欒 杰

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引言

建筑工程筏板基礎(chǔ)作為大體積混凝土的代表結(jié)構(gòu)，具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)尺寸大，配筋率較?。ㄒ话銥?.2%～1.0%），結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度低；施工工序復(fù)雜，混凝土澆筑量大且需連續(xù)澆筑；水泥用量較高，水化反應(yīng)劇烈且放熱量大，混凝土構(gòu)件易因內(nèi)表溫差過(guò)大而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，從而引發(fā)早期開(kāi)裂。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫中溫度裂縫占約80%，荷載裂縫占約20%[1]。因此，在工程實(shí)際中，防治溫度裂縫是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制的首要任務(wù)。本文以工程實(shí)例為依托，對(duì)高層建筑筏板基礎(chǔ)大體積混凝土防裂施工技術(shù)進(jìn)行分析，旨在規(guī)范大體積混凝土施工技術(shù)，強(qiáng)化施工質(zhì)量，提升建設(shè)品質(zhì)。

1 工程概況

某住宅樓項(xiàng)目為地下1層，地上16層，總高49.4m，建筑面積21120.6m2，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)形式。建筑基礎(chǔ)形式為筏型基礎(chǔ)，平面尺寸126.4m×57.6m，厚1.6m，混凝土等級(jí)C35P6，總量1.16萬(wàn)m3。

2 施工技術(shù)方案

該工程筏板基礎(chǔ)混凝土體量大、施工難度高，為保證施工質(zhì)量，抑制溫度裂縫，特制定如下技術(shù)方案和措施。

2.1 原材料選擇

該工程采用商品混凝土，經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)部與拌合站實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行技術(shù)交底與商討后，對(duì)混凝土原材料指標(biāo)明確如下。

2.1.1 水泥

選用低水化熱P·O42.5水泥，具體指標(biāo)見(jiàn)表1所示。

表1 水泥性能指標(biāo)控制表

2.1.2 集料

（1）細(xì)集料選用細(xì)度模數(shù)為2.7的機(jī)制中砂，含泥量≤3.0%，堆積密度1572kg/m3，粒徑＜0.315mm的顆粒含量＜20%；

（2）粗集料選用質(zhì)地堅(jiān)硬、空隙率小、粒徑5.0～31.5mm 級(jí)配連續(xù)的碎石，含泥量≤1.0%，堆積密度1580kg/m3，壓碎值12.3%，針片狀含量≤10%。

2.1.3 水

符合《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 63-89），一般飲用水即可。

2.1.4 外加劑

選用FDN高效減水劑，摻量0.2%～0.5%，其作用是在保持混凝土和易性的基礎(chǔ)上減少拌合水用量，從而降低水化反應(yīng)，抑制溫度裂縫。此外，還可摻入微量緩凝型CSA膨脹劑，以補(bǔ)償混凝土收縮變形，抑制收縮裂縫。

2.1.5 摻合料

選用密度為1.77～2.43g/cm3的優(yōu)質(zhì)粉煤灰。粉煤灰具有一定的膠凝作用，適量摻入可替代部分水泥，以此減少水泥用量，降低水化反應(yīng)，抑制溫度裂縫。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

該工程混凝土配合比由項(xiàng)目技術(shù)部和拌合站實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合設(shè)計(jì)，根據(jù)混凝土試拌的工作性及28d室內(nèi)試驗(yàn)成果，確定C35混凝土理論配合比，見(jiàn)表2所示。

表2 C35混凝土理論配合比

施工過(guò)程中對(duì)集料含水量進(jìn)行實(shí)測(cè)后，基于理論配合比經(jīng)過(guò)計(jì)算，轉(zhuǎn)換成施工配合比，以作為混凝土拌合依據(jù)。

2.3 混凝土澆筑

因該工程筏板厚度和混凝土澆筑量大，為保證混凝土結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)施工冷縫，采用全面水平分層方式進(jìn)行澆筑（見(jiàn)圖1所示）。實(shí)際澆筑從筏板短邊開(kāi)始沿長(zhǎng)邊向前推進(jìn)，配備4臺(tái)天泵、24輛罐車(chē)連續(xù)澆筑，一次成型。

圖1 混凝土全面分層澆筑示意圖

（1）澆筑過(guò)程中，泵管下口距離澆筑部位不＞2.0m（以50cm為宜），以防高度過(guò)大混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

