商業建筑筏板基礎大體積混凝土澆筑施工技術探究

周富海

上海三湘建筑裝飾工程有限公司 上海 200434

1 引言

如今我們國家建設工程通過飛躍式的發展，相當規模的高層、超高層項目崛起，然而超厚大體積筏板基礎得到了廣泛的應用。但由于大體積混凝土工程所具有的特性是，在澆筑完成至硬化的過程中會產生大量水化熱，在水化熱過程中會使混凝土內部溫度急劇上升，形成混凝土內部和外部溫差較大，導致應力裂縫，這樣的裂縫會影響建筑物的結構安全和使用功能，因此對于超厚大體積混凝土筏板基礎施工就要科學有效的控制，才能符合我國百年大計的質量目標。

2 工程概況

本工程位于河北省廊坊市三河市鎮燕高北路西側，高橫一路南側，主樓19層，層高4.50m，總高度為86.60m，總建筑面積為50813m2，框架墻與框架-核心筒結構型式，其中3#樓筏板基礎厚度為1.80m，承臺部位厚度為4.30m，筏板基礎混凝土標號C35P6，澆筑量約為8000m3，屬大體積混凝土施工。因此必須采取相應的施工組織措施，減少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。

3 大體積混凝土施工特點

大體積混凝土連續澆筑的體量大、厚度大、施工持續時間長、強度等級高、對防滲的要求也比較高，一般多作為高層建筑工程的基礎結構。而本工程筏板基礎混凝土最厚的承臺部位達到4.3m厚，最薄的也有1.8m厚，如果施工不當，容易使混凝土結構產生溫差導致應力裂縫和施工不連續造成的冷縫，對建筑的結構安全和使用功能會受到極大的影響。

4 大體積混凝土施工技術要點

4.1 混凝土配合比設計

因本工程承臺基礎及筏板板混凝土澆筑量較大，為了保證混凝土材料的及時供應，經考察擬選用三河宏祥砼有限公司進行筏板基礎混凝土的供應任務。并針對本工程就主要材料作以下要求：

1）水泥：水泥水化熱是導致混凝土溫度裂縫的主要材料[1]，所以就要選用低水化熱、凝結時間長的水泥，通過研判本工程采用中熱普通硅酸鹽水泥，且水泥的水化熱要控制在3d水化熱不大于240kj/kg，7d水化熱不大于270kj/kg，嚴格通過檢測報告來判斷選用，不合格的堅決不得使用。

2）粗骨料：骨料選用5～25mm 的碎石，針片狀顆粒含量不大于15%，含泥量不大于1%，并且級配要求良好。

3）細骨料：砂宜選用中砂，細度模數大于2.3，含泥量不大于3%，泥塊含泥量按重量計≤1.0%，有害物質按重量計≤1.0%。砂的表面積越小配制同強度混凝土的水泥用量就會減少，從而起到降低水化熱的效果。

4）摻合料：為了保障混凝土的粘聚性、流動性、保水性因此在混凝土中添加摻合料，選用粉II級粉煤灰和S95級礦渣粉，配制合理的摻合料可以減少水泥用量和單位用水量，從而降低水化熱，還能改善混凝土可泵性。

5）外加劑：大體積混凝土外加劑可以減低水泥的水化熱，尤其是減水劑是一種在維持混凝土坍落度不變的條件下，能對水泥顆粒有分散作用，因而減少單位用水量。膨脹劑在水泥凝結硬化時隨之體積膨脹，起到補償收縮的作用，能有效的提高混凝土的性能。該工程選用用了聚羧酸（JFL-2）減水劑和膨脹劑（UEA-Ⅰ型）。

6）坍落度：筏板大體積混凝土采用泵送澆筑的方式，其塌落度要求入泵時最高不超過180mm，最低不小于120mm。

最終確定水泥272kg/m3，水170kg/m3，砂735kg/m3，石子1019kg/m3，聚羧酸減水劑9.9kg/m3，膨脹劑26kg/m3，礦粉70kg/m3，粉煤灰74kg/m3，水膠比0.4，砂率42%。結果坍落度、和易性、強度等指標都很好。

4.2 混凝土澆筑

4.2.1 人員機械準備

為了順利高效的完成此次大體積筏板基礎混凝土的澆筑，決定以項目經理為主導指揮。勞動力配置根據泵車數量確定分配如下：混凝土澆筑按照兩班制換班作業，每班32人進行施工，共計64人，另外配備2人專職電工輪流值班，提前了解好氣候情況，避免雨天施工，策劃好澆筑流程，任務分工到位，責任落實到人，組織各級相關人員進行技術交底，以確保混凝土的澆筑質量。

