張甫

摘要：近年來，在社會日益發(fā)展的背景下，高層建筑規(guī)模日益擴大，這就造成社會開始高度重視高層建筑。但是建筑結(jié)構(gòu)是影響高層建筑基礎(chǔ)底板質(zhì)量的關(guān)鍵因素，而高層建筑基礎(chǔ)底板施工的重點是大體積混凝土施工。通常，高層建筑的主要基礎(chǔ)形式是樁基礎(chǔ)以及箱式基礎(chǔ)等等，這些基礎(chǔ)形式都必須要有體積相當(dāng)大的承臺?；诖?，本文從概述大體積混凝土、大體積混凝土的特征、大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因、大體積混凝土裂縫的有效控制策略以及高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)要點五個方面，詳細(xì)介紹了高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)，希望可以為有需要的人提供參考意見。

Abstract： In recent years， under the background of increasing social development， the scale of high-rise buildings has been expanding， which has caused society to attach great importance to high-rise buildings. However， the structure of the building is a key factor affecting the quality of the foundation slab of the high-rise building， and the focus of the foundation slab construction of the high-rise building is the mass concrete construction. Generally， the main foundation forms of high-rise buildings are pile foundations， box foundations， and so on. These foundation forms must have a fairly large cap. Based on this， this article summarizes the mass concrete， the characteristics of mass concrete， the causes of cracks in mass concrete， effective control strategies for mass concrete cracks， and the construction techniques of mass concrete for high-rise foundation foundation plates. It is hoped that the mass concrete construction technology of high-rise building foundation slabs can provide reference for those in need.

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

Key words： high-rise building;foundation slab;mass concrete construction technology

中圖分類號：TU755;TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）02-0137-04

0? 引言

當(dāng)前，在我國建筑行業(yè)中高層建筑占據(jù)重要的比例，也是不可或缺的重要組成部分，而且現(xiàn)階段我國許多高層建筑施工單位已經(jīng)普遍應(yīng)用基礎(chǔ)底板大體積混凝土技術(shù)，而且效果是相當(dāng)顯著的。然而相對于其他混凝土工程而言，大體積混凝土施工中也會由于水化熱在混凝土內(nèi)部集中，進而導(dǎo)致水化熱難以迅速散發(fā)，這樣就很有可能造成混凝土內(nèi)部和外部存在相當(dāng)大的誤差。讓混凝土出現(xiàn)集中的溫度變形，這樣也有可能造成混凝土裂縫的情況出現(xiàn)。因此，在施工中必須要科學(xué)的控制溫度，以免在澆筑完成后存在裂縫，這樣就容易降低工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及安全性，所以應(yīng)當(dāng)在高層建筑基礎(chǔ)底板施工中重視大體積混凝土施工技術(shù)的有效運用。

1? 概述大體積混凝土

大體積混凝土，簡單來說，主要是指混凝土結(jié)構(gòu)的最小幾何尺寸不小于1米的大體量混凝土，或估計因為混凝土中膠凝材料出現(xiàn)水化現(xiàn)象而造成溫度收縮以及變化，進而出現(xiàn)一些特殊的混凝土，屬于有害裂縫類型的。與其他類型混凝土相比之下，大體積混凝土的體積相當(dāng)大、結(jié)構(gòu)非常厚實，對施工的要求較多，水泥中的水化熱偏大，很有可能造成結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)溫度變形的情況。若不能科學(xué)的控制大體積混凝土平面尺寸大小，或因為外界環(huán)境氣溫的改變以及水利的水化熱現(xiàn)象導(dǎo)致混凝土內(nèi)部和外部出現(xiàn)溫差，還有混凝土蒸發(fā)水分，這些都容易導(dǎo)致大體積混凝土存在或所或少的裂縫，基礎(chǔ)底板混凝土內(nèi)部和表面溫度變化曲線，以及基礎(chǔ)底板混凝土內(nèi)部和表面溫度差值曲線，分別如圖1和圖2所示，通過這些圖不難發(fā)現(xiàn)，伴隨著時間的不斷推移，基礎(chǔ)底板混凝土內(nèi)部和表面溫度之間形成的差值在日益發(fā)生變化，若無法對其科學(xué)的控制，這樣很有可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)存在裂縫的情況。然而不是每種類型的裂縫，都勢必對混凝土結(jié)構(gòu)安全造成不利的影響，各種環(huán)境下混凝土的最大裂縫寬度允許值如表1所示。因此，需要合理控制大體積混凝土施工中的所有因素，在最大限度上防止出現(xiàn)不同程度的混凝土裂縫。

