龐永強
【摘要】筏板基礎施工技術是高層建筑施工的中的常用技術,在這一技術的支持下能夠提升建筑基礎的整體性,調(diào)整建筑施工過程中出現(xiàn)的不均勻沉降問題。但是從實際施工情況來看,筏板基礎施工技術在使用不恰當?shù)那闆r下會使得混凝土結構出現(xiàn)裂縫問題,最終對筏板基礎產(chǎn)生了不利的影響。為了能夠解決這個問題,文章提出筏板基礎大體積混凝土施工技術,在這一技術的使用下能夠有效控制溫度裂縫,提高工程施工質(zhì)量。
【關鍵詞】房屋建筑;筏板基礎;大體積混凝土;施工技術? ? ? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.059
1、基礎筏板概況
(1)基礎筏板東西向長130m,南北向?qū)?3m,基坑面積12090m2,基礎筏板屬超長、超寬大體積混凝土。(2)基礎筏板形式為平板式筏形基礎,厚度1.5m,混凝土總方量18184.5m3。分為6個區(qū)段進行施工,每個區(qū)段混凝土澆筑量大約為3000m3。(3)混凝土強度等級:底板混凝土強度等級為C40(60d抗壓強度設計值),抗?jié)B等級為P8。
2、大體積混凝土施工特點
混凝土的脆性使得混凝土結構的抗拉強度較低,通常只有抗壓強度的10%。此外,硬化混凝土結構不具備良好的抗拉和變形能力,而高層建筑的大體積混凝土結構截面較大,使用的水泥材料相對較多。混凝土澆筑施工后,水泥材料與水發(fā)生反應,產(chǎn)生更多的熱量,但大體積混凝土并不具備內(nèi)部散熱的條件,使得大體積混凝土結構內(nèi)部的熱量快速上升,并在結構內(nèi)部進行積蓄。同時,混凝土結構表面的溫度通常與室溫相同,使得混凝土結構內(nèi)、外溫度不同,通常具有25℃以上的差距。此時內(nèi)、外的溫差會導致混凝土體積發(fā)生溫度變形,使得大體積混凝土不能自由地伸縮,從而產(chǎn)生較強的拉應力,使混凝土結構出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象,進一步降低混凝土結構的完整性和抗拉強度,產(chǎn)生較大的建筑工程施工質(zhì)量、安全隱患。建筑中的大體積混凝土往往用于地基等重要承力部分,對混凝土結構的強度等級要求較高。而大體積混凝土在高層建筑的施工中,通常在建筑基坑內(nèi)進行,使得大體積混凝土的散熱條件進一步惡化。而高層建筑以及其使用的大體積混凝土結構較為復雜,使用的鋼筋量、鋼筋直徑都較大,使混凝土的變形模量產(chǎn)生較大的變化,導致在混凝土固化、收縮的過程中,很容易在鋼筋骨架的表面產(chǎn)生輻射狀裂縫,影響大體積混凝土的結構強度。大體積混凝土使用的材料較為復雜,通常由水泥、砂石、骨料、水、外加劑等多種材料混合制成,選用非均質(zhì)材料,混凝土在硬化的過程中面臨溫度、濕度等客觀因素的不同,混凝土硬化變形的分布較為不均,如水泥的硬化收縮程度較大,砂石等骨料基本不會產(chǎn)生收縮。水泥在溫度的影響下,其熱膨脹系數(shù)較高,發(fā)生較為明顯的形變情況,而骨料則不會產(chǎn)生此類情況。在硬化過程中,混凝土的形變情況并不是一成不變,會在不同材料之間形成約束應力,導致大體積混凝土產(chǎn)生粘著微裂以及骨料引起的水泥石微裂。
3、房屋建筑筏板基礎大體積混凝土施工技術
3.1混凝土材料的控制
