筏形基础大体积混凝土施工技术浅析

丁 雯

（中电建建筑集团有限公司，北京 100000）

0 引言

筏形基础是房建工程平面构造的重要组成部分，对于筏形基础工程而言，大体积混凝土裂缝不仅对其结构耐久性产生不良影响，同时也会对结构整体性安全性产生严重影响，因此，控制大体积混凝土裂缝成为施工质量控制的关键。本文结合工程项目实际情况，通过采取一系列技术措施对大体积混凝土施工工艺进行优化，确保了筏形基础混凝土施工质量。

1 工程概况

某建筑工程涉及筏形基础主体塔楼建设，存在大体积混凝土施工需求。筏形基础呈不规则六边形，筏基面积4132m2，筏板平均厚度为5.5m，筏板内双向配筋面筋为Ф32@150，底筋双排为Ф36@150。筏板混凝土浇筑量＞20000m3，采用泵送商品混凝土，抗渗等级达到S8，混凝土强度为C35。筏形基础结构工程大体积混凝土施工是该项目的质量控制的重点之一。

2 筏形基础结构大体积混凝土施工要点

2.1 材料准备

（1）水泥。混凝土的主要材料是水泥，研究表明，水泥熟料铝酸三钙发热速率最快，所释放的热量也最大。为控制大体积混凝土裂缝，选用矿渣硅酸盐水泥，并且对水泥用量进行严格控制[1]。而减少水泥用量会对混凝土坍落度、强度等性能产生一定影响，因此添加适量活性细掺料。

（2）骨料。在准备骨料过程中，结合工程需要，选择粒径大、级配良好的粗骨料，不仅能够减少水泥和水的用量，还能最大程度避免混凝土材料发生泌水现象。细骨料则选用中粗砂，平均粒径大，对控制水化热量、减少温度裂缝有明显帮助。

（3）外加剂。为进一步降低水泥用量，掺加适量粉煤灰，掺量通常控制在≤30%[2]。减水剂有助于强化混凝土材料流动性和强度，并且能够控制水化热的释放速度，结合施工实际需要决定其添加量。

2.2 钢筋及冷却管布设

根据筏形基础工程设计规范，主体塔楼采用直径40mm 钢筋（型号HRB500E），按照间距200mm 进行布置，面层和底板钢筋分别为6层和12层，钢筋总量约为4600t。在进行钢筋绑扎过程中，所设置的钢筋支架也同时作为混凝土冷却系统的支撑。结合《大体积混凝土温度测控技术规范》（GB51028-2015）中相关要求，当大体积混凝土厚度超过3m 时，需布设2 层或2 层以上的冷却水管，并且各层冷却管回路之间的间距宜控制在1.5m 左右[3]。该项目筏板基础平均厚度达到5.5m，结合前期试配及计算结果，布设2 层冷却水管就能满足降温要求。考虑到筏板内双向配筋面筋为Ф 32@150，因此利用钢筋网片作为冷却管的支撑体系，将冷却管直接平铺在钢网上，并按照间距6m 的标准将DN100 无缝钢管布置在外围，作为冷却水系统的主管道，按照间距2m 的标准布设筏板内部支管，钢管型号为DN50，确保每个回路支管的两端分别与进水口、出水口主管连接，相关参数见表1。

表1 水冷却系统相关参数

2.3 混凝土测温

（1）测温元件选择。筏形基础结构大体积混凝土施工时，在终凝阶段水热化大量产生，需对混凝土内外温度进行监测[4]。因此，要在施工前正确选用测温计，预埋温度传感器。测温计阻抗达到100MΩ，测温范围在零下50℃至零上1300℃，误差不超过0.1℃，符合施工规范的相关要求。在实际应用时，既要确保测温元件操作灵活，还要兼顾预埋操作的要求。

（2）测温点和测温线布设。根据《大体积混凝土施工标准》（2018版）中相关要求，结合该主体塔楼筏形基础结构实际施工需要，共确定31 个测位，按照竖向500mm 间距标准在每个测位布置10 个测温点，测温点数量共310个（如图1所示）。完成测温点位布置后，开始进行测温线布置，有以下几点要求：