為了保障此次筏板基礎混凝土的施工連續性和整體性[2]，布置4臺56m汽車泵，分別在南面2臺東面2臺，通過計算：N=60m/h(8km/40km/h+0.3)/10m3=4臺混凝土運輸車，4臺泵車應該配備16輛混凝土運輸車，另外要求攪拌站隨時配備兩臺泵車備用。插入式振動棒8臺，預備2臺，平板振搗器2臺且預備1臺，手臺通訊器10部，水泵7臺，電焊機4臺，以及流動電箱、燈具、刮杠、抹子、鐵鍬、120KW的發電機備用等設備。

4.2.2 澆筑順序

混凝土澆筑采用整體分段分層連續澆搗施工形式，在主樓電梯井和集水井部位因深度較大，故每次澆筑高度控制在500mm范圍內。第一次澆搗承臺區域1.7m厚（標高-10.000m～-8.300m），第二次澆搗至大底板面（標高-8.300m～-5.700m）。4臺汽車泵同時由西向東推進，直至收頭。

4.2.3 澆筑方法

此次澆筑按分段分層澆筑型式進行，對每一車混凝土進行入模前的溫度檢測，專人負責調配混凝土運輸車輛，不要讓混凝土車輛在現場滯留過久，確保混凝土車進入現場后25分鐘內放料完成。按要求對現場混凝土進行塌落度檢測，對于不合格的混凝土堅決作退場處理。第一階段4臺泵車同時從西北角承臺依次向東推進，先澆筑深坑部位；第二階段待4h后，南面兩臺泵車回到西北角開始澆筑上部1.8厚部位。東面兩臺泵車繼續向東推進深坑部位混凝土澆筑。澆筑時要根據時間和現場混凝土流淌面積,及時調整上層混凝土的覆蓋，一定要在下層混凝土初凝前覆蓋上層混凝土，避免產生冷縫，覆蓋上層混凝土時振動棒一定要插入下層混凝土50mm以上，確保界面銜接密實。保障每個斜面和每個平面的混凝土每層覆蓋是都是在初凝前完成。第三階段是澆筑到筏板面標高時,振搗后用刮尺平整，然后在初凝前用平板振動器進行混凝土面層振實，因為混凝土在沉實的過程中粗骨料會下沉，導致面層水泥漿料過厚且不密實，容易收縮開裂，并且還會使混凝土與鋼筋黏裹不牢靠，在面層混凝土初凝前1小時要用機械抹光機進行混凝土面層二次抹壓，然后及時覆蓋薄膜保濕養護。在每階段澆筑過程中要及時排除積水、泌水和浮漿，在澆筑吊模處要先將吊模下口混凝土澆筑平待初凝時在澆筑吊模內混凝土土，這樣可以防止混凝土沉實所產生的吊模根部混凝土不密實情況。

4.3 混凝土振搗

隨著混凝土流淌的方向布置振搗，一般是以出料口，斜面中部和斜面尾部分別布置振搗人員。振搗應重點關注每層銜接處、邊角處的振搗，以及吊模處、集水井、電梯井、預埋構件等處的振搗。不要漏振，過振，振搗不密實，振搗不及時等現象發生，也不得觸碰測溫設備。

振搗方式采用行列式和交錯式。要保障振動棒每次移動的位置間距不要大于振動棒作用半徑的1.5倍，距模板處也不要大于振動棒的作用半徑0.5倍范圍。在混凝土的初凝時間以內要間隔半小時左右進行再次振搗，可以有效的排除混凝土中的泌水和空氣，使其混凝土更為密實。

4.4 溫度控制

為了準確地掌握大體積混凝土的水化熱變化情況，以及不同深度處溫度的變化規律，隨時監控溫差的動態變化，而采取養護措施，杜絕混凝土因為溫度變化波動大而產生應力裂縫，對基礎筏板混凝土必須做好測溫工作，進行信息化跟蹤和監控[3]。

設置測溫點，本工程在平面上，以中軸線劃分，長向筏板處布置4個測溫點，短向底板處布置3個測溫點，斜向底板處布置3個測溫點，共設置10個溫控點。本工程測溫采用便攜式建筑電子測溫儀傳感器（DS18B20），測溫時將便攜式儀表（JDC-I）、測溫探頭、測溫線配合使用，作好測溫點位的編號及溫度測量記錄，以便隨時發現問題。

測溫線的放置：每個監測點位置設置縱向Φ20鋼筋棍，測溫元件用細鐵絲綁扎在鋼筋棍上，并保證相互絕緣，導線沿鋼筋網引至無線發射器，二次儀表設在測溫房內，定時接收溫度信息。每個基礎混凝土澆注前安裝好測溫元件、引出導線、連接儀表，并檢查元件是否完好，如有損壞及時更換。

