筏板基礎大體積混凝土施工技術研究

楊 昆

（商丘職業技術學院，河南 商丘 476000）

0 引言

目前，高層、超高層建筑的發展迅速，出于基礎承壓能力的需求，筏板基礎的運用越來越普遍，這就需要更大體積混凝土的支撐。根據《大體積混凝土施工規范》有關規定，大體積混凝土指的是混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m 的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土。由于大體積混凝土澆筑量大、參與的人員多、施工強度大、施工組織管理難度大要求高，所以，必須在實際施工中采取可靠的施工技術和有效的質量控制措施以保證施工質量。

1 筏板基礎大體積混凝土施工技術概述

1.1 筏板基礎大體積混凝土施工特點分析

（1）勞動強度大、資源占用大。筏板基礎要求整體性，大體積的混凝土澆筑不得間斷，故需要大量的人員、機械、設備的集中投入和連續投入，同時還需要混凝土廠站、交通組織、電力保障等多方資源的協調配合，對參建各方的施工組織能力的要求極高。

（2）裂縫控制是重點。主要原因有幾類：第一，大體量混凝土在澆筑的過程中，由于水泥的水化放熱會產生大量的熱，這些熱量聚集在混凝土的內部難以得到有效的散發，就會產生有害裂縫[1]；第二，內外約束條件的變化，中心區產生壓應力，表面產生拉應力，也可能會導致混凝土開裂；第三，外界溫度的影響、混凝土收縮變形等情況也能造成裂縫的產生。所以，大體積混凝土的裂縫控制既是重點也是施工難點。

1.2 主要技術流程

相比普通的混凝土結構，大體積混凝土施工流程更加復雜，要求也更高，技術人員必須熟練掌握各個環節的技術工藝流程[2]。

（1）施工準備。首先是現場環境準備，這里所說的環境包括軟環境和硬環境，軟環境指各類施工方案、規章制度及協調配合機制，硬環境指應在施工前完成諸如道路、水電、防護等基本條件的準備工作，同時，還應完成各隱蔽工程驗收，以確保具備澆筑條件。其次，是材料方面，大體積混凝土需要考慮的因素較多，建議與商品混凝土攪拌站專門溝通，就配合比設計、外加劑使用等關鍵問題做好交底，并根據現場情況進行各項指標的動態調控；最后，是各類人員、機械配備方面，要合理設置各班勞動力人數，并配備各類技術力量尤其是電力保障人員必須全程在場；要確保混凝土運輸車、泵送車、振搗機具、流動電箱等各類機構設備足量配置且正常使用，以應對連續澆筑，確保連續作業，保證混凝土的整體性。

（2）混凝土的運輸與泵送。應安排好混凝土材料的運輸工作，選擇適當的運輸工具，并落實好運輸過程中的質量保護措施[3]。混凝土在運輸過程中，要根據實際情況調整運轉速度，遇高溫天氣要噴冷降溫，低溫天氣要注意保暖。混凝土送達現場，進行泵送前要開機空載運轉，確保整個泵送系統復驗合格，混凝土入泵前，先用同標號水泥砂漿潤管，然后開始正式澆筑。

（3）混凝土的澆筑、振搗。根據施工方案，在堅持連續澆筑、保證整體性的原則下，選用全面分層、分段分層、斜面分層或跳倉法等澆筑方案，保證上下層混凝土在初凝之前能夠很好的結合。振搗工作要求認真負責、仔細振搗，在每個澆筑帶前、后、中部不停振搗，要組織足夠工作，確保振搗工作與澆筑進度良好配合。本項工作中，溫度控制是重點工作，要針對混凝土出機溫度、入模溫度專門測量，防止溫度過高。

（4）混凝土的養護。澆筑完成后，應及時做好表面覆蓋和酒水養護，一般每天不少于2 次酒水，并且不少于7 天。若體積過大或添加緩凝劑或抗滲混凝土，其養護時間一般為14 天以上。養護工作中，要監測裂縫情況，防止溫度裂縫的產生。混凝土強度達標后且同條件試塊試驗合格，方可進入下道工序。

2 大體積混凝土施工各環節技術要點分析

2.1 混凝土生產和運輸階段技術要點

（1）生產階段。首先，加強與混凝士供應商的溝通，設計配合比時，既要能滿足混凝土設計強度又能有效泵送，合理選用減少劑以最大限度確保水泥用量少，水灰比一般低于0.45，坍落度控制在有效合理范圍之內。其次，生產拌制混凝土期間，每一工作班都要測定砂、石的含水率，及時調整用水量，并嚴格控制攪拌時間。

（2）運輸階段。滾筒式罐車的數量配置必須滿足均勻、連續供應混凝土的需要，并做好應急預案，以備交通堵塞、車輛故障等導致停滯時間延長。運輸過程中，混凝土車筒體應保持慢速轉動，并在卸料前加快運轉20 至30秒。協調攪拌站安排專業人員駐澆筑現場，隨時通過坍落度檢驗，進行減水劑的調整。

