筏形基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)淺析

丁 雯

（中電建建筑集團(tuán)有限公司，北京 100000）

0 引言

筏形基礎(chǔ)是房建工程平面構(gòu)造的重要組成部分，對(duì)于筏形基礎(chǔ)工程而言，大體積混凝土裂縫不僅對(duì)其結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生不良影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)整體性安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此，控制大體積混凝土裂縫成為施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵。本文結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況，通過(guò)采取一系列技術(shù)措施對(duì)大體積混凝土施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，確保了筏形基礎(chǔ)混凝土施工質(zhì)量。

1 工程概況

某建筑工程涉及筏形基礎(chǔ)主體塔樓建設(shè)，存在大體積混凝土施工需求。筏形基礎(chǔ)呈不規(guī)則六邊形，筏基面積4132m2，筏板平均厚度為5.5m，筏板內(nèi)雙向配筋面筋為Ф32@150，底筋雙排為Ф36@150。筏板混凝土澆筑量＞20000m3，采用泵送商品混凝土，抗?jié)B等級(jí)達(dá)到S8，混凝土強(qiáng)度為C35。筏形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)工程大體積混凝土施工是該項(xiàng)目的質(zhì)量控制的重點(diǎn)之一。

2 筏形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體積混凝土施工要點(diǎn)

2.1 材料準(zhǔn)備

（1）水泥?；炷恋闹饕牧鲜撬啵芯勘砻鳎嗍炝箱X酸三鈣發(fā)熱速率最快，所釋放的熱量也最大。為控制大體積混凝土裂縫，選用礦渣硅酸鹽水泥，并且對(duì)水泥用量進(jìn)行嚴(yán)格控制[1]。而減少水泥用量會(huì)對(duì)混凝土坍落度、強(qiáng)度等性能產(chǎn)生一定影響，因此添加適量活性細(xì)摻料。

（2）骨料。在準(zhǔn)備骨料過(guò)程中，結(jié)合工程需要，選擇粒徑大、級(jí)配良好的粗骨料，不僅能夠減少水泥和水的用量，還能最大程度避免混凝土材料發(fā)生泌水現(xiàn)象。細(xì)骨料則選用中粗砂，平均粒徑大，對(duì)控制水化熱量、減少溫度裂縫有明顯幫助。

（3）外加劑。為進(jìn)一步降低水泥用量，摻加適量粉煤灰，摻量通?？刂圃凇?0%[2]。減水劑有助于強(qiáng)化混凝土材料流動(dòng)性和強(qiáng)度，并且能夠控制水化熱的釋放速度，結(jié)合施工實(shí)際需要決定其添加量。

2.2 鋼筋及冷卻管布設(shè)

根據(jù)筏形基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)規(guī)范，主體塔樓采用直徑40mm 鋼筋（型號(hào)HRB500E），按照間距200mm 進(jìn)行布置，面層和底板鋼筋分別為6層和12層，鋼筋總量約為4600t。在進(jìn)行鋼筋綁扎過(guò)程中，所設(shè)置的鋼筋支架也同時(shí)作為混凝土冷卻系統(tǒng)的支撐。結(jié)合《大體積混凝土溫度測(cè)控技術(shù)規(guī)范》（GB51028-2015）中相關(guān)要求，當(dāng)大體積混凝土厚度超過(guò)3m 時(shí)，需布設(shè)2 層或2 層以上的冷卻水管，并且各層冷卻管回路之間的間距宜控制在1.5m 左右[3]。該項(xiàng)目筏板基礎(chǔ)平均厚度達(dá)到5.5m，結(jié)合前期試配及計(jì)算結(jié)果，布設(shè)2 層冷卻水管就能滿足降溫要求。考慮到筏板內(nèi)雙向配筋面筋為Ф 32@150，因此利用鋼筋網(wǎng)片作為冷卻管的支撐體系，將冷卻管直接平鋪在鋼網(wǎng)上，并按照間距6m 的標(biāo)準(zhǔn)將DN100 無(wú)縫鋼管布置在外圍，作為冷卻水系統(tǒng)的主管道，按照間距2m 的標(biāo)準(zhǔn)布設(shè)筏板內(nèi)部支管，鋼管型號(hào)為DN50，確保每個(gè)回路支管的兩端分別與進(jìn)水口、出水口主管連接，相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 水冷卻系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)

