高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)分析

摘 要：幾十年來，建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展，高層建筑數(shù)量不斷增加，建筑行業(yè)對(duì)建筑技術(shù)提出了更高的要求，建筑功能也在不斷完善。其中，基礎(chǔ)層大體積混凝土施工是高層建筑施工的重要環(huán)節(jié)之一，必須采用適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，提高大體積混凝土施工質(zhì)量。文章通過深入分析基礎(chǔ)層大體積混凝土施工各環(huán)節(jié)，明確各環(huán)節(jié)應(yīng)采用的施工技術(shù)，不斷提高大體積混凝土施工質(zhì)量，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;基礎(chǔ)底板;特點(diǎn);大體積混凝土;施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2022）03--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.03.062

大體積混凝土是指結(jié)構(gòu)大于1 m的混凝土。由于混凝土中含有膠凝材料，極易導(dǎo)致水化收縮，使混凝土的施工質(zhì)量極易受到諸多因素的影響。因此，分析高層建筑基礎(chǔ)板大體積混凝土施工工藝具有十分重要的意義。

1 大體積混凝土介紹

1.1 大體積混凝土概述

隨著建筑工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，大體積混凝土已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑工程中，尤其是在建筑基礎(chǔ)設(shè)施中，能夠發(fā)揮大體積混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。大體積混凝土具有較高的體積和重量，施工難度較高，因此，要確保施工工藝流程科學(xué)合理，穩(wěn)定連續(xù)地完成澆筑工作，并合理使用添加劑，合理配置原材料，保證澆筑質(zhì)量[1]。

完成澆筑作業(yè)后，受到自然環(huán)境、自身結(jié)構(gòu)等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同類型的問題，例如，內(nèi)部聚集大量水化熱無法及時(shí)釋放，導(dǎo)致固化過程中混凝土溫度升高過快，產(chǎn)生嚴(yán)重的水分流失問題，引發(fā)干縮裂縫，影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。大體積混凝土內(nèi)外溫差過大，導(dǎo)致內(nèi)外體積變化不同，發(fā)生溫度裂縫。施工技術(shù)人員只有科學(xué)制定處理方案，加強(qiáng)日常管理維護(hù)，才能保證大體積混凝土施工質(zhì)量，盡量避免發(fā)生建筑裂縫。

1.2 大體積混凝土的特點(diǎn)

大體積混凝土施工是高層建筑施工中的重要環(huán)節(jié)之一，與普通的混凝土施工相比，大體積混凝土施工對(duì)施工技術(shù)要求較高。由于大體積混凝土的厚度、體積、面積較大，施工的難度相對(duì)較高，施工質(zhì)量難以把控，如果僅僅采用普通混凝土施工技術(shù)，很難保證施工質(zhì)量。大體積混凝土施工的難點(diǎn)之一在于施工中混凝土內(nèi)的水泥會(huì)發(fā)生水熱化的情況，因?yàn)榇篌w積混凝土較厚，產(chǎn)生的熱量無法快速散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較高，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2 大體積混凝土施工的基本現(xiàn)狀

2.1 施工環(huán)節(jié)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，混凝土配比的科學(xué)性與合理性直接影響施工質(zhì)量。但是，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)混凝土配比不合理、施工技術(shù)水平不符合施工要求的現(xiàn)象，直接提高了大體積混凝土工程的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。所以，施工企業(yè)要高度重視混凝土配合比設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，從源頭控制混凝土水化熱現(xiàn)象[2]。

同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)各類大型機(jī)械設(shè)備的合理選擇與科學(xué)應(yīng)用，針對(duì)現(xiàn)代化的新型機(jī)械設(shè)備，要及時(shí)配置專業(yè)的技術(shù)人員，確保各類機(jī)械設(shè)備操作的標(biāo)準(zhǔn)性與規(guī)范性，避免因機(jī)械設(shè)備使用不當(dāng)引發(fā)工程質(zhì)量問題。

2.2 能力與素養(yǎng)

