高層商務(wù)樓地下室大體積混凝土澆筑施工技術(shù)探究

茹利建

【摘 要】近年來，高層建筑的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在高層建筑工程中混凝土工程的使用體量日漸增大，尤以基礎(chǔ)地下室為甚。本文主要結(jié)合某商務(wù)樓工程實(shí)際案例為大家介紹下地下室混凝土施工的主要技術(shù)，以供同行學(xué)習(xí)交流。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；基礎(chǔ)；地下室；混凝土；施工

在實(shí)際工程中，對(duì)于高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土施工和地下室外墻混凝土施工，如何做到有效預(yù)防和控制混凝土裂縫的出現(xiàn)，就顯得非常重要。本文結(jié)合某商務(wù)樓工程的基礎(chǔ)地下室混凝土施工實(shí)例，介紹了在施工中通過澆筑、養(yǎng)護(hù)等一系列措施，有效地防止基礎(chǔ)大體積混凝土和地下室外墻混凝土出現(xiàn)裂縫的經(jīng)驗(yàn)，可供同類工程借鑒參考。

一、工程實(shí)例

本商務(wù)樓工程周邊原有建筑密集，場(chǎng)地狹小。主樓地上25層，裙房地上4層，均設(shè)2層地下室。建筑面積26570m2，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

1、基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工

工程采用上翻式承臺(tái)、地梁的筏板基礎(chǔ)，底板厚900mm，承臺(tái)地梁高1800mm。平面形狀近似為矩形，長(zhǎng)54m×寬33m，主樓與裙房間設(shè)一條寬800mm后澆帶。由于基礎(chǔ)混凝土工程量大，基坑較深，為確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性和安全性，考慮施工搭接和市區(qū)施工的困難，基礎(chǔ)底板以后澆帶為界分成A、B兩段施工：A段為后澆帶以西的裙房部分，混凝土量540立方；B段為后澆帶以東的主樓部分，混凝土量1500立方。每段水平向不留施工縫，一次性澆筑；豎向在基礎(chǔ)上翻梁以上500mm處設(shè)施工縫。

混凝土下料振搗時(shí)按“分層、分段、連續(xù)不斷地薄層澆筑”的原則進(jìn)行，由于基礎(chǔ)為上翻式地梁，因此底板部分先澆筑并注意振搗密實(shí)，上翻梁部分在底板部分澆搗后2小時(shí)再行澆筑，使底板混凝土有一定的沉落時(shí)間，混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用長(zhǎng)刮尺刮平，清除殘余浮漿后用木蟹鐵板打光，混凝土收水后用鐵板反復(fù)壓光，壓閉混凝土表面毛細(xì)孔，提高混凝土防水性能和表面平整。

2、地下室外墻板混凝土施工

地下室外墻墻厚500mm，總延長(zhǎng)米為200m，混凝土C40，抗?jié)B等級(jí)S8。與基礎(chǔ)施工相同，以后澆帶為界，分成A、B兩段施工。由于設(shè)2層地下室，豎向共設(shè)4條施工縫，采用鋼板止水帶止水。為確保外墻混凝土澆筑的整體性、連貫性，防止出現(xiàn)施工冷縫，在外墻混凝土澆筑前，先將獨(dú)立柱和內(nèi)墻板混凝土預(yù)先澆完，以便集中力量進(jìn)行外墻混凝土的連續(xù)澆搗。

外墻混凝土澆筑采用2臺(tái)混凝土泵車，其中1臺(tái)固定泵停放在基坑北側(cè)，用硬管接入，另一臺(tái)置于基坑南側(cè)，為汽車移動(dòng)泵，軟管擺布?；炷翝仓暮鬂矌ч_始，按斜面分層法振搗，根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣溫和混凝土的初凝時(shí)間，每澆筑一段長(zhǎng)度，及時(shí)調(diào)整泵送管，循序循環(huán)推進(jìn)，以避免出現(xiàn)施工冷縫。為避免外墻混凝土收縮裂縫（一般以豎向裂縫的方式出現(xiàn)）的產(chǎn)生，施工時(shí)要求在外墻外側(cè)設(shè)水平溫度鋼筋，間距不大于150mm，且嚴(yán)格控制混凝土的保護(hù)層厚度嚴(yán)禁超厚。根據(jù)泵送工藝要求，混凝土坍落度在現(xiàn)場(chǎng)出料時(shí)嚴(yán)格控制為12±2cm，凡超出范圍的，一律退場(chǎng)，專人負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作，絕不允許在現(xiàn)場(chǎng)加水。

二、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

1、基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

基礎(chǔ)大體積混凝土施工，由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應(yīng)力。同時(shí)，此時(shí)混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天（升溫階段）。

混凝土降溫階段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時(shí)收縮。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。