2.3 混凝土測(cè)溫

（1）測(cè)溫元件選擇。筏形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體積混凝土施工時(shí)，在終凝階段水熱化大量產(chǎn)生，需對(duì)混凝土內(nèi)外溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)[4]。因此，要在施工前正確選用測(cè)溫計(jì)，預(yù)埋溫度傳感器。測(cè)溫計(jì)阻抗達(dá)到100MΩ，測(cè)溫范圍在零下50℃至零上1300℃，誤差不超過(guò)0.1℃，符合施工規(guī)范的相關(guān)要求。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，既要確保測(cè)溫元件操作靈活，還要兼顧預(yù)埋操作的要求。

（2）測(cè)溫點(diǎn)和測(cè)溫線布設(shè)。根據(jù)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》（2018版）中相關(guān)要求，結(jié)合該主體塔樓筏形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)際施工需要，共確定31 個(gè)測(cè)位，按照豎向500mm 間距標(biāo)準(zhǔn)在每個(gè)測(cè)位布置10 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)溫點(diǎn)數(shù)量共310個(gè)（如圖1所示）。完成測(cè)溫點(diǎn)位布置后，開(kāi)始進(jìn)行測(cè)溫線布置，有以下幾點(diǎn)要求：

圖1 項(xiàng)目測(cè)溫點(diǎn)布設(shè)情況

①測(cè)溫線需在水下1m 處進(jìn)行浸泡，時(shí)間不低于24h，觀察不損壞即滿足要求；

②集中布置引出線，并對(duì)其加以保護(hù)，確保各接頭牢固且位置正確；

③測(cè)試元件接頭與固定架金屬體、鋼筋等絕熱，采取措施保護(hù)測(cè)溫元件及其周圍結(jié)構(gòu)，避免混凝土下料時(shí)對(duì)其產(chǎn)生沖擊，振搗器不得觸及測(cè)溫元件、引出線；

④布置測(cè)溫線之前，使用棉線對(duì)其進(jìn)行栓接，并纏繞透明膠布，發(fā)揮固定作用；

⑤測(cè)溫線布置后，及時(shí)與設(shè)備進(jìn)行連接，檢測(cè)測(cè)溫元件是否正常工作，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.4 混凝土入模溫度控制

測(cè)溫點(diǎn)位和測(cè)溫線布置后，C1～C31 測(cè)點(diǎn)各安裝1臺(tái)測(cè)溫元件，每臺(tái)測(cè)溫元件同時(shí)接收10 個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度數(shù)值，有溫度監(jiān)測(cè)軟件負(fù)責(zé)記錄混凝土結(jié)構(gòu)溫度變化情況，綠色表示水化熱升溫范圍正常，紅色則說(shuō)明溫度超限，預(yù)警后應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)降溫處理。與此同時(shí)，對(duì)混凝土入模溫度進(jìn)行控制，如果施工時(shí)氣溫比較低，則要提高混凝土澆筑溫度，避免混凝土發(fā)生早期凍結(jié)，主要通過(guò)對(duì)筏形基礎(chǔ)冷壁進(jìn)行蒸汽預(yù)熱、原材料加熱等方式進(jìn)行。如果氣溫比較高，則及時(shí)將砂石覆蓋，或者在混凝土澆筑前對(duì)砂石進(jìn)行降溫[5]。

2.5 混凝土澆筑

2.5.1 澆筑施工要點(diǎn)

該項(xiàng)目筏板混凝土一次性連續(xù)澆筑量超過(guò)20000m3，因此采用泵送商品混凝土方式進(jìn)行施工，計(jì)劃投入6臺(tái)混凝土輸送泵，其中2臺(tái)作為備用。為滿足混凝土澆筑施工要求，現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃可供混凝土運(yùn)輸車停靠的區(qū)域和緊急停車處。混凝土澆筑分為4 個(gè)階段，方向由南向北，按照先集水坑后大面的順序進(jìn)行澆筑，布料機(jī)覆蓋局部接縫，保證一次澆筑成型且不產(chǎn)生冷縫，如圖2所示。

