筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)研究

楊 昆

（商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 商丘 476000）

0 引言

目前，高層、超高層建筑的發(fā)展迅速，出于基礎(chǔ)承壓能力的需求，筏板基礎(chǔ)的運用越來越普遍，這就需要更大體積混凝土的支撐。根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，大體積混凝土指的是混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m 的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。由于大體積混凝土澆筑量大、參與的人員多、施工強度大、施工組織管理難度大要求高，所以，必須在實際施工中采取可靠的施工技術(shù)和有效的質(zhì)量控制措施以保證施工質(zhì)量。

1 筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)概述

1.1 筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工特點分析

（1）勞動強度大、資源占用大。筏板基礎(chǔ)要求整體性，大體積的混凝土澆筑不得間斷，故需要大量的人員、機械、設(shè)備的集中投入和連續(xù)投入，同時還需要混凝土廠站、交通組織、電力保障等多方資源的協(xié)調(diào)配合，對參建各方的施工組織能力的要求極高。

（2）裂縫控制是重點。主要原因有幾類：第一，大體量混凝土在澆筑的過程中，由于水泥的水化放熱會產(chǎn)生大量的熱，這些熱量聚集在混凝土的內(nèi)部難以得到有效的散發(fā)，就會產(chǎn)生有害裂縫[1]；第二，內(nèi)外約束條件的變化，中心區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，也可能會導(dǎo)致混凝土開裂；第三，外界溫度的影響、混凝土收縮變形等情況也能造成裂縫的產(chǎn)生。所以，大體積混凝土的裂縫控制既是重點也是施工難點。

1.2 主要技術(shù)流程

相比普通的混凝土結(jié)構(gòu)，大體積混凝土施工流程更加復(fù)雜，要求也更高，技術(shù)人員必須熟練掌握各個環(huán)節(jié)的技術(shù)工藝流程[2]。

（1）施工準(zhǔn)備。首先是現(xiàn)場環(huán)境準(zhǔn)備，這里所說的環(huán)境包括軟環(huán)境和硬環(huán)境，軟環(huán)境指各類施工方案、規(guī)章制度及協(xié)調(diào)配合機制，硬環(huán)境指應(yīng)在施工前完成諸如道路、水電、防護等基本條件的準(zhǔn)備工作，同時，還應(yīng)完成各隱蔽工程驗收，以確保具備澆筑條件。其次，是材料方面，大體積混凝土需要考慮的因素較多，建議與商品混凝土攪拌站專門溝通，就配合比設(shè)計、外加劑使用等關(guān)鍵問題做好交底，并根據(jù)現(xiàn)場情況進行各項指標(biāo)的動態(tài)調(diào)控；最后，是各類人員、機械配備方面，要合理設(shè)置各班勞動力人數(shù)，并配備各類技術(shù)力量尤其是電力保障人員必須全程在場；要確?；炷吝\輸車、泵送車、振搗機具、流動電箱等各類機構(gòu)設(shè)備足量配置且正常使用，以應(yīng)對連續(xù)澆筑，確保連續(xù)作業(yè)，保證混凝土的整體性。

（2）混凝土的運輸與泵送。應(yīng)安排好混凝土材料的運輸工作，選擇適當(dāng)?shù)倪\輸工具，并落實好運輸過程中的質(zhì)量保護措施[3]。混凝土在運輸過程中，要根據(jù)實際情況調(diào)整運轉(zhuǎn)速度，遇高溫天氣要噴冷降溫，低溫天氣要注意保暖?；炷了瓦_(dá)現(xiàn)場，進行泵送前要開機空載運轉(zhuǎn)，確保整個泵送系統(tǒng)復(fù)驗合格，混凝土入泵前，先用同標(biāo)號水泥砂漿潤管，然后開始正式澆筑。

（3）混凝土的澆筑、振搗。根據(jù)施工方案，在堅持連續(xù)澆筑、保證整體性的原則下，選用全面分層、分段分層、斜面分層或跳倉法等澆筑方案，保證上下層混凝土在初凝之前能夠很好的結(jié)合。振搗工作要求認(rèn)真負(fù)責(zé)、仔細(xì)振搗，在每個澆筑帶前、后、中部不停振搗，要組織足夠工作，確保振搗工作與澆筑進度良好配合。本項工作中，溫度控制是重點工作，要針對混凝土出機溫度、入模溫度專門測量，防止溫度過高。