測溫頻率：按《大體積混凝土溫度測控技術規范》GB/T 51028-2015規定：混凝土澆筑后，每隔15min～60min,測量記錄溫度1次。故此次監測頻率為：從混凝土澆注開始監測人員在現場監測溫度變化，監測頻率為每小時測量1次數據，預計混凝土澆搗3-5d內底板溫度將達到最高點，然后逐漸降溫，在砼澆筑后開始測溫工作，為此擬采用以下測溫頻度：2-4天每4h測溫一次； 5-14天每8h測溫一次；14天以后每24h測溫一次；測溫后應及時做好測溫記錄，當內外溫差小于15℃時，停止測溫。

測溫控制：如果出現底板內外最大溫差接近或超過25℃時，立即報警，并提出控溫措施，包括增加該點附近區域灑水量、增加草包和塑料薄膜覆蓋等措施，使溫差控制在規范允許的范圍之內。

測溫數據整理：每天測溫以后，及時做好數據整理，找出每天各測溫點的最高和最低溫度，計算混凝土內外溫差，并將結果及時上報技術部，以便視其溫差采取措施。測溫結束后，最后提交測溫總報告，繪制溫度與時間曲線如（圖1），并進行溫度應力計算分析[4]。

圖1 3-1各測點傳感器溫度變化曲線

經過每道工序的認真把關，實測結果完全符合要求。

4.5 混凝土養護處理

大體積混凝土的養護是項關鍵的工作，應該足夠重視，為了更好的杜絕混凝土水化熱過快導致混凝土裂縫，因此要采用保濕保溫的措施來延緩水化熱變化，必須保持混凝土的相對濕度在80%以上。

提高混凝土養護溫度，可加速水化反應，獲得早期較高強度，可減小大體積混凝土內外溫差。本工程大體積混凝土采用覆蓋塑料薄膜和麻袋方式進行養護。如出現溫差接近或超25℃，將采取增加保溫保濕措施。

混凝土面層整平抹光后，就要覆蓋塑料薄膜進行保水養護，然后再根據測溫數據來確定覆蓋麻袋、草包的時間和厚度，現場另備1層土工布以作保溫保濕備用材料。

砼養護不少14d，日常氣溫超過28℃時，覆蓋塑料薄膜或不間斷來回噴水養護，保持混凝土表面濕潤。所用養護水必須是飲用水，不得用含有酸堿性的污染水。

5 施工質量控制要點

質量是一個企業的根基，也是履行社會責任的主體，更是我們每位參與者應該堅守的職業道德，要從思想上敬重質量，以優良的質量觀為榮。

項目部要根據公司的質量目標，質量方針落實到位，根據項目的特點健全質量保障責任制度，嚴格執行“三檢制度”；事前做好可行的方案交底，標準交底，工藝交底。過程注重巡查、檢查動態糾偏，事后收集資料，經驗總結，改進創新。項目部要以項目經理為質量控制的責任主體，層層分解落實，監督管理，獎罰分明。

項目部要組織按橫向到邊，縱向到底的原則進行詳細交底，讓所有參與者都應該很明白自己的崗位職責和工藝要求，以及質量標準。

建立大體積澆筑施工質量控制點：1、每一分層澆筑的時間控制，通過現場專人記錄時間和觸探方法結合，堅決杜絕冷縫發生；2、現場混凝土的坍落度檢測，不符合標準的混凝土堅決不得入場；3、堅決杜絕現場給混凝土加水；4、基坑積水全面跟蹤檢查及時處理；4、現場專人跟蹤振搗工序，杜絕漏振、過震、振搗不及時等；5、專人負責檢查鋼筋保護層厚度防止施工過程中對鋼筋保護層的破壞；6、對于插筋和預埋件的軸線位置進行跟蹤檢測確保位置準確；7、混凝土澆筑的標高控制；8、混凝土面層二次磨壓的時間控制；9、養護時間的控制和跟蹤；10、影像資料和數據收集整理。

6 環境保護與文明施工

現場應防止泥漿外帶，要派專人對進出場車輛進行沖洗；對現場道路要隨時灑水清掃防止揚塵；進場車輛禁止鳴笛；施工現場要設置專用的混凝土運輸車料斗清洗池，防止料斗殘余料灑落在交通道路上；現在要有專人負責指揮進出車輛及排隊車輛，保障現場有條不亂。

7 結論

湘德商業辦公項目（一期）工程筏板超大體積混凝土工程施工通過努力順利圓滿的完成了任務。本工程從實測質量，觀感質量都達到優良，沒有出現裂縫現象，為整體建筑奠定了基礎。其中離不開精心的策劃，科學的管理，合理的部署，嚴格的執行以及優化創新，充分提升大體積混凝土筏板基礎在建設工程的最佳效果。