建筑工程具有施工規(guī)模大、施工周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，施工團(tuán)隊(duì)大部分來自基層，在上崗前未經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)與嚴(yán)格考核，專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)相對(duì)較低，不僅影響建筑工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的效率與質(zhì)量，而且對(duì)工程項(xiàng)目帶來不同程度的安全隱患，增加工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。所以，保障施工團(tuán)隊(duì)的專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)尤為重要。

2.3 養(yǎng)護(hù)管理

積極開展大體積混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)與管理工作，能夠有效控制和降低混凝土結(jié)構(gòu)中水分蒸發(fā)流失的速度[3]，避免混凝土結(jié)構(gòu)因內(nèi)外溫差過大而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。部分企業(yè)為提高施工效率，混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)與管理環(huán)節(jié)的工作未落到實(shí)處。部分施工企業(yè)即便是開展了管理養(yǎng)護(hù)工作，但未充分結(jié)合施工環(huán)境的溫度條件，養(yǎng)護(hù)與管理工作的有效性與針對(duì)性較差，進(jìn)而無法避免裂縫問題。

3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中的常見問題與主要成因

3.1 混凝土硬化問題及成因

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，混凝土硬化問題的發(fā)生概率相對(duì)較高。例如，大體積混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋相對(duì)集中，會(huì)直接引發(fā)大體積混凝土膨脹現(xiàn)象，在內(nèi)部拉伸力不足與外界因素的共同影響下，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。如果無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)與科學(xué)處理裂縫問題，會(huì)增加鋼筋銹蝕現(xiàn)象的發(fā)生概率，影響工程項(xiàng)目質(zhì)量。

3.2 水化熱問題和風(fēng)化開裂問題及成因

水化熱問題是受混凝土材料用量的影響而引發(fā)的水化熱開裂現(xiàn)象，如果混凝土所選材料設(shè)計(jì)配比不合理，水泥遇水后會(huì)在化學(xué)反應(yīng)的作用下釋放熱量，產(chǎn)生應(yīng)力，引發(fā)混凝土膨脹，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂。

在風(fēng)化開裂問題的影響下，會(huì)改變大體積混凝土結(jié)構(gòu)。如果混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差較大，在水化熱現(xiàn)象及其外力作用的共同影響下，大體積混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)開裂問題。

3.3 其他結(jié)構(gòu)問題及成因

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工還存在其他結(jié)構(gòu)問題。例如，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的框架剪力墻出現(xiàn)蜂窩麻面的概率較高，一旦剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向受力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脹模，會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑尺寸出現(xiàn)偏差，直接增加后期施工的操作難度。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)框架發(fā)生問題的概率也相對(duì)較高，主要原因是在重力作用的影響下，使混凝土垂直澆筑體出現(xiàn)向下集中的現(xiàn)象，粗細(xì)骨料無法充分融合，引發(fā)混凝土水膠上浮現(xiàn)象，導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)各類病害問題。

4 高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)分析

4.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)思路及優(yōu)化

集中輸送混凝土材料，盡量控制混凝土早期水泥水化熱，避免升溫過高出現(xiàn)不同程度的問題?？梢园凑杖缦路绞脚渲苹炷猎牧系乃嘤昧浚捍篌w積混凝土按照≤350 kg/m3的標(biāo)準(zhǔn)控制水泥用量，按照35%控制外摻料粉煤灰。

較大面積的承臺(tái)澆筑所用混凝土對(duì)泵送性能有著較高的要求，對(duì)其擴(kuò)展性和坍損性也有較高的要求，通常擴(kuò)展度至少為60 cm，90 min無坍損，4 h坍損不大于3 cm，按照160 mm～200 mm控制坍落度，按照至少20 h控制初凝時(shí)間。混凝土運(yùn)輸前要合理規(guī)劃運(yùn)輸路線，盡量選擇平坦、短途的運(yùn)輸路線，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間。如果當(dāng)?shù)貧夂驕囟容^低，還要做好保溫措施。

4.2 澆筑施工

為順利完成大體積混凝土施工作業(yè)，要提前編制施工計(jì)劃，做好分層澆筑。在規(guī)模較小的建設(shè)項(xiàng)目中選用分層澆筑施工技術(shù)，按照從下到上的原則，完成混凝土澆筑作業(yè)。如果選用分段澆筑方法，同樣要提前制定澆筑計(jì)劃，在表面積較小、厚度值處于中等規(guī)模的建筑項(xiàng)目中適合應(yīng)用分段澆筑方法[4]。

