高層建筑中箱型基礎(chǔ)的裂縫與防治施工技術(shù)

摘要：在高層建筑的箱型基礎(chǔ)施工中，因混凝土水化反應(yīng)引起溫度快速變化導致砼體體積收縮進而產(chǎn)生裂縫問題，此方面問題一直也是高層建筑箱型基礎(chǔ)施工備受關(guān)注的一項關(guān)鍵內(nèi)容。文章針對高層建筑中箱型基礎(chǔ)的裂縫問題展開了分析，通過歸納闡述相關(guān)的防治施工技術(shù)，以期為類似項目施工管理提供更為寶貴的借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：高層建筑；箱型基礎(chǔ)；裂縫成因；防治施工技術(shù)；項目施工管理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU753 文章編號：1009-2374（2017）02-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.052

認識高層建筑箱型基礎(chǔ)的形成結(jié)構(gòu)，定性分析裂縫成因，歸納引起箱型基礎(chǔ)裂縫的主要影響因素，并通過采取一定的裂縫防治施工技術(shù)手段起到防患于未然的作用，保證施工質(zhì)量和建筑物的使用性能，提升建筑物使用周期。下文將重點對高層建筑中箱型基礎(chǔ)的裂縫與防治施工技術(shù)展開論述。

1 工程概況

漣鋼2250mm熱軋主軋線工程是由原漣鋼棒材拆除而新建的，主軋線地下設(shè)備基礎(chǔ)總長440m，基礎(chǔ)最寬處42m，其廠房柱基礎(chǔ)與設(shè)備基礎(chǔ)相連，為箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計沒有留置永久的變形縫。其相對標高±0.000=118.6m，大面積基礎(chǔ)埋深-9.9m，沖渣鐵皮溝部分深度-14.78～-9.9m?；A(chǔ)所處地質(zhì)以中上石炭系壺天群白云質(zhì)灰?guī)r為主，地表土層很薄。基礎(chǔ)底板厚度1400mm，墻板厚度800mm或1200mm，頂板厚度變化較大，最厚的頂板達到4000mm，頂板及底板設(shè)計有大量的螺栓和螺栓預(yù)留孔洞，在粗軋機區(qū)、精軋機區(qū)及卷取機區(qū)頂板布置有設(shè)備的底座基礎(chǔ)、電纜溝槽、樓梯等，標高變換大，結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜，施工難度相對較大。基礎(chǔ)底板及墻板設(shè)計為C30S6混凝土，頂板設(shè)計為普通的C30混凝土（如圖1所示）。主軋跨共設(shè)置后澆帶11個，將主軋線分為12個區(qū)。后澆帶按規(guī)范一般30～40m設(shè)置一道，后澆帶的寬度為1000mm。

2 高層建筑中箱型基礎(chǔ)裂縫的常見形式及成因

箱型基礎(chǔ)主要由頂板、底板和若干縱橫墻柱組成（如圖2所示），其特有的組成和型式特點也決定了箱型基礎(chǔ)在高層建筑中應(yīng)用必然要面對垂直方向、水平方向、八字形等裂縫問題，而不同形式的裂縫成因各不相同。

2.1 垂直裂縫

通常垂直裂縫是由混凝土收縮變形引起。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計布局不夠合理，主體結(jié)構(gòu)局部剛度過大，而剛度不同的交接截面位置極容易出現(xiàn)收縮裂縫。該類裂縫通常對于建筑結(jié)構(gòu)性能不會造成較為嚴重的影響，但需注意設(shè)計階段也應(yīng)嚴格按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范及程序執(zhí)行，合理設(shè)置伸縮縫和后澆帶，主體結(jié)構(gòu)規(guī)劃要盡量均勻和對稱，特別在配筋率一致的前提下一定要確保鋼筋直徑和鋼筋間距適宜，混凝土的澆搗施工須密實，相關(guān)的養(yǎng)護工作要到位。

2.2 水平裂縫

墻板和頂板交接處的水平裂縫，大部分是由于施工工藝不當所引起。在澆筑完墻板混凝土后，沒有待墻體混凝土充分沉實和收縮，就進行頂板混凝土的澆筑，由于兩者收縮方向的不同，在交接處很容易產(chǎn)生水平裂縫。