2? 大體積混凝土的特征

高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土，比如：筏式底板以及箱型基礎(chǔ)等等，其特征具體表現(xiàn)在以下幾點：第一，都是地下建筑或半地下建筑，在防水方面有較高的要求，鋼筋混凝土需要對裂縫開展進行科學(xué)的控制，通常不會出現(xiàn)承載力不夠的情況。第二，結(jié)構(gòu)性形式往往都采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，不管是溫差還是收縮變化，其制約作用都是相當(dāng)大的，很有可能導(dǎo)致開裂的情況出現(xiàn)。第三，超靜定地下建筑結(jié)構(gòu)。通常，都可以滿足關(guān)于承載力的有關(guān)要求，其安全性是相當(dāng)強的，要想科學(xué)控制裂縫，最關(guān)鍵的因素是對溫度收縮作用進行有效地控制。第四，混凝土標(biāo)號較高，水泥用量較大，水灰比相當(dāng)大，往往會發(fā)生收縮裂縫的現(xiàn)象[1]。第五，通常，這些結(jié)構(gòu)都是配筋結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造配筋率大概是0.2%，控制鋼筋時需要充分考慮鋼筋產(chǎn)生的作用。第六，水化熱溫度相當(dāng)高，降溫散熱迅速，導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)的關(guān)鍵原因是降溫以及收縮的共同影響。第七，控制裂縫的有效措施是依賴創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計，科學(xué)配筋和進一步完善混凝土澆筑方案，這樣可以明顯的加強結(jié)構(gòu)抗裂性能。

3? 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

通常，大體積混凝土之所以出現(xiàn)裂縫，其原因主要是因為附近結(jié)構(gòu)對混凝土變形造成制約，造成其內(nèi)部存在一些拉應(yīng)力。若工作人員不能迅速采取有效的方法，混凝土容易出現(xiàn)自由伸縮的情況，在該環(huán)境下，混凝土是無法自動形成拉應(yīng)力，只有外界環(huán)境因素對混凝土體積變化造成影響，混凝土內(nèi)部才可以形成一種內(nèi)應(yīng)力，與其保持抗衡。并且因為混凝土產(chǎn)生的水化熱效應(yīng)，以及大體積混凝土內(nèi)部溫差分配集中，有些地區(qū)溫度并沒有均勻分布，其材料自身的特征無法迅速向外擴散水化熱，而水化溫度以及澆筑外部環(huán)境的溫度等等，通常都不會對內(nèi)部溫度造成不利影響。同時，混凝土力學(xué)性能也容易導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫?；炷敛牧蠈儆诖嘈圆牧希渚哂邢喈?dāng)強的抗壓性能，然而抗拉性能并不強。很多工作人員在實際工作中，為了可以加強混凝土的抗壓性能，往往都將鋼筋材料融入到混凝土結(jié)構(gòu)中，讓這些材料的特征可以彼此有效配合，進而保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性[2]。除此之外，大體積混凝土自身的變形，由于受到外界以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的制約，很有在內(nèi)部形成拉應(yīng)力，若不能立刻平衡，該拉應(yīng)力勢必會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)受到不利影響，導(dǎo)致施工中經(jīng)常出現(xiàn)裂縫。整體來講，導(dǎo)致大體積混凝土在施工中存在裂縫的關(guān)鍵因素主要包括以上幾點，以上任何一點原因只要積累時間長了，都容易造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，但是大體積混凝土中如果溫度分配集中，有些地區(qū)有相當(dāng)高的水化熱溫度，這是導(dǎo)致混凝土內(nèi)部發(fā)生改變的關(guān)鍵原因。

