李文飛

(福州鐵建建筑有限公司，福州 350011)

我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展促進(jìn)了高程建筑的全面開建，筏板基礎(chǔ)是高層建筑中常用的基礎(chǔ)形式，其板厚大，屬于超厚大體積混凝土結(jié)構(gòu)。大體積混凝土澆筑所聚集的大量水化熱造成混凝土內(nèi)部溫度快速上升，內(nèi)外溫差大，是導(dǎo)致溫度裂縫、影響建筑結(jié)構(gòu)安全和使用功能的主要根源。因此，筏板基礎(chǔ)超厚大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)受到廣泛重視。

1 工程概況

福州北站南廣場(chǎng)綜合交通樞紐工程西樓，位于站西路以東，站前廣場(chǎng)以西，鐵路以南，站前路以北。西樓主樓地上為20層，裙房地上為4層，地上部分主、群樓連為一體，地下3層，室外地面以上總高為100 m，檐口標(biāo)高為99.20 m，總建筑面積為80 724 m2。主體結(jié)構(gòu)采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，主樓下及裙房跨地鐵3號(hào)線區(qū)間處基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)，主樓范圍內(nèi)樁筏厚度為3 m，裙房處筏板厚度為2 m，屬于大體積混凝土。其余采用獨(dú)立樁承臺(tái)及墻下條形承臺(tái)樁基礎(chǔ)，承臺(tái)之間、承臺(tái)與樁筏之間設(shè)置基礎(chǔ)拉梁和防水結(jié)構(gòu)底板。該工程筏板基礎(chǔ)混凝土總量多且厚度大，澆搗期間易出現(xiàn)水化熱問(wèn)題，為避免大體積混凝土產(chǎn)生裂縫，必須選用合理的施工方案和質(zhì)量控制措施，確保工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性。

2 超厚大體積混凝土施工準(zhǔn)備

2.1 材料選擇要求

該工程采用商品混凝土，對(duì)主要材料要求如下：

1)水泥：水泥水化熱是導(dǎo)致混凝土溫度裂縫的主要根源，盡量選用低水化熱水泥，混凝土除應(yīng)具有抗裂性能外，還要求有較好的抗凍融性、耐磨性和較高的強(qiáng)度，需選用較高標(biāo)號(hào)的中熱硅酸鹽水泥。綜上，工程采用海螺牌普通硅酸鹽水泥(P·O42.5)，3 d水化熱≤240 kJ/kg，7 d水化熱≤270 kJ/kg，水泥鋁酸三鈣含量≤8%。

2)粗骨料：大粒徑碎石可減少用水量和水泥用量，降低混凝土溫升，但粒徑過(guò)大混凝土容易離析，因此需保證粗骨料碎石級(jí)配良好的同時(shí)滿足和易性和抗壓強(qiáng)度要求。工程采用粒徑為5～31.5 mm的良好級(jí)配碎石，含泥量≤1%。

3)細(xì)骨料：相較于用細(xì)砂拌制混凝土，中、粗砂拌制可減少約10%的用水量，從而減少水泥用量，降低混凝土干縮，因此該工程選用細(xì)度模數(shù)>2.3的混合砂，含泥量≤3%。

4)摻合料：常用的摻合料有粉煤灰和礦渣粉，其不僅可以替代部分水泥，減少單位用水量，降低水化熱，提高混凝土抗裂性能，還能起潤(rùn)滑作用，改善混凝土可泵性，該工程采用II級(jí)粉煤灰和S95級(jí)礦渣粉。

5)外加劑：在混凝土中添加減水劑可起到減水和增塑的作用，降低水化熱峰值，從而補(bǔ)償混凝土收縮；添加膨脹劑可提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂防水能力。該工程采用JQ-1高效減水劑和HCSA-2膨脹劑。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)以降低混凝土硬化過(guò)程中絕熱溫升值為原則，盡量減少水、水泥等高水化熱材料使用量，控制水化反應(yīng)規(guī)模，盡量提高粗骨料使用比例，保證材料整體強(qiáng)度指標(biāo)，且應(yīng)具有配合比動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)意識(shí)[1]。工程根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)要求提前按混凝土60 d強(qiáng)度進(jìn)行試配，控制初凝時(shí)間≥15 h，最終確定水泥299 kg/m3，配合比為1.0(質(zhì)量比，下同)；水170 kg/m3，配合比為0.57；碎石1 045 kg/m3，配合比為3.49；混合砂652 kg/m3，配合比為2.18；粉煤灰108 kg/m3，配合比為0.36；礦粉83 kg/m3，配合比為0.28；減水劑9.56 kg/m3，配合比為0.03；膨脹劑39.22 kg/m3，配合比為0.13。

