吴丽萍
(山西工程职业学院,山西 太原 030000)
支承整个建筑物的大面积整块钢筋混凝土板式基础称为筏板基础。筏板基础的承载面积大、成型质量好,并且施工相对便捷,被广泛运用于房屋建筑工程。筏板基础结构的体积往往很大,需采用大体积混凝土施工技术。然而,大体积混凝土施工技术要求高,水泥水化热较大,容易使结构物产生温度变形,甚至出现裂缝。为了提高大体积混凝土的施工质量,在其施工阶段,应制定完善的施工方案,严格管控施工工艺和施工温度,并重视混凝土浇筑和养护等施工技术的合理运用。文本结合案例工程就房屋建筑筏板基础大体积混凝土施工技术进行分析总结。
车张佳园房屋建筑工程规划净用地约为135 亩,总建筑面积为42.3 万m2,其中,地上总建筑面积为28.5万m2,地下总建筑面积为13.8万m2。工程包括商业楼、办公楼、住宅楼、地下车库以及其他公共基础设施。具体而言:公共基础设施建筑面积为5906.58m2,商业建筑面积3.3万m2,住宅建筑面积24.2万m2。建筑工程施工阶段,选用臂长56m 的回转重型汽车泵浇筑大体积混凝土,机械设备最大泵送量为90m3/h。
本次施工选择的主材包括水泥、粗砂、卵石,并使用少量的粉煤灰和外加剂。水泥选择普通硅酸盐水泥;粗砂的细度模数控制在2.8~3.0 之间,优先选用粒径较大的粗砂,并仔细清理粗砂内的杂物;卵石粒径在5~25mm之间。采用泵送方法进行混凝土浇筑时,需加入适量的粉煤灰,以此合理提高混凝土的强度,降低水化热。同时,为减小混凝土温升峰值,应添加一定量的外加剂,并根据材料使用量开展实验,确定外加剂的掺入量[1]。
混凝土拌和过程中,为避免出现大面积裂缝,可选用冷水搅拌方式,并避免被阳光直晒,重点管控砂和石的温度[2]。结合本工程实际情况,确定了混凝土原材料配合比、温度和比热等参数,如表1 所示。通过公式计算可得,混凝土最佳拌和温度应为19.7℃,出罐温度为19.7℃,浇筑温度为19.79℃,环境温度为20℃。
表1 混凝土原材料配合比、温度和比热
混凝土浇筑作业开始前,施工人员需根据作业现场的具体情况,参考工程图纸,测量并核查基础标高,确定是否与房屋建筑工程设计要求相符合。还需进行地基验槽作业,进一步明确开挖深度、基岩情况等。
本工程筏板基础垫层选用C15 的商品混凝土,垫层厚度10cm。具体施工过程中,应在筏板垫层边缘区域预留一个尺寸为100mm×50mm 的小沟,便于排水和存储水源。
钢筋工程施工阶段,施工人员绑扎钢筋时优先选择八字扣方法,防止后期钢筋移动。而在绑扎下层钢筋时,应搭设钢管脚手架,与上层钢筋连接并固定。之后进入插筋施工环节,施工人员需遵守相关注意事项,避免钢筋直接插入筏板底部,应先伸入底板下层钢筋,再开展绑扎固定施工。当以上施工内容结束后,施工现场管理者需仔细验收,严格按照施工标准检查,只有验收合格才能进行后续作业[3]。
房屋建筑工程筏板基础大体积混凝土浇筑施工阶段,若施工平面面积未达到200m2,可分成两段浇筑;若平面面积在200~300m2,则分成三段浇筑,确保每段浇筑面积大于50m2。同时,严格管控浇筑厚度,优先采用薄层浇筑模式,便于混凝土更好地散热,最佳浇筑厚度为1.5m。也可选用斜面分层浇筑模式,重点管控斜面的坡度,应小于30°,浇筑厚度以45cm 为宜。具体施工过程中,应从建筑工程实际情况出发,结合施工要求和标准,制定可行性较高的混凝土浇筑方案。正常情况下,全面分层浇筑模式比较适合浇筑面积小的工程,斜面分层浇筑适合结构总长度大于厚度3 倍的大体积混凝土工程。本工程选择斜面分层的浇筑模式。
为了确保混凝土表面水分充分挥发,需选择最恰当的振捣棒,将其插入混凝土结构10cm 左右,遵守缓慢拔出的原则,实现土层与混凝土深度融合。
