高层建筑筏板基础大体积混凝土施工技术探析

杨庆江

贵州建工集团第十建筑工程有限公司 贵州 贵阳 550000

引言

大体积混凝土的施工难度较大，为确保质量，在施工前需要做好施工部署工作，然后从混凝土配合比、浇筑、温度测算与养护等方面进行方案优选和实验。建筑工程中的筏板基础一般属于大体积混凝土工程，出现裂缝的概率较高，需采取更严格的施工措施。本文将针对筏板基础大体积混凝土施工技术进行分析，归纳确保其施工质量的施工要点。

1 筏板基础大体积混凝土施工技术概述

大体积混凝土，其简单来说是指的最小断面尺寸在1m以上的混凝土结构。因为大体积混凝土的尺寸过大，所以必须应用相应技术措施来对其温度差值进行有效处理。通过合理解决温度应力，来有效控制其裂缝。大体积混凝土施工有着结构体积普遍较大与整体要求较高这两特点。通常情况下，浇筑后的混凝土会产生十分巨大的水热化，这些热量积聚在混凝土内部难以往外发散，因此导致混凝土内部和外部的温差过大，由此出现温度应力，进而使混凝土结构体积增大。因为大体积混凝土一般适用于高层建筑等大型建设工程项目，因而在施工中最好不预留施工缝隙，而应依照施工整体要求来对混凝土开展连续浇筑。

混凝土结构体积过大会由于温度应力的影响导致结构出现裂缝，影响工程整体质量。实际施工中，要从混凝土的原料采购、配合比设计、选择添加剂、混凝土搅拌及浇筑等各环节加强技术控制，并准确计算混凝土的温度及应力，在此基础上制定温控策略。同时，统筹安排混凝土材料的运输工作，选择合理的运输工具，保证混凝土浇筑的连续性。最后，组织专业技术人员进行混凝土的浇筑、振捣，浇筑与振捣环节也是保证混凝土结构施工质量的关键环节；完成浇筑与振捣后要及时进行温度测试、保温处理，并做好混凝土构件的养护工作[1]。

2 高层建筑筏板基础大体积混凝土施工部署

施工单位在进行大体积混凝土施工前，需要认真撰写专项施工方案，合理组织安排施工工序，做好相关部署工作。大致包括以下方面：

2.1 施工进度计划和浇筑区域划分

大体积混凝土浇筑之前需完成基础垫层铺设、钢筋绑扎、模板支设等施工工序，并完成施工技术交底。通常情况下，高层建筑大体积混凝土需要日夜连续施工，每个块体浇筑要花费1～2天。大体积混凝土通常采用分块分段浇筑。浇筑部位划分依照下列原则。

其一，基础中荷载较大、受力集中的部位采取分界浇筑；其二，就建筑结构设计明显分界处做好浇筑分区，如裙楼和主楼基础交接部位、电梯井和基础底板交接部位以及后浇带、沉降缝等分隔带部位；其三，确保混凝土施工现场人员机械安排合理、施工现场交通顺畅、施工高效的原则进行浇筑分区。

2.2 人员、材料、机械合理安排

2.2.1 机械设备和材料准备。混凝土浇筑常用机械设备为混凝土汽车输送泵、混凝土地泵；混凝土输送使用机械设备为混凝土运输车；混凝土振捣成型使用设备为插入式振捣棒、平板振动器；场地排水使用抽水泵。

大体积混凝土使用需要的材料排除混凝土之外，还包括了保温养护材料，例如塑料薄膜、棉毡等；温度测控材料，例如温度计、钢管等；后浇带材料，例如钢丝网、钢筋等；还有一些浇筑设施要用的材料。高层建筑大体积混凝土在施工前应当列出主要机械设备与材料清单，涵盖数量和型号等，并放置在规定路线和地点。