（2）混凝土澆筑速度根據(jù)實(shí)際情況決定，一般控制在0.5m/h。

（3）混凝土采用整體分層連續(xù)澆筑方式，每層厚度控制在50cm左右。同時(shí)為防止混凝土因出現(xiàn)冷縫而影響結(jié)構(gòu)整體性，需在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑（時(shí)間間隔一般為1.5～2.0h），上層混凝土振搗時(shí)應(yīng)插入下層混凝土5～10cm。

（4）混凝土振搗采用50型插入式振搗棒，振搗過(guò)程遵循“快插慢拔、直上直下、先低后高”原則。快插是防止表層混凝土因先振實(shí)而與下層混凝土發(fā)生分層、離析現(xiàn)象；慢拔是為了防止因振動(dòng)棒抽出太快而使混凝土形成空洞；先低后高則是避免先振高處時(shí)出現(xiàn)坡面混凝土“松頂”現(xiàn)象。振搗過(guò)程中振動(dòng)棒移動(dòng)間距視混凝土坍落度和振搗棒有效半徑而定，一般為20～30cm；振動(dòng)插點(diǎn)應(yīng)均勻布設(shè)，每點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間對(duì)于泵送混凝土以15～20s為宜?；炷琳駬v不漏振也不過(guò)振，以混凝土表面無(wú)明顯下沉、無(wú)氣泡泛出、有稀漿浮于表面為準(zhǔn)[2]。需要注意的是，振搗不宜使混凝土表面浮漿過(guò)厚，否則易因表面水分蒸發(fā)過(guò)快而出現(xiàn)收縮裂紋。

（5）該工程筏板混凝土連續(xù)澆筑一次成型，不設(shè)置施工縫，從技術(shù)方案上規(guī)避裂縫。

2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土應(yīng)在澆筑完成后12h進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，大體積混凝土養(yǎng)護(hù)工作主要涉及保濕和保溫兩個(gè)方面。保濕養(yǎng)護(hù)與普通混凝土類(lèi)似，覆蓋灑水即可，灑水頻率以混凝土表面時(shí)刻保持濕潤(rùn)為準(zhǔn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d[3]。保溫養(yǎng)護(hù)的核心是“外保內(nèi)降”，即采取措施提升混凝土表面溫度，降低混凝土內(nèi)部溫度，從而減小內(nèi)表溫差，控制混凝土早期溫差應(yīng)力，抑制溫差裂縫。

2.4.1 外保溫

外保溫的主要目的是：隔絕混凝土表面與大氣環(huán)境的熱交換，通過(guò)抑制散熱來(lái)減小混凝土內(nèi)表溫差，降低因溫差而產(chǎn)生的自約束應(yīng)力；減小溫降速率，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，為混凝土早期強(qiáng)度形成創(chuàng)造有利條件，充分利用材料松弛特性和混凝土抗拉強(qiáng)度來(lái)抵抗外約束應(yīng)力，從而提升自身抗裂能力，減少溫度裂縫。

該工程采用薄膜+8cm石棉被+草墊組合形式進(jìn)行混凝土覆蓋養(yǎng)護(hù)，其中草墊保濕，石棉被保溫。理論保溫層厚度δ經(jīng)計(jì)算確定。

計(jì)算公式：

式中：

δ——保護(hù)層厚度，m；

h——結(jié)構(gòu)厚度，m，該工程筏基厚度為1.6m；

λi——保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，[W/(m·K)]，石棉被為0.26；

λ0——混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，[W/(m·K)]，取值2.3；

Tb——混凝土表面溫度，℃；

Tq——混凝土澆筑3～5d內(nèi)平均環(huán)境溫度，℃；

Tmax——混凝土中心最高溫度，℃；

Kb——傳熱系數(shù)修正值，根據(jù)該工程覆蓋層組織方式，取值2.0。

根據(jù)氣象資料和混凝土表面溫度估算值，Tb-Tq=9℃；按最不利溫差考慮（即混凝土內(nèi)表溫差最大允許值25℃），Tmax-Tb=25℃，則最小保溫層厚為：

經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證，該工程保溫層厚度滿足溫控要求，可達(dá)到抑制混凝土溫度裂縫的目的。

2.4.2 內(nèi)降溫

大體積混凝土內(nèi)降溫主要是通過(guò)混凝土澆注前預(yù)埋冷卻管，澆筑后通冷水循環(huán)的方式帶走混凝土內(nèi)部水化熱量，以達(dá)到散熱降溫的目的。冷卻管采用壁厚2mm、直徑30mm的標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵水管，安裝時(shí)需注意管道通暢，絲頭接頭可靠，并通過(guò)試通水試驗(yàn)，防止混凝土澆筑過(guò)程中出現(xiàn)管道漏水。該工程筏板基礎(chǔ)厚度1.6m，管網(wǎng)按“弓”字型布設(shè)2層，水平管距1.0m，垂直間距0.5m，上層網(wǎng)至基礎(chǔ)頂面和下層網(wǎng)距基礎(chǔ)底面均為0.3m，進(jìn)水口與出水口外露50cm。通水過(guò)程中對(duì)管道流量和進(jìn)出水需隔1～2h進(jìn)行一次測(cè)量記錄，確定進(jìn)水量及水流速度，應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)出水溫差不大于6℃。