（4）混凝土的養(yǎng)護。澆筑完成后，應(yīng)及時做好表面覆蓋和酒水養(yǎng)護，一般每天不少于2 次酒水，并且不少于7 天。若體積過大或添加緩凝劑或抗?jié)B混凝土，其養(yǎng)護時間一般為14 天以上。養(yǎng)護工作中，要監(jiān)測裂縫情況，防止溫度裂縫的產(chǎn)生?；炷翉姸冗_(dá)標(biāo)后且同條件試塊試驗合格，方可進入下道工序。

2 大體積混凝土施工各環(huán)節(jié)技術(shù)要點分析

2.1 混凝土生產(chǎn)和運輸階段技術(shù)要點

（1）生產(chǎn)階段。首先，加強與混凝士供應(yīng)商的溝通，設(shè)計配合比時，既要能滿足混凝土設(shè)計強度又能有效泵送，合理選用減少劑以最大限度確保水泥用量少，水灰比一般低于0.45，坍落度控制在有效合理范圍之內(nèi)。其次，生產(chǎn)拌制混凝土期間，每一工作班都要測定砂、石的含水率，及時調(diào)整用水量，并嚴(yán)格控制攪拌時間。

（2）運輸階段。滾筒式罐車的數(shù)量配置必須滿足均勻、連續(xù)供應(yīng)混凝土的需要，并做好應(yīng)急預(yù)案，以備交通堵塞、車輛故障等導(dǎo)致停滯時間延長。運輸過程中，混凝土車筒體應(yīng)保持慢速轉(zhuǎn)動，并在卸料前加快運轉(zhuǎn)20 至30秒。協(xié)調(diào)攪拌站安排專業(yè)人員駐澆筑現(xiàn)場，隨時通過坍落度檢驗，進行減水劑的調(diào)整。

2.2 大體積混凝土澆筑環(huán)節(jié)技術(shù)要點

（1）確定合理的澆筑順序。如果結(jié)構(gòu)平面尺寸不太大，可以首選全面分層的方式，從短邊開始沿長邊澆筑；如果平面尺寸大但厚度不太大，可首選分段分層方式；也可以先分區(qū)，再選用分段分層或斜面分層的方式。但要注意，分層時，每層厚度一般控制在500mm 以內(nèi)，斜面坡度合理，大多為1:5-1:7。

（2）振搗要點?；炷帘盟蜁r，進入鋼筋籠后會有坡度緩緩下落，利用這個坡度在前后中部不停振搗，要點之一在于快插慢拔，以防止分層離析并避免形成振搗空洞。要點之二在于插點均勻有序，控制好振搗時間在20至30 秒，注意觀察表面泛漿無氣泡時，即可停止[4]。要點之三在于防止冷縫產(chǎn)生，分層澆筑振搗時，應(yīng)將振搗棒插入下層混凝土約5 厘米。

（3）泌水處理?；炷琳駬v后，表面會形成浮漿層，也叫游離水，會損壞混凝土各層間粘結(jié)力并破壞混凝土強度，易形成夾層、沉降縫、表面收縮裂縫等。因此必須妥善有效排隊泌水。例如，預(yù)先在底板四周外模沿口留設(shè)泄水孔，或澆筑臨結(jié)束時集中將混凝土泌水歸集到模板邊等方法均有效。

2.3 大體積混凝土溫度測控

（1）合理布置測溫點。根據(jù)施工方案中有關(guān)“溫控布置圖進行”測溫點布置，通常在主風(fēng)向部位、各分塊澆筑區(qū)的中心、邊角處等，并注意錯開，豎向一般布置上中下3 個測溫孔。針對電梯基坑、集水坑等重點部位要重點布置和監(jiān)測，在測點設(shè)置好之后，應(yīng)進行位置確認(rèn)和相關(guān)驗收工作。

