筏板基础大体积混凝土防裂施工工艺探讨_金祖洪.pdf

2023 年 4 月筏板基础大体积混凝土防裂施工工艺探讨金祖洪(杭州建工集团有限责任公司，浙江 杭州 310000)摘要:大体积混凝土在现代建筑施工中应用普遍，如何防止和减少混凝土温度裂缝的产生是施工行业及技术人员关注的焦点问题。文章针对筏板基础大体积混凝土防裂施工工艺进行研究，结合某工程项目实际情况，指出施工重难点和应对措施，介绍了筏板基础大体积混凝土的防裂施工工艺，并总结了施工质量控制措施。实践证实:筏板基础大体积混凝土浇筑完成后，在温差作用下容易产生温度裂缝，施工期间合理采用降温方法能防止裂缝产生，提高大体积混凝土的结构质量。关键词:筏板基础;大体积混凝土;防裂工艺;降温方法文章编号:2095 4085(2023)04 0001 03大体积混凝土指混凝土结构物实体最小尺寸不小于 1m 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土1。在建筑工程的地下室底板处，常采用桩基础加大型筏板的形式，筏板长时间位于地下水位以下，构件所处的周边环境较差，且筏板是结构的重要受力构件，保证混凝土的浇筑质量以及防止筏板裂缝的产生是施工质量控制的核心要点2。特别是当筏板的厚度满足大体积混凝土限值时，尤其要采取必要的措施，防止筏板混凝土产生温度裂缝。筏板裂缝一旦产生，一方面会降低结构的承载力，影响结构物的使用性能，严重时甚至会导致结构的破坏;另一方面随着地下水及腐蚀性介质沿着裂缝的侵入，会加快筏板内钢筋的锈蚀，同时随着钢筋的锈蚀，体积膨胀将进一步导致裂缝的开展，从而进入恶性循环。不仅破坏了对地下室的防渗性能而且修补难度大，费用高。因此，在混凝土施工阶段就积极采取有效的措施，尽量阻止裂缝的展开与发展，是施工行业应关注的问题，也是提高结构物的耐久性，提高社会效益的有效手段。在某工程大型筏板的施工中，采取了一些有效的措施，对防止温度裂缝的产生起到了一定的效果，以下结合本工程筏板基础的施工，对大体积混凝土施工中应采取的一些措施及产生的效果进行论述。1工程概况某工程项目位于浙江省杭州市，是集商业、商务兼容交通设施一体的大型公共建筑。主要由地下 3 层地下室及2 栋6 13F 多层商业、商务楼组成，总建筑面积约为66 237m2。工程用地面积 8875，建筑面积66 237m2，其中地上 42 884 65m2，地下 23 352 34m2。建筑高度为 49 8m(室外设计地面到其屋面的高度)，地下室基底标高 16 00m，设计筏板厚度 215m，设计强度 C40P8。该筏板基础大体积混凝土的结构特点包括:(1)混凝土厚度较大，一次浇筑面积大，内部钢筋布设较为密集，在各个部件的约束作用下，混凝土发生收缩徐变，且内部与外表温度有差异，容易形成裂缝。(2)筏板基础既是受力构件，也具备防水功能，因此混凝土的强度和抗渗要求较高。在混凝土凝固养护过程中，温差导致结构开裂，容易发生渗漏问题。(3)由于混凝土材质的本身属性，会导致水泥的水化热积累在结构中。因混凝土的抗压能力强，但抗拉、抗裂能力差，在温差作用下会产生温度应力，导致混凝土开裂。本工程为防止混凝土裂缝的产生，在混凝土施工中采取严格温控与降温措施，对防止混凝土温度裂缝的产生起到了良好的作用3。2筏板基础大体积混凝土防裂施工工艺筏板基础大体积混凝土施工工艺流程:混凝土搅拌混凝土运输混凝土浇筑表面处理保温、养护及测温拆模、养护完成。结合本工程实际情况，施工中采用降温方法预防裂缝产生，技术要点包括优化混凝土配合比、分区分层分段浇筑、浇筑后二次振捣、设置冷却水管、加强温度监测等，技术方法介绍如下。2 1优化混凝土配合比根据本工程的实际情况，通过与设计方、业主方、监理方、混凝土搅拌站等各方协商后，在原设计的基础上对混凝土的配合比进行了适当的优化，并经反复适配与检测，最终明确了对本工程混凝土选材及配比要求:(1)严格控制材料指标。选用低热硅酸盐水泥，3d、7d 的水化热分别240 kJ/kg、270 kJ/kg;中砂选用河砂，将含泥量控制为 1 0%，碎石的含泥量控制为 0 5%;配合比设计见表 1。(2)合理选1用外加剂。微膨胀剂能补偿混凝土的收缩量，减小温度应力;减水剂可降低水化热，减小水灰比，防止温度裂缝产生4。