筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

陳奮月

（福建六建集團(tuán)有限公司，福建 福州 350000）

1 工程概況

福清華潤中央公園二期位于福建省福清市宏路街道清昌大道中段南側(cè)，屬于夏熱冬暖地區(qū)。該期工程項(xiàng)目總共7 棟商品住宅樓，總建筑面積154075m2，工程總造價33347 萬元。本文以13#樓為例對筏板基礎(chǔ)混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行闡述分析：該棟樓結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震烈度設(shè)防為7 度，該棟樓設(shè)地下一層，地上32 層，建筑高度96.45m，屬于高層建筑。筏板基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)平面尺寸為48.4m×16.8m，筏板設(shè)計厚度為1.5m，其中2 個核心筒位置混凝土厚度達(dá)3.0m，經(jīng)計算施工方量約1560m3?；炷猎O(shè)計強(qiáng)度等級為C35P6，采用泵送商品混凝土。依據(jù)現(xiàn)行版《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB50496-2018 相關(guān)規(guī)定，該工程筏板基礎(chǔ)應(yīng)按大體積混凝土施工工藝要求進(jìn)行施工管控。

2 大體積混凝土施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

大體積混凝土截面尺寸較大、結(jié)構(gòu)厚實(shí)、澆筑立方量大、施工持續(xù)時間長、強(qiáng)度等級高、對防滲的要求也比較高，一般多作為高層建筑工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。而本工程地下室筏板基礎(chǔ)混凝土施工時正為夏季，外部環(huán)境氣溫比較高，本棟樓臨近周邊道路及居民小區(qū)，施工場地狹窄、外界干擾因素多、施工條件也比較復(fù)雜，大體積混凝土施工要求連續(xù)性，澆搗時間比較長，且筏板基礎(chǔ)中有2 個較深的核心筒，如果施工不當(dāng)，容易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度裂縫，常規(guī)的施工工藝很難有效保證混凝土質(zhì)量要求。所以對混凝土性能要求較高，對施工工藝及整體部署要求也高。

3 混凝土裂縫形成原因分析

3.1 水化熱的影響

混凝土澆搗后，在硬化成型過程中由于水泥自身具有高水化熱特性，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)具有斷面較厚、強(qiáng)度高、水泥用量大、升溫快的特點(diǎn)，水泥所釋放出的熱量聚集在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不容易散失。聚集在混凝土芯部沿表面方向的熱能溫度由高至低呈階梯狀分布，當(dāng)內(nèi)表溫差過大時，就會造成脹縮裂縫，這種變形現(xiàn)象稱之為溫度變形。在混凝土成型早期階段，由于抗拉強(qiáng)度均比較低，當(dāng)其拉應(yīng)力不足以抵抗混凝土極限抗拉強(qiáng)度時就會產(chǎn)生裂縫，直接影響混凝土強(qiáng)度質(zhì)量。同時隨著時間推移，溫度裂縫還會逐漸開展，甚至惡化。所以避免混凝土造成裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生，降低水泥水化熱才是關(guān)鍵。

3.2 混凝土收縮變形影響

混凝土硬化過程中由于內(nèi)部水泥漿體中的水份逐漸地蒸發(fā)而使混凝土出現(xiàn)自身收縮，當(dāng)混凝土表面受外界溫度、空氣干燥、原材料塑性等方面的影響時，表面混凝土將會產(chǎn)生干燥收縮。干縮裂縫原因主要受環(huán)境氣候溫度影響，同時與水泥用量、水膠比等均有直接關(guān)系。干縮裂縫一般為表面裂縫，其縫隙分布無規(guī)律性、縫寬一般不大、長度也比較短，會影響混凝土外觀質(zhì)量，但一般不影響結(jié)構(gòu)安全及使用功能?；炷潦煽s一般處于終凝前后階段時間。此類裂縫需要調(diào)整配合比，控制混凝土保水性和控制好坍落度；另一方面還要要求施工工藝過程控制及后期養(yǎng)護(hù)工藝得當(dāng)。正常情況下，施工操作得當(dāng)及養(yǎng)護(hù)到位可以有效降低失水干縮開裂的產(chǎn)生幾率。

3.3 原材料及施工工藝的影響

大體積混凝土施工過程中，由于商品混凝土自身原材料選用缺陷及混凝土配合比設(shè)計不當(dāng)，混凝土施工后則容易產(chǎn)生裂縫影響工程質(zhì)量。澆搗施工中如果混凝土供貨不及時或混凝土層間振搗處理不到位，極易造成層間施工冷縫。混凝土在澆筑過程中如果出現(xiàn)漏振搗或振搗不到位的會造成混凝土不密實(shí)、甚至蜂窩現(xiàn)象，嚴(yán)重影響使用功能[1]?；炷猎谡駬v過程中如果過振，粗骨料就會出現(xiàn)下沉，水泥漿上泛形成泌水現(xiàn)象，此時在混凝土表面會沉積過厚的水泥浮漿，容易造成表面干縮裂縫，在表面鋼筋保護(hù)層位置也容易產(chǎn)生順筋裂紋。當(dāng)筏板基礎(chǔ)混凝土施工完成，在其強(qiáng)度未達(dá)到堆放荷載情況下，在底板基礎(chǔ)上堆放鋼筋、模板、鋼管等材料及進(jìn)行下道工序施工，極易造成踩踏和過載裂縫，直接影響筏板基礎(chǔ)混凝土質(zhì)量。