無論使用何種澆筑方法，在具體實(shí)踐中都容易受到施工現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)備、機(jī)械等多方面因素的影響。分段澆筑方法在大規(guī)模建筑項(xiàng)目中并不適用，技術(shù)人員要按照工程實(shí)際需求規(guī)劃施工方案，按照從下到上的原則逐步、分段完成施工作業(yè)。大型建筑工程項(xiàng)目表面積和體積通常比規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值超出數(shù)倍，技術(shù)人員制定大規(guī)模建筑項(xiàng)目混凝土澆筑方案時(shí)要充分控制施工細(xì)節(jié)，按照混凝土邊坡的高距比1：3的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制。分層澆筑法是大體積混凝土澆筑優(yōu)先選用的方法。在泵送混凝土過程中，通常按照不超過50 cm的標(biāo)準(zhǔn)控制每層澆筑厚度。如果采用非泵送方式，可以按照不超過30 cm的標(biāo)準(zhǔn)控制每層澆筑厚度。

具體實(shí)踐中，要根據(jù)混凝土澆筑溫度要求設(shè)置施工縫隙，安裝預(yù)埋件。技術(shù)人員要嚴(yán)格控制混凝土一次澆筑長(zhǎng)度，避免內(nèi)部水化熱積聚過多發(fā)生干縮裂縫、溫度裂縫，盡量減小大體積混凝土溫度應(yīng)力，科學(xué)準(zhǔn)確地計(jì)算混凝土工程量，合理安排施工工序。應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督大體積混凝土施工過程，提高混凝土澆筑作業(yè)質(zhì)量。

4.3 振搗

分層振搗是大體積混凝土施工常用振搗方式，通常采用人工和振搗設(shè)備結(jié)合的方法。工作人員要堅(jiān)持快插慢拔原則，嚴(yán)格控制振搗點(diǎn)間距，加強(qiáng)處理混凝土表面，嚴(yán)格控制泌水處理等，科學(xué)覆蓋混凝土表面，盡量避免出現(xiàn)混凝土裂縫問題。技術(shù)人員要按照400 mm的標(biāo)準(zhǔn)控制振動(dòng)棒的移動(dòng)距離，表面不再下沉并輕微出現(xiàn)泛漿現(xiàn)象則表明振搗充分。要用刮桿刮干凈混凝土表面，在混凝土上方撒布25 mm粒徑的碎石，用木模拍實(shí)混凝土表面。

4.4 溫度控制

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量容易受到混凝土溫度變化的影響，如果混凝土澆筑溫度比超出設(shè)計(jì)誤差標(biāo)注，會(huì)增加裂縫出現(xiàn)概率，影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。為此，技術(shù)人員在澆筑混凝土結(jié)構(gòu)前檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)溫度[5]。

如果混凝土內(nèi)部溫度比超出設(shè)計(jì)標(biāo)注，可以采用灑水降溫等方式處理，例如，常用霧化法合理控制混凝土溫度，不會(huì)改變混凝土的性能。如果人工控制溫度，要注意是否出現(xiàn)超冷或冷卻速度過快的問題。因此，要避免過快冷卻影響水泥膠體水化度、強(qiáng)度。為加強(qiáng)混凝土溫度檢測(cè)，可以合理布置測(cè)溫孔，比較混凝土內(nèi)部和大氣溫度情況并準(zhǔn)確記錄。

4.5 做好養(yǎng)護(hù)處理

完成大體積混凝土澆筑工作后，技術(shù)人員要加強(qiáng)關(guān)注混凝土表面溫度、濕度等情況，充分做好養(yǎng)護(hù)工作。在溫度方面，要重點(diǎn)控制內(nèi)外溫差，避免溫差過大、降溫不均勻?qū)е鲁霈F(xiàn)表面裂縫。同時(shí)，要結(jié)合天氣等具體情況控制濕度，如果處于干燥環(huán)境中，要重點(diǎn)做好保濕處理，例如覆蓋塑料薄膜。拆模前，技術(shù)人員要監(jiān)測(cè)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上方可拆除模板。完成拆模后，還要繼續(xù)做好為期約7 d的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

