高層住宅大體積混凝土筏板基礎(chǔ)裂縫控制措施

高寶軍

1 工程概況

太原市新源里住宅小區(qū)2號樓，位于山西省太原市大東關(guān)街北側(cè)與太行路交匯處。2號樓是一座2個單元住宅樓，地上甲單元32層，乙單元34層，地下2層?？偨ㄖ娣e30746.36 m2，建筑高度分別為93.25 m和99.05 m。結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為1.5 m厚筏板基礎(chǔ)，基底標高為－7.25 m。2號樓甲乙兩個單元平面在?軸處呈150°折線形布置，筏板基礎(chǔ)展開最大長度59.900 m，最大寬度23.300 m，厚1.500 m，混凝土強度等級C40、外墻為C45，S6抗?jié)B混凝土。

筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工時間:2號樓筏板基礎(chǔ)為2011年6月29日～6月30日，氣溫較高。

養(yǎng)護方法:水平面采用蓄水養(yǎng)護;立面采用塑料薄膜及氈布灑水保濕養(yǎng)護。

2 大體積混凝土工程特點及難點

1)筏板基礎(chǔ)厚1500 mm，厚度不是很大。2號樓筏板基礎(chǔ)長度將近60 m未設(shè)置后澆帶，且平面布置不規(guī)則、基礎(chǔ)橫斷面變化較大，混凝土澆筑后須加強薄弱部位的養(yǎng)護防止出現(xiàn)網(wǎng)狀、縱向裂縫。?軸～?軸附加應(yīng)力集中部分，已不能按正常的熱工計算計算裂縫，在該部分設(shè)加強帶防止裂縫。加強帶做法:設(shè)附加抗裂筋;增大膨脹劑的摻量。

2)混凝土為大體積混凝土，需晝夜連續(xù)施工，不留設(shè)施工縫一次澆筑完成。

3)鋼筋:筏板基礎(chǔ)鋼筋為雙層雙向間距為HRB400 Ф25@200 mm?；A(chǔ)梁為暗梁，截面為400 mm×1500 mm，梁鋼筋定位采取措施須加固，筏板基礎(chǔ)鋼筋上、下層網(wǎng)片之間須用HRB400 Ф25鋼筋馬凳間距1500 mm梅花式布置并在南北方向貫通設(shè)置架立鋼筋，確保鋼筋網(wǎng)片之間尺寸準確。電梯基坑側(cè)面設(shè)有集水坑，集水坑鋼筋懸空于電梯基坑，須用HRB400 Ф25鋼筋支架支撐集水坑鋼筋。電梯基坑最上層鋼筋網(wǎng)片與最下層網(wǎng)片鋼筋之間尺寸為4100 mm，需用HRB400 Ф25鋼筋支架固定支撐上下層鋼筋網(wǎng)片。

筏板基礎(chǔ)鋼筋在?軸處呈150°折線，在?軸處增加400 mm×1500 mm基礎(chǔ)梁作為筏板鋼筋的支架，其兩側(cè)的筏板鋼筋錨入該基礎(chǔ)梁內(nèi)。

?軸～?軸部分為應(yīng)力集中部位，為防止混凝土的中部出現(xiàn)裂縫，在筏板基礎(chǔ)的上下網(wǎng)片之間增設(shè)Ф10@200的附加抗裂鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片距筏板基礎(chǔ)底750 mm，在上層鋼筋網(wǎng)片混凝土保護層之間設(shè)鍍鋅鋼絲網(wǎng)片。

4)模板:由于基礎(chǔ)大放腳坡度較大，最大達到65°，施工中模板加固難度大。

5)氣候條件:目前氣溫較高，最高達32℃，不利于大體積混凝土的施工。

2) 客戶消費分析。根據(jù)客戶進入商圈的消費情況分析其消費的種類、次數(shù)、時間、與促銷優(yōu)惠活動的關(guān)聯(lián)度和消費集中類別，達到針對性營銷的目的。

