高层建筑中箱型基础的裂缝与防治施工技术

摘要：在高层建筑的箱型基础施工中，因混凝土水化反应引起温度快速变化导致砼体体积收缩进而产生裂缝问题，此方面问题一直也是高层建筑箱型基础施工备受关注的一项关键内容。文章针对高层建筑中箱型基础的裂缝问题展开了分析，通过归纳阐述相关的防治施工技术，以期为类似项目施工管理提供更为宝贵的借鉴经验。

关键词：高层建筑；箱型基础；裂缝成因；防治施工技术；项目施工管理 文献标识码：A

中图分类号：TU753 文章编号：1009-2374（2017）02-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.052

认识高层建筑箱型基础的形成结构，定性分析裂缝成因，归纳引起箱型基础裂缝的主要影响因素，并通过采取一定的裂缝防治施工技术手段起到防患于未然的作用，保证施工质量和建筑物的使用性能，提升建筑物使用周期。下文将重点对高层建筑中箱型基础的裂缝与防治施工技术展开论述。

1 工程概况

涟钢2250mm热轧主轧线工程是由原涟钢棒材拆除而新建的，主轧线地下设备基础总长440m，基础最宽处42m，其厂房柱基础与设备基础相连，为箱形钢筋混凝土结构，设计没有留置永久的变形缝。其相对标高±0.000=118.6m，大面积基础埋深-9.9m，冲渣铁皮沟部分深度-14.78～-9.9m。基础所处地质以中上石炭系壶天群白云质灰岩为主，地表土层很薄。基础底板厚度1400mm，墙板厚度800mm或1200mm，顶板厚度变化较大，最厚的顶板达到4000mm，顶板及底板设计有大量的螺栓和螺栓预留孔洞，在粗轧机区、精轧机区及卷取机区顶板布置有设备的底座基础、电缆沟槽、楼梯等，标高变换大，结构造型复杂，施工难度相对较大。基础底板及墙板设计为C30S6混凝土，顶板设计为普通的C30混凝土（如图1所示）。主轧跨共设置后浇带11个，将主轧线分为12个区。后浇带按规范一般30～40m设置一道，后浇带的宽度为1000mm。

2 高层建筑中箱型基础裂缝的常见形式及成因

箱型基础主要由顶板、底板和若干纵横墙柱组成（如图2所示），其特有的组成和型式特点也决定了箱型基础在高层建筑中应用必然要面对垂直方向、水平方向、八字形等裂缝问题，而不同形式的裂缝成因各不相同。

2.1 垂直裂缝

通常垂直裂缝是由混凝土收缩变形引起。建筑结构设计布局不够合理，主体结构局部刚度过大，而刚度不同的交接截面位置极容易出现收缩裂缝。该类裂缝通常对于建筑结构性能不会造成较为严重的影响，但需注意设计阶段也应严格按照相关设计规范及程序执行，合理设置伸缩缝和后浇带，主体结构规划要尽量均匀和对称，特别在配筋率一致的前提下一定要确保钢筋直径和钢筋间距适宜，混凝土的浇捣施工须密实，相关的养护工作要到位。

2.2 水平裂缝

墙板和顶板交接处的水平裂缝，大部分是由于施工工艺不当所引起。在浇筑完墙板混凝土后，没有待墙体混凝土充分沉实和收缩，就进行顶板混凝土的浇筑，由于两者收缩方向的不同，在交接处很容易产生水平裂缝。

2.3 八字裂缝

墙板上斜裂缝是由于受力不均匀而产生的裂缝，它会影响结构的安全和使用功能。其原因主要是设计不合理，也有因施工顺序不当和墙板混凝土受到外部约束而产生。设计不合理主要表现于：绝对沉降量控制值偏大，引起同一基础相对沉降偏差大而产生裂缝；不按规范要求设置沉降缝或后浇带；箱形基础各个部位刚度分布不均匀，使各个部位的变形不均匀、不協调；施工顺序不当，也会引起墙面斜裂缝的出现。

3 高层建筑中箱型基础裂缝的防治策略

下面笔者从材料质量控制、钢筋下料与固定控制、模板拼装与支撑结构搭建的质量控制、混凝土浇捣施工的质量控制和养护质量控制五个方面进行阐述：

3.1 材料质量控制

严控施工材料质量指的是材料质量控制与优化。水泥材料宜用旋窑普通硅酸盐水泥，由它拌合高强混凝土可保证良好的抗硫酸盐侵蚀性能，且大幅降低水化热。粗集料选用级配碎石，其片状石约占15%（重量比），含泥量不应超过1%，碱含量则不超过3kg/m3。细集料可选用质量合格的河砂。外加剂则多选择高效减水剂和微膨胀剂两种，也可适量增加粉煤灰以保证拌合混凝土具有足够的强度、抗渗性、和易性和可泵性，并能减少水泥用量和减少水化热。

3.2 钢筋下料与固定控制

第一，箱型基础钢筋应以机械连接为主，每个截面钢筋接头数不宜超过总数的1/4，且接头之间的间距不宜超过200mm；第二，箱型基础底部钢筋的绑扎应严格控制间距和保护层厚度，竖向构件的插筋绑扎应以垫层面定位划线为标准予以绑扎，而底板上层钢筋网应将竖向构件的插筋以焊接方式予以固定，防止混凝土浇筑、捣固影响插筋的定位精度。