3 溫度監(jiān)測(cè)

（1）溫控指標(biāo)：根據(jù)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50496-2018）要求，大體積混凝土內(nèi)表溫差不宜＞25℃，混凝土表面與大氣溫差不宜＞20℃，溫降速率不宜＞2℃/d。

（2）測(cè)點(diǎn)布設(shè)：筏板測(cè)區(qū)選為澆筑平面軸線對(duì)稱(chēng)的一半?yún)^(qū)域，從筏板縱向中軸線開(kāi)始，平面按10m×10m布點(diǎn)，豎向剖面在距上下兩端5cm處各設(shè)一點(diǎn)，中心設(shè)一點(diǎn)，見(jiàn)圖2所示。

圖2 筏板溫度測(cè)點(diǎn)剖面布置圖

（3）測(cè)溫時(shí)間：自混凝土覆蓋養(yǎng)護(hù)開(kāi)始，直至混凝土溫降與溫差指標(biāo)趨于穩(wěn)定為止。

（4）測(cè)溫頻率：混凝土澆筑完成3d內(nèi)每2h一次，3～7d每6h一次，8～14d每6h一次。

通過(guò)對(duì)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析，及時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)混凝土養(yǎng)生。一般可通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量、進(jìn)水溫度等方法來(lái)調(diào)控混凝土內(nèi)部溫度；通過(guò)改變混凝土表層養(yǎng)生手段調(diào)控混凝土表層溫度。

測(cè)定混凝土溫升峰值及其達(dá)到所需的時(shí)間，定期記錄冷卻水管進(jìn)、出水的溫度，繪制混凝土內(nèi)部溫度變化曲線。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果確定冷卻水管通水量、通水時(shí)間和蓄熱養(yǎng)護(hù)時(shí)間等，以降低混凝土內(nèi)外溫差。

4 防裂措施

（1）二次抹面：混凝土首次抹面后，在終凝前1～2h進(jìn)行二次抹面，以此修復(fù)混凝土漿面出現(xiàn)的早期收縮裂紋，防止其繼續(xù)蔓延[4]。

（2）熱水養(yǎng)護(hù)：利用冷卻管排出的熱水進(jìn)行混凝土灑水養(yǎng)護(hù)，如此即可降低混凝土內(nèi)部溫度，又可提升混凝土表面溫度，進(jìn)而減小內(nèi)表溫差，控制溫度裂縫。

（3）強(qiáng)化振搗：加強(qiáng)混凝土振搗，通過(guò)提升混凝土密實(shí)度和強(qiáng)度來(lái)提高其抗裂性，必要時(shí)可采取二次振搗技術(shù)。

（4）增配構(gòu)造筋：對(duì)全截面布設(shè)小直徑、小間距鋼筋網(wǎng)片，以提升混凝土的極限拉伸。具體可采用Φ8@200的布筋形式，配筋率宜為0.3%～0.5%。

（5）加強(qiáng)管理：混凝土實(shí)行封閉養(yǎng)護(hù)，期間禁止人員踩踏和堆放雜物，以防結(jié)構(gòu)因集中應(yīng)力而發(fā)生開(kāi)裂。

（6）設(shè)置后澆帶：合理設(shè)置后澆帶，可防止混凝土結(jié)構(gòu)因自身收縮或沉降不均勻產(chǎn)生的有害裂縫。后澆帶保留時(shí)間一般不＜60d。

5 結(jié)束語(yǔ)

該工程筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工中，針對(duì)項(xiàng)目實(shí)際情況和大體積混凝土特征所編制的施工方案，通過(guò)技術(shù)與管理措施的并行實(shí)施，取得了良好的效果。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢查，基礎(chǔ)表面未發(fā)現(xiàn)深層裂縫和露筋現(xiàn)象，只是局部存在微小裂紋，對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能并無(wú)影響，達(dá)到工程預(yù)期。由此說(shuō)明，該工程防裂施工方案合理可行，可作為類(lèi)似工程方案編制和施工管理的技術(shù)依據(jù)，具有一定的參考價(jià)值。