圖2 分階段澆筑示意圖

考慮到項(xiàng)目大體積混凝土澆筑時(shí)已是深秋，天氣比較冷，因此隨機(jī)測(cè)定入模溫度，最低溫度≥5℃，最高溫度＜15℃。根據(jù)平面分布情況，選擇斜面分層薄層澆筑，循序退打，一次到頂。泵管放在排架上，不得布置在鋼筋網(wǎng)片上，混凝土布料不得采用通過(guò)振搗鋼筋，也不能集中放料，操作時(shí)避免對(duì)預(yù)埋件產(chǎn)生碰撞[6]。確保每條澆筑管道布設(shè)不低于3 個(gè)振搗點(diǎn)，各振搗點(diǎn)配置2個(gè)施工人員和2個(gè)振搗棒，結(jié)合筏板厚度確定振搗棒長(zhǎng)度，振搗點(diǎn)具體布置見(jiàn)表2。

表2 振搗點(diǎn)布置

2.5.2 振搗注意事項(xiàng)

（1）如在夜間施工，確保照明條件良好，確保施工人員能夠清楚看到底層鋼筋；

（2）采用插入式振搗棒，均勻排列插點(diǎn)，快插慢拔、逐點(diǎn)移動(dòng)，避免遺漏；

（3）振搗棒根據(jù)行列式進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)間距≤有效振搗作用半徑300～400mm；

（4）采用鋼筋綁扎導(dǎo)線以及測(cè)溫設(shè)備，根據(jù)測(cè)溫具體位置，準(zhǔn)確預(yù)埋鋼筋和測(cè)溫設(shè)備，并焊接在各層鋼筋網(wǎng)片上，負(fù)責(zé)降溫的冷凝水管要與筏板鋼筋支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接處理；

（5）澆筑前詳細(xì)交底，嚴(yán)禁施工人員將振搗棒與冷凝管以及測(cè)溫器的固定點(diǎn)位進(jìn)行接觸，且上述部位不應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間振搗。

2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)明確管理目標(biāo)，設(shè)專人負(fù)責(zé)，減少現(xiàn)場(chǎng)因素的影響。在正式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)前，為進(jìn)一步確保養(yǎng)護(hù)的合理性和科學(xué)性，結(jié)合工程實(shí)際，建立更加全面的養(yǎng)護(hù)管理機(jī)制，切實(shí)落實(shí)好監(jiān)督責(zé)任。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)因素對(duì)養(yǎng)護(hù)的影響，應(yīng)做好環(huán)境評(píng)估，做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判，從而采取有針對(duì)性的防范措施，養(yǎng)護(hù)期不低于2周[7]。待混凝土終凝后，充分灑水，上表面覆蓋土工織物+聚苯板（50mm）+節(jié)水保濕薄膜的保溫材料，然后再將防風(fēng)防雨彩條布覆蓋在表面，采用短鋼筋對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)處理。由于項(xiàng)目主塔樓筏形基礎(chǔ)比較高，因此采用保濕薄膜+棉被對(duì)筏形基礎(chǔ)側(cè)面進(jìn)行覆蓋，達(dá)到良好的保溫效果。在為期2 周的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，利用無(wú)線測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)保存測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，每次數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔為15min，生成實(shí)時(shí)溫度變化曲線，并根據(jù)測(cè)溫結(jié)果對(duì)保溫方式予以調(diào)整。如果筏形基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度與氣溫之間的差值＞20℃，則根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加聚苯板厚度，確保兩者差值低于20℃。

3 施工效果分析

通過(guò)對(duì)筏形基礎(chǔ)主體塔樓大體積混凝土施工技術(shù)的優(yōu)化，筏板混凝土泵送順利，澆筑質(zhì)量滿足相關(guān)施工規(guī)范，混凝土抗?jié)B等級(jí)以及混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且有效控制了溫度裂縫問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)提前預(yù)埋測(cè)溫儀器和導(dǎo)線，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位溫度數(shù)值監(jiān)測(cè)精度達(dá)到0.1℃，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積混凝土內(nèi)部溫度的同步監(jiān)測(cè)與控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，該項(xiàng)目中主塔樓筏板基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)厚度大于3m，且混凝土澆筑量比較大，一定程度上增加施工難度。為減少裂縫通病對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響，在施工過(guò)程中，加強(qiáng)施工管理，保證施工技術(shù)應(yīng)用到位，確保大體積混凝土施工質(zhì)量，以避免結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土施工技術(shù)在筏形基礎(chǔ)主塔樓中的成功應(yīng)用，特別是混凝土測(cè)溫技術(shù)的運(yùn)用，為混凝土裂縫控制提供更多現(xiàn)實(shí)依據(jù)，值得在類似工程項(xiàng)目中進(jìn)行推廣。