高層建筑基礎(chǔ)承臺(tái)大體積混凝土施工技術(shù)探討

李軍林 陜西省眉縣常興鎮(zhèn)人民政府工程師

隨著城市發(fā)展進(jìn)程不斷加快，土地資源也變得日益緊張，所以近年來的建筑建設(shè)多為高層建筑項(xiàng)目?；A(chǔ)施工是其首要環(huán)節(jié)，大部分高層建筑的基礎(chǔ)承臺(tái)都需要利用大體積砼進(jìn)行澆筑，由于混凝土材料產(chǎn)生的水化熱較為集中，在短時(shí)間內(nèi)不能快速散發(fā)，可能導(dǎo)致承臺(tái)結(jié)構(gòu)內(nèi)外存在較大的溫度差。混凝土的變形問題也相對(duì)嚴(yán)重，極易出現(xiàn)裂縫問題。因此，在基礎(chǔ)承臺(tái)的施工階段，應(yīng)該注意大體積砼澆筑流程的科學(xué)性，重點(diǎn)關(guān)注裂縫問題，做好控制工作，保證施工技術(shù)能夠被高效運(yùn)用，為保證承臺(tái)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

1 大體積混凝土概述

1.1 概念

大體積混凝土也稱為“大體積砼”，通常是利用幾何尺寸超過1 m 的大體量形式混凝土澆筑而成。由于混凝土內(nèi)部存在大量的膠凝材料，可能會(huì)因?yàn)樗療釂栴}而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生劇烈變化，使得結(jié)構(gòu)收縮，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫問題。大體積砼和其他混凝土結(jié)構(gòu)相比，其不但結(jié)構(gòu)斷面厚、體積大，而且在施工過程中對(duì)工序的要求非常嚴(yán)格，水泥的水化熱也相對(duì)較大，這也是溫差過大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形問題發(fā)生的重要原因。如果外界環(huán)境的溫度驟變，施工環(huán)節(jié)沒有對(duì)砼結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行合理化控制，可能使其受到水化熱影響，進(jìn)而溫度發(fā)生劇烈變化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題。隨著時(shí)間的推移，基礎(chǔ)承臺(tái)砼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度和表面溫度均會(huì)發(fā)生不同程度的變化，如果不及時(shí)采取有效的控制措施，極易出現(xiàn)裂縫問題。在不同的環(huán)境中，對(duì)于結(jié)構(gòu)裂縫最高允許值也各不相同。基礎(chǔ)承臺(tái)大多為露天環(huán)境，對(duì)于裂縫允許最高值為0.2 mm[1]。

1.2 特點(diǎn)

針對(duì)高層建筑的承臺(tái)施工，大多使用筏式或者箱型基礎(chǔ)，大體積砼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：第一，屬于地下建筑，還有可能是半地下建筑，因此對(duì)于防水面施工要求較高；第二，承臺(tái)施工大多選擇現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，可能受到收縮變化、溫差變化等影響，使結(jié)構(gòu)開裂的問題屢見不鮮；第三，此結(jié)構(gòu)屬于建筑的基礎(chǔ)部分，為保證安全，需要著重控制施工質(zhì)量，抓住質(zhì)控要點(diǎn)，確保對(duì)溫度收縮問題進(jìn)行有效控制；第四，大體積砼結(jié)構(gòu)水泥材料的用量較大，而且混凝土的標(biāo)號(hào)高，因此產(chǎn)生的水灰比也十分巨大，為裂縫產(chǎn)生提供了條件。第五，基礎(chǔ)承臺(tái)混凝土大多為配筋結(jié)構(gòu)，配筋率約0.2%，所以施工階段需要考慮鋼筋的作用；第六，產(chǎn)生的水化熱溫度高，并且散熱迅速，在降溫、收縮等的影響下極易產(chǎn)生裂縫；第七，結(jié)構(gòu)抗裂性良好，通過優(yōu)化澆筑工藝能夠有效提高其抗裂性能。

2 大體積混凝土施工技術(shù)

