房屋建筑筏板基礎大體積混凝土施工技術分析

李旺曉

（甘肅省第六建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730060）

建筑施工過程中，若所打造的混凝土結構其幾何尺寸大于1m，均可被稱為大體積混凝土，不利于管理的同時還極易受溫度影響而產(chǎn)生裂縫。對此，當前研發(fā)出筏板基礎大體積混凝土施工技術。該技術的使用可獲得極為穩(wěn)定的混凝土結構，且不需投入過多施工、養(yǎng)護成本，為發(fā)揮出技術優(yōu)勢與應用價值，就需嚴格落實各施工工序，有效掌握技術操作流程，以此提高混凝土施工質(zhì)量。

1 筏板基礎大體積混凝土結構裂縫產(chǎn)生原因

引發(fā)混凝土結構裂縫的因素主要有三個：（1）混凝土收縮。當混凝土澆筑、振搗結束后，會自然凝固，而這一期間，混凝土本身會發(fā)生不同程度的收縮，如碳化收縮、硬化收縮、塑性收縮等。其中，前者指空氣中的CO2與混凝土內(nèi)部水分反應，生成碳酸，而碳酸又與水泥石發(fā)生反應生成大量水并釋放，但釋放水的過程對空氣濕度要求以及吸收水的過程完全相反。若混凝土所處的空氣濕度較高，混凝土便會發(fā)生明顯的碳化反應，且反應過程中，生成的水分不會排出，導致結構收縮現(xiàn)象的發(fā)生；硬化收縮是指混凝土硬化期間，其內(nèi)部的水分會大量蒸發(fā)，在未執(zhí)行灑水作業(yè)的情況下，混凝土結構便會出現(xiàn)收縮，當結構體積小于材料體積后，將出現(xiàn)體積空缺，從而引發(fā)結構裂縫問題。塑性收縮則是指混凝土初凝時，會伴隨著劇烈的水化反應，但由于這時的混凝土不具備較高的強度，致使其表面失水速度與內(nèi)部泌水速度偏差較大，從而產(chǎn)生收縮應力，當收縮應力高于結構所能承受的最大應力時，便會出現(xiàn)裂縫。（2）溫度因素。施工期間，若環(huán)境溫度過高，混凝土表層溫度也會呈持續(xù)上升趨勢，而當周圍溫度下降時，混凝土表層溫度也會隨之發(fā)生變化，但混凝土內(nèi)部溫度波動較小，增大內(nèi)、外部溫度差，致使混凝土結構出現(xiàn)溫度裂縫。（3）水泥水化熱反應。水化作用期間會釋放出大量熱能，從而引起混凝土內(nèi)部溫度上升，由于結構體積較大且截面厚，而混凝土在導熱方面的能力較差，使得釋放的熱能聚積在結構內(nèi)部無法被有效排出，但混凝土表面的熱量散熱快，久而久之便產(chǎn)生溫差。因建筑受邊界作用的限制，混凝土外部會受拉應力、內(nèi)部則受到壓應力，在兩種力共同作用下，其整體受力大小便會超過結構所能承受的最大應力值，導致裂縫的發(fā)生。

2 筏板基礎大體積混凝土施工要點

2.1 材料選用

混凝土各類材料的配合比是決定混凝土結構穩(wěn)定性以及自身性能的關鍵。對此，需做好材料的選擇工作，并合理控制各材料用量，以此賦予大體積混凝土更高性能，具體配置材料、配合比以及所起作用見表1。

表1 混凝土各原料配比參數(shù)

2.2 澆筑控制

若房屋建筑待施工平面面積小于200m2時，可將混凝土澆筑工作分為兩段進行，如果面積在200～300m2之間，應將澆筑工作劃分成3段進行，且每段面積均需控制在50m2以上。此外，還需在段與段之間設置施工縫，通常為豎向，并與混凝土結構較小的截面尺寸方向相平行，而劃分后得到的上層、下層豎向施工縫需錯開。做好筏板的調(diào)查與分析工作，在處理其下沉部位時，先著手于較短一側的后澆帶施工作業(yè)，一般情況下，后澆帶的寬度不應低于70cm，且最寬不得超過100cm。對澆筑厚度進行嚴格控制，盡可能采取薄層澆筑的方式進行，以此擴大混凝土散熱面積，澆筑厚度需控制在1.5～2.0m之間。開展筏板基礎工程施工時，主要以斜面分層澆筑為主，并做好坡度的把控工作，最大不得超過30°，且厚度要大于45cm。澆筑作業(yè)通常以防水層為基礎層，每完成一層澆筑工作且待該層初凝后方可執(zhí)行下一層澆筑施工。在此過程中，應充分振搗，避免出現(xiàn)冷縫現(xiàn)象[1]。

