超长超厚大体积筏板混凝土无缝施工技术研究与应用

芮守春 贺勃涛 李跃跃 郑太东 冯 浩

（中建七局第四建筑有限公司，陕西 西安 710016）

大体积混凝土在施工中，极易受到胶凝材料水化反应的影响，发生温度收缩变化，从而导致施工后的结构出现裂缝，进而导致结构整体出现质量问题。此种问题是高层建筑、超高层建筑、复杂结构建筑在施工中较为常见的问题，为提高混凝土工程的质量，保证工程竣工后投入使用的可靠性，下文将以某筏板混凝土为例，设计针对此工程的无缝施工技术。

1 超长超厚大体积筏板混凝土无缝施工技术研究

1.1 大体积筏板施工混凝土配合比设计

在对超长超厚大体积筏板的混凝土无缝施工前，首先设计混凝土的配合比，明确具体工程项目对温度控制指标提出的具体要求，并在此基础上，应用粉煤灰与矿粉相结合的方式，将其混入到混凝土施工材料当中[1]。同时，在确定各个成分的含量时，取消传统对膨胀剂的使用，采用聚羧酸减水剂[2]。将混凝土的坍落度控制在120mm±15mm以内，混凝土施工材料的配合比设计与强度的评定应当采用混凝土60d的强度，基于上述混凝土材料的应用需要，确定其配合比如表1所示。

表1 大体积筏板施工混凝土配合比

1.2 超长超厚筏板混凝土无缝浇筑施工

为实现对超长超厚筏板的无缝浇筑施工，采用斜向分层、薄层浇筑、一次到底的连续浇筑策略，在实际施工中将混凝土材料从大斜面上从上到下进行铺料，并完成分批次的振捣，每批振捣的厚度都应当控制在450mm～550mm范围内[3]。图1为混凝土浇筑分层振捣示意图。

图1 混凝土浇筑分层振捣示意图

按照图1所示的内容完成振捣，第一次振捣完毕20min～30min后，再开始第二次复振操作，以此充分发挥混凝土浇筑材料的散热效果。同时，在采用上述提到的振捣完成施工后，能够有效避免施工冷缝结构的产生。针对超长超厚大体积筏板周围及基坑周围的结构，由于筏板具备厚度过大、体积过大、长度过长的特点，因此需要应用人工作业的方式，通过振捣装置在中层钢筋结构上开展振捣作业施工，以此有效提高混凝土的浇筑和振捣质量，从而避免混凝土出现裂缝问题，影响整体施工质量。

1.3 混凝土施工动态养护方法

在完成对超长超厚筏板混凝土无缝浇筑施工后，为了避免在后期其他作业施工以及超长超厚大体积筏板投入使用后出现新的裂缝，进而影响建筑结构整体质量的问题，还需要对混凝土进行动态养护。在完成混凝土浇筑后，首先对混凝土表面进行抹压平整处理，并在其表面覆盖一层保温膜；其次，再在混凝土的表面覆盖一层厚度为40mm的XPS挤塑板结构；最后，在其上方覆盖一层棉毡结构，同时需要确保棉毡结构始终保持湿润的状态[4]。若实际养护期间遇到降雨天气，则需要及时覆盖防雨薄膜。在具体养护过程中，需要结合混凝土表面温度数据对养护方案进行动态调整。当混凝土内外温度差超过25℃时，此时需要通过增加覆盖物的方式，确保混凝土内部温度不会快速升高；当混凝土内外温度差小于15℃时，此时可通过适当减少覆盖物的方式，使混凝土能够充分散热。在对超长超厚大体积筏板的侧壁面进行混凝土的动态养护时，可利用两层棉毡结构覆盖其表面，以此达到保温养护的效果。同时，在超长超厚大体积筏板两侧可构建防护棚结构，以此实现对混凝土温度保护，达到隔离保温效果。在墙体、柱结构等位置上，可选择覆盖塑料膜，并在其上方增加两层湿棉毡实现养护，在这一过程中还需要不断向其表面洒水[5]。待混凝土达到终凝状态之前，需要在其表面用铁抹子进行反复压实处理，并先覆盖一层塑料薄膜。在混凝土凝固时间达到1/2～2/3时，可以掀开覆盖物，并仔细观察表面，若出现细微的裂缝，则可以通过二次抹平操作解决，再按照上述顺序进行覆盖。在动态养护时，需要根据温度的实际变化情况，添加或减少覆盖物。在一天中温度最高的时段，可适当将覆盖在混凝土表面的覆盖物掀开并进行散热，在周围环境温度逐渐降低时，再进行覆盖并实现保温。在完成养护后，需要确保温度差在小于20℃的范围内拆除覆盖物，以此完成整个混凝土施工的动态养护。