4 混凝土施工質(zhì)量控制

4.1 施工準(zhǔn)備

筏板基礎(chǔ)混凝土施工之前，組織項(xiàng)目部管理人員依據(jù)設(shè)計圖紙及施工規(guī)范要求、施工現(xiàn)場條件、混凝土澆筑數(shù)量和混凝土運(yùn)輸距離、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝要求等情況合理編制大體積混凝土專項(xiàng)施工技術(shù)方案，并按相關(guān)程序報送審批，審核通過后方可組織施工[2]。此外還應(yīng)構(gòu)建質(zhì)量控制管理體系進(jìn)行有效地檢查與監(jiān)督，明確各級管理人員及作業(yè)班組的責(zé)任及義務(wù)。組織項(xiàng)目技術(shù)人員對隱蔽工程的檢查與驗(yàn)收、施工現(xiàn)場用電、混凝土施工機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行檢查、并落實(shí)混凝土操作人員的配置。并對施工作業(yè)班組全體人員進(jìn)行培訓(xùn)及技術(shù)安全交底，以提高操作水平，使大體積混凝土施工質(zhì)量處于可控狀態(tài)。

4.2 原材料及配合比優(yōu)化

在大體積混凝土配合比設(shè)計中如何減少水泥和水的用量、提高粗細(xì)骨料質(zhì)量、降低水膠比是控制大體積混凝土裂縫的關(guān)鍵。拌制出來的混凝土能夠滿足強(qiáng)度等級、耐久性、抗?jié)B性、體積穩(wěn)定性及工作性能[3]等也是關(guān)鍵。經(jīng)項(xiàng)目部討論確定本工程筏板基礎(chǔ)混凝土依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定采用60d 齡期強(qiáng)度指標(biāo)對配合比進(jìn)行優(yōu)化。采用摻加粉煤灰和高效緩凝減水劑等來提高大體積混凝土的抗裂性能。在混凝土配合比設(shè)計之前，為保證及提高原材料質(zhì)量，組織項(xiàng)目部管理人員協(xié)同各材料供應(yīng)商對砂、石子等原材料供應(yīng)市場進(jìn)行現(xiàn)場考察，抽樣檢測，對于顆粒級配不良，含泥量高的原材料不得采用。經(jīng)考察分析決定本工程水泥選用“建福”牌普通硅酸鹽水泥、強(qiáng)度等級為42.5、3d 水化熱217kJ/kg、7d 水化熱241kJ/kg；粗骨料采用花崗巖碎石、粒徑5.0～31.5mm 連續(xù)級配、含泥量小于0.5%；細(xì)骨料采用閩江流域的潔凈天然粗砂，含泥量小于1%、細(xì)度模數(shù)2.6～3.0；摻和料采用F.II 級粉煤灰；外加劑采用KR-1 緩凝高效減水劑。經(jīng)過試驗(yàn)室試配和驗(yàn)算最終確定配合比材料用量如表1 所示。

表1 C35P6 混凝土配合比 kg

當(dāng)砂率41%、水膠比0.42、坍落度140～160mm，配制的混凝土各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足設(shè)計及大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。