（2）測溫頻率與記錄反饋。測溫從混凝土入模后開始，澆筑完成12 小時左右再測溫一次。最開始的前3 天，最少可每隔1 小時測溫一次，3 天后每隔4 小時測溫一次，測量人員要能夠?qū)γ看螠y量的數(shù)據(jù)都進行詳細(xì)地記錄[5]。溫度監(jiān)測單位每天都要提供監(jiān)測報表，發(fā)現(xiàn)有異常情況應(yīng)及時報相關(guān)單位，采取有效應(yīng)對措施。

3 大體積混凝土施工的裂縫控制

3.1 裂縫類型及原因分析

按照大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)的不同深度的裂縫，可以分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿性裂縫。[6]各類裂縫成因及影響見表1。

表1 大體積混凝土裂縫類型及原因分析表

3.2 裂縫控制的方法措施

大體積混凝土施工中，裂縫的產(chǎn)生不可避免，只能綜合分析各類裂縫成因并結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境情況，從設(shè)計、材料、工藝、監(jiān)測等多個方面著手，盡可能減少裂縫，做到對工程質(zhì)量無影響。

3.2.1 把好設(shè)計關(guān)，以改善裂縫發(fā)生狀況

在設(shè)計上，表面設(shè)置網(wǎng)狀的鋼筋，通過合理調(diào)整鋼筋間距、直徑，使得網(wǎng)片具備抗裂性能，以此來防止裂縫產(chǎn)生；設(shè)計時，設(shè)置“后澆帶”，使結(jié)構(gòu)被分成若干段，可有效削減溫度收縮應(yīng)力。在必須分段的水平施工縫部位增設(shè)暗梁，設(shè)置滑動層，減弱底板外的約束力，都 可有效防止裂縫發(fā)展。

3.2.2 重視材料因素的影響

第一，為減少水化熱，中熱或低熱的水泥品種可以做為優(yōu)先選擇，礦渣硅酸鹽水泥多被用于大體積筏板基礎(chǔ)的混凝土的首選水泥。

第二，若想降低水灰比，需減少水泥量，故進行專門的配合比設(shè)計很重要，這樣才可降低水化熱。實踐證明，混凝土采用60 天強度取代28 天強度，可使得水化熱引起的溫度升高減少4 攝氏度以上。

第三，骨料、外摻劑的選取。級配連續(xù)的粗骨料，可以配制成和易性較好的混凝土，細(xì)骨料宜首選中粗砂，一般情況下，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)不小于2.3，含泥量小于百分之三。通過使用粉煤灰、減水劑等外摻劑和混合料，可以改善混凝土的性能，降低所用水泥的量，減少水化作用生成的熱，減少結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫的幾率[6]。

3.2.3 重視施工方案的指導(dǎo)性，科學(xué)施工

首先，大體積混凝土專項施工方案必須嚴(yán)格認(rèn)真編寫，通過自評修正、專家評審后，作為指導(dǎo)性文件進行交底，科學(xué)組織施工。

其次，澆筑順序應(yīng)堅持有利散熱、不易出現(xiàn)裂縫的原則，澆筑時采用二次振搗、二次抹面工藝，以提高混凝土密實度和抗拉強度，減少表面收縮裂縫發(fā)生概率。同時，澆筑時控制出機溫度和入模溫度，整個基礎(chǔ)最大溫升值宜小于50 攝氏度。

最后，保溫保濕養(yǎng)護，以延緩混凝土的水化熱降溫速率，內(nèi)外部的溫度差值有效減少，溫度應(yīng)力自然處于合理水平，養(yǎng)護措施并不是一成不變的，而是要根據(jù)監(jiān)測情況適時調(diào)整。

3.2.4 運用先進的施工監(jiān)測技術(shù)

隨著智慧建造理念的推廣，BIM 技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛，很多工程運用BIM 技術(shù)進行實體建模。這樣，在進行筏板基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑時，就可以運用BIM 技術(shù)建立溫度場計算、溫度監(jiān)測、預(yù)警等數(shù)據(jù)庫，并通過無線傳輸，將實時數(shù)據(jù)輸送到主計算機BIM 模型中，將這些數(shù)據(jù)顯示在三維模型上，以達(dá)到快速定位的目的，實現(xiàn)動態(tài)跟蹤和實時調(diào)整，讓溫度監(jiān)測更加智能化、極速化、精準(zhǔn)化。