4.6 鋼筋工程技術(shù)

嚴(yán)格控制材料，凡是要應(yīng)用到建筑中的鋼筋，都要確認(rèn)具有合格證書和試驗(yàn)報(bào)告單。此外，要對(duì)各類鋼筋進(jìn)行分批取樣，將樣品送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。如果鋼筋不滿足建筑的要求，要堅(jiān)決清退，禁止使用。

翻樣過程要考慮到其他一些問題。例如，在受力較小的位置布置接頭，將接頭做錯(cuò)開處理，其錯(cuò)開的距離和長(zhǎng)度要大于35倍的鋼筋直徑距離。翻樣過程中要注意縱向受力，鋼筋在同一連接區(qū)段內(nèi)的接頭面積要小于50%。安裝鋼筋時(shí)，要在雙層鋼筋中設(shè)置拉筋和鋼筋的支架，使其承受上部的鋼筋和施工承重。每個(gè)分部的鋼筋綁扎完成后，要主動(dòng)自檢，自檢合格后要請(qǐng)監(jiān)理單位查驗(yàn)，檢查合格后才能進(jìn)入下一道工序。綁扎的鋼筋要按照?qǐng)D紙的規(guī)格、尺寸和數(shù)量等核對(duì)，確保其準(zhǔn)確性。按照?qǐng)D紙的要求完成鋼筋接頭施工，依照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行抽檢和復(fù)試。為確保施工質(zhì)量與驗(yàn)收質(zhì)量，施工中要檢驗(yàn)和驗(yàn)收切割下料、鋼筋成型尺寸等[6]。

嚴(yán)格做好自檢、交接檢查和專項(xiàng)檢查，按批次檢查接頭，施工條件、施工材料確定后，要使用同等級(jí)別和同等規(guī)格的接頭，一般以500個(gè)為單位進(jìn)行驗(yàn)收，隨機(jī)抽取3個(gè)試件進(jìn)行單向拉伸試驗(yàn)。只有檢驗(yàn)試件的抗拉強(qiáng)度數(shù)值超過1.1倍鋼筋抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，或相當(dāng)于鋼筋母材強(qiáng)度時(shí)，才能被認(rèn)定為合格。如果有一個(gè)試件不能滿足強(qiáng)度要求，則要繼續(xù)抽取6個(gè)試件加以復(fù)檢。如果復(fù)檢中仍舊存在不合格試件，就認(rèn)定為該批次不合格，由有關(guān)部門對(duì)不合格接頭進(jìn)行直接處理或降級(jí)處理。

4.7 工序優(yōu)化

大體積混凝土施工難度較高，需要注意的細(xì)節(jié)較多，在具體工藝流程控制中，技術(shù)人員要注意加強(qiáng)細(xì)節(jié)優(yōu)化，避免出現(xiàn)質(zhì)量安全隱患。澆筑工藝、泌水工藝、振搗工藝、表面處理工藝等都是大體積混凝土施工技術(shù)中的重點(diǎn)。如果在具體實(shí)踐中采用分塊分段澆筑方法，要制定和優(yōu)化澆筑方案，技術(shù)人員要加強(qiáng)新技術(shù)、新材料的應(yīng)用。例如，積極應(yīng)用混凝土養(yǎng)護(hù)劑，提升混凝土養(yǎng)護(hù)效果，提高建筑產(chǎn)品質(zhì)量。

5 結(jié)語

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量對(duì)施工項(xiàng)目的安全穩(wěn)定具有決定性影響。施工人員要重視和保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，一方面要積極開展施工項(xiàng)目的全面調(diào)查和分析，另一方面要根據(jù)工程的情況制定科學(xué)可行的施工措施，從根本上提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，增加工程的綜合效益，確保施工企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：葉靈芝（1981—），女，湖南長(zhǎng)沙人，大專，建筑工程中級(jí)職稱，研究方向：施工管理與技術(shù)。