2.2.2 施工人员安排。在浇筑混凝土之前，需要依照施工进度要求来对相关工序和工作台班进行安排，明确现场各施工技术人员的职责，并依照施工工序来施工。现场项目经理应全面承担起承包工程的质量和服务；技术负责人则主要对工程技术、质量管理负责；项目施工人员主要参考国家施工规范、标准与公司程序文件和作业指导书来组织施工。筏板基础施工过程中的模板支设、钢筋制作连接等工序操作要由专业施工人员来负责，施工人员包括土工、混凝土、钢筋工等九种专业类别。有关机械操作人员都需持证上岗，没有获得项目部许可，不得随意更换施工人员[2]。

3 实例分析高层建筑筏板基础大体积混凝土施工技术要点

某项目总建筑面积约21.76万m2，其中塔楼建筑面积约12.28万m2，地下3层，地上46层，结构高度195.45m，采用钢管混凝土柱、钢框架-钢筋混凝土核心筒。塔楼基础采用筏板形式，混凝土总浇筑量约为16000m3，筏板基础的混凝土强度等级为C45（60d标养抗压强度），抗渗等级为P10。

3.1 混凝土配置

3.1.1 原材料选择。水泥：水泥强度等级的选择应该适应混凝土的设计强度，可以采用42.5P.O水泥，该水泥具有良好的与外加剂及掺和料的适应性。并且，为减少水化热温升，应优先选择水化热较小水泥；粗骨料：采用5～25mm的碎石材料与5～31.5mm卵石进行复配混合，以达到在施工过程中确保满足5～31.5mm的连续级配要求，而且含泥量控制在0.8%以下；细骨料：选用细度模数＞2.3的混合砂，含泥量≤1.5%；外掺料：选用Ⅱ级粉煤灰和S95级粒化高炉矿渣粉；减水剂：选用聚羧酸系列高性能减水剂；抗裂剂：选择SY-T增强密实抗裂剂；水：选用饮用自来水，严格控制其用量不大于175kg/m3。

3.1.2 配合比。经近100余组试配试验，在对混凝土的各种性能和指标都达到了施工要求和标准条件后，最终确定了塔楼基础筏板大体积混凝土C45P10的配合比。材料名称规格及配合比用量如下：水：158kg/m3、水泥：250kg/m3、中砂：693kg/m3、5～31.5卵石：332kg/m3、5～25碎石：776kg/m3、Ⅱ级粉煤灰：90kg/m3、S95级矿渣粉：90kg/m3、SY-T抗裂剂：35kg/m3、高性能减水剂：10.7kg/m3。

根据配合比，按照国标要求制作、标准养护C45P10试件并进行试验，表明研发的混凝土入泵坍落度为180±20mm，初凝时间为8～10h，能够满足60d抗压强度和抗渗要求以及施工过程中的泵送和现场浇筑要求。具体为：混凝土强度等级达到C45（60d标养强度评定）；抗渗等级达到P10；泵管直径D=125mm时，泵送混凝土的坍落度为180±20mm；拌合物温度低于20℃，现场初凝时间为6±2h，终凝时间为12±2h；试配混凝土水胶比=0.40，胶材总量430kg/m³，表观密度=2400±50/m3。

3.2 入模温度控制

为了合理降低混凝土的填充温度，要对其进行温度控制。合理降低原材料的温度，混凝土在机器处理中就要进行温度调节。在夏季要做好防晒处理，避免阳光直射，可以利用水雾喷入或者利用水冲洗等方式进行降温处理。在进行混凝土的搅拌处理中也可以通过添加冰块的方式进行降温处理。同时，控制混凝土装车、运输、下料的停滞时间，保证连续、均匀供应混凝土，运输车间隔时间≤20min且经常洒水降温，避免混凝土入模温度升高。