2.3 人員機(jī)械準(zhǔn)備

為確保優(yōu)質(zhì)高效完成施工任務(wù)，工程成立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的項(xiàng)目經(jīng)理部。勞動(dòng)力需求根據(jù)每次混凝土澆筑量計(jì)算澆筑時(shí)間確定。該工程超厚大體積混凝土澆筑量大、時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)力按兩班人員配備，每班施工人員48人，共計(jì)96人，現(xiàn)場(chǎng)配備2名電工輪流值班，所有施工人員持證上崗，項(xiàng)目技術(shù)部及專業(yè)工長(zhǎng)進(jìn)行詳細(xì)質(zhì)量技術(shù)交底并做好記錄。

為確保超厚大體積混凝土施工的連續(xù)性和整體性，在施工前組織好各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，該工程采用商品混凝土泵送，項(xiàng)目部的施工機(jī)械設(shè)備包括：混凝土攪拌車45輛，車載泵6套，臂架泵4輛，插入式和平板式振搗器各20臺(tái)，對(duì)講機(jī)1部，污水泵及潛水泵各5臺(tái)，交流電焊機(jī)8臺(tái)，砂輪切割機(jī)10臺(tái)，以及流動(dòng)電箱、刮杠、抹子、鐵鍬等其他設(shè)備。

2.4 作業(yè)條件準(zhǔn)備

在混凝土澆筑前需完成以下準(zhǔn)備工作：1)完成施工場(chǎng)地內(nèi)道路硬化及水、電、照明等條件的布設(shè)，以保證混凝土運(yùn)輸暢通；2)提前準(zhǔn)備好澆筑工具、振搗器等設(shè)備，并試運(yùn)行合格；3)備好塑料薄膜、草袋等保溫材料；4)檢查施工安全防護(hù)的搭設(shè)；5)檢查基礎(chǔ)承臺(tái)鋼筋、柱墻插筋等隱蔽工程，并通過(guò)驗(yàn)收；6)將基礎(chǔ)承臺(tái)上表面標(biāo)高明顯標(biāo)記于柱、墻鋼筋上以便混凝土找平；7)提前支好基礎(chǔ)底板上的預(yù)留基坑、積水坑部位、地下室內(nèi)外墻、電梯井剪力墻等需吊模部位，并通過(guò)驗(yàn)收；8)提前確定澆筑程序方法、混凝土運(yùn)輸與布料方式和施工工藝流程等，并進(jìn)行交底備案。

3 超厚大體積混凝土澆搗施工

3.1 澆筑施工要點(diǎn)

3.1.1 澆筑順序

工程底板大體積混凝土總澆筑量約16 000 m3且各區(qū)域厚度不同，需分兩個(gè)階段進(jìn)行。

1)第一階段澆筑：筏板I(3 m厚)澆筑至標(biāo)高-5.80 m，澆筑厚度為1 m，分兩層澆筑，每層澆筑厚度0.5 m，澆筑區(qū)域內(nèi)膨脹加強(qiáng)帶隨兩側(cè)混凝土同步澆筑，總澆筑量約3 000 m3，共需澆筑20 h?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置3臺(tái)車載泵，2臺(tái)臂架泵，其中1臺(tái)車載泵專用于澆筑膨脹加強(qiáng)帶混凝土，每臺(tái)混凝土泵每小時(shí)所需配備的混凝土攪拌運(yùn)輸車臺(tái)數(shù)為

N=Q1(L/S+Tt)/V

其中，Q1為混凝土泵實(shí)際平均輸出量(m3/h)；L為攪拌運(yùn)輸車往返距離(km)；S為攪拌運(yùn)輸車平均行車速度(km/h)；Tt為每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車總計(jì)停歇時(shí)間(h)；V為每臺(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車的容量(m3)；計(jì)算得N=5，因此第一階段澆筑共需配備25輛混凝土攪拌運(yùn)輸車。各泵車澆筑區(qū)域分工為：車載泵1負(fù)責(zé)澆筑1區(qū)，每層澆筑時(shí)間9.4 h，車載泵3負(fù)責(zé)澆筑3區(qū)，每層澆筑時(shí)間10 h，臂架泵1和2同時(shí)澆筑2區(qū)、4區(qū)、5區(qū)及6區(qū)，每層澆筑時(shí)間6.7 h，車載泵2澆筑膨脹加強(qiáng)帶，每層澆筑時(shí)間3.7 h，澆筑示意圖如圖1(a)所示。