4? 大體積混凝土裂縫的有效控制策略

4.1 溫度控制

在大體積混凝土裂縫控制中，必須要采取的措施是溫度控制，工作人員利用減少水化熱，降低因為水化熱導(dǎo)致的溫度裂縫。主要策略是降低混凝土內(nèi)部的水泥用量，采用水化熱不高的水泥種類，比如：礦渣水泥等等。并且需要對混凝土攪拌技術(shù)進行改進，將外加劑加入到混凝土中。就大體積混凝土施工來講，對冷卻水管進行埋設(shè)時，插進冷水水管，運用冷水進行流動，將混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)剩下的熱量都釋放掉，降低內(nèi)部和外部的溫度差，減少混凝土內(nèi)應(yīng)力[4]。并且工作人員在平時工作中也能夠采用減少水灰比以及重視混凝土養(yǎng)護等多種方式，這樣在很大程度上都可以科學(xué)預(yù)防混凝土裂縫。

4.2 施工技術(shù)控制

為了可以降低大體積混凝土的裂縫出現(xiàn)幾率，必須要以實際施工為切入點，加強控制，例如：在混凝土攪拌過程中，需要對混凝土原材料比例進行科學(xué)的控制，在混凝土正式使用前，工作人員需要針對混凝土開展相應(yīng)的塌落度實驗，進而保證其在使用中可以達(dá)到有關(guān)的規(guī)定參數(shù)。并且需要對混凝土澆筑質(zhì)量進行有效控制，在混凝土澆筑中，需要材料振搗是非常密實的，科學(xué)控制振搗的間隔距離以及時間，確保振搗范圍可以彼此交叉，進而提高振搗質(zhì)量[5]。同時，還需要注重混凝土養(yǎng)護工作，在澆筑結(jié)束后，工作人員必須要定期到施工現(xiàn)場加強混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護，如果強度符合設(shè)計強度的要求，就可以大大的降低混凝結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部的溫差。

4.3 提升大體積混凝土內(nèi)部的配筋率

通過提升大體積混凝土內(nèi)部配筋率的方式，可以有效控制混凝土裂縫，以免混凝土裂縫迅速嚴(yán)重，讓內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以更好的滿足有關(guān)規(guī)定，進而為保證大體積混凝土施工質(zhì)量提供有力的保障。

5? 高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)要點

在大體積混凝土施工過程中往往會出現(xiàn)多個施工難點，在施工技術(shù)上提出越來越多的要求，尤其是在施工過程中必須要避免存在應(yīng)力裂縫。因此，對于施工單位來說，需要綜合考察所有的環(huán)節(jié)，進而確保施工有效進行。一般來說，高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)要點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

5.1 鋼筋混凝土施工

因為大體積混凝土的技術(shù)和施工特征，對鋼筋工程技術(shù)提出很高的要求。一般來說，大體積混凝土鋼筋分部相當(dāng)密集，鋼筋型號很大、鋼筋上層和下層之間有一定的高差。在鋼筋工程施工中，最關(guān)鍵的工作是結(jié)合施工設(shè)計圖紙正確的綁扎鋼筋[6]。在鋼筋綁扎中，不僅要保持鋼筋規(guī)格、信號以及鋼筋施工設(shè)計圖紙相一致，施工單位還必須要確認(rèn)鋼筋綁扎是否整齊。當(dāng)前，在鋼筋工程施工中，為了可以確保鋼筋綁扎是非常整齊的，通常采取卡尺限位的方式。若通長鋼筋很長，必須要連接，應(yīng)當(dāng)采取氣壓焊等多項技術(shù)，在該過程中必須要科學(xué)控制鋼筋的搭接長度。

第一，鋼筋擠壓連接。鋼筋擠壓連接，即鋼筋套筒冷壓連接，其是必須要連接的變形的鋼筋插到特制鋼套筒中，借助擠壓機，讓鋼套筒出現(xiàn)塑性變形的情況，讓其可以與變形鋼筋相貼合，進而達(dá)到高效的連接。當(dāng)前，鋼筋擠壓連接技術(shù)已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用，其類型是多樣化的，一是鋼筋徑向擠壓，二是鋼筋軸向擠壓。其中，鋼筋徑向擠壓連接。對于鋼筋徑向擠壓連接而言，其必須要合理運用機床經(jīng)向擠壓鋼套筒，讓套筒形成塑性變形，套筒內(nèi)部變形插到鋼筋變形位置，進而形成緊固力，進而將鋼筋連接位置的軸向力傳送出去。事實上，徑向擠壓連接主要在直徑約30毫米的帶肋鋼筋連接中適用。套筒和套筒之間的距離要大于或者等于25毫米，確保鋼筋與國家有關(guān)部門制定的規(guī)范相符。同時，需要與鋼套筒進行連接，而且套筒的設(shè)計極限承載力必須要高于鋼筋的規(guī)范極限承載力。