3.3 模板拼装与支撑结构搭建的质量控制

第一，外导墙模板以12mm厚竹胶板作为面板材料，横楞选用50×100mm木方，竖楞选用Φ48×1000mm架子管，以Φ12@600对拉止水螺栓和平均间距为1m的钢筋支架予以固定；第二，基础侧模选用砖胎模，可兼做外墙防水基层；第三，反梁模板选择木胶合板，竖楞以平均间距300mm加设50×100mm木方，水平背楞选用双钢管形式，以Φ12 PVC套管作为对拉螺栓予以固定；第四，地下室砖墙模板选用18厚层板材料，背楞选用50×100木方以0.3m间距竖向加固和Φ48×3.5双钢管以0.6m间距横向固定；第五，采用600×600Φ12对拉螺杆对模板辅助加固，并以横撑连接支撑系统和脚手架。

3.4 混凝土浇捣施工质量控制

箱型基础大体积混凝土的捣固施工宜在每个浇筑带之前提前配置7台插入式振捣棒，3台作为上部混凝土振捣所用且应放置于泵管出料口位置，另外2个则作为下部混凝土振捣所用且布置于坡角位置，这样做也能避免混凝土的过多堆积的问题，与此同时，为消除上下浇筑层之间的接缝，可将插入式振捣棒在振捣过程中向下层混凝土深入5cm厚度。另外，为避免混凝土集中堆料问题，可提前捣固已出料的混凝土，使其自然流淌并形成一定坡度，紧接着以0.4m为间距、以梅花形均匀布置捣固点，依次按点插入捣固实现全面捣固。值得注意的是，插入捣固须重点控制混凝土流淌的近端和远端，严格把控各个捣固点位的间距、振捣时间以及插入深度。于配筋密集部位的捣固应改用小径（一般为Φ30）振捣棒予以捣固，可随混凝土浇筑进程逐步推进，并随浇筑层高依次上移，从而可以保障每层混凝土的捣固质量。如需改变浇筑的方向，可于另一端向回浇筑并捣固，以此与原坡交集并构成集水坑，推进浇筑也将集水坑逐渐推向中间段，最终可由软轴抽水设备排出。另外，对待箱型基础大体积混凝土构件表面的水泥浆问题，可于浇筑完成2～3小时内施作处理，主要办法是利用2m刮尺根据控制标高予以刮压处置。混凝土初凝之前须以木抹子做两遍粗平压实，然后以铁抹子做两遍搓平压实，确保构件表面的密实性和平整度合格，最后一抹面做表面平整

处理。

3.5 养护质量控制

混凝土初凝以后以洒水润湿的方式养护不少于2h，然后于基础四周砌筑相应的挡水墙，要求蓄水深度不低于15cm，要求养护时间不少于14d；及时掌握箱型基础大体积混凝土的内部温度和表面温度二者的变化情况。我们需要做的是，基础底板内预先埋设全面积温测点（通常要求每一个温测点可辐射30m2范围），其中具有代表性的和可比性的温测点宜设于基础板后底部、中部和表面，但要求与边角和表面的距离不小于5cm；箱型基础混凝土内部温度监测应选用专业化程度高且符合国家行业技术标准的温测仪。按照温测点布置方案预先将探测头绑扎于墙柱竖筋位置，且露于板面的长度不小于20cm。探头线长度设计则依据板厚而定，外露探头须采用塑料袋予以遮罩，防止遭受污染。温测点可以上、中、下位置依次编号。插头插入主机的插座，启动电源开关即可得到温测点位置的温度值；混凝土浇筑完成（即终凝）可进行相应的测温工作，温度监测的频率一般以28天为准。前3天每间隔2h可完成一次测温；第4天至第10天每间隔6h可完成一次测温；第11天至第20天每间隔8h或12h可完成一次测温；第21天至第28天每间隔24h可完成一次测温。箱型基础大体积混凝土浇筑一般在第4天获得的测温数据最高，约为58℃左右，自第5天持續降温。因此，为保证下一道工序不受影响，可在蓄水第7天放水弹线，相应的测温工作与其同步进行。通常，测温工作进行到第7天，基本可以稳定在8℃～15℃之间，远低于不安全温差标准线（25℃），如此控制温度是非常理想的。

4 结语

混凝土裂缝控制是建筑结构施工的一大难点，特别是超长、大体积混凝土结构。高层建筑因其自身特点要求施工技术含量较高，且现场施工管理相对更严格。上文主要针对高层建筑中箱型基础的裂缝与防治施工技术展开分析与论述，特别要求在其施工阶段要做好材料质量控制、钢筋下料与固定控制、模板拼装与支撑结构搭建质量控制、混凝土浇捣施工质量控制和养护质量控制五个方面确保箱型基础的施工质量，方能保证整个高层建筑的安全、使用性能。

参考文献

[1] 赵宽宏，遵艳君.高层建筑箱型基础裂缝成因及对策[J].江西建材，2015，（19）.

[2] 刘爱明.高层建筑中箱型基础的裂缝与防治施工技术[J].低碳世界，2015，（31）.

作者简介：王巨澜（1968-），女，安徽人，工程师，研究方向：建筑工程。

（责任编辑：小 燕）