高層商業建筑地下室大體積混凝土澆筑案例探討

【摘要】在高層建筑工程中混凝土工程的使用體量日漸增大，尤以基礎施工為甚。本文主要結合某商務樓工程實際案例為大家介紹下混凝土施工的主要技術，以供同行學習交流。

【關鍵詞】高層建筑；基礎；地下室；混凝土；施工

近年來，商業建筑的發展十分迅速，高層超高層商務樓建設突飛猛進，在實際工程中，對于高層建筑基礎大體積混凝土施工和地下室外墻混凝土施工，如何做到有效預防和控制混凝土變形裂縫的出現，就顯得非常重要。本文結合某工程的基礎地下室混凝土施工實例，介紹了在施工中通過澆筑、養護等一系列措施，有效地防止基礎大體積混凝土和地下室外墻混凝土出現變形裂縫的經驗，可供同類工程借鑒參考。

一、工程實例

本商務樓樓工程周邊原有建筑密集，場地狹小。主樓地上15層，裙房地上4層，均設2層地下室。建筑面積26570m2，框架剪力墻結構。

1、基礎底板大體積混凝土施工

工程采用上翻式承臺、地梁的筏板基礎，底板厚900mm，承臺地梁高1800mm。平面形狀近似為矩形，長54m×寬33m，主樓與裙房間設一條寬800mm后澆帶。由于基礎混凝土工程量大，基坑較深，為確保基礎結構的整體性和安全性，考慮施工搭接和市區施工的困難，基礎底板以后澆帶為界分成A、B兩段施工：A段為后澆帶以西的裙房部分，混凝土量540立方；B段為后澆帶以東的主樓部分，混凝土量1500立方。每段水平向不留施工縫，一次性澆筑；豎向在基礎上翻梁以上500mm處設施工縫。

混凝土下料振搗時按“分層、分段、連續不斷地薄層澆筑”的原則進行，由于基礎為上翻式地梁，因此底板部分先澆筑并注意振搗密實，上翻梁部分在底板部分澆搗后2小時再行澆筑，使底板混凝土有一定的沉落時間，混凝土澆筑至設計標高后，用長刮尺刮平，清除殘余浮漿后用木蟹鐵板打光，混凝土收水后用鐵板反復壓光，壓閉混凝土表面毛細孔，提高混凝土防水性能和表面平整。

2、地下室外墻板混凝土施工

地下室外墻墻厚500mm，總延長米為200m，混凝土C40，抗滲等級S8。與基礎施工相同，以后澆帶為界，分成A、B兩段施工。由于設2層地下室，豎向共設4條施工縫，采用鋼板止水帶止水。為確保外墻混凝土澆筑的整體性、連貫性，防止出現施工冷縫，在外墻混凝土澆筑前，先將獨立柱和內墻板混凝土預先澆完，以便集中力量進行外墻混凝土的連續澆搗。

外墻混凝土澆筑采用2臺混凝土泵車，其中1臺固定泵停放在基坑北側，用硬管接入，另一臺置于基坑南側，為汽車移動泵，軟管擺布。混凝土澆筑從后澆帶開始，按斜面分層法振搗，根據當時的氣溫和混凝土的初凝時間，每澆筑一段長度，及時調整泵送管，循序循環推進，以避免出現施工冷縫。為避免外墻混凝土收縮裂縫（一般以豎向裂縫的方式出現）的產生，施工時要求在外墻外側設水平溫度鋼筋，間距不大于150mm，且嚴格控制混凝土的保護層厚度嚴禁超厚。根據泵送工藝要求，混凝土坍落度在現場出料時嚴格控制為12±2cm，凡超出范圍的，一律退場，專人負責此項工作，絕不允許在現場加水。

二、混凝土裂縫產生的原因分析

1、基礎大體積混凝土裂縫產生的原因

基礎大體積混凝土施工，由于混凝土內部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應力。同時，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，溫差產生的表面拉應力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生表面裂縫。此種裂縫一般產生在混凝土澆筑后的第3天（升溫階段）。