2.3 振搗管控

為規(guī)避蜂窩問題的出現(xiàn)，便需有效、科學落實混凝土振搗工作，振搗工序具體要求如下：對混凝土進行澆筑時，應合理控制底板、泵送管之間的距離，一般大于40cm，但不超過60cm；每層澆筑厚度需保持一致，當厚度約50cm時，便需執(zhí)行振搗施工，選用的工具為振搗棒，同時還需控制振搗速度，盡可能做到快插慢拔，并合理把控振搗時長，通常為25s左右，而振搗深度應保持在7cm左右，以保證各層混凝土振搗充分性；振搗邊緣區(qū)域時，可適當降低振搗速度，避免觸碰到模板、鋼筋等施工設施；完成振搗工作后，組織專業(yè)人員對振搗工序以及執(zhí)行情況進行檢查，只有混凝土表面無明顯氣泡時方可停止振搗施工，在此基礎上，使用工具平整混凝土。實際施工時，若存在基礎墊層，便需在振搗時，每間隔20m設置集水坑，與此同時，還需在施工現(xiàn)場周邊開挖排水溝。

2.4 養(yǎng)護作業(yè)

完成混凝土澆筑振搗施工且達到相關標準后，便可著手于大體積混凝土施工作業(yè)，同時，還需做好混凝土的養(yǎng)護工作，并保證養(yǎng)護周期不少于14d，若混凝土工程施工在梅雨季節(jié)進行，可適當增加養(yǎng)護周期。為減小混凝土內(nèi)、外溫差，可將草墊或其他能起到保溫效果的材料鋪設于筏板混凝土表面。若晝夜溫差大，則可以在日間掀開保溫層，以保證混凝土的有效、充分散熱，并在夜間覆蓋保溫層，以此獲得顯著保溫效果。此外，也可利用塑料薄膜作保溫層，并向混凝土中加入適量薄膜養(yǎng)護液，可規(guī)避干縮裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。全面調(diào)查施工現(xiàn)場氣候環(huán)境，采取可行的保溫方式，確保混凝土內(nèi)、外溫差不超過25℃。例如，可先埋設冷水管再開展筏板布筋、支模施工，而在對其進行養(yǎng)護時，只需將冷水注入到冷水管中并讓其循環(huán)流動便可降低水化熱效應對混凝土的影響。

3 筏板基礎大體積混凝土施工技術在建筑工程中的應用

某工程建筑面積約9.6萬m2，共計33層，其中地下3層、地上30層，主樓板基礎厚度為2m，采用筏板基礎，因其面積較大，使用的混凝土總量達8000m3，諸多施工難點，于是便對混凝土施工進行設計。

3.1 準備工作

依托于現(xiàn)場作業(yè)情況，對施工設備的使用量進行計算，同時做好人員部署工作，工程開展季節(jié)為冬季，晝夜溫差明顯，因此，執(zhí)行混凝土澆筑施工時，盡可能選在白天進行，且還需預留充足的時間，確?；炷聊毯?，方可對下一層、下一段混凝土進行澆筑，防范冷縫問題的發(fā)生。本工程澆筑計劃如下：將筏板基礎劃分為5段，第一段為裙樓，規(guī)劃的土方量為1000m3，在對該位置進行澆筑時，應同時澆筑樁承臺、地基梁和基礎；第二段也為裙樓，設計的土方量為600m3；第三段又可細分為兩個區(qū)域，但不需設置后澆帶與沉降縫，這部分的土方量共計1600m3；后兩段的土方量分別為1000m3、1400m3。

3.2 材料配比

為規(guī)避施工裂縫的產(chǎn)生，本工程選用筏板基礎強度等級為C40的預制混凝土，其具有較強的抗?jié)B能力，抗?jié)B系數(shù)為P8，在對塌落度進行設計時，需始終維持在（18±2）cm。通過對水泥進行篩選，結合工程施工要求，最終確定使用低水化熱水泥，其初凝時間為3h，對該類水泥的應用情況加以分析，明確其不同時間段的抗折強度與抗壓強度：3d時，混凝土各強度值分別為3.5MPa、17.0MPa；28d時，混凝土的抗折強度可達6.5MPa，抗壓強度超過42.5MPa。骨料為中砂，砂率為40%～50%，砂粒直徑為0.315mm時，碎石比例為15%。摻和料選用Ⅱ級粉煤灰，用量是水泥的18%，既能夠減少水泥的混合量，削弱混凝土自身的泌水性，又可實現(xiàn)對混凝土拌合物和易性的進一步改良，規(guī)避干縮裂縫問題的出現(xiàn)。外加劑有膨脹劑、減水劑，為混凝土賦予自膨脹、微收縮性能，而減水劑的使用可獲得19.8%的減水率，防范混凝土變形[2]。各材料配合比見表2。