第二，鋼筋錐螺紋套管連接[7]。利用鋼筋錐螺紋管進行連接的鋼套管內(nèi)壁，在廠家專用機床中對有錐螺紋進行連接。通常，在鋼筋連接過程中，必須要認(rèn)真檢查螺紋表面，確認(rèn)不會出現(xiàn)損傷以及油污的情況，首先用手將鋼筋旋入，之后使用扭矩扳手來緊固，在達(dá)到有關(guān)規(guī)范后，就代表完成。該鋼筋連接完全依賴機械力提供保障，禁止明火作業(yè)，施工速度也是相當(dāng)快的。結(jié)合我國試驗結(jié)果來看，已經(jīng)驗證該機械連接，無論是抗拉強度還是抗壓強度，都可以滿足有關(guān)的規(guī)范要求。

5.2 模板工程施工

在建筑工程混凝土施工中，模板直接影響混凝土的尺寸和外形。只有從根本上保證模板工程的施工質(zhì)量，才可以保證混凝土澆筑和施工作業(yè)正常開展。在大體積混凝土澆筑中，經(jīng)常都使用輸送泵完成混凝土的輸送澆筑，在該過程中很有可能導(dǎo)致模板有相當(dāng)大的側(cè)壓力，所以必須要確保模板工程施工質(zhì)量符合有關(guān)規(guī)范[8]。并且通過科學(xué)計算混凝土側(cè)壓力的最大值，就可以清楚確定模板所有部位的截面面積和尺寸，接著憑借計算出來的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)來迅速安裝模板。但是在模板安裝中必須要注意以下幾個方面：其一，就底面的立模來講，有效完成對應(yīng)的標(biāo)識工作。其二，在焊接模板支架時，必須要將有關(guān)的穩(wěn)定工作真正落實到位。其三，在安裝模板結(jié)束后，施工單位必須要認(rèn)真檢測模板是否具有較強的穩(wěn)定性，還要全面檢查模板是否出現(xiàn)滲漏的情況，放置在混凝土澆筑中導(dǎo)致混凝土發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。

5.3 混凝土工程施工

5.3.1 原材料的選擇

第一，選擇質(zhì)量合格的水泥。常規(guī)水泥的水化熱是相當(dāng)高的，若將其在大體積混凝土中應(yīng)用，水泥水化就會釋放出熱量，且熱量難以散發(fā)，這樣就可以讓混凝土內(nèi)部保持在較高的溫度。但是如果環(huán)境溫度較低，混凝土表面有相當(dāng)強的散熱性能，這樣容易造成混凝土內(nèi)部溫度較差，進而使得其表面存在較強的拉應(yīng)力。一旦表面拉應(yīng)力與混凝土抗拉強度大，這樣往往會形成裂縫[9]。因此，在選擇水泥過程中必須要充分考慮到水泥的水化熱，盡可能選擇水化熱較低的。例如：就礦渣硅酸鹽水泥來講，能夠加入適量的外加劑，這樣可以使混凝土性能得到顯著的加強。而礦渣硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分如表2所示，礦渣硅酸鹽水泥熟料的物理性能如表3所示。

第二，選擇優(yōu)質(zhì)的粗骨料。一般來說，要想選擇出優(yōu)質(zhì)的粗骨料，需要考慮以下幾點：首先，使用碎石，其含泥量不能大于1%，碎石粒徑最小不能低于5毫米，最大不能超過25毫米。其次，如果確保粗骨料具有優(yōu)越的石子級配以及相當(dāng)大的粒徑，這樣配制出來的混凝土必定有相當(dāng)強的和易性以及抗壓能量力，而且還可以同時發(fā)揮出用水流量和水泥使用量的重要作用，進而大大的降低水泥水化熱[10]。