2)第二階段澆筑：筏板I(3 m厚)、筏板Ⅱ(2 m厚)同時(shí)澆筑至設(shè)計(jì)頂標(biāo)高-3.8 m，澆筑厚度為2 m，分四層澆筑，每層澆筑厚度0.5 m，澆筑量約13 000 m3，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置5臺(tái)車載泵，3臺(tái)臂架泵，其中1臺(tái)車載泵專用于澆筑膨脹加強(qiáng)帶混凝土。經(jīng)計(jì)算得N=5，因此第二階段澆筑共需配備40輛混凝土攪拌運(yùn)輸車。各泵車澆筑區(qū)域分工為：車載泵1、3與第一階段澆筑區(qū)域及時(shí)間相同，臂架泵1與臂架泵2同時(shí)澆筑2區(qū)、4區(qū)、5區(qū)、6區(qū)、7區(qū)、8區(qū)，每層澆筑時(shí)間9.9 h，車載泵4、車載泵5及臂架泵3共同澆筑9區(qū)、10區(qū)、11區(qū)，每層澆筑時(shí)間9.9 h，車載泵2澆筑膨脹加強(qiáng)帶，每層澆筑時(shí)間6.9 h，澆筑示意圖如圖1(b)所示。第一階段和第二階段各區(qū)域每層澆筑時(shí)間均小于15 h，滿足下層混凝土澆筑停歇時(shí)間不超過(guò)初凝時(shí)間的要求，且有超過(guò)5 h的機(jī)動(dòng)時(shí)間。

3.1.2 澆筑方法

各個(gè)澆筑段澆筑時(shí)采用“分層澆筑、分層振搗”的推移澆筑法。控制混凝土的內(nèi)表溫差應(yīng)控制混凝土出機(jī)及入模溫度，氣溫較高時(shí)砂石堆場(chǎng)設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施，用冷水沖洗骨料并用冰水?dāng)嚢杌炷粒刂苹炷裂b車、運(yùn)輸、下料的停滯時(shí)間，保證連續(xù)、均勻供應(yīng)混凝土，運(yùn)輸車間隔時(shí)間≤20 min且經(jīng)常灑水降溫，避免混凝土入模溫度升高。對(duì)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的混凝土組織檢查塌落度及和易性，符合要求方可使用。工程采用車載泵及臂架泵相結(jié)合的方式進(jìn)行混凝土布料，澆搗豎向結(jié)構(gòu)混凝土，布料口距模板內(nèi)側(cè)面≥50 mm，避免朝模板內(nèi)側(cè)面及鋼筋直沖布料；澆搗水平結(jié)構(gòu)混凝土，在垂直于模板的2～3 m范圍內(nèi)水平移動(dòng)布料。澆筑混凝土從低處開始，電梯井、集水坑等位置局部厚度較大，先澆深處混凝土至吊模根部，2～4 h后再澆筑上部混凝土，沿長(zhǎng)邊方向逐步推進(jìn)，利用混凝土自然流淌形成的斜面，逐層上升。合理控制上下層混凝土的澆筑時(shí)間，既要使下層被上層混凝土覆蓋之前盡量多散發(fā)水化熱，將溫度降至最低，又要在下層混凝土初凝之前澆筑上層，避免產(chǎn)生施工冷縫[2]。澆筑時(shí)注意混凝土中部應(yīng)高于四周邊緣以向四周產(chǎn)生泌水，減少表面浮漿，部分浮漿應(yīng)及時(shí)清除并用長(zhǎng)刮尺刮平后用木抹子搓平壓實(shí)，每層混凝土臨澆筑結(jié)束時(shí)將混凝土表面泌水人工引至低洼部位，直至收縮為小水潭，最后用水泵抽離；終凝前1～2 h用機(jī)械抹光機(jī)二次抹壓處理，以及時(shí)消除微裂紋。

3.2 振搗施工要點(diǎn)

振搗是重要環(huán)節(jié)，工程采用插入式振搗器振搗，混凝土澆筑時(shí)于每個(gè)出料口設(shè)置3臺(tái)振搗器，并預(yù)設(shè)1臺(tái)備用，每根固定管配備4名振搗手，4人接管、翻管，2人找平(找平前應(yīng)用平板振動(dòng)器振搗)，2名管理人員，所有人員按2班制配備(12 h/班)。振搗點(diǎn)間距按振搗棒作用半徑的1.5倍(一般為400～500 mm)布置，插入到未初凝的下層混凝土深度為50～100 mm，工程振搗棒振動(dòng)示意圖如圖2所示。振搗棒應(yīng)快插慢

拔，上下略有抽動(dòng)以使上下振動(dòng)均勻，振搗時(shí)間過(guò)短混凝土不易搗實(shí)，過(guò)長(zhǎng)混凝土?xí)x析，應(yīng)以混凝土表面水平不再顯著下沉且無(wú)氣泡、灰漿為準(zhǔn)，一般為20～30 s。在振搗預(yù)埋件和鋼筋交錯(cuò)密集區(qū)域時(shí)，為避免碰撞到鋼筋、預(yù)埋件和止水帶等，振搗應(yīng)輔以人工粗鋼筋棒插搗[3]。工程安排專人記錄各區(qū)域混凝土澆筑時(shí)間，澆筑完成后13～14 h后即初凝前(初凝時(shí)間為15 h)進(jìn)行二次振搗，以增強(qiáng)混凝土密實(shí)度，減少內(nèi)部裂縫。

