筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)研究

樓 選（浙江花園建設(shè)集團有限公司，浙江 東陽 322121）

高層建筑筏板基礎(chǔ)因其厚度大、混凝土方量大、澆筑過程時間長等一系列問題，在施工過程中必須重點控制，采取何種措施確保施工質(zhì)量可靠、施工過程順利開展是現(xiàn)階段所面臨的關(guān)鍵問題。施工過程中有效調(diào)整大體積混凝土配合比、優(yōu)化大體積混凝土澆筑方式、養(yǎng)護措施、控溫措施等，能夠有效保證大體積混凝澆筑的順利進行，確保混凝土施工質(zhì)量優(yōu)良、無溫度裂縫等問題的出現(xiàn)[1]。

1 大體積混凝土的特點和裂縫成因機理

1.1 大體積筏板混凝土定義特點

大體積混凝土根據(jù)相關(guān)規(guī)范的定義為，混凝土結(jié)構(gòu)實體尺寸不低于1m的大體量混凝土，或者因混凝土水化熱容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的混凝土。大體積筏板基礎(chǔ)混凝土主要的結(jié)構(gòu)特點：

（1）因大體積筏板基礎(chǔ)比較厚（一般在1m 之上），一次澆筑面積大，筏板鋼筋配置密集、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜（有下翻梁、暗梁等），并受到各部分構(gòu)件約束作用大，易因內(nèi)外溫差和收縮徐變等影響產(chǎn)生內(nèi)外部裂縫。

（2）筏板基礎(chǔ)一方面作為基礎(chǔ)受力的重要構(gòu)件，另一方面承擔(dān)著結(jié)構(gòu)自防水的功能，因此混凝土結(jié)構(gòu)強度等級和抗?jié)B等級都比較高，當(dāng)混凝土澆筑養(yǎng)護過程中產(chǎn)生較大的溫度差，易引起筏板構(gòu)件開裂導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生滲漏等問題[2]。

（3）為滿足結(jié)構(gòu)整體性指標(biāo)，大體積筏板基礎(chǔ)在混凝土澆筑過程中要求一次性澆筑，不能留置施工縫，連續(xù)澆筑過程中易導(dǎo)致混凝土水化熱內(nèi)部積累，混凝土內(nèi)部溫度上升快，熱量擴散慢，產(chǎn)生顯著的內(nèi)外溫度差，因大體積混凝土抗壓變形能力強、抗拉抗裂強度低，當(dāng)混凝土澆筑過程中內(nèi)部混凝土產(chǎn)生的水化熱較高外部較低時，產(chǎn)生內(nèi)外溫度差，進而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力作用，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生開裂等問題。

1.2 大體積筏板混凝土裂縫問題

大體積筏板混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題成因主要為：混凝土中水泥水化熱產(chǎn)生較大溫升，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力；筏板基礎(chǔ)受到周邊結(jié)構(gòu)構(gòu)件的約束作用，內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。其根本原因是混凝土水化熱升高了內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度，溫度產(chǎn)生了超過混凝土極限抗拉強度的內(nèi)應(yīng)力?；炷亮芽p為大體積混凝土的質(zhì)量通病，嚴(yán)重影響了筏板基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能和耐久性能，采取可靠措施有效控制混凝土裂縫的發(fā)生和開展，是施工過程中的技術(shù)重點和難點。裂縫對結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重大影響主要體現(xiàn)如下幾點：

（1）影響結(jié)構(gòu)承載能力。對結(jié)構(gòu)重要部位，如果裂縫寬度超過設(shè)計要求，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不能滿足受力要求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受到較嚴(yán)重破壞，或者將要發(fā)生破壞事故[3]。

（2）當(dāng)表面裂縫發(fā)生并開展時，將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)保護層被破壞，結(jié)構(gòu)受力鋼筋受到空氣中水分和鹽分的影響因素導(dǎo)致破壞加速發(fā)生，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)耐久性能和穩(wěn)定性能。

（3）大體積筏板基礎(chǔ)一般情況下混凝土?xí)c地下水產(chǎn)生較多的接觸，裂縫的出現(xiàn)導(dǎo)致水的滲入，發(fā)生冬期凍脹，混凝土剝蝕脫落，加快混凝土基礎(chǔ)腐蝕，嚴(yán)重影響混凝土強度性能。

2 大體積筏板混凝土項目案例介紹

本項目建設(shè)地點為浙江東陽市區(qū)，項目建設(shè)類型為大型商業(yè)綜合體配套高端酒店和高端寫字樓項目，項目建設(shè)占地面積4500m2，項目總建筑面積為93200m2。項目包括2棟寫字樓、2棟高端酒店，一個大型商業(yè)綜合體，結(jié)構(gòu)設(shè)兩層地下室，采用筏板和樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)為厚度1.2m的大體積厚板，為大體積混凝土結(jié)構(gòu)。