第三，確定科學(xué)的配合比。在高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工中，為了可以減少水泥水化熱，必須要在每m3混凝土中降低水泥用量，合理使用混凝土強度是最有效的措施。將適量的緩凝減水劑添加到混凝土中，降低用水量，改進工藝特性，延遲水泥釋放水化熱的時間。同時需要加入少數(shù)的粉煤灰，降低水泥用量，這樣在一定程度上可以使混凝土和易性得到明顯的改善，甚至能夠減少混凝土的水化熱。通過這些泵送減水劑以及膨脹劑等實驗，充分考慮強度以及工作性能等等硬度，進而確定最佳的底板混凝土配合比。此外，為了能夠確保混凝土的質(zhì)量，需要嚴(yán)格的控制混凝土塌落度，既要對混凝土施工中的用水量進行合理控制，又要有效控制集料級配。通常，其塌落度盡量控制在20-100毫米之間。

5.3.2 混凝土澆筑

混凝土進入施工現(xiàn)場后，施工單位必須要及時安排施工人員參與到混凝土澆筑中。就混凝土澆筑來講，必須要結(jié)合有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范，做好施工作業(yè)，嚴(yán)格把握混凝土澆筑中的所有環(huán)節(jié)，只有這樣才可以確?；炷潦┕11]。在高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土澆筑中，因為受到各個因素帶來的影響，所以在混凝土澆筑中必須要注意以下幾點：其一，在混凝土澆筑中，施工單位必須要科學(xué)布置施工作業(yè)，確定混凝土澆筑的前后順序以及混凝土運輸次數(shù)等等，只要混凝土運輸進入施工現(xiàn)場，必須要提前確定車輛?？康牡攸c，進而確保泵管鋪設(shè)工作可以順利開展。其二，在混凝土澆筑中，需要在低溫環(huán)境中開展，若氣溫高于30攝氏度，必須要科學(xué)制定有效的技術(shù)策略，而且需要正確計算混凝土中的收縮應(yīng)力，這樣可以在最大限度上確?；炷临|(zhì)量合格。

5.3.3 混凝土振搗

混凝土澆筑中，經(jīng)常出現(xiàn)不同程度的坡度，所以為了可以保證混凝土振搗質(zhì)量達(dá)標(biāo)，多數(shù)施工單位都會使用兩臺振搗器同時進行工作[12]。在混凝土振搗中，還會發(fā)生坡腳堆積的情況，所以這時必須要在泵管送料處進行振搗作業(yè)，如果坡面是非常均勻的，必須要從不同的角度、不同的側(cè)面開展振搗工作。在該過程中需要科學(xué)控制振搗時間，若時間偏長，混凝土就會存在離析的情況，反之，若時間偏短，就很難確?；炷撩軐嵍?。為了確保混凝土質(zhì)量，在混凝土振搗中，必須要將振搗時間嚴(yán)格控制在25秒左右。

5.3.4 混凝土養(yǎng)護

在混凝土澆筑以及混凝土振搗結(jié)束后，必須要制定相應(yīng)的策略來科學(xué)養(yǎng)護混凝土，只有這樣才可以符合有關(guān)的設(shè)計技術(shù)要求。就冬天來講，在混凝土養(yǎng)護中能夠針對混凝土表面采取覆蓋保溫措施;就夏季來講，可以定期做好混凝土灑水，減少混凝土表面的溫度[13]。并且施工單位在混凝土養(yǎng)護中，必須要嚴(yán)格的檢測混凝土溫度，若混凝土內(nèi)部和外部溫差大于25攝氏度，這時需要合理制定相應(yīng)的解決措施，這樣可以防止出現(xiàn)混凝土表面開裂的情況。

6? 結(jié)語

總而言之，大體積混凝土施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)乎到高層建筑的基礎(chǔ)建設(shè)，而大體積混凝土施工質(zhì)量和高層建筑安全穩(wěn)定之間有著密切的聯(lián)系，也是保證高層建筑整體施工質(zhì)量的主要措施。因此，對于施工單位來說，必須要注重高層建筑基礎(chǔ)底板施工質(zhì)量。積極改進和創(chuàng)新大體積混凝土施工技術(shù)，嚴(yán)格監(jiān)管施工全過程，認(rèn)真把關(guān)大體積混凝土施工質(zhì)量，保證高層建筑基礎(chǔ)施工質(zhì)量符合有關(guān)規(guī)范要求，進而真正實現(xiàn)大體積混凝土施工技術(shù)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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