筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)分析

趙 轉(zhuǎn)

（運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 044000）

筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)分析

趙 轉(zhuǎn)

（運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 044000）

高層建筑的筏板基礎(chǔ)，屬于大體積混凝土澆筑，施工技術(shù)的難點(diǎn)在于裂縫控制。本文解釋筏板基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫的原因，并提出在施工過程中的應(yīng)對措施。

筏板基礎(chǔ)；大體積混凝土；施工技術(shù)；抗裂

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與城市用地的制約，高層民用建筑得到迅猛發(fā)展。高層建筑的基礎(chǔ)中，優(yōu)先采用筏板基礎(chǔ)，首先，由于基礎(chǔ)整體澆筑，其整體性較好；其次，采用筏板基礎(chǔ)與地面的接觸面積大，使得結(jié)構(gòu)沉降量小、基礎(chǔ)承載力大。同時(shí)筏板基礎(chǔ)尺寸較大，一次澆筑的體積巨大，屬于大體積混凝土，而大體積混凝土的抗裂問題是施工技術(shù)的難題。

已有研究成果表明，大體積混凝土開裂問題中，荷載因素僅占到 20%，其余80%是由于混凝土的變形導(dǎo)致的[1]。雖然筏板基礎(chǔ)得到廣泛的應(yīng)用，但仍缺乏理論指導(dǎo)，在施工技術(shù)中仍不成熟，相關(guān)規(guī)范并不完善，計(jì)算方案不夠完善，因此筏板基礎(chǔ)的質(zhì)量也不太理想[2]。

1 大體積混凝土施工存在的問題

目前國內(nèi)外對于大體積混凝土定義尚未給出標(biāo)準(zhǔn)答案，但均是以混凝土澆筑量與水化熱作為基本控制參數(shù)。大體積混凝土具有如下特點(diǎn)：

（1）大體積的尺寸效應(yīng)。由于澆筑混凝土的尺寸過大，使得水化熱已經(jīng)大足以影響結(jié)構(gòu)使用與安全，必須采取合理措施加以控制[3]。

（2）大體積混凝土的個(gè)性。具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)尺寸、散熱能力、與施工條件均對混凝土澆筑的水化熱有顯著影響。

（3）大體積混凝土的拉應(yīng)力效應(yīng)。由于澆筑規(guī)模過大，而水泥水花產(chǎn)生過多的熱量，使得混凝土在凝結(jié)的時(shí)候，不僅強(qiáng)度增加，結(jié)構(gòu)溫度亦上升，當(dāng)水化熱釋放完成后，混凝土已有較大的變形，此時(shí)結(jié)構(gòu)彈性模量值已較大，無法完成收縮，同時(shí)，混凝土主要承受壓力，在大體積混凝土中，結(jié)構(gòu)的配筋率通常較小，使得混凝土承受過多的拉力，而混凝土抗拉強(qiáng)度較小。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的開裂對溫度較為敏感，這是由于溫度的改變會(huì)對混凝土變形產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響混凝土的變形，因此，混凝土的變形控制，首先是對混凝土溫度的控制。已有大體積混凝土的施工技術(shù)的進(jìn)步是建立在對工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)基礎(chǔ)之上的，比如后澆帶的應(yīng)用。

筏板基礎(chǔ)在澆筑時(shí)，由于混凝土體積較大使得內(nèi)外溫度差，易造成混凝土開裂現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象危害嚴(yán)重，首先，裂縫不僅破壞結(jié)構(gòu)表面，同時(shí)降低結(jié)構(gòu)的耐久性，隨著結(jié)構(gòu)服役年限的增加，裂縫不僅寬度增加，同時(shí)，裂縫處混凝土的表面不斷風(fēng)化，裂縫的長度也會(huì)不斷增加，不僅破壞結(jié)構(gòu)的整體性，同時(shí)降低結(jié)構(gòu)的承載力。