3 施工準備工作

筏板基礎(chǔ)混凝土為大體積混凝土，其施工技術(shù)要求比較高，施工中主要是防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。從材料選擇、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準備工作，為筏板基礎(chǔ)大體積混凝土連續(xù)施工創(chuàng)造條件，做好測溫與養(yǎng)護工作，確保筏板基礎(chǔ)大體積混凝土質(zhì)量符合要求。

4 混凝土配合比要求

對商品混凝土廠家混凝土采用的主要材料要求如下:

1)水泥。在滿足強度和耐久性等要求的前提下，宜選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥。

2)骨料。a.粗骨料。碎石應(yīng)采取連續(xù)級配或合理的摻配比例。其最大粒徑不得大于鋼筋最小凈距的3/4。采用泵送混凝土，應(yīng)符合《泵送混凝土施工技術(shù)規(guī)程》，針片狀顆粒含量不宜超過5%，含泥量不應(yīng)超過1%。b.細骨料。砂采用中砂，含泥量應(yīng)小于3%，細度模數(shù)以2.6～2.8為宜。c.摻合料。為了滿足和易性、減小水泥用量和減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要求，在混凝土中摻入適量的干細灰和超細礦渣粉。d.外加劑。為了改善混凝土的和易性便于泵送，摻加適量的MNC-P高效泵送劑。為了降低凝結(jié)速度增加緩凝劑，凝結(jié)時間控制在10 h或更長。

3)混凝土配合比。a.商品混凝土要求混凝土廠家根據(jù)現(xiàn)場提出的技術(shù)要求，提前做好混凝土試配。b.根據(jù)設(shè)計要求和使用的材料，按照國家現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)要求提高試配確定配合比。c.盡量利用混凝土60 d的后期強度，滿足減少水泥用量的要求。必須滿足施工荷載的要求。d.混凝土UEA采用第四代UEA-Ⅳ混凝土膨脹劑(簡稱UEA-Ⅳ)，?軸～?軸處為筏板基礎(chǔ)最薄弱部位，該部分混凝土UEA-Ⅳ的摻量應(yīng)比其他部位加大2%。e.用一部分粉煤灰或礦渣微粉代替水泥，減少水化熱，降低混凝土內(nèi)部溫度。f.混凝土坍落度不能太大，控制在(140±30)mm。g.混凝土的入模溫度控制在28℃左右。h.混凝土配合比如表1所示。

表1 混凝土配合比

5 溫度指標要求

1)混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的升溫值不宜大于50℃。2)混凝土澆筑塊體的里表溫差(不含混凝土收縮的當量溫度)不宜大于25℃。3)混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d。4)混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃。5)混凝土入模溫度不宜大于30℃。

6 施工工藝

施工工藝流程如下:

泵車就位試運轉(zhuǎn)→攪拌站供貨→核實混凝土配合比，混凝土運輸單→檢查混凝土質(zhì)量、坍落度→輸送與混凝土同配合比水泥砂漿潤滑輸送管內(nèi)壁→輸送混凝土→分層澆筑→振搗→抹面→排除浮漿、泌水→二次收面→蓄水(砌筑擋水墻)→測溫→成品保護。

7 混凝土澆筑要點

筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑采用推移式連續(xù)澆筑施工的方法。自中間?軸開始自北向南分層推進澆筑一次澆筑到頂，兩臺泵自?軸開始沿?軸按南北方向分別向西、向東同時整體推移澆筑。因現(xiàn)階段氣溫較高，最高氣溫按33℃～35℃考慮，混凝土開始澆筑時間選在晚上氣溫較低時完成?軸～?軸薄弱部分的混凝土澆筑，以利于薄弱部位中部混凝土水化熱的散失。