2 技术应用分析

为实现对本文设计施工技术的检验，以某高层建筑筏板混凝土工程为例，开展如下文所示的技术应用实验。

此次所研究的工程项目位于西安市，建筑占地总面积约为22.56万m2，该项目中的塔楼建筑占地面积约为11.98万m2，建筑总层数为49层，总高度为194.78m，建筑整体采用钢筋混凝土结构，属于混合结构建筑。

项目的工程等级为特级，使用年限为50年。其中，塔楼基础结构在设计时，采用筏板结构，结构尺寸为75.8m×68.9m，其中甲区域中的基础筏板厚度为3m，基础结构底板面积为4386.25m2，对应的南侧与北侧乙区中，基础结构底板面积为1057.18m2，位于西侧⑩轴后浇带位置处的丙区域筏板基础结构底板面积为356.12m2。

根据工程实际情况，此次所选的工程项目符合本文研究的超长、超厚、大体积筏板工程。在此基础上，由工程设计方与施工方进行混凝土浇筑设计，预期混凝土浇筑总量为1.6×104m3，对应基础结构的最大厚度为6.8m。综合上述分析可知，本文工程属于典型的基础筏板大体积混凝土工程，为满足工程在施工中的质量方面需求，经过多方设计后，针对该工程可以采用本文设计的无缝施工技术进行施工，施工时，采用一次浇筑的方式实施，不预留混凝土后浇带。综合上述分析，绘制基础筏板施工中的厚度分区示意图，如图2所示。

图2 基础筏板施工中的厚度分区示意图

掌握工程施工的重点后，按照预设的图纸与本文设计的施工技术，对项目现场的施工进行全面部署。在此基础上，为了确保工程施工质量，应结合工程需求，优化浇筑混凝土材料的配合比，并在有必要的情况下，在掺入材料中加入适量的膨胀剂。此外，使用CIVIL-2018软件，对施工现场的基础筏板结构的应力分布场与温度场进行有限元分析，根据分析结果，定位应力集中区域，调整浇筑施工的工序与施工方案，保证施工效果可以达到预期要求。

完成施工后，对混凝土开展养护工作，由工程监理人员负责在养护期间内对浇筑结构的裂缝数量、裂缝长度与裂缝变化趋势等相关数值进行测定。经过一系列的观察发现，按照本文所设计的无缝施工技术进行大体积筏板混凝土施工，可以避免结构受到外界环境的干扰而出现裂缝。在证明了本文设计的施工技术在应用中合理、有效后，对筏板浇筑结构进行混凝土抗压强度测试，观察并统计在60d内混凝土的强度发展规律，将其规律绘制成折线图，如图3所示。

通过图3实验结果可以看出，随着养护时间的增加，筏板混凝土抗压强度随之提升，说明本文设计的施工技术在实际应用中，不仅可以保证混凝与浇筑质量，解决结构裂缝问题，同时也可以有效提升筏板混凝土抗压强度，保证施工后结构的各项质量检测指标达标。

图3 筏板混凝土抗压强度测试结果

3 结语

本文以某大体积筏板混凝土工程为例，开展了此次研究。技术应用结果证明，所设计的施工技术在实际应用中，不仅可以避免结构出现裂缝问题，同时也可以提高筏板混凝土抗压强度。

为进一步提高筏板混凝土工程的质量，应在后续的工程施工中，做到下述三点。其一，在浇筑施工前，对混凝土材料的各项原材料投入进行合理化管控，包括水泥、砂石、外加试剂等级，并在制备浇筑材料的过程中，进行混凝土质量的抽检，如果在施工中出现材料变更等技术性问题，需要及时进行信息的上报；其二，在施工时，应安排专人监督核查现场浇筑施工，保证各个阶段的施工行为均在符合质量验收标准的前提下实施，避免浇筑结构由于受力不均出现变形问题，保证工程质量达标；其三，对施工作业现场采用网格化管控模式，在每个工程节点安排专门的负责人进行工程监管，将责任落实到具体个人。