基礎(chǔ)混凝土在澆筑過程中，需經(jīng)歷溫度升高和降低兩個(gè)過程[4]，混凝土在澆筑后初期，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不斷增加，隨著水化熱的大量、迅速釋放，混凝土溫度不斷升高，混凝土體積膨脹，此時(shí)，熱量在混凝土內(nèi)部大量聚集，無法釋放，而混凝土表面的熱量容易釋放，這樣就造成了溫度差，就形成了微觀裂縫，大量微觀裂縫匯集，就形成了宏觀裂縫[5]。混凝土澆筑結(jié)束后，水化熱成減弱趨勢，使得混凝土的溫度不斷降低，使得混凝土不斷收縮，此時(shí)，已有的裂縫將會(huì)擴(kuò)張。

與此同時(shí)，澆筑后的混凝土中含有大量水分，在混凝土硬化過程中，水分不斷蒸發(fā)，也會(huì)引起混凝土體積的收縮，使得裂縫擴(kuò)張成加劇趨勢。在混凝土的養(yǎng)護(hù)過程中，混凝土中水分的增加與減小不斷循環(huán)，使得混凝土不斷發(fā)展，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。當(dāng)溫度與混凝土中含水量達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)是，裂縫形態(tài)趨于穩(wěn)定，短期內(nèi)不在發(fā)展。

此外，季節(jié)因素對混凝土裂縫有較大影響，當(dāng)夏季溫度較高，或春秋風(fēng)速較大時(shí)，混凝土的失水過快，易產(chǎn)生裂縫。地基變形不均勻、混凝土支護(hù)模板也會(huì)造成筏板基礎(chǔ)的開裂。

2 大體積混凝土抗裂對策

目前工程中，對預(yù)防混凝土開裂主要從控制混凝土溫度與提高混凝土變形能力兩方面入手，常用的抗裂措施如下：

2.1 水泥水化熱控制

（1）多采用礦渣硅酸鹽類水泥，此類水泥特點(diǎn)是水化熱較低，降低混凝土內(nèi)外溫差與減小混凝土變形；

（2）通過采用粉煤灰添加劑，減少水泥與水的用量，達(dá)到減小水化熱的目的；

（3）通過改善混凝土的顆粒級配，減小混凝土收縮，并盡量少用砂；

（4）控制混凝土澆筑溫度，一般要求不大于28°，并確保商品混凝土在攪拌時(shí)的溫度不超過60°，在泵送混凝土的時(shí)候采取降溫措施。

2.2 混凝土降溫速度控制

筏板基礎(chǔ)的混凝土澆筑之后，需進(jìn)行必要的保溫保濕養(yǎng)護(hù)。在筏板基礎(chǔ)表面進(jìn)行保溫保濕處理，先用塑料薄膜隔水后，再用稻草或棉氈保溫，養(yǎng)護(hù)時(shí)將水澆在保溫層上，既可以避免混凝土含水量增減循環(huán)，又能夠保持混凝土表面濕潤。同時(shí)，在養(yǎng)護(hù)過程中控制通風(fēng)，使得混凝土溫度降低較為緩慢，減小內(nèi)外溫差。

2.3 混凝土變形控制

（1）混凝土配合比控制

采用泵送混凝土[6]，相比現(xiàn)場拌合的混凝土，泵送混凝土在攪拌后，需從商品站運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，由于攪拌機(jī)的工作，使得混凝土在運(yùn)送途中耗散大量水化熱。控制用水量、水灰比、水膠比，在滿足混凝土強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，減小混凝土收縮變形，降低水化熱。

（2）混凝土施工工藝控制

由于筏板基礎(chǔ)體積較大，一次澆筑易造成混凝土內(nèi)外溫差過大，通常在施工時(shí)先設(shè)置合理的澆筑坡度，降低施工難度，采用分層分塊連續(xù)澆筑。設(shè)置后澆帶，后澆帶的位置選擇應(yīng)注意，既不影響結(jié)構(gòu)整體性，又不影響結(jié)構(gòu)安全性，通常選在樓盤彎矩和剪力均較小，同時(shí)易于施工的地方。

2.4 抗裂手段控制

（1）構(gòu)造措施控制

在筏板基礎(chǔ)內(nèi)，混凝土由于水化熱，會(huì)產(chǎn)生混凝土體積膨脹，合理布置適當(dāng)?shù)臉?gòu)造鋼筋，能夠約束混凝土變形，同時(shí)，鋼筋的導(dǎo)熱能力優(yōu)于混凝土，可以在更快的將內(nèi)部熱量傳遞出去，從而實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)裂縫的控制。