混凝土降溫階段，由于逐漸降溫而產生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內部拌合水的水化和蒸發以及膠質體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時收縮。這兩種收縮由于受到基底或結構本身的約束，也會產生很大的拉應力，直至出現收縮裂縫。

2、地下室外墻混凝土裂縫產生的原因

地下室外墻混凝土裂縫主要是收縮裂縫。混凝土降溫產生的收縮和硬化時的收縮，受到結構本身和基坑邊壁等的約束，產生較大的拉應力，直至出現收縮裂縫。

三、混凝土的測溫和養護

1、基礎混凝土的測溫和養護

為防止大體積混凝土內外溫差超過限值而產生溫度裂縫，在混凝土內布置測溫點，掌握基礎內部實際溫度變化情況，監視溫差波動，以指導養護工作。 基礎澆搗時氣溫較高，在混凝土表面用木夯緊壓整平后，覆蓋一層塑料薄膜，兩層麻袋布（草袋），并澆水濕潤，此后根據溫控數據確定覆蓋材料的增減。

基礎承臺測溫點共布置27點，另有薄膜下溫度測點2個，大氣溫度和室內溫度各1個測點，根據經驗，大體積混凝土的溫差變化在1～72h內波動最大，因此在這段時間現場值班不間斷測量，測試頻率為每2小時一次，測試時要求記錄以下數據：①混凝土入模溫度；②每次測溫時間，各測點溫度值；③各部位保溫材料的覆蓋和去除時間；④澆水養護或恢復保溫時間；⑤異常情況如雨、風等發生的時間。

測溫前確定混凝土內中心溫度與表面薄膜下溫差達到27℃時，必須采取保溫應急措施，實測溫度顯示大多數測試點溫差值在25℃以下，僅有2點一度溫差值超過29℃，現場采取停止澆水養護和覆蓋雙層干麻袋后在1小時內即以提高表面溫度來降低內外溫差。

2、地下室外墻混凝土的養護

地下室外墻混凝土易出現收縮裂縫，除在配合比選定上采取積極的預防措施，在施工中采取外側加密橫向鋼筋、嚴格控制坍落度等措施外，后期的養護也至關重要。本工程采取以下措施：

長期的帶模養護：由于采用木模，故保持模板的完全濕潤可以使得混凝土內部拌合水的水化過程中，保持濕潤環境，補充水源。澆水養護基本上采取連續循環的方式，澆水面為外墻的內外側面。在混凝土獲得一定強度后，松開對銷螺栓，使得模板與混凝土界面可以蓄水，帶模養護，規定20天拆模。繼續養護：模板拆除后，繼續對外墻混凝土澆水養護15天。

總之在本次寫字樓地下室工程完成后，基礎大體積混凝土表面和外墻混凝土表面均無明顯裂縫出現，達到了預期目的。雖然使用商品混凝土施工的地下室外墻易出現收縮裂縫，但只要措施得當，還是可以避免或得以控制的。關鍵在于盡可能將墻板的水平鋼筋置于混凝土外側，控制混凝土保護層厚度不得超厚，水平鋼筋的間距盡可能小于150mm。嚴格控制混凝土坍落度，絕不允許現場加水。建議盡可能延長拆模時間，澆水養護時間應大于30天。同時對于此類基礎大體積混凝土而言，養護措施極為重要，應根據施工時的氣溫、測溫情況，采取相應的養護方法。布置合理的測溫手段是必不可少的，可以為養護提供調整依據，同時摻加相應的高效微膨脹劑對混凝土能起到補償收縮作用，也可以有效地提高混凝土的抗裂縫抗滲能力。

參考文獻

[1] 余志成.高層建筑基礎施工.北京：中國建筑工業出版社，2011.3

[2] 益得清.高層建筑地下室工程實例.北京：中國建筑工業出版社，2010.5