2.1 鋼筋項(xiàng)目施工

基礎(chǔ)承臺(tái)澆筑混凝土面積較大，因此對(duì)于鋼筋項(xiàng)目的施工要求也更高。大體積結(jié)構(gòu)鋼筋分布相對(duì)密集，并且鋼筋尺寸大，上下層的結(jié)構(gòu)存在高度差，所以鋼筋施工的質(zhì)量控制工作十分重要。因此，應(yīng)該按照施工圖紙和設(shè)計(jì)要求，對(duì)鋼筋進(jìn)行正確綁扎。綁扎時(shí)應(yīng)該使鋼筋的規(guī)格、型號(hào)和設(shè)計(jì)圖保持一致，可以利用卡尺對(duì)其進(jìn)行限位使綁扎更整齊。如果鋼筋長度較大，應(yīng)該利用氣壓焊進(jìn)行焊接，從而合理控制搭接長度。

在鋼筋擠壓的連接過程中，應(yīng)該將連接變形筋插入鋼制套筒中，利用擠壓機(jī)使套筒產(chǎn)生塑性變形，這樣便于和變形鋼筋之間進(jìn)行高效貼合。擠壓技術(shù)應(yīng)用相對(duì)較為廣泛，具體包括徑向擠壓、軸向擠壓兩種。徑向擠壓適用于連接直徑30 mm 的帶肋鋼筋，控制套筒間距控制在25 mm以上，鋼筋、套筒要有效連接，并且套筒設(shè)計(jì)的極限承載力應(yīng)該超過鋼筋的極限承載力[2]。

2.2 模板項(xiàng)目施工

模板項(xiàng)目施工可對(duì)混凝土的外形、尺寸產(chǎn)生直接影響，因此在施工過程中要注意技術(shù)的運(yùn)用。大體積砼的澆筑可以利用輸送泵完成，輸送階段可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)模板產(chǎn)生較大的側(cè)向壓力。因此，需要確保模板施工的質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范，用科學(xué)的計(jì)算方式計(jì)算側(cè)向壓力值，以此作為模板截面尺寸的確認(rèn)依據(jù)。在模板安裝階段，底模立模施工應(yīng)該先進(jìn)行標(biāo)識(shí)，焊接支架環(huán)節(jié)應(yīng)注意施工平穩(wěn)。在完成模板安裝工作后，施工單位應(yīng)該對(duì)側(cè)模的穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)，并且對(duì)模板滲漏情況進(jìn)行全面檢查，以免澆筑期間出現(xiàn)漏漿問題。

2.3 混凝土項(xiàng)目施工

2.3.1 選擇原材料

原材料的選擇主要包括水泥、粗細(xì)骨料的選擇。在水泥材料選擇方面，由于普通水泥的水化熱值相對(duì)較高，如果應(yīng)用在大體積結(jié)構(gòu)澆筑施工中，就會(huì)釋放出較多熱量，導(dǎo)致建筑基礎(chǔ)承臺(tái)內(nèi)溫度較高。如果外界環(huán)境的溫度相對(duì)較低，那么由于結(jié)構(gòu)表面的散熱性相對(duì)較強(qiáng)，就會(huì)增加內(nèi)外溫差，使表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，如果超出混凝土的實(shí)際抗拉強(qiáng)度，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。所以，在選擇水泥時(shí)應(yīng)該對(duì)其水化熱值進(jìn)行充分分析，盡可能使用低水化熱值的材料。例如，若使用礦渣硅酸鹽水泥材料，那么可向其中添加適量的外加劑，這樣能夠有效增強(qiáng)混凝土的性能。在粗骨料選擇方面，需要保證碎石中的含泥量低于1%，且碎石粒直徑應(yīng)控制在5 ～25 mm，只有粗骨料粒徑級(jí)配合理，才能保證混凝土的抗壓能力、強(qiáng)度得到有效提升，從而降低水泥的水化熱值[3]。

2.3.2 確定配合比

在混凝土材料配比方面，高層建筑的基礎(chǔ)承臺(tái)進(jìn)行大體積澆筑可能產(chǎn)生大量的水化熱值，為了控制這一現(xiàn)象，可適當(dāng)減小水泥用量，以保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。此外，可向其中添加緩凝減水劑，這樣不但能夠降低用水量，還能使其結(jié)構(gòu)工藝的特性得到有效改善，進(jìn)而延遲水泥水化熱的釋放時(shí)間。與此同時(shí)，還可向其中添加適量的粉煤灰，以控制水泥的使用量。通過科學(xué)配比可以改善混凝土材料的和易性，進(jìn)而達(dá)到控制水化熱的目的。此外，還需要將材料的坍落度控制在20 ～100 mm，并注意控制用水量。