本項目筏板基礎(chǔ)為整個結(jié)構(gòu)混凝土施工過程中控制的重點和難點，筏板基礎(chǔ)不僅下部接樁基礎(chǔ)，保證結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)整體受力性能，且筏板基礎(chǔ)常年位于地下水位以下，混凝土抗?jié)B要求較高，施工過程中要求不能隨意設(shè)置施工縫，必須保證筏板基礎(chǔ)的整體性和抗?jié)B性能。不允許筏板基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫病害。

3 大體積筏板混凝土施工過程技術(shù)分析

3.1 混凝土施工進度和施工部署

大體積混凝土在施工作業(yè)前需要認(rèn)真編寫施工方案，針對施工過程中的重點難點，采取針對性措施，細(xì)化組織安排，確保施工過程連續(xù)，施工階段質(zhì)量控制合理。首先，針對筏板大體積混凝土合理劃分施工作業(yè)段，澆筑施工前完成對應(yīng)區(qū)段的鋼筋綁扎、墊層施工、支設(shè)模板等作業(yè)。大體積混凝土一般采取分段分塊進行澆筑[4]，分段分塊主要原則如下：

（1）筏板基礎(chǔ)中將受荷載大、應(yīng)力集中點位進行分段澆筑施工。

（2）按照結(jié)構(gòu)設(shè)計分界進行區(qū)域劃分，如裙樓和主樓的分界處、沉降縫、后澆帶等。

（3）根據(jù)施工作業(yè)安排，混凝土供應(yīng)情況、施工過程高效推進的原則進行區(qū)域劃分。

合理配置人員、設(shè)備、機具等，根據(jù)混凝土澆筑施工需要，配備合理充足的機械設(shè)備，大體積筏板基礎(chǔ)常用的機械設(shè)備見表1。

表1 大體積筏板混凝土澆筑作業(yè)常用機械設(shè)備

澆筑過程除混凝土供應(yīng)外，還需根據(jù)混凝土養(yǎng)護情況、保溫保濕情況，準(zhǔn)備充分的塑料膜、棉氈和測溫等工具材料。

根據(jù)澆筑作業(yè)情況，合理安排作業(yè)人員，同時現(xiàn)場技術(shù)人員及時調(diào)整澆筑階段和澆筑技術(shù)質(zhì)量管理。并針對大體積混凝土澆筑要求，所有作業(yè)人員如鋼筋工、混凝土工、安裝工等均需要持證上崗，且必須經(jīng)過培訓(xùn)后方可開展作業(yè)。

3.2 混凝土澆筑質(zhì)量的控制措施

大體積混凝土澆筑過程中要求其具有良好的坍落度與和易性，坍落度要求不低于160mm，泌水量不低于10L/m3等技術(shù)指標(biāo)。

（1）加強施工過程中的原材料質(zhì)量把控工作，在配合比設(shè)計過程中，為滿足設(shè)計強度要求，減小因水泥摻量較高引起的溫升較高問題，在水泥品質(zhì)上優(yōu)選低水化熱和42.5強度以上的水泥品種?？刂扑?d和7d的水化熱控制指標(biāo)分別不超過240kJ/kg、270kJ/kg，控制水泥摻量不大于310kg/m3等要求，滿足混凝土抗?jié)B性能要求。

（2）混凝土粗、細(xì)骨料的種類直接影響混凝土的抗裂性能，在施工過程中控制粒徑為5mm～25mm、含泥量不大于1%的碎石作為主要粗骨料；細(xì)骨料選用中砂、細(xì)度模數(shù)2.3～3.1，含泥量不大于1%，細(xì)骨料采用連續(xù)級配，泵送混凝土中采用水和水泥共同包裹整個骨料表面，確?；炷琳w性能良好[5]。

（3）外加劑作為混凝土拌合物中的重要部分，通過試驗配置高效減水劑、膨脹劑等復(fù)合摻量，通過分析摻入外加劑能起到良好的改善混凝土強度、需水量、抗裂性、溫度控制的作用。

（4）摻入適量粉煤灰，選擇粉煤灰質(zhì)量一般為含碳量低、粉末狀較細(xì)的顆粒性狀，粉煤灰密度指標(biāo)一般在1.77g/cm3～2.44g/cm3，保證混凝土具有良好的體積安定性和抗干縮性能。