大體積混凝土材料的控制體現(xiàn)在以下6個方面:①水泥材料最好選取普通硅酸鹽水泥,并在其中加入定量的粉煤灰,以減少水泥的用量,降低水化熱現(xiàn)象,同時應充分利用混凝土后期的強度變化,并結合設計的基本要求,如將60d齡期的混凝土強度等級設置為C40;②粗骨料粒徑為5~31.5mm,并進行連續(xù)級配,含泥量不大于1%;③細骨料粒徑以細度模數(shù)為標準,中砂為2.6~2.8mm,利用0.315mm的篩孔,其中通過篩孔的數(shù)量能達到15%~30%,通過0.15mm的篩孔數(shù)量可達到6%左右,其中含泥量要求小于3%;④坍落度為(180±20)mm,在滿足基本的水泥泵送要求后,要按照相關規(guī)范要求,適當降低混凝土的含砂率,進而避免含砂率過大導致的混凝土收縮徐變現(xiàn)象加劇;⑤混凝土水泥用量不小于340kg/m3,避免因混凝土的膠凝材料過少而降低混凝土的密實性;⑥基礎底板、地下室頂板及混凝土墻內(nèi)摻適量優(yōu)質(zhì)粉煤灰,當采用粉煤灰混凝土時,其設計強度等級的齡期宜為60d。
3.2配制混凝土
大體積混凝土的配制階段,要根據(jù)建筑工程的結構施工要求來確定混凝土的配合比。配合比設計結果最終反映的是混凝土中各種原材料的使用量。配合比設計需考慮的因素非常多,除了基本的結構需求,還需要充分考慮各種原材料的特性等,保障配合比更加科學合理。建筑工程都有其獨特的結構要求,在利用大體積混凝土結構施工時,應根據(jù)結構特殊性選擇恰當?shù)呐浜媳?,不可直接照搬其他工程的配合比。混凝土配合比設計時,應做好配合比試驗,經(jīng)過多次試驗來確定各種材料的用量和比例。
3.3攪拌和運輸技術
在筏板基礎大體積混凝土施工技術應用過程中,支撐技術應用的材料需要由專業(yè)的混凝土供應商提供到現(xiàn)場。使用泵輸送混凝土時,應注意以下幾點:第一,在運輸混凝土材料的時候要將混凝土攪拌設備的運轉(zhuǎn)速度設定為低速度運轉(zhuǎn),在材料運輸管理的過程中還需要安排專業(yè)的人員來根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)輸送泵的壓力大小,并就輸送泵的運輸狀態(tài)進行及時的檢查和記錄。第二,盡可能的選擇水泥漿或者水泥砂漿作為輸送泵運輸?shù)闹饕牧?。第三,在使用輸送泵的時候如果出現(xiàn)了泵站內(nèi)部壓力不斷提升的情況,則是需要相關人員在施工的過程中采取措施調(diào)節(jié)輸送泵的反轉(zhuǎn)速度,并根據(jù)實際運轉(zhuǎn)情況來調(diào)節(jié)管線的長短,從而在運輸?shù)倪^程中來減少不斷的阻塞。四是運輸過程泮要不停的攪拌,選擇連續(xù)式泵送法輸送材料,在運輸過程中如果周圍的溫度比較高,則是需要濕潤的麻袋來完成降溫處理。
3.4表面處理和泌水處理
在振搗期間,混凝土表面有較大概率出現(xiàn)起泡、泛出灰漿的情況,如果不及時處理,后期容易形成蜂窩、麻面。因此,對于分層澆筑過程中現(xiàn)的一些表面問題,要及時使用刮板將表面刮平。然后在混凝土尚未完成初凝前,用手持木抹子進行抹壓、搓平,對減少混凝土表面裂縫的產(chǎn)生也有明顯效果。在分層、分段施工模式下,由于所需時間較長,部分混凝土有可能出現(xiàn)泌水的情況。這就需要利用模板底部預留的排水孔,將水分及時排出,對加快混凝土固結和保證整體剛度有積極作用。
3.5混凝土振搗
為了使大體積混凝土具有一定的強度,需要安排人員專門負責大體積混凝土的振搗工作,并根據(jù)施工現(xiàn)場的實際需求,配備插入式振動棒與混凝土輸送泵進行配合,并在澆筑帶前后位置部署振搗帶。在混凝土卸料點配置振搗帶負責上部的振搗工作,在坡腳處配置的振搗帶負責下部混凝土的振搗。為了確?;炷翝仓┕さ挠行蜻M行,需要在卸料口部位振搗使其形成自然流淌的坡度,以減少混凝土的堆積情況,并嚴格控制振搗時間、間距、深度等參數(shù),并避免其與模板、鋼筋等材料之間的接觸。后續(xù)的澆筑作業(yè)進行時,施工人員要密切關注鋼筋與預埋件的情況,一旦澆筑過程中出現(xiàn)了鋼筋、預埋件的位移或者變形情況,需要立即安排專業(yè)人員來進行相應的處理,以此來保障大體積混凝土結構與模板之間的可靠連接[5]。