4 超厚大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)及養(yǎng)護(hù)

4.1 測(cè)溫方法及布點(diǎn)方案

工程筏板基礎(chǔ)混凝土厚度最大達(dá)3 m，一次性澆筑面積大，混凝土硬化釋放水化熱產(chǎn)生溫度高，不同截面范圍內(nèi)混凝土硬化速度和散熱條件不同，內(nèi)部產(chǎn)生溫差會(huì)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，為掌握混凝土底部、中心、表面的溫度變化情況，應(yīng)對(duì)其溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)調(diào)整保溫措施，避免混凝土出現(xiàn)過(guò)大溫度應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。工程采用TD-3型便攜式建筑電子測(cè)溫儀，以鋼筋作為測(cè)溫線的支撐載體并在澆筑混凝土前植筋，在距筏板底50 mm、筏板中以及距筏板表面50 mm處用膠帶綁住測(cè)溫元件粘貼在鋼筋上，在鋼筋上用海綿條隔熱，留在外部導(dǎo)線長(zhǎng)度≥20 cm且插頭用塑料袋罩好保持清潔干燥，支承鋼筋上部懸掛紅色飄帶并按測(cè)溫點(diǎn)平面布置圖進(jìn)行編號(hào)、標(biāo)識(shí)，以便查找[4]?；炷翜y(cè)溫工作從澆搗后12 h開始至撤保溫膜后結(jié)束，3 d內(nèi)每2 h測(cè)溫一次，第4～第7 d每4 h測(cè)溫一次，測(cè)溫嚴(yán)格按編號(hào)順序進(jìn)行，若溫度變化穩(wěn)定，混凝土內(nèi)外溫差控制在25 ℃以內(nèi)，可每8 h測(cè)溫一次，且在代表性時(shí)間點(diǎn)(6∶00、12∶00、18∶00、24∶00)選擇溫度變化較大的點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，詳細(xì)記錄所測(cè)數(shù)據(jù)并整理繪制溫度曲線圖，若發(fā)現(xiàn)局部溫差超過(guò)25 ℃，及時(shí)采取相關(guān)保溫措施。

4.2 混凝土保溫養(yǎng)護(hù)措施

剛澆筑完的超厚大體積混凝土存在強(qiáng)度低、抵抗變形能力差等問(wèn)題，養(yǎng)護(hù)得當(dāng)可以提高混凝土的抗裂性能，保證其在規(guī)定齡期內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度，因此養(yǎng)護(hù)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該工程采用保溫保濕法對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)：在混凝土初凝前立即噴霧養(yǎng)護(hù)，防止新澆筑混凝土早期因干縮而產(chǎn)生裂縫，由于新澆筑混凝土水化速度快，為避免混凝土表面散熱快導(dǎo)致內(nèi)外溫差過(guò)大產(chǎn)生溫度裂縫，在二次抹面壓實(shí)后立即覆蓋保溫材料。覆蓋步驟為：先在混凝土表面覆蓋1層塑料薄膜，然后再在塑料薄膜上覆蓋草袋(應(yīng)充分濕潤(rùn))2層，最后在草袋上面覆蓋1層塑料薄膜，保溫層實(shí)際厚度根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫差大小調(diào)整，同時(shí)，應(yīng)特別注意蓋嚴(yán)柱、墻插筋等難保溫部位，當(dāng)測(cè)得混凝土表面溫度與環(huán)境溫度溫差均<20 ℃時(shí)，可以分層逐步拆除保溫覆蓋層，基坑四周確保有可靠的排水措施，以避免雨天筏板混凝土被水浸泡而導(dǎo)致保溫板失效。經(jīng)測(cè)溫部門溫度監(jiān)測(cè)及養(yǎng)護(hù)計(jì)算，不同齡期混凝土中心溫度和表面溫度溫差均<25 ℃，符合標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié) 語(yǔ)

福州北站南廣場(chǎng)綜合交通樞紐工程筏板基礎(chǔ)超厚大體積混凝土通過(guò)合理選用原材料，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，提前進(jìn)行人員機(jī)械及作業(yè)條件準(zhǔn)備，采用科學(xué)的澆筑及振搗方法，嚴(yán)格管理施工，加強(qiáng)溫度監(jiān)測(cè)及混凝土內(nèi)部降溫，精心養(yǎng)護(hù)，全面順利完成施工工作。工程檢驗(yàn)合格，經(jīng)時(shí)效檢查超厚大體積混凝土并未出現(xiàn)有害裂縫，且混凝土內(nèi)外溫差很好地控制在25 ℃以內(nèi)，工程質(zhì)量得到有效保證。