結合實踐談大體積混凝土筏板基礎的施工技術

【關鍵詞】大體積混凝土；筏板基礎；施工；技術及質(zhì)量控制 

　　前言：近年來，隨著城市的發(fā)展，高層建筑如雨后春筍般在城市中出現(xiàn)。目前，國內(nèi)高層建筑常用的基礎形式有樁基礎、樁筏基礎、筏板基礎和箱形基礎，本文從工程實例出發(fā)，介紹筏板基礎大體積混凝土施工的技術措施。 

　　1 大體積混凝土的定義 

　　《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）給出的大體積混凝土的定義是：混凝土結構物實體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。從定義可以看出，大體積混凝土施工的關鍵是控制溫度變化和防止有害裂縫的產(chǎn)生。 

　　2 大體積混凝土控制溫度和收縮裂縫的技術措施 

　　為有效控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，可以采取如下措施：降低水泥水化熱和變形，降低混凝土溫度差，控制施工中的溫度，改善約束條件，削減溫度應力及提高混凝土的極限拉伸強度。 

　　3 工程概述 

　　廣東省內(nèi)某住房小區(qū)工程施工1標段（以下簡稱本工程）位于市區(qū)經(jīng)濟繁華路段，由省建筑設計院有限公司設計。本標段為20、21、22、23號樓（11層）和26、27、28號樓（6層）以及A、B獨立商業(yè)樓（1層），總建筑面積30083.31m2。天然地基為強風化礫泥質(zhì)砂巖，基礎除A、B獨立商業(yè)樓采用獨立基礎外，其余基礎底板結構采用筏板基礎。20、21、22、23號樓基礎筏板長100m，寬28m；26、27、28號樓基礎筏板長70m，寬28m，沿底板短向中部設置一道后澆帶，底板厚1.5m，最厚的柱墩部位達2.0m。采用抗?jié)B混凝土，總用量為7600m3，強度等級S6、C30，底板配筋為底筋雙向Φ22@100，面筋雙向Φ28@100，中間設1層雙向Φ22@100溫度鋼筋。 

　　4 基礎底板的施工難點 

　　本工程采用筏板基礎，地下室底板施工中必須解決好以下三方面問題： 

　�。�1）基坑底地基土在施工過程中必須免受擾動或擾動很小，要絕對保證其強度和整體性滿足設計承載力要求。 

　�。�2）保證大體積混凝土的澆筑質(zhì)量，控制其溫度裂縫和收縮裂縫，以保證同時滿足結構上的要求和防水要求。 

　�。�3）采用強度等級為S8、C45的抗?jié)B混凝土，水化熱值較高，且在夏季澆筑混凝土，其入模溫度難以控制在理想值內(nèi)，對大體積混凝土的質(zhì)量控制極為不利。 

　　5 混凝土配合比設計 

　　配合比決定了混凝土的強度、和易性、坍落度、水泥用量、水化熱大小、初凝和終凝時間以及收縮率等性能指標，基礎底板混凝土設計強度為C40，根據(jù)現(xiàn)場條件，我們提出將混凝土坍落度控制在140mm，初凝時間l0h，并通過摻加高效減水劑和粉煤灰等來減少水泥用量，降低混凝土水化熱。 

　　5.1 外加劑的摻加原則及材料選用 

　�。�1）粉煤灰：混凝土在水化過程中，水泥會產(chǎn)生大量熱量，使混凝土溫度升高，且混凝土強度越高，水泥用量越大，水化熱就越大，這是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要內(nèi)因，但通過摻加粉煤灰填充混凝土中的水泥空隙，可使混凝土更加密實，并能有效降低水膠比，推遲和減少混凝土發(fā)熱量而改善其抗?jié)B性、和易性和可泵性，便于施工澆筑。本工程粉煤灰選用Ⅱ級磨細粉煤灰。 

　　（2）高效減水緩凝劑：作用是減少用水量，改善混凝土和易性，減少其收縮、泌水及干縮現(xiàn)象。本工程選用具有緩凝和減水作用的KFDN―SP型外加劑。 

　　5.2 配合比確定 

　　經(jīng)反復試配確定混凝土配合比，每立方米混凝土中各種材材料用量分別為： 

　　525普通硅酸鹽水泥350kg，水165kg，砂725kg，石1045kg，II級粉煤灰115kg，外加劑9.3kg。混凝土初凝時間為13.67h，坍落度為160mm，滿足施工要求。 