2.3.3 澆筑與振搗

混凝土運(yùn)送至現(xiàn)場以后，需要立刻安排人員進(jìn)行澆筑施工?；A(chǔ)承臺(tái)的澆筑應(yīng)該按照技術(shù)要求，做好不同施工流程的質(zhì)量控制工作。因?yàn)闈仓┕た赡苁艿蕉喾N因素的影響，所以需要對(duì)作業(yè)流程進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，按照承臺(tái)澆筑施工混凝土的需求量，合理安排運(yùn)輸流程，確保混凝土能順利運(yùn)送到施工場地。澆筑施工盡可能在溫度不超過30 ℃的環(huán)境中進(jìn)行，如果超出此溫度，還需要采取其他技術(shù)措施。材料收縮應(yīng)力要進(jìn)行合理計(jì)算，以確保材料的質(zhì)量[4]。

澆筑時(shí)可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)坡度，需要及時(shí)采用振搗的方式保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量。部分施工方為了保證振搗效率，通常使用2 臺(tái)振搗裝置共同作業(yè)，這樣在振搗期間可能出現(xiàn)坡腳位置堆壓混凝土的現(xiàn)象，遇見這種情況時(shí)應(yīng)將振搗位置置于泵管送料處。如果結(jié)構(gòu)坡面較為均勻，那么也可從側(cè)面或者其他角度完成振搗作業(yè)。同時(shí)，振搗期間還需要注意對(duì)時(shí)間進(jìn)行合理控制，如果振搗的時(shí)間相對(duì)較長，那么混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生離析問題；若振搗時(shí)間不足，又難以保證結(jié)構(gòu)密實(shí)度。一般來說，振搗時(shí)間應(yīng)控制在25 s 左右。

2.3.4 結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)措施

振搗結(jié)束以后，需要按照要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)。如果冬季施工，可在結(jié)構(gòu)上方進(jìn)行覆蓋保溫；夏季可向結(jié)構(gòu)灑水養(yǎng)護(hù)，以控制外表溫度。養(yǎng)護(hù)期間，相關(guān)人員應(yīng)該按時(shí)測(cè)量成承臺(tái)結(jié)構(gòu)的表面溫度，如內(nèi)外溫差超過25 ℃，需要對(duì)其采取相應(yīng)的措施加以處理，以免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)開裂的問題[5]。

2.4 裂縫控制措施

為了保證承臺(tái)的施工質(zhì)量，需要有效控制混凝土裂縫的問題，具體可采取如下措施：第一，合理控制溫度。在澆筑大體積混凝土，應(yīng)該采取有效的溫控措施，解決由于水化熱問題導(dǎo)致的裂縫問題。具體而言，就是要合理減少水泥的使用量，選擇低水熱值的材料。此外，還需要對(duì)攪拌技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在混凝土中添加外加劑。在澆筑大體積混凝土?xí)r，可設(shè)置冷卻水管，利用流動(dòng)的冷水將結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱量釋放出來，從而控制內(nèi)外溫差，消除溫度應(yīng)力。第二，做好技術(shù)控制工作。裂縫問題的防治重點(diǎn)要從技術(shù)應(yīng)用的角度出發(fā)，混凝土通過科學(xué)配比后才能進(jìn)行配制攪拌。在正式施工以前，要對(duì)材料坍落度展開試驗(yàn)檢測(cè)，保證其質(zhì)量和要求相符。澆筑以后按照相關(guān)質(zhì)量要求采取養(yǎng)護(hù)措施，從而對(duì)內(nèi)外應(yīng)力進(jìn)行有效控制。第三，提高結(jié)構(gòu)配筋率，防止裂縫快速擴(kuò)散。通過上述措施，均可保證基礎(chǔ)承臺(tái)結(jié)構(gòu)的大體積砼澆筑質(zhì)量[6]。

3 結(jié)語

在高層建筑建設(shè)階段，合理應(yīng)用大體積砼施工技術(shù)能夠提高承臺(tái)建設(shè)的質(zhì)量。因此承臺(tái)施工質(zhì)控措施的有效運(yùn)用是建筑品質(zhì)及其安全性的重要保障。施工方需高度重視基礎(chǔ)承臺(tái)混凝土澆筑技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)施工流程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，保證大體積砼澆筑工序符合標(biāo)準(zhǔn)，避免產(chǎn)生裂縫問題，為高層建筑建設(shè)順利進(jìn)行提供良好的保障。