2.2 大體積混凝土澆筑環節技術要點

（1）確定合理的澆筑順序。如果結構平面尺寸不太大，可以首選全面分層的方式，從短邊開始沿長邊澆筑；如果平面尺寸大但厚度不太大，可首選分段分層方式；也可以先分區，再選用分段分層或斜面分層的方式。但要注意，分層時，每層厚度一般控制在500mm 以內，斜面坡度合理，大多為1:5-1:7。

（2）振搗要點。混凝土泵送時，進入鋼筋籠后會有坡度緩緩下落，利用這個坡度在前后中部不停振搗，要點之一在于快插慢拔，以防止分層離析并避免形成振搗空洞。要點之二在于插點均勻有序，控制好振搗時間在20至30 秒，注意觀察表面泛漿無氣泡時，即可停止[4]。要點之三在于防止冷縫產生，分層澆筑振搗時，應將振搗棒插入下層混凝土約5 厘米。

（3）泌水處理。混凝土振搗后，表面會形成浮漿層，也叫游離水，會損壞混凝土各層間粘結力并破壞混凝土強度，易形成夾層、沉降縫、表面收縮裂縫等。因此必須妥善有效排隊泌水。例如，預先在底板四周外模沿口留設泄水孔，或澆筑臨結束時集中將混凝土泌水歸集到模板邊等方法均有效。

2.3 大體積混凝土溫度測控

（1）合理布置測溫點。根據施工方案中有關“溫控布置圖進行”測溫點布置，通常在主風向部位、各分塊澆筑區的中心、邊角處等，并注意錯開，豎向一般布置上中下3 個測溫孔。針對電梯基坑、集水坑等重點部位要重點布置和監測，在測點設置好之后，應進行位置確認和相關驗收工作。

（2）測溫頻率與記錄反饋。測溫從混凝土入模后開始，澆筑完成12 小時左右再測溫一次。最開始的前3 天，最少可每隔1 小時測溫一次，3 天后每隔4 小時測溫一次，測量人員要能夠對每次測量的數據都進行詳細地記錄[5]。溫度監測單位每天都要提供監測報表，發現有異常情況應及時報相關單位，采取有效應對措施。

3 大體積混凝土施工的裂縫控制

3.1 裂縫類型及原因分析

按照大體積混凝土結構內出現的不同深度的裂縫，可以分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿性裂縫。[6]各類裂縫成因及影響見表1。

表1 大體積混凝土裂縫類型及原因分析表

3.2 裂縫控制的方法措施

大體積混凝土施工中，裂縫的產生不可避免，只能綜合分析各類裂縫成因并結合現場環境情況，從設計、材料、工藝、監測等多個方面著手，盡可能減少裂縫，做到對工程質量無影響。

3.2.1 把好設計關，以改善裂縫發生狀況

在設計上，表面設置網狀的鋼筋，通過合理調整鋼筋間距、直徑，使得網片具備抗裂性能，以此來防止裂縫產生；設計時，設置“后澆帶”，使結構被分成若干段，可有效削減溫度收縮應力。在必須分段的水平施工縫部位增設暗梁，設置滑動層，減弱底板外的約束力，都 可有效防止裂縫發展。

3.2.2 重視材料因素的影響

第一，為減少水化熱，中熱或低熱的水泥品種可以做為優先選擇，礦渣硅酸鹽水泥多被用于大體積筏板基礎的混凝土的首選水泥。

第二，若想降低水灰比，需減少水泥量，故進行專門的配合比設計很重要，這樣才可降低水化熱。實踐證明，混凝土采用60 天強度取代28 天強度，可使得水化熱引起的溫度升高減少4 攝氏度以上。

第三，骨料、外摻劑的選取。級配連續的粗骨料，可以配制成和易性較好的混凝土，細骨料宜首選中粗砂，一般情況下，其細度模數應不小于2.3，含泥量小于百分之三。通過使用粉煤灰、減水劑等外摻劑和混合料，可以改善混凝土的性能，降低所用水泥的量，減少水化作用生成的熱，減少結構中出現裂縫的幾率[6]。

3.2.3 重視施工方案的指導性，科學施工

首先，大體積混凝土專項施工方案必須嚴格認真編寫，通過自評修正、專家評審后，作為指導性文件進行交底，科學組織施工。

其次，澆筑順序應堅持有利散熱、不易出現裂縫的原則，澆筑時采用二次振搗、二次抹面工藝，以提高混凝土密實度和抗拉強度，減少表面收縮裂縫發生概率。同時，澆筑時控制出機溫度和入模溫度，整個基礎最大溫升值宜小于50 攝氏度。

最后，保溫保濕養護，以延緩混凝土的水化熱降溫速率，內外部的溫度差值有效減少，溫度應力自然處于合理水平，養護措施并不是一成不變的，而是要根據監測情況適時調整。

3.2.4 運用先進的施工監測技術

隨著智慧建造理念的推廣，BIM 技術在工程建設領域的應用愈加廣泛，很多工程運用BIM 技術進行實體建模。這樣，在進行筏板基礎大體積混凝土澆筑時，就可以運用BIM 技術建立溫度場計算、溫度監測、預警等數據庫，并通過無線傳輸，將實時數據輸送到主計算機BIM 模型中，將這些數據顯示在三維模型上，以達到快速定位的目的，實現動態跟蹤和實時調整，讓溫度監測更加智能化、極速化、精準化。