土60天或90天的后期强度。混凝土配合比的基本要求是：水应比≤0.6.砂率应控制在33%～37%.，坍落度应控制在10～14cm为宜，严禁在现场随意加水的增大坍落度。
本工程采用商品混凝土，泵送工艺，对混凝土的配合比，搅拌质量和进入泵机料斗混凝土性质较普通混凝土有更严格的要求，除满足一般流动性、强度、耐久性、经济等要求外，还必须满足可泵性要求，即要求混凝土要有良好的和易性和合适的坍落度，以防混凝土在管路中形成阻塞，造成管路输送中断。
3、施工前的准备
为了确保施工进度和施工质量，施工前就对现场进行认真的调查和对施工方案反复的进行讨论，做一些准备工作：
（1）对可能产生的道路堵塞、可能造成的停电、停水、及现场设备出现故障等均相应地做好了应急的准备工作。
（2）底板混凝土工程施工前，应验算浇筑体的温度、温度应力及收缩应力，确定施工阶段升温峰值，内外温差及降温速率的控制指标，制定温控的技术措施。一般情况下，混凝土入模温度绝热温升值最大值不超过45℃，内外温差不超过30℃，降溫速率为2.0℃/d。
（3）底板混凝土施工前，应掌握近期气象情况（如高温、寒潮等）。在冬期施工时，应制定相应措施。
（4）底板混凝土模板宜采用钢模板、木模板或钢木混合模板。
4、混凝土浇筑
（1）分段分块浇筑。将底板按设计的构造，沿长度或宽度方向贯穿基础全面分割几块，，按顺序分块浇筑，分块最大短向尺寸宜为30m内。本法可减轻大体积混凝土基础一次施工量，工序间可流水作业，减少施工用料和降低混凝土浇筑强度，为各工程施工操作带来方便，同时分段可使局部先完成收缩，减少混凝土最终温差和于缩率（因水泥水化热和收缩率在最初一周内最高），有利于缓解基底应力状态，减少温度和收缩应力。
（2）分层浇筑。底板混凝土浇筑顺序应满足水平分层接时间的要求，确定砼浇筑顺序的基本原则是保证所振捣的混凝土没有冷缝（即混凝土先后浇筑层间隔时间不超过去时混凝土初凝时间）。本工程采用全面分层浇筑法：即按基础厚度分成二个层，在正分段（块）的全面积进行水平分层浇筑。下料时，应保证各处大体平衡，使其水平面逐层上升，施工从短边开始向长边推进，浇筑一层在混凝土初凝前再浇第二层，顺序逐层连续浇筑到顶，不允许出现严重的高低不平现象，特别是墙、沟道两侧要对称下料，以防止把模板挤偏。分层应保证上下层结合良好，不出现实际上的施工缝，使浇筑面积不加大，接缝良好。
5、混凝土的浇筑振捣
（1）混凝土的普通振捣法。混凝土底板的浇筑应水平分层下料，用插入式振捣器振捣密实。振捣器振捣顺序，依浇筑顺序而定。一般垂直至浇筑前进方向往返进行。插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，达到均匀振实。插点排列通常成行列或交错式顺序前进，振捣器和移置距离不得超过其振动半径的1.5倍，间距一般为40～50cm。每次振捣时间视骨料粒径。混凝土坍落度及钢筋的调密程度而不同，一般将振动棒抽插2～3次即可，垂直插棒，快插慢拔，逐点移动，每次插入时间应为8～15S，以表面冷浆，不出现气泡，无明显下沉现象为宜。避免过度振捣，否则将会使混凝土离析，对混凝土的均质有害，插入深度以穿过被捣层3～5cm，但又不去层过下层表面10cm为限，不得过深或太浅。同时要防止振动棒碰动模板、钢筋、穿墙螺栓、预埋件等，以避免变位和影响另混凝土的握裹力。
（2）混凝土的二次振捣法。对于浇筑后开始凝固的混凝土，在适当时期内给予再次振捣，会给密实度和强度带来良好的影响。初凝后，是要混凝土仍保持一定的塑性，混凝土经二次振捣对混凝土强度不但不会影响，而且强度还会有一定的提高，一般可期望使抗压强度增加10%～20%，混凝土与钢筋的握裹力提高30%以上。再振捣的时间要掌握好，恰当的时间是混凝土已经开始凝固，经振捣尚能恢复到塑性状态，尚不至于在混凝土中留下振捣器孔穴的时间。一般是在混凝土浇筑后的4H左右较适宜。特别要注意：混凝土已经初凝后再振捣，则会因混凝土内部水泥石的晶体结构遭到破坏，而降低混凝土的强度。