混凝土振捣过程中,应依据工程浇筑厚度,找到最佳振捣位置,并采取三道分布方式放置振捣棒。具体而言:在出料口处设置第一道振捣位置,构建较为流畅的坡度,第二道中间区域设置3 台振捣设备,提高振捣的紧实度,斜面中间区域设置第三道振捣位置,有助于灵活控制各个区域的振捣时间。另外,施工人员应掌握二次振捣要点,正确处理混凝土裂缝。处于混凝土初凝阶段,应根据工程具体要求进行二次振捣,其中振捣间歇时间为50min,若加入缓凝剂,则可延长间歇时间,但不应超过2h。如果在大面积混凝土施工时,大量泥浆漏出,应实行平整处理再压实。并在初凝后,利用磨光机打磨表面,打磨三次后开展拉毛处理[4]。
进入筏板基础大体积混凝土养护阶段,施工人员应考虑到大体积混凝土的特殊性,尤其是散热慢的问题。并且,由于水泥经过水化反应后释放大量的热能,短时间内难以全部散发,造成温度大幅提升,当温度过限则会出现大面积裂缝。同时,温度下降后还将产生收缩裂缝。鉴于此,施工人员应严格控制养护阶段大体积混凝土的温度,结合工程施工要求和作业面积,确定具体测温项目与测量次数(如表2 所示),以便于更好地了解温度变化特征。同时,参考现行技术规程要求,控制大体积混凝土构件温度时,需明确具体控制指标,制定完善的养护技术方案。
表2 具体测温项目及次数
工程施工过程中,混凝土的温度应控制在35℃以内,浇筑阶段混凝土温度不应大于26℃,且内外温差小于25℃,同时温度下降速度应大于2℃/d,潮湿养护时间超过2 周。潮湿养护主要指:将塑料薄膜覆盖于大体积混凝土表明,喷洒适量的水分。经过实践分析和查阅资料可得,大体积混凝土裂缝出现原因多是由于凝结阶段温差和收缩应力较大,导致温度应力超过混凝土的抗拉强度。因此,混凝土施工时,作业人员应在不影响混凝土强度的基础上,科学减少水和水泥的掺入量,并且管理者需全过程监管施工人员的施工流程和施工工艺。
对于大体积混凝土施工来说,养护属于重要施工环节,施工人员应掌握各项技术要点,防止由于养护不合理、不规范出现大面积裂缝。施工时,首先应在混凝土浇筑完成12h 后,覆盖一层塑料薄膜,利用设备均匀洒水,让混凝土处于潮湿状态。其次,搓面处理。混凝土浇筑后,进行刮平、滚压处理,之后采用木抹持续搓面,并将塑料布覆盖于表面,降低水分流失速度,以此避免由于内外温度相差较大而出现裂缝。最后,采用测温技术测量养护阶段混凝土温度,并引入信息化技术,实行动态化测温,细致化掌握混凝土强度和内外温差变化情况,再定量、定性地指导工程作业。
为避免出现裂缝而降低大体积混凝土施工质量,房屋建筑工程施工阶段应选用低水化热的水泥;重点控制混凝土配制材料的含泥量,不应大于1.5%。同时,立足于本工程具体情况,加入适量粉煤灰、减水剂,按照1m3混凝土掺入70kg 粉煤灰的比例,从根本上改良混凝土的可泵性和粘聚性,并能减少水泥的使用量。也可加入UEA微膨胀剂。
本工程选用分层浇筑模式,摊铺厚度控制在500~600mm。按照要求预留施工缝,必须在上一层混凝土初凝前完成下一层浇筑。另外,混凝土拌制、运输过程中,也应参考浇筑标准,尽可能地降低出罐温度,提前制定可靠的降温方案。浇筑时,施工人员应及时清理泌水,并开挖集水井、排水沟,及时排出多余水分。此外,在基坑顶部设置凉棚,增设通风、散热等基础设施,不仅可以避免出现混凝土温度升高而产生裂缝的现象,还能为作业人员创建良好的施工环境。
随着房屋建筑工程数量的不断增多,建筑规模也随之扩大,筏板基础大体积混凝土施工技术得到广泛运用,能够有效简化施工流程,并满足工程施工要求。但在施工阶段,大体积混凝土结构极易出现裂缝,影响工程施工质量。为此,需要立足于房建工程的实际情况,做好施工材料准备工作,明确大体积混凝土配制、拌和、浇筑、振捣环节的施工要点,并能灵活运用混凝土养护技术,借助新技术和新设备实时测量施工温度,严格管控施工温度处于合理的范围,避免大体积混凝土裂缝的产生,促进工程建设水平的提升。