图1 项目测温点布设情况

①测温线需在水下1m 处进行浸泡，时间不低于24h，观察不损坏即满足要求；

②集中布置引出线，并对其加以保护，确保各接头牢固且位置正确；

③测试元件接头与固定架金属体、钢筋等绝热，采取措施保护测温元件及其周围结构，避免混凝土下料时对其产生冲击，振捣器不得触及测温元件、引出线；

④布置测温线之前，使用棉线对其进行栓接，并缠绕透明胶布，发挥固定作用；

⑤测温线布置后，及时与设备进行连接，检测测温元件是否正常工作，如发现问题及时进行校准。

2.4 混凝土入模温度控制

测温点位和测温线布置后，C1～C31 测点各安装1台测温元件，每台测温元件同时接收10 个测点温度数值，有温度监测软件负责记录混凝土结构温度变化情况，绿色表示水化热升温范围正常，红色则说明温度超限，预警后应进行相应降温处理。与此同时，对混凝土入模温度进行控制，如果施工时气温比较低，则要提高混凝土浇筑温度，避免混凝土发生早期冻结，主要通过对筏形基础冷壁进行蒸汽预热、原材料加热等方式进行。如果气温比较高，则及时将砂石覆盖，或者在混凝土浇筑前对砂石进行降温[5]。

2.5 混凝土浇筑

2.5.1 浇筑施工要点

该项目筏板混凝土一次性连续浇筑量超过20000m3，因此采用泵送商品混凝土方式进行施工，计划投入6台混凝土输送泵，其中2台作为备用。为满足混凝土浇筑施工要求，现场规划可供混凝土运输车停靠的区域和紧急停车处。混凝土浇筑分为4 个阶段，方向由南向北，按照先集水坑后大面的顺序进行浇筑，布料机覆盖局部接缝，保证一次浇筑成型且不产生冷缝，如图2所示。

图2 分阶段浇筑示意图

考虑到项目大体积混凝土浇筑时已是深秋，天气比较冷，因此随机测定入模温度，最低温度≥5℃，最高温度＜15℃。根据平面分布情况，选择斜面分层薄层浇筑，循序退打，一次到顶。泵管放在排架上，不得布置在钢筋网片上，混凝土布料不得采用通过振捣钢筋，也不能集中放料，操作时避免对预埋件产生碰撞[6]。确保每条浇筑管道布设不低于3 个振捣点，各振捣点配置2个施工人员和2个振捣棒，结合筏板厚度确定振捣棒长度，振捣点具体布置见表2。

表2 振捣点布置

2.5.2 振捣注意事项

（1）如在夜间施工，确保照明条件良好，确保施工人员能够清楚看到底层钢筋；

（2）采用插入式振捣棒，均匀排列插点，快插慢拔、逐点移动，避免遗漏；

（3）振捣棒根据行列式进行移动，移动间距≤有效振捣作用半径300～400mm；

（4）采用钢筋绑扎导线以及测温设备，根据测温具体位置，准确预埋钢筋和测温设备，并焊接在各层钢筋网片上，负责降温的冷凝水管要与筏板钢筋支撑结构进行焊接处理；

（5）浇筑前详细交底，严禁施工人员将振捣棒与冷凝管以及测温器的固定点位进行接触，且上述部位不应进行长时间振捣。

2.6 混凝土养护

大体积混凝土养护应明确管理目标，设专人负责，减少现场因素的影响。在正式进行养护前，为进一步确保养护的合理性和科学性，结合工程实际，建立更加全面的养护管理机制，切实落实好监督责任。对于现场因素对养护的影响，应做好环境评估，做好风险预判，从而采取有针对性的防范措施，养护期不低于2周[7]。待混凝土终凝后，充分洒水，上表面覆盖土工织物+聚苯板（50mm）+节水保湿薄膜的保温材料，然后再将防风防雨彩条布覆盖在表面，采用短钢筋对其进行压实处理。由于项目主塔楼筏形基础比较高，因此采用保湿薄膜+棉被对筏形基础侧面进行覆盖，达到良好的保温效果。在为期2 周的养护过程中，利用无线测温数据采集系统保存测温数据，每次数据采集时间间隔为15min，生成实时温度变化曲线，并根据测温结果对保温方式予以调整。如果筏形基础混凝土结构表面温度与气温之间的差值＞20℃，则根据实际情况适当增加聚苯板厚度，确保两者差值低于20℃。

3 施工效果分析

通过对筏形基础主体塔楼大体积混凝土施工技术的优化，筏板混凝土泵送顺利，浇筑质量满足相关施工规范，混凝土抗渗等级以及混凝土强度达到设计要求，且有效控制了温度裂缝问题。同时，通过提前预埋测温仪器和导线，各监测点位温度数值监测精度达到0.1℃，并且实现对大体积混凝土内部温度的同步监测与控制。

4 结束语

综上所述，该项目中主塔楼筏板基础结构厚度大于3m，且混凝土浇筑量比较大，一定程度上增加施工难度。为减少裂缝通病对混凝土结构的影响，在施工过程中，加强施工管理，保证施工技术应用到位，确保大体积混凝土施工质量，以避免结构裂缝的产生。大体积混凝土施工技术在筏形基础主塔楼中的成功应用，特别是混凝土测温技术的运用，为混凝土裂缝控制提供更多现实依据，值得在类似工程项目中进行推广。