2.3 八字裂縫

墻板上斜裂縫是由于受力不均勻而產(chǎn)生的裂縫，它會影響結(jié)構(gòu)的安全和使用功能。其原因主要是設(shè)計不合理，也有因施工順序不當和墻板混凝土受到外部約束而產(chǎn)生。設(shè)計不合理主要表現(xiàn)于：絕對沉降量控制值偏大，引起同一基礎(chǔ)相對沉降偏差大而產(chǎn)生裂縫；不按規(guī)范要求設(shè)置沉降縫或后澆帶；箱形基礎(chǔ)各個部位剛度分布不均勻，使各個部位的變形不均勻、不協(xié)調(diào)；施工順序不當，也會引起墻面斜裂縫的出現(xiàn)。

3 高層建筑中箱型基礎(chǔ)裂縫的防治策略

下面筆者從材料質(zhì)量控制、鋼筋下料與固定控制、模板拼裝與支撐結(jié)構(gòu)搭建的質(zhì)量控制、混凝土澆搗施工的質(zhì)量控制和養(yǎng)護質(zhì)量控制五個方面進行闡述：

3.1 材料質(zhì)量控制

嚴控施工材料質(zhì)量指的是材料質(zhì)量控制與優(yōu)化。水泥材料宜用旋窯普通硅酸鹽水泥，由它拌合高強混凝土可保證良好的抗硫酸鹽侵蝕性能，且大幅降低水化熱。粗集料選用級配碎石，其片狀石約占15%（重量比），含泥量不應(yīng)超過1%，堿含量則不超過3kg/m3。細集料可選用質(zhì)量合格的河砂。外加劑則多選擇高效減水劑和微膨脹劑兩種，也可適量增加粉煤灰以保證拌合混凝土具有足夠的強度、抗?jié)B性、和易性和可泵性，并能減少水泥用量和減少水化熱。

3.2 鋼筋下料與固定控制

第一，箱型基礎(chǔ)鋼筋應(yīng)以機械連接為主，每個截面鋼筋接頭數(shù)不宜超過總數(shù)的1/4，且接頭之間的間距不宜超過200mm；第二，箱型基礎(chǔ)底部鋼筋的綁扎應(yīng)嚴格控制間距和保護層厚度，豎向構(gòu)件的插筋綁扎應(yīng)以墊層面定位劃線為標準予以綁扎，而底板上層鋼筋網(wǎng)應(yīng)將豎向構(gòu)件的插筋以焊接方式予以固定，防止混凝土澆筑、搗固影響插筋的定位精度。

3.3 模板拼裝與支撐結(jié)構(gòu)搭建的質(zhì)量控制

第一，外導墻模板以12mm厚竹膠板作為面板材料，橫楞選用50×100mm木方，豎楞選用Φ48×1000mm架子管，以Φ12@600對拉止水螺栓和平均間距為1m的鋼筋支架予以固定；第二，基礎(chǔ)側(cè)模選用磚胎模，可兼做外墻防水基層；第三，反梁模板選擇木膠合板，豎楞以平均間距300mm加設(shè)50×100mm木方，水平背楞選用雙鋼管形式，以Φ12 PVC套管作為對拉螺栓予以固定；第四，地下室磚墻模板選用18厚層板材料，背楞選用50×100木方以0.3m間距豎向加固和Φ48×3.5雙鋼管以0.6m間距橫向固定；第五，采用600×600Φ12對拉螺桿對模板輔助加固，并以橫撐連接支撐系統(tǒng)和腳手架。