（3）混凝土泌水的处理。混凝土入模分层浇筑振捣后，由于水泥的析水和材料的混降，其表面常聚积一层游离水（浮浆层）这层泌水对混凝土危害性极大，会使混凝土表面产生大量浮浆，损害各层之间的粘结力，造成混凝土强度不均，影响混凝土强度，并极易出现沉降和表面塑性裂缝；如再加上捣固不良，严重的将产生中间夹水层，以及表面出现水孔、露砂等现象；对泵送混凝土尤为严重。因此在混凝土浇筑过程中必须妥善处理，以提高混凝土质量。
6、施工缝的留设和处理
（1）根据设计及施工规范要求，在底板浇筑混凝土时在地下室底板以上0.5m的外墙处设置水平施工缝。
（2）水平施工缝设3mm止水钢板，能有效防止渗漏水。因在此截面
（3）施工缝的设置应保持水平和垂直，不应留斜槎（或斜截面）上有最大剪应力存在，最易破坏。
（4）接缝表面上的污物、砂浆，污渍及木屑等杂物清理干净。
7、混凝土的养护
混凝土的养护是保证大体积混凝土質量的一道十分重要的工艺过程，按其性质，要求和目的不同，分为温养护和保温养护两种。
（1）温养护采用蓄水养护，使用部位为后浇缝和后浇带处，在大块基础上筑围堰（或利用上翻梁），蓄水5～10cm，蓄水法可使混凝土充分水化，防水表面发生龟裂。
（2）保温养护是在正常气温情况下，为了减少混凝土内外温差，延长散热时间（即使后期缓慢地降温），使混凝土在缓慢的散热过程中获得必要的程度来抵抗温度应力，同时降低变形变化的速度（即使缓慢的收缩），有效的削减约束应力，防止内外温差过大并超过允许界限，而导致出现温度收缩裂缝。保温养护的目的主要是防止混凝土出现有害深进或贯穿性温度收缩裂缝。保温养护的方法是；采取在表面护盖1层塑料薄膜，1层草袋作为保温保湿养护。铺设上下错开，搭接压紧，交接处包裹，形成良好的保温层，使混凝土强度的潜力和材料的松驰特性，使应力小于抗拉强度；另一方面适度的潮温养护，有利于水泥的水化作用顺利进行，提高早期抗拉强度，防止表面脱水；另外少量适度润湿，可在混凝土表面和保温层之间形成水蒸汽湿气层，有利于弹性模量的增长。
8、混凝土温度与收缩裂缝的控制
（1）温度收缩裂缝产生的热量混凝土浇筑后，水泥与水发生化学反应产生大量的热量，由于混凝土的体积大，热导性差，几乎是绝热的。在升温阶段，水化热大量积聚在结构内部，不易散发，导致混凝土内部温度不断升高，而混凝土表面散热快，表面温度低，从而形成占较大的内外温差。起初混凝土处于塑性状态，弹性模量低，变形变化所产生的应力较小，对混凝土不会引起裂缝破坏。此后由于水化作用减缓，放出的热量少于散失的热量；无适当的保温措施，混凝土表面散热快，造成温度降，混凝土内外部温差增大，中部混凝土温度高，发生体积膨胀，外部温度低产生体积收缩，约束了内部膨胀，因而在混凝土内部产生压应力，在混凝土表面产生拉应力，此时混凝土的抗拉强度很低，当应力超过适龄期的混凝土的极限抗拉强度和变形极限，便会在混凝土表面产生裂缝，这种称内约束裂缝，多呈不规则状态，深度较浅，呈表白性质。在混凝土降温阶段，热量逐渐散发，使混凝土体积逐渐产生收缩，当结构受到砼热的约束或结构边界受到外部约束，将会产生很大的温度收缩应力，两种应力叠加超过混凝土的抗拉极限温度的，会产生严重的贯穿整个基础全面的裂缝。
（2）混凝土裂缝控制技术措施。控制混凝土温度裂缝的关键是控制混凝土的内外温差和产生温度收缩应力，而避免出现过大的温差和温度收缩应力的基本措施在于控制混凝土温升；降的浇灌入模温度；延缓升温和降温速度；改善边界约束程度；削减温度收缩应力；提高混凝土的早期温度和极限抗拉强度，改进构造设计以及加强施工的温度控制与管理等方面。为控制应力叠加，在防水保护层与底板间铺设油毡一层，以便底板的应力失效。
三、结束语
大型高层建筑的地下室建设数量的增多，让高层地下室施工过程中应控制的技术问题的关注程度越来越高。高层地下室底板施工过程中应严格地按照设计图纸施工，并认真地执行国家有关规范标准，施工过程严格把好技术质量关，合理地安排每一道工序，预防和控制高层地下室质量问题的出现。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。