　　6 降低約束措施 

　　6.1 基礎約束 

　　本工程地基為強風化礫泥質(zhì)砂巖，地基與基礎底板為剛性接觸，摩擦約束大，易產(chǎn)生貫穿性結構裂縫，減少地基約束措施采用在墊層上鋪設兩層防水油氈。 

　　6.2底板側(cè)模約束 

　　本工程基坑支護采用人工挖孔樁及預應力錨桿，直接作為底板側(cè)模板，當?shù)装寤炷�土發(fā)生溫度變形（特別是形成早期強度時產(chǎn)生的膨脹變形）時，底板側(cè)模將因阻止其自由變形而對底板產(chǎn)生約束，容易使其底板變形或產(chǎn)生裂縫；另外，樁間土方與挖孔樁對底板變形約束能力相差過大，易產(chǎn)生由不均勻變形引起的裂縫。為此，本工程在挖孔樁間填充磚塊，并砌筑240mm厚的磚砌側(cè)模，使底板四周形狀規(guī)整，降低變形約束差異，并在側(cè)模上涂刷乳化瀝清兩遍以減少側(cè)模板約束引起的變形裂縫。 

　　7 混凝土入模溫度控制 

　　施工過程中要用低溫水攪拌混凝土，對骨料既噴冷水霧進行預冷，又設置遮陽裝置避免日光直曬，以降低混凝土拌合物的入模溫度，使入模溫度控制在25℃以下。為及時掌握混凝土內(nèi)部溫升與表面溫度的變化值，在基礎平面中心及邊緣處分別設3個測溫點，每個測溫點埋設2根測溫管。第一根管底埋置于基礎混凝土的中心位置，測量混凝土中心的最高溫度；另一根管底距基礎上表面l00mm，測量混凝土的表面溫度，測溫管均露混凝土表面l00mm。用紅色水銀溫度計測溫，以方便讀數(shù)。第15d，每2h測溫1次，第6d后每4h測溫1次，測至溫度穩(wěn)定為止。 

　　8.1 澆筑方法 

　　根據(jù)施工工藝要求及現(xiàn)場情況，底板混凝土澆筑按后澆帶位置分兩塊進行，配置2臺混凝土泵采用階梯斜面分層澆筑施工，分層厚度約為400mm，混凝土的澆筑路線如圖1所示。 

　　澆筑時要有專業(yè)技術員進行現(xiàn)場監(jiān)督指導，確保各層混凝土澆筑間歇時間不超過混凝土初凝時間。 　　8.2 振搗 

　　根據(jù)混凝土泵送時自然形成的流淌坡度，混凝土振搗分4個點進行，分別是泵管出料口1個，坡面中部1個，坡腳處2個，確保下部混凝土密實，振搗時嚴格控制振棒距離，防止離析和漏振。 

　　8.3 表面處理 

　　大體積底板非結構性表面裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土在初凝和終凝過程中的沉陷和收水共同作用。為加以控制，在插入式振棒剛振搗完畢后，即用刮尺進行混凝土表面的趕漿和抹平，然后再用平板振搗器進行二次振搗，確保混凝土的密實度；另外在混凝土收水并開始初凝時，或在混凝土初凝后終凝前用木抹子進行第2、3遍抹壓工作，以消除此階段由于混凝土收水硬化而產(chǎn)生的表面裂縫。 

　　9 底板降排水處理 

　　9.1 降排水措施 

　　本工程采用天然基礎，底板基本坐落在強風化礫泥質(zhì)砂巖上，存在一定程度的承壓裂隙水滲出，因此坑底降排水及基土面土方的處理是保證地基土強度和整體性滿足設計要求的關鍵�？紤]到地基土的滲透性及水量不太大的特點，本工程采用盲溝加集水井的方法進行淺層排降水處理。降水后水面要求保持在墊層底面以下300mm。集水井設置在開挖深度較大的電梯井、柱墩范圍內(nèi)，其位置必須避開柱位1.0m以上，與擋土墻結構相距2.0m以上。集水井和盲溝在底板墊層完成后及底板混凝土澆筑前用碎石封填，并補做墊層和防水層，其中設于底板中間的3個集水井則保留作為降水井，直到底板混凝土澆完且上蓋結構施工至5層后再進行封堵。集（降）水井大樣見圖2，其具體做法是：在墊層施工完成后，將集水井改成降水井，選用325×10無縫鋼管，長3.0m（以高出底板面300mm為準），下焊接長500mm鋼筋籠及濾網(wǎng)包裹。鋼管外距底板面標高300mm位置加焊（滿焊）300mm寬環(huán)形止水板（10mm厚），以此鋼筋籠直立于集水井。上蓋層結構施工完成后，進行鋼管內(nèi)混凝土回填，其高度以底板設計標高為準，待井內(nèi)混凝土終凝后將高出底板面的鋼管割離。 