（2）混凝土變形能力控制

在筏板基礎(chǔ)的混凝土中，添加適量的纖維，能夠較好的提高混凝土的延性，從而避免由于混凝土膨脹或收縮引起的裂縫，并可減小裂縫的發(fā)展，同時(shí)，參入纖維的混凝土，其具有良好的韌性與耐久性，能夠承受溫度差與濕度差，抑制已有裂縫的不斷擴(kuò)張。

2.5 施工組織管理控制

筏板基礎(chǔ)的混凝土澆筑量較大，在澆筑前，施工單位應(yīng)提前充分考慮場地條件、澆筑能力與機(jī)械設(shè)備，做好施工方案。在混凝土澆筑中，確保人員在崗，不同工種需相互配合，水電需合理搭配，保證施工進(jìn)度。同時(shí)做好監(jiān)督檢查工作，做好應(yīng)對特殊狀況的預(yù)案，在意外發(fā)生時(shí)，能夠第一時(shí)間做出應(yīng)急反應(yīng)。

3 筏板基礎(chǔ)施工技術(shù)注意事項(xiàng)

3.1 混凝土施工安排

混凝土在澆筑前應(yīng)保證其他工序均已完成，比如基礎(chǔ)墊層鋪設(shè)、鋼筋綁扎、模板支設(shè)等，同時(shí)完成施工技術(shù)交底。通常情況下，混凝土需要一次澆筑成型，但是由于大體積混凝土體積過大，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)裂縫控制，必須采用分塊分段澆筑。混凝土澆筑分區(qū)應(yīng)遵循如下原則：

①以受力大小劃分澆筑邊界；

②以主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)界限或主樓與裙樓交界處劃分澆筑邊界，如結(jié)構(gòu)的后澆帶或沉降縫等；

③保證施工管理合理、施工現(xiàn)場機(jī)械交通順暢、施工組織高效。

3.2 混凝土溫度控制

在氣候炎熱區(qū)夏季施工，必須考慮溫度影響，為減小混凝土變形，需對粗骨料進(jìn)行冷卻，其方法如下：

（1）直接冷卻原材料

對粗細(xì)骨料采用冷水降溫或避免日曬，對水泥采用干法散熱，如在陰涼處存放等；

（2）水溫控制

采用冷水或冰水代替常溫水，將混凝土攪拌均勻，達(dá)到降溫目的。

此外，冬季施工防止結(jié)冰凍結(jié)，需對骨料進(jìn)行預(yù)熱且用溫水?dāng)嚢琛?/p>

4 結(jié)論

通過對筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工開裂的理論分析，介紹大體積混凝土抗裂措施，最后，針對施工技術(shù)，提出改善或控制大體積混凝土抗裂的措施。

[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997. 8: 2～9

[2]朱伯芳，王同生，丁寶瑛.水工混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力與溫度控制[M].北京：中國水利電力出版社，1976: 6～10

[3]范德均.建筑工程大體積混凝土裂縫控制與應(yīng)用[D].重慶:重慶大學(xué)，2006.

[4]魏小林.混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施[J].山西建筑，2004: 48～49

[5]陳曉光.水工混凝土溫度應(yīng)力分析和溫控防裂研究[D].鄭州:鄭州大學(xué).2007

[6]李繼業(yè).新型混凝土技術(shù)與施工工藝[M].中國建筑工業(yè)出版社，2002: 22～30

Zhuan Zhao
(Yuncheng Professional Technology College)

Raft foundation construction of high-rise building belongs to the large volume concrete pouring, and the difficulty lies in the crack control of construction technology.This article explains the reason of crack on the raft foundation, and corresponding measures are put forward in the process of construction.

raft foundation;Mass concrete;The construction technology;crack

趙轉(zhuǎn)，女，1984，研究生，山西運(yùn)城，工程師，運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)教師，044000

TU75

A

1007-6344（2016）03-0224-01

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