大體積混凝土澆筑時,通常采用分層澆筑和推移式澆筑法。這2種澆筑方法各有其優(yōu)劣勢,在進行建筑工程的大體積混凝土結構施工時,工程人員應根據(jù)結構施工的要求,對比2種澆筑方法的優(yōu)勢與不足,選擇最佳的澆筑方法。澆筑作業(yè)開展時,最好保證澆筑的連續(xù)性,盡量避免澆筑中斷的現(xiàn)象。當大體積混凝土完全進入模板以后,立即開展相應的振搗作業(yè),保障振搗的充分性,做好振搗工具的選擇、時間的控制,提高混凝土的密實度。
3.6混凝土溫度、裂縫控制技術
大體積混凝土裂縫的主要原因是水泥遇水產(chǎn)生的水化熱,因此有必要控制混凝土溫度以減少此類問題。(1)在進行水泥選擇時,盡量選擇水化熱低、穩(wěn)定性好的水泥來配置混凝土混合料,并使用粉煤灰來減少水泥的用量,從而減少水化熱。在配置混凝土混合料時,控制粗骨料的級配,并利用減水劑等外加劑,來降低混合料中的水含量,以此降低水泥使用量,以及水泥與水產(chǎn)生的水化熱。另外,在進行混凝土澆筑施工時,需要控制混凝土的入模溫度,降低其與環(huán)境溫度之間的差異,從而降低內(nèi)外溫差。還可以使用低堿膨脹劑來提升混凝土的收縮量,使溫度應力的影響降低。同時,可利用分層、分塊等方式來降低大體積混凝土的單體體積,利用后澆帶,減少每次澆筑施工時的混凝土蓄熱量來減少熱量的積蓄,從而達到溫度控制的目的。(2)在進行混凝土的配置時,選擇合適的粗、細骨料,并進行清洗,加強混凝土混合料的混合,從而增加混凝土的密實度以及抗拉強度,使其在硬化過程中的收縮變形減少。然后利用二次投料等方法,提升混凝土結構的強度,提升其抗裂能力,使不同層級的混凝土在初凝前進行良好的結合,使大體積混凝土擁有良好的整體性。(3)在混凝土澆筑施工完成后,需做好混凝土的養(yǎng)護工作,利用保溫、保濕等手段,對大體積混凝土進行緩慢降溫,降低溫度應力變化,并在雨、雪等溫差較大的天氣中,需要使用塑料布、棉氈等手段進行覆蓋,控制混凝土的內(nèi)外溫差,有效減少裂縫的產(chǎn)生。
3.7養(yǎng)護措施
混凝土澆筑作業(yè)結束后,養(yǎng)護不到位將會引起混凝土出現(xiàn)裂縫或者其他的質(zhì)量問題。在養(yǎng)護環(huán)節(jié),保持混凝土表面的濕度,可以實現(xiàn)對裂縫的控制。因此,養(yǎng)護作業(yè)中的濕度控制非常重要,應根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境條件將混凝土濕潤度控制在合理的范圍內(nèi)。另外,溫度變化對大體積混凝土結構的危害也較大,養(yǎng)護作業(yè)中的溫度控制可以從保溫和降溫2方面來開展,通過科學的溫度控制,將混凝土內(nèi)外部的溫度差控制在合理的范圍內(nèi),有效避免不均勻降溫所引起的混凝土開裂問題。混凝土的保溫養(yǎng)護中,需注意保溫材料的選擇,比如,可以選擇塑料薄膜、草席等。
結語:
綜上所述,城市化進程的加快促進了我國房屋建筑工程的建設發(fā)展,加上用地面積的減少,高層建筑一時間成為建筑領域施工的主要建筑形式。由于高層建筑有一定特殊性,在施工時需要特別注意其基礎承載能力,筏板基礎結構能夠很好的滿足高層房屋建筑的承載力施工需求,一種措施是采取工程技術手段,如優(yōu)化混凝土的配合比、采用分層澆筑的方式;另一種措施則是做好溫度檢測,隨時檢測溫度變化,在溫度較高時及時采取控制措施,避免溫度太高對基礎承臺造成負面影響。
參考文獻:
[1]王永亮.停車場筏板基礎大體積混凝土裂縫控制技術[J].工程機械與維修,2020(02):110-111.
[2]何廷偉.高層建筑筏板基礎大體積混凝土質(zhì)量控制[J].江西建材,2020(01):30-31.