表2 不同材料配合比

3.3 后澆帶施工

針對溫度裂縫問題，實際施工時，決定在混凝土長度、寬度各方向設置后澆帶，以達到問題有效解決的目的。沿東西方、南北方各增加一條后澆帶，同時，在沉降后澆帶和筏板基礎底板之間設置分隔縫，以此分離開混凝土結構，并在主樓交叉處增加2條膨脹后澆帶，做好兩個方向后澆帶的圍合工作，從而構成一個整體，賦予建筑本身更高抗震性能。開展后澆帶施工時，承重骨架為鋼筋，并在底板后澆帶表層覆蓋2層鋼絲網(wǎng)側膜，達到支護的效果，選用的鋼絲網(wǎng)分別由3目、10目網(wǎng)片制成，借助鋼絲將其固定于鋼筋骨架上，并同半徑為10cm的鋼筋進行綁扎。此外，在不同鋼筋層之間設置鋼絲網(wǎng)，將收口網(wǎng)安裝于頂部，這一工序的實施目的是對混凝土后澆帶進行分割，得到兩條不會彼此影響的后澆帶內(nèi)、外部。養(yǎng)護后澆帶時，應使用板進行封蓋，避免有雜物進入，同時，還需在合適位置開挖排水溝與集水坑，確保場內(nèi)積水的及時排出。筏板基礎澆筑作業(yè)結束后，需靜置一段時間，方可去除后澆帶模板，完成此項工作后，應著手于后澆帶內(nèi)部雜物的全面清理工作，并對接縫位置執(zhí)行二次振搗施工，確?；炷撂?、膨脹率達到工程施工標準。

3.4 澆筑振搗

本工程應用的澆筑方法為推移式混凝土泵送斜面澆筑，開展?jié)仓┕r，將混凝土泵放置于筏板基礎一側，并以南北方向為走向，執(zhí)行澆筑作業(yè)，有助于下層混凝土的充分振搗。地泵的布設位置在電梯處，以電梯井為中心，對混凝土進行分層、分圈，先執(zhí)行最底層混凝土澆筑工作，待其初凝后，再開展上一層澆筑施工，在此期間，需借助塔吊來改變地泵位置，達到移動澆筑的目的。后澆帶凝固前，應保證基礎頂部澆筑完成，對于混凝土不足或存在塌陷問題，需立即進行補充，規(guī)避施工冷縫問題。澆筑過程中，需同時執(zhí)行混凝土振搗作業(yè)，并對振搗時長以及質(zhì)量進行嚴格控制，為防范混凝土表層水泥漿下落，第一次振搗時長不應少于25min，并根據(jù)振搗情況確定是否延長振搗時間或開展第二次振搗作業(yè)。完成澆筑振搗施工后，應著手于溫度的檢測與控制，測溫點設置在距筏板基礎中心位置100m處，實時觀察該部位溫度的變化情況，當顯示混凝土內(nèi)、外溫差超過25℃時，應立即采取可行、有效的降溫措施。在完成澆筑作業(yè)后安排專項人員落實混凝土溫度檢測工作，并對檢測時間安排進行設計[3]。

3.5 養(yǎng)護施工

完成澆筑施工后，需立即執(zhí)行養(yǎng)護工作，本工程采取的養(yǎng)護方法為聯(lián)合養(yǎng)護，具體實施如下：將麻袋鋪設于混凝土外層，覆蓋層數(shù)為2層，實現(xiàn)對混凝土的保溫，同時，麻袋中裝有適量水，以起到恒溫的效果，為混凝土提供保護。緊接著在混凝土四周以及分隔處砌磚墩加入2磚深的水。因工程在冬季施工，不需再另埋設冷水管也可獲得較為良好的降溫效果，只需借助蓄水保溫便可達到對混凝土的養(yǎng)護，還能有效控制其內(nèi)、外溫度差，并始終維持在25℃左右。若檢測到溫差降至到0℃時，可去掉蓄水層，一般來說，養(yǎng)護周期達14d后，這時的混凝土結構基本成型，不需再向混凝土表面灑水。

4 結語

開展大體積混凝土施工作業(yè)時，應將各種裂縫的有效控制作為施工首要目標，為降低溫度變化對混凝土整體結構的影響，需根據(jù)房屋建筑實際要求以及現(xiàn)場作業(yè)情況，合理確定混凝土各原料的配比，同時，還需積極落實混凝土澆筑與振搗施工，并做好后期養(yǎng)護工作，實現(xiàn)對混凝土結構內(nèi)外溫差的有效控制，促使施工技術優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，強化建筑施工成效。