2、地下室外墻混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

地下室外墻混凝土裂縫主要是收縮裂縫。混凝土降溫產(chǎn)生的收縮和硬化時(shí)的收縮，受到結(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。

三、混凝土的測(cè)溫和養(yǎng)護(hù)

1、基礎(chǔ)混凝土的測(cè)溫和養(yǎng)護(hù)

為防止大體積混凝土內(nèi)外溫差超過限值而產(chǎn)生溫度裂縫，在混凝土內(nèi)布置測(cè)溫點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)內(nèi)部實(shí)際溫度變化情況，監(jiān)視溫差波動(dòng)，以指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)工作。 基礎(chǔ)澆搗時(shí)氣溫較高，在混凝土表面用木夯緊壓整平后，覆蓋一層塑料薄膜，兩層麻袋布（草袋），并澆水濕潤，此后根據(jù)溫控?cái)?shù)據(jù)確定覆蓋材料的增減。

基礎(chǔ)承臺(tái)測(cè)溫點(diǎn)共布置27點(diǎn)，另有薄膜下溫度測(cè)點(diǎn)2個(gè)，大氣溫度和室內(nèi)溫度各1個(gè)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大體積混凝土的溫差變化在1～72h內(nèi)波動(dòng)最大，因此在這段時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)值班不間斷測(cè)量，測(cè)試頻率為每2小時(shí)一次，測(cè)試時(shí)要求記錄以下數(shù)據(jù)：①混凝土入模溫度；②每次測(cè)溫時(shí)間，各測(cè)點(diǎn)溫度值；③各部位保溫材料的覆蓋和去除時(shí)間；④澆水養(yǎng)護(hù)或恢復(fù)保溫時(shí)間；⑤異常情況如雨、風(fēng)等發(fā)生的時(shí)間。

測(cè)溫前確定混凝土內(nèi)中心溫度與表面薄膜下溫差達(dá)到27℃時(shí)，必須采取保溫應(yīng)急措施，實(shí)測(cè)溫度顯示大多數(shù)測(cè)試點(diǎn)溫差值在25℃以下，僅有2點(diǎn)一度溫差值超過29℃，現(xiàn)場(chǎng)采取停止?jié)菜B(yǎng)護(hù)和覆蓋雙層干麻袋后在1小時(shí)內(nèi)即以提高表面溫度來降低內(nèi)外溫差。

2、地下室外墻混凝土的養(yǎng)護(hù)

地下室外墻混凝土易出現(xiàn)收縮裂縫，除在配合比選定上采取積極的預(yù)防措施，在施工中采取外側(cè)加密橫向鋼筋、嚴(yán)格控制坍落度等措施外，后期的養(yǎng)護(hù)也至關(guān)重要。本工程采取以下措施：

長(zhǎng)期的帶模養(yǎng)護(hù)：由于采用木模，故保持模板的完全濕潤可以使得混凝土內(nèi)部拌合水的水化過程中，保持濕潤環(huán)境，補(bǔ)充水源。澆水養(yǎng)護(hù)基本上采取連續(xù)循環(huán)的方式，澆水面為外墻的內(nèi)外側(cè)面。在混凝土獲得一定強(qiáng)度后，松開對(duì)銷螺栓，使得模板與混凝土界面可以蓄水，帶模養(yǎng)護(hù)，規(guī)定20天拆模。繼續(xù)養(yǎng)護(hù)：模板拆除后，繼續(xù)對(duì)外墻混凝土澆水養(yǎng)護(hù)15天。

總之在本次寫字樓地下室工程完成后，基礎(chǔ)大體積混凝土表面和外墻混凝土表面均無明顯裂縫出現(xiàn)，達(dá)到了預(yù)期目的。雖然使用商品混凝土施工的地下室外墻易出現(xiàn)收縮裂縫，但只要措施得當(dāng)，還是可以避免或得以控制的。關(guān)鍵在于盡可能將墻板的水平鋼筋置于混凝土外側(cè)，控制混凝土保護(hù)層厚度不得超厚，水平鋼筋的間距盡可能小于150mm。嚴(yán)格控制混凝土坍落度，絕不允許現(xiàn)場(chǎng)加水。建議盡可能延長(zhǎng)拆模時(shí)間，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)大于30天。同時(shí)對(duì)于此類基礎(chǔ)大體積混凝土而言，養(yǎng)護(hù)措施極為重要，應(yīng)根據(jù)施工時(shí)的氣溫、測(cè)溫情況，采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方法。布置合理的測(cè)溫手段是必不可少的，可以為養(yǎng)護(hù)提供調(diào)整依據(jù)，同時(shí)摻加相應(yīng)的高效微膨脹劑對(duì)混凝土能起到補(bǔ)償收縮作用，也可以有效地提高混凝土的抗裂縫抗?jié)B能力。

參考文獻(xiàn)：

1、方武德.高層建筑基礎(chǔ)施工.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.3

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