2)因天氣炎熱，混凝土入模溫度宜控制在30℃以下?；炷翝仓?，應(yīng)及時進行保濕保溫養(yǎng)護。

3)為防止混凝土發(fā)生離析，汽車泵出混凝土泵管口距離澆筑面的高度不超過2 m。

4)振搗:采用機械二次振搗工藝，每點振搗時間不少于20 s～30 s。

5)做好混凝土振搗過程中的泌水處理，排除多余的水分，可以提高混凝土質(zhì)量，減少表面裂縫。

6)混凝土表面初凝前進行二次抹壓處理，二次收面，以閉合收縮裂縫，約12 h～14 h后，方可養(yǎng)護。

7)養(yǎng)護:進行熱工計算，確定養(yǎng)護方法采用蓄水養(yǎng)護。a.在混凝土升溫過程中采用塑料薄膜覆蓋，蓄水養(yǎng)護，不得將薄膜揭開放線;混凝土降溫過程中，采取氈布、結(jié)合棉被覆蓋保溫保濕復(fù)合保溫，保溫材料的厚度，保溫厚度通過計算確定。b.混凝土養(yǎng)護期間，根據(jù)測溫情況，采取措施保證混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，蓄水養(yǎng)護期為7 d，保水養(yǎng)護期為7 d，養(yǎng)護期過后方可進行測量放線。c.基礎(chǔ)大放腳斜坡部分側(cè)模，作為大放腳混凝土的保溫養(yǎng)護措施，其拆模時間應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定的溫控要求確定，在混凝土養(yǎng)護期間不得拆除。d.大放腳模板適當延遲拆模時間，拆模后，應(yīng)采取預(yù)防劇烈干燥措施，及時回填，避免大放腳部分混凝土高溫下長期暴露，產(chǎn)生裂縫。e.基礎(chǔ)的變截面處為薄弱部位，易出現(xiàn)裂縫，須加強該部位的測溫養(yǎng)護工作。

8 測溫

為了掌握大體積混凝土的溫升和降溫的變化規(guī)律，及時采取措施，控制混凝土的內(nèi)外溫差，需要對混凝土進行溫度監(jiān)測控制。

1)測溫孔的設(shè)置:a.大體積混凝土澆筑體內(nèi)測溫點的布置，應(yīng)真實地反映出混凝土澆筑體內(nèi)最高溫升、里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度。b.測溫點的布置，必須具有代表性和可比性。沿澆筑的高度布置在底部、中部和表面，垂直測點間距一般為50 cm～80 cm，平面測點應(yīng)布置在邊緣與中間，間距一般為2.5 m～5 m。c.監(jiān)測點布置范圍以所選混凝土澆筑體平面圖對稱軸線的半條軸線為測試區(qū)，測試區(qū)內(nèi)監(jiān)測點按平面分層布置。d.測試區(qū)內(nèi)，測溫孔的位置與數(shù)量根據(jù)混凝土澆筑體內(nèi)溫度場分布情況及溫控的要求確定。e.在每條測試軸線上，測溫孔位宜不少于4處，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何尺寸布置。f.沿混凝土澆筑體厚度方向，必須布置外表、底面和中間部位測溫孔。g.混凝土澆筑體的外表溫度，宜為混凝土外表以內(nèi)50 mm處的溫度。h.混凝土澆筑體底面的溫度，宜為混凝土澆筑體底面上50 mm處的溫度。i.振搗混凝土時，振搗器不得觸及測溫孔管。j.測溫孔采用Ф16 PVC管，測溫孔的深度同一部位長度分別為澆筑體底面、外表及中部長度，分別為1550 mm，850 mm，150 mm三種規(guī)格的測溫管。測溫管在上端用膠帶做標記，便于區(qū)分深度。

2)根據(jù)測溫孔布置圖，專人進行測溫孔埋設(shè)，混凝土澆筑過程中，確保測溫孔位置、深度準確。

3)測溫孔在混凝土澆筑以及測溫停止前的施工過程中做好防護工作，確保不損壞。

4)配備兩班專職測溫人員，對測溫人員要進行培訓和技術(shù)交底。測溫人員要認真負責，按時按孔測溫，測溫讀數(shù)時溫度計不得離開測溫孔，不得遺漏或弄虛作假。測溫記錄要填寫清楚、整潔，換班時要進行交接。