　　9.2 降排水施工 

　　當土方開挖至離設計標高還剩300mm時，即可進行排降水系統(tǒng)施工。先開挖集水井，然后從集水井開始向遠離集水井的方向開挖盲溝，開挖完畢后在集水井內(nèi)放置帶濾網(wǎng)的鋼筋籠，并在鋼筋籠外側(cè)回填碎石直至將所有盲溝填滿，所有碎石面用鐵絲網(wǎng)覆蓋再加上2層瀝清紙，注意保證瀝青紙標高與墊層標高基本相同。 

　　10 混凝土溫差控制及養(yǎng)護 

　　10.1 混凝土溫差控制 

　　10.1.1 溫差控制方法 

　　本工程混凝土底板厚度大，易產(chǎn)生溫度裂縫，為此采用在底板內(nèi)預埋水平循環(huán)水管，底板面蓄水養(yǎng)護的方法來控制底板混凝土的內(nèi)外溫差，該方法主要通過“內(nèi)降外升”法調(diào)節(jié)混凝土溫差，以確保其內(nèi)外溫差不超過25℃。循環(huán)水管采用管徑20mm的鋼管，在底板內(nèi)位于底板厚度中線偏下40mm的水平面處沿基坑橫向均勻布置，間距800mm，應盡量與鋼筋接觸，以充分利用鋼筋良好的傳熱性能。 

　　10.1.2 測溫措施 

　　測量設備包括溫度探頭和測溫儀，溫度探頭埋設于混凝土中，在底板鋼筋綁扎完成后，混凝土澆筑前安裝完畢。每個測溫點埋設上中下共3個溫度探頭，分別測取混凝土上表面、中心及下表面溫度。測溫點均勻布置在底板對稱線上，與邊線相距l(xiāng)m。測溫在混凝土表面干硬后即開始，每3h測1次，每次測溫均要記錄當時大氣溫度及各測溫點溫度，通過第1塊底板的測溫以確定氣溫、循環(huán)水進出溫度、養(yǎng)護水溫度和混凝土的內(nèi)外溫差、最高溫升的初步關系，以指導后續(xù)底板的施工。 

　　10.2 混凝土養(yǎng)護 

　　每一塊底板混凝土澆筑完成后，開始蓄水養(yǎng)護，水深200mm，并以此作為循環(huán)水的供水池、散熱池和保溫池，根據(jù)測溫結果，通過控制流速來調(diào)節(jié)循環(huán)水的進出溫度，從而滿足溫差控制和最高溫升控制的要求。 

　　10.3 測溫結果 

　　根據(jù)測溫結果分析，底板混凝土溫度最高值為82℃，溫差出現(xiàn)27℃共2次，其余溫差均不超過25℃，基本上滿足裂縫控制要求。 

　　11 結語 

　　本工程筏板基礎的特點是混凝土體積大，必須解決低水化熱和大體積混凝土裂縫的問題。所以在施工過程中從配合比、澆注方法、養(yǎng)護以及改變約束條件等方面采取了一系列措施，并通過混凝土溫度的現(xiàn)場監(jiān)測來調(diào)整和指導施工。施工實踐證明，大體積混凝土閥板基礎能較好的滿足工程質(zhì)量要求，未出現(xiàn)溫度裂縫，取得了良好的效果。 

　　參與文獻： 

　　[1] 王永軍；某筏板基礎的質(zhì)量分析與加固設計[J]；廣東土木與建筑；2007年07期 

　　[2] 牛雅靜；丁軍偉；淺談洛陽市黨政機關辦公樓筏板基礎的施工[J]；科技致富向?qū)В?011年24期