4.3 施工過程控制

根據(jù)筏板基礎(chǔ)的平面布置及施工方量，及攪拌站到施工現(xiàn)場的距離共布置了2 臺臂長48m 的汽車輸送泵，可以覆蓋基礎(chǔ)全范圍澆搗工作。運(yùn)輸車安排12 輛，能夠保證混凝土施工不中斷的澆筑、持續(xù)進(jìn)行?；炷吝M(jìn)場時安排技術(shù)專員對每車混凝土的坍落度、和易性等各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，只有合格的產(chǎn)品才能投入使用。為了降低混凝土入模溫度，澆搗前對基礎(chǔ)磚胎模充分灑水濕潤。并在混凝土泵車輸料倉位置上方搭設(shè)簡易遮陽棚、這樣也可以有效地降低入模溫度，使混凝土入模溫度小于30℃。根據(jù)筏板基礎(chǔ)的斷面尺寸進(jìn)行整體全面分層澆筑。每層厚度控制50cm，混凝土按照先深后淺、由中間向二端順序平行進(jìn)行澆搗?；炷凛斔蜐仓r橡膠軟泵管距離筏板基礎(chǔ)面自由傾落高度控制在2m 以內(nèi)，以防止混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象?；炷翝矒v過程中嚴(yán)禁加水，混凝土振搗按二次振搗工藝法以提高混凝土的整體密實(shí)度。振動棒振點(diǎn)按1.5 倍的振力半徑合理布置，振動過程做到快插慢拔，每個振點(diǎn)振動持續(xù)時間為20～30s，以混凝土停止下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為度。振搗過程中還應(yīng)避免混凝土過振、漏振現(xiàn)象。振搗過程中產(chǎn)生的泌水由高處向低處引流，并由潛水泵抽走排除[4]。在層間混凝土澆搗時應(yīng)合理控制澆筑時間，確保在下層混凝土初凝前振動棒插入下層混凝土中，插入的深度控制在50～100mm 之間振搗，使各層間更好地緊密結(jié)合。待筏板基礎(chǔ)澆筑振搗完成，混凝土表面上多余浮漿及泌水采用2m 長鋁合金靠尺刮除掃平后，再進(jìn)行砂板抹壓。為減少混凝土表面裂縫而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗?jié)B性，在混凝土初凝前進(jìn)行二次抹壓，施工過程依據(jù)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB50496-2018 相關(guān)規(guī)定，該基礎(chǔ)現(xiàn)場取樣共留置12 組邊長為150mm 的立方體尺寸混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊。置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度為18～22℃及相對濕度不低于95%）養(yǎng)護(hù)。

4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)及溫控措施

為防止溫度裂縫的出現(xiàn)，通過在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻循環(huán)水管通水降溫及混凝土表面覆蓋保溫的方法進(jìn)行混凝土內(nèi)表溫差控制，控制目標(biāo)使混凝土內(nèi)表溫差控制在25℃以內(nèi)。具體做法在基礎(chǔ)厚度中間位預(yù)埋一層冷卻水管，冷卻水管距離筏板基礎(chǔ)邊緣0.75cm，沿平面方向呈蛇形布置，冷卻水管布置間距為1.5m，冷卻水管材質(zhì)為DN32 薄壁鍍鋅鋼管，連接方式采用絲扣連接。預(yù)埋時進(jìn)水管管口高度應(yīng)高出筏板基礎(chǔ)面一定高度、并臨時封堵避免堵塞。在冷卻水管進(jìn)水口附近設(shè)置蓄水池及安裝增壓水泵。當(dāng)混凝土澆筑覆蓋住冷卻水管時即可通水降溫。冷卻水通常采用自來水，通水降溫時，需要定時對管內(nèi)水溫進(jìn)行全面觀測。進(jìn)出口水的溫差宜小于10℃，且水溫與內(nèi)部混凝土的溫差控制在20℃以內(nèi)，降溫速度不大于2℃/d[5]。本工程依據(jù)筏板基礎(chǔ)的斷面尺寸及平面特點(diǎn)，合理布置有代表性的監(jiān)測點(diǎn)，每組均在混凝土中部和距離頂部和底層50mm 處的位置作為溫測點(diǎn)?；炷翝仓瓿珊?h 開始監(jiān)測溫度，即混凝土終凝后第1～3d 期間每2h 測1 次，第4～7d 期間每4h 測一次。溫測工作委托有資質(zhì)的監(jiān)測單位進(jìn)行監(jiān)測、并安排項(xiàng)目部技術(shù)人員配合。做好溫測記錄并計算出混凝土內(nèi)外溫差，技術(shù)人員依據(jù)溫測的數(shù)據(jù)作為冷卻水管降溫措施的管控依據(jù)。在混凝土澆筑完成后初凝前即可在筏板裸露表面位置用塑料薄膜加蓋土工布覆蓋養(yǎng)護(hù)。二層覆蓋厚度大于5mm，以有效地保溫。待混凝土芯部溫度與大氣溫度的差值小于20℃時即可拆除覆蓋層，改為灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)水溫度與混凝土表面溫度的差值應(yīng)不大于15℃。混凝土養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)保持混凝土始終處于保濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)期共為14d?；炷潦┕ず蟮臉?biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊經(jīng)檢測抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計及施工規(guī)范規(guī)定要求。

5 結(jié)束語

本項(xiàng)目工程大體積筏板基礎(chǔ)混凝土施工時依據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2018 標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計要求施工，經(jīng)編制并審批后的專項(xiàng)施工技術(shù)方案指導(dǎo)現(xiàn)場施工，通過提高混凝土原材料及優(yōu)化配合比設(shè)計、采用內(nèi)降外保法、分層澆筑法、加強(qiáng)澆搗施工過程管控及溫度監(jiān)測等一系列有效控制措施，在筏板基礎(chǔ)混凝土質(zhì)量評定中觀感良好，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫，混凝土強(qiáng)度等級能夠滿足設(shè)計要求。