3.3 混凝土澆筑優(yōu)化施工工藝

根據(jù)本項目大體積混凝土體量情況合理優(yōu)化混凝土的拌合和運輸：

根據(jù)泵送混凝輸出量計算混凝土泵送所需要的運輸車數(shù)量；根據(jù)混凝土運輸距離和路線確定單程運送時間，在運送過程中根據(jù)混凝土質(zhì)量情況進行攪拌，運輸過程中要做好防雨和防曬措施，根據(jù)運輸過程中混凝土和易性情況及時調(diào)整混凝土攪拌速率和攪拌時間。嚴(yán)格禁止運送和泵送過程中加水，混凝土發(fā)生坍落度損失和離析嚴(yán)重等情況時，不能進行入模澆筑混凝土。

根據(jù)大體積混凝土分區(qū)情況，設(shè)置澆筑后澆帶，主要目的是防止因干燥收縮引起的有害裂縫。后澆帶在施工過程中要防止雜物污染，并在外部設(shè)置防水層，確保后澆帶處于干凈無污染環(huán)境中。后澆帶澆筑前要先進行施工縫面處理工作，清除垃圾、松動等，并鋪設(shè)水泥砂漿確保澆筑完整。

混凝土澆筑過程，根據(jù)本項目筏板厚度，采取斜面分層的措施，在澆筑過程中每層采取一定的坡度澆筑，并進行分層澆筑施工，振搗作業(yè)采取自下端向上端的振搗順序，確保澆筑過程施工質(zhì)量可靠，如圖1所示。

圖1 大體積筏板基礎(chǔ)斜向分層澆筑施工示意圖

分層厚度400mm，綜合考慮振搗厚度和振搗力作用，以及混凝土供應(yīng)量和澆筑量情況，為保障澆筑混凝土質(zhì)量，當(dāng)下落高度大于2m時，采取溜槽澆筑，控制混凝土澆筑質(zhì)量，防止發(fā)生離析等問題出現(xiàn)。

混凝土振搗過程要盡量做到快插慢拔，確保振搗作業(yè)均勻分布，根據(jù)澆筑情況，確保振搗作業(yè)點上中下各區(qū)域混凝土振搗密實。筏板大體積混凝土振搗完成后要針對混凝土進行二次復(fù)振搗和抹壓，保證混凝土成型效果，預(yù)防裂縫發(fā)生[6]，處理流程如圖2所示。

圖2 大體積混凝土二次抹壓處理流程

通過對混凝土的二次復(fù)振有效控制防止新舊混凝土出現(xiàn)冷縫、消除混凝土出現(xiàn)積水和泌水等情況，振搗時宜選擇初凝前的1h～4h開始作業(yè)。

4 結(jié)語

筏板大體積混凝土施工質(zhì)量好壞直接影響著整體結(jié)構(gòu)受力性能和耐久性能，且筏板混凝土結(jié)構(gòu)的整體性良好是保證混凝土結(jié)構(gòu)自防水性能有效發(fā)揮的前提。針對筏板基礎(chǔ)的設(shè)計和施工過程控制也尤其重要，由于一般筏板基礎(chǔ)下接樁基礎(chǔ)，局部受力突出，抗剪切和抗沖切力局部較高，一旦有溫度裂縫的出現(xiàn)將嚴(yán)重影響筏板基礎(chǔ)的使用性能和耐久性。因此，必須嚴(yán)格把控筏板基礎(chǔ)的混凝土澆筑質(zhì)量。

本文以一大型商業(yè)綜合建筑筏板基礎(chǔ)為實例，研究分析優(yōu)化澆筑方案、澆筑過程組織，細(xì)化控制混凝土澆筑原材料性能指標(biāo)、澆筑過程中進行斜向分層和設(shè)置后澆帶，采取一系列措施有效釋放混凝土溫度應(yīng)力，減少因內(nèi)外溫度差的因素產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂縫的出現(xiàn)。

（1）筏板基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑過程應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測混凝土溫度情況，降低內(nèi)外溫度差，從而有效改善混凝土澆筑質(zhì)量。

（2）針對較厚的筏板混凝土進行斜向分層澆筑施工，澆筑完成后采取二次振搗和二次抹壓等措施，消除混凝土養(yǎng)護面的泌水和微裂縫的出現(xiàn)。

（3）針對筏板大體積混凝土在合理位置設(shè)置后澆帶，并嚴(yán)格控制后澆帶的施工質(zhì)量，有效改善筏板基礎(chǔ)邊界約束條件，釋放大體積筏板在溫度作用下的約束應(yīng)力，確保澆筑施工完成后整體性良好，無有害裂縫的出現(xiàn)。