5)測溫工作應(yīng)連續(xù)進行，混凝土溫度下降到規(guī)定溫度并經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測溫。

6)測溫記錄要填寫清楚、整潔，換班時要進行交底。

7)大體積混凝土澆筑體里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度的測試?；炷翝仓?，每晝夜不應(yīng)少于4次;入模溫度的測量，每臺班不少于2次。

8)發(fā)現(xiàn)溫度驟然突變，混凝土內(nèi)部最高溫度與上部或底面混凝土溫度之差達到25℃或溫度異常，立即通知技術(shù)部門和項目技術(shù)負責人，分析原因，及時采取措施加強保溫或延緩拆除保溫材料。

9)上部溫度較低時，采取保溫覆蓋氈布措施，提升混凝土上部溫度;上部溫度較高時，采取緩慢加蓄冷水，降低混凝土表面溫度。

10)測試過程中及時描繪出各點的溫度變化曲線和斷面的溫度分布曲線。

9 技術(shù)經(jīng)濟效果評述

9.1 測溫控制

經(jīng)熱工計算:t=3 d齡期，混凝土中心溫度T3=65.99℃。

實測溫度:3 d混凝土中心溫度達到最高值T3=62.00℃，未超過計算溫度。

9.2 混凝土強度

利用60 d后期強度，60 d混凝土同條件試塊強度為48.70，達到設(shè)計強度的121.75%，滿足設(shè)計要求。

9.3 混凝土觀感質(zhì)量

混凝土表面未發(fā)現(xiàn)裂縫，大體積混凝土施工質(zhì)量符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求。

10 結(jié)語

大體積混凝土，超大體積混凝土裂縫控制要點:1)混凝土強度利用60 d后期強度，減少水泥用量;2)選擇低水化熱水泥，用一部分粉煤灰或礦渣微粉代替水泥，減少水化熱，降低混凝土內(nèi)部溫度;3)混凝土中摻加緩凝劑，天氣較熱時緩凝時間控制在10 h;4)混凝土坍落度不能太大，控制在140 mm±30 mm;5)混凝土的入模溫度控制在28℃左右;6)控制大體積混凝土澆筑方式和澆筑厚度，使混凝土中部水化熱盡量擴散;7)混凝土表面強度達到1.2 MPa后進行養(yǎng)護，按熱工計算高溫期間采用蓄水養(yǎng)護，經(jīng)濟方便;8)混凝土降溫階段，極易產(chǎn)生裂縫，須加強薄弱部位的保溫養(yǎng)護;9)控制混凝土的降溫速率，內(nèi)部溫度降溫不得超過2℃/d;10)應(yīng)力集中部位，為防止混凝土的中部出現(xiàn)裂縫，在筏板基礎(chǔ)的上下層網(wǎng)片之間增設(shè)Ф10@200的附加抗裂鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片距筏板基礎(chǔ)底750 mm，在上層鋼筋網(wǎng)片混凝土保護層之間設(shè)鍍鋅鋼絲網(wǎng)片;該部位混凝土UEA的摻量增大2%;11)基礎(chǔ)的變截面處為薄弱部位，易出現(xiàn)裂縫，須加強該部位的測溫養(yǎng)護工作;12)筏板基礎(chǔ)及時進行防水層及土方回填施工，避免基礎(chǔ)長期暴露在高溫環(huán)境中而產(chǎn)生裂縫。

[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[2]GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量及驗收規(guī)范[S].

[3]GB 50496-2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S].

[4]JGJ 55-2000，普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程[S].

[5]GB 8076-97，混凝土外加劑質(zhì)量標準[S].

[6]JGJ 28-86，粉煤灰在混凝土及砂漿中應(yīng)用的技術(shù)規(guī)定[S].