3.3 混凝土浇筑

对经过分析比较论证，该项目筏板基础混凝土采用“由南向北、斜向分层、薄层浇筑、一次到底”连续浇筑施工方法，即混凝土由大斜面分层下料，分批振捣，每批厚度控制在500mm左右。在第一次振捣完成20～30min后，再进行第二次复振，以便使混凝土能够充分散热。同时采用“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的浇筑方法来避免出现施工冷缝。3m厚筏板基础以及电梯基坑附近，由于筏板厚度过大，故采取人工作业的方式利用振捣器在中层钢筋处进行振捣作业，以确保混凝土的浇筑和振捣质量。另外，为预防预埋管件部位和表层钢筋上部混凝土出现裂缝，要及时采取抹压来进行消除。基础底板的混凝土做二次抹面，第一次伴随振捣抹面，然后在表面部分水分尚未干透的时候马上做二次抹面，并在将塑料薄膜覆盖其上，以免表面水分快速蒸发而出现干缩裂缝。

3.4 混凝土动态养护

在混凝土浇筑完成后，对混凝土进行摸压平整并在混凝土上覆盖保温膜，随后在混凝土上覆盖50mmXPS的挤塑板，最后在混凝土上覆盖一层棉毡，并要保持棉毡湿润。同时，在筏板西侧3m厚侧壁处搭建防护棚进行温度保护，形成隔离保温。混凝土终凝前在压光后表面用铁抹子反复压实，先用塑料薄膜覆盖，保持塑料薄膜内存有凝结水，再覆XPS挤塑板。塑料薄膜之间相互搭接200mm，以减少水分的散发。对于电梯井口位置，混凝土施工浇筑完混凝土成达到一定强度后要进行注水操作，深度300mm。同时，为防止冷空气进入，要将坑口封闭。电梯井坑内侧模一周后方可拆除，闭合坑口，直至保温阶段结束。在施工过程中，如果混凝土浇筑完成后遇到强降雨天气，则在三天内就应该增加覆盖物，防止水的温度使混凝土筏板降温[3]。

4 混凝土温度监测

4.1 温度和应力计算

在高层建筑筏板基础大体积混凝土施工开始前，需计算好一些数据，如此能更好确定混凝土温度有关控制指标。其具体包括了混凝土浇筑温度、温度应力、收缩应力，完成好温度和应力计算工作，能够提供给筏板基础大体积混凝土温度控制以理论根据。

4.2 混凝土温度监测位置

在本次施工中，对混凝土的温度变化和温度变形采用无应力计和应变传感器进行了实时监测，以掌握混凝土中的温度与变形的实时变化及分布，指导混凝土的动态养护。在布置测温点时，要根据浇筑平面位置和先后顺序进行优化布置。经过有限元计算和分析以及对温度场的判定，本次混凝土浇筑施工时，在不同混凝土厚度筏板承台上共布置了12个测温孔。在测试孔的设置上，主要分为上、中、下三个测试点，分别监测混凝土表面、内部和底部的温度变化。传感器的设置主要分5个方向，分别为0°、45°、90°、135°和竖直方向。

4.3 混凝土温度监测及分析

在进行混凝土温度监测时发现，混凝土内部温度变换相对较慢，其最快为5℃/h。降温相对升温更慢，最快3～4℃/d。因此在实时监测时，数据采集为30秒采集一次，并上传至计算机，同时与有限元分析结果进行对比，判定混凝土中的实时温度变化和应力变化，实时调整混凝土的动态养护方案。如果监测的时候发觉混凝土里表温差存在问题，要马上反应进行调整，以避免出现混凝土裂缝问题。

5 结束语

综上所述，高层建筑筏板基础超厚大体积混凝土施工中，需合理选用原材料，优化配合比设计，采用科学的浇筑及振捣方法，合理设置降低混凝土内部温度的措施，严格管理施工，加强温度监测，精心养护，全面顺利完成施工工作。工程检验合格，经时效检查超厚大体积混凝土并未出现有害裂缝，且混凝土内外温差很好地控制在25℃以内，工程质量得到有效保证。