3.4 混凝土澆搗施工質(zhì)量控制

箱型基礎(chǔ)大體積混凝土的搗固施工宜在每個澆筑帶之前提前配置7臺插入式振搗棒，3臺作為上部混凝土振搗所用且應(yīng)放置于泵管出料口位置，另外2個則作為下部混凝土振搗所用且布置于坡角位置，這樣做也能避免混凝土的過多堆積的問題，與此同時，為消除上下澆筑層之間的接縫，可將插入式振搗棒在振搗過程中向下層混凝土深入5cm厚度。另外，為避免混凝土集中堆料問題，可提前搗固已出料的混凝土，使其自然流淌并形成一定坡度，緊接著以0.4m為間距、以梅花形均勻布置搗固點，依次按點插入搗固實現(xiàn)全面搗固。值得注意的是，插入搗固須重點控制混凝土流淌的近端和遠端，嚴格把控各個搗固點位的間距、振搗時間以及插入深度。于配筋密集部位的搗固應(yīng)改用小徑（一般為Φ30）振搗棒予以搗固，可隨混凝土澆筑進程逐步推進，并隨澆筑層高依次上移，從而可以保障每層混凝土的搗固質(zhì)量。如需改變澆筑的方向，可于另一端向回澆筑并搗固，以此與原坡交集并構(gòu)成集水坑，推進澆筑也將集水坑逐漸推向中間段，最終可由軟軸抽水設(shè)備排出。另外，對待箱型基礎(chǔ)大體積混凝土構(gòu)件表面的水泥漿問題，可于澆筑完成2～3小時內(nèi)施作處理，主要辦法是利用2m刮尺根據(jù)控制標高予以刮壓處置?；炷脸跄绊氁阅灸ㄗ幼鰞杀榇制綁簩崳缓笠澡F抹子做兩遍搓平壓實，確保構(gòu)件表面的密實性和平整度合格，最后一抹面做表面平整

處理。

3.5 養(yǎng)護質(zhì)量控制

混凝土初凝以后以灑水潤濕的方式養(yǎng)護不少于2h，然后于基礎(chǔ)四周砌筑相應(yīng)的擋水墻，要求蓄水深度不低于15cm，要求養(yǎng)護時間不少于14d；及時掌握箱型基礎(chǔ)大體積混凝土的內(nèi)部溫度和表面溫度二者的變化情況。我們需要做的是，基礎(chǔ)底板內(nèi)預(yù)先埋設(shè)全面積溫測點（通常要求每一個溫測點可輻射30m2范圍），其中具有代表性的和可比性的溫測點宜設(shè)于基礎(chǔ)板后底部、中部和表面，但要求與邊角和表面的距離不小于5cm；箱型基礎(chǔ)混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測應(yīng)選用專業(yè)化程度高且符合國家行業(yè)技術(shù)標準的溫測儀。按照溫測點布置方案預(yù)先將探測頭綁扎于墻柱豎筋位置，且露于板面的長度不小于20cm。探頭線長度設(shè)計則依據(jù)板厚而定，外露探頭須采用塑料袋予以遮罩，防止遭受污染。溫測點可以上、中、下位置依次編號。插頭插入主機的插座，啟動電源開關(guān)即可得到溫測點位置的溫度值；混凝土澆筑完成（即終凝）可進行相應(yīng)的測溫工作，溫度監(jiān)測的頻率一般以28天為準。前3天每間隔2h可完成一次測溫；第4天至第10天每間隔6h可完成一次測溫；第11天至第20天每間隔8h或12h可完成一次測溫；第21天至第28天每間隔24h可完成一次測溫。箱型基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑一般在第4天獲得的測溫數(shù)據(jù)最高，約為58℃左右，自第5天持續(xù)降溫。因此，為保證下一道工序不受影響，可在蓄水第7天放水彈線，相應(yīng)的測溫工作與其同步進行。通常，測溫工作進行到第7天，基本可以穩(wěn)定在8℃～15℃之間，遠低于不安全溫差標準線（25℃），如此控制溫度是非常理想的。

4 結(jié)語

混凝土裂縫控制是建筑結(jié)構(gòu)施工的一大難點，特別是超長、大體積混凝土結(jié)構(gòu)。高層建筑因其自身特點要求施工技術(shù)含量較高，且現(xiàn)場施工管理相對更嚴格。上文主要針對高層建筑中箱型基礎(chǔ)的裂縫與防治施工技術(shù)展開分析與論述，特別要求在其施工階段要做好材料質(zhì)量控制、鋼筋下料與固定控制、模板拼裝與支撐結(jié)構(gòu)搭建質(zhì)量控制、混凝土澆搗施工質(zhì)量控制和養(yǎng)護質(zhì)量控制五個方面確保箱型基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，方能保證整個高層建筑的安全、使用性能。

參考文獻

[1] 趙寬宏，遵艷君.高層建筑箱型基礎(chǔ)裂縫成因及對策[J].江西建材，2015，（19）.

[2] 劉愛明.高層建筑中箱型基礎(chǔ)的裂縫與防治施工技術(shù)[J].低碳世界，2015，（31）.

作者簡介：王巨瀾（1968-），女，安徽人，工程師，研究方向：建筑工程。

（責任編輯：小 燕）