本工程中使用减水剂。(3)做好检测工作。本工程中的混凝土坍落度控制为 160 20 mm，要求施工人员做好监测工作，按照规范要求制作试块并送检。表 1混凝土的配合比设计值(单位:kg)标号水泥 P O 425 混合材中砂碎石水减水剂C40P8358826021 00318611722 2分区分层分段浇筑因筏板基础的混凝土量大，浇筑时采用分区分层分段浇筑法。(1)将整个基础划分为 5 个区，每个区采用车载泵+天泵输送混凝土，根据混凝土方量预设浇筑振捣时间，具体见表 2。(2)每一层浇筑厚度控制为500mm，浇筑时设置踏步，宽度为 2m，从一侧向另一侧推进。其中，混凝土初凝时间小于等于4 5h，终凝时间为 10 11h，每车从出罐到浇筑完成时间为 4h，相邻两层允许间隔时间为 2h，每个单元的宽度、厚度分别是 20m 和 500mm。(3)本基础浇筑时共分为 5 层，浇筑前在钢筋支架上设置分层标高线，用于分层厚度的控制管理。浇筑时从电梯井、集水坑、承台处开始，逐层上升。(4)浇筑过程中，在下一层混凝土初凝前，完成上一层混凝土的浇筑，避免产生冷缝，并将表面泌水及时排走。本项目中，泌水随着浇筑向南汇集，每当汇集深度达到 30mm 时及时抽走。基础底板分区布置图如图 1 所示。表 2混凝土分区浇筑规划方案施工分区混凝土方量/m3输送泵配置拟浇捣时间/h1 区3 8002 台 HBT80 车载泵+2 台 52 m 天泵282 区3 3002 台 HBT80 车载泵+2 台 56 m 天泵243 区4 2002 台 HBT80 车载泵+1 台 52 m 天泵324 区3 5002 台 HBT80 车载泵+2 台 52 m 天泵265 区4 5002 台 HBT80 车载泵+1 台 56 m 天泵35图 1基础底板分区布置图2 3浇筑后二次振捣混凝土浇筑时，每个区块的混凝土及时振捣，选用 50mm 和 30mm 两种规格的插入式振捣棒振捣，一般 部 位 用 50mm 振捣棒振 捣，钢筋密集处用30mm 振捣棒振捣。技术要点包括:(1)振动棒共设置三道，分别是出料点、坡脚处和斜面中部，在斜面上各点要严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。(2)振捣时，由经验丰富的施工人员进行操作，遵循快插慢拔、直上直下的原则。振捣棒插点移动时呈梅花状，每一点的振捣时间为 20 30s，以不再出现气泡、表面泛出灰浆为宜。(3)在振捣上一层时，应插入下一层 50mm 左右，振捣时注意振捣棒不能支承在结构钢筋上，不能碰撞预埋件、模板、测温元件等。(4)在初凝前进行二次振捣，进一步排出混凝土中的水分、消除空隙，提高混凝土的密度、抗压强度等指标。2 4设置冷却水管在筏板、承台中间布置冷却水管，冷却水管采用 55mm 的波纹管，设计 1 个进水口、1 个出水口。技术要点包括:(1)冷却管安装要牢固，铺好后立即通入压力水(0 34MPa)，安装完毕后进行通水试验，防止漏水或堵管现象。(2)浇筑的混凝土要将冷却水管覆盖，振捣作业完成后即可通水，流量控制为1 2 1 5m3/h，24h 不间断通水，时间至少 14d。(3)波纹管的设置，最上层在板面以下 0 5m 位置，最底层在距离面层 0 5m 位置。(4)在通水期间，技术人员要做好监测工作，测量进水、出水温度，测量混凝土不同位置、不同深度的温差值，根据测量结果进行调整5。2 5加强温度监测根据温度监测要求，对大体积混凝土部位按 3 轴进行布线。技术要点包括:(1)均匀布设测温点，在混凝土外表以内 50mm 处设置外表测温点，在底板混凝土底面以上 50mm 设置底表测温点，其他测点的间2距要求600mm。(2)测温设备在使用前进行浸泡试验，确保性能优良方能使用，并在竖向钢筋上精准定位、牢靠固定。(3)在混凝土结构外设置数据采集器，为保证清洁、避免潮湿影响，使用塑料袋进行密封包裹。(4)浇筑、振捣混凝土时，注意保护测温设备，避免出现碰撞、损坏。(5)在设置传感器的部位，使用红线+钢筋头标注，发挥出警戒作用，避免损坏传感器。3筏板基础大体积混凝土防裂施工质量控制措施为保证筏板基础大体积混凝土防裂施工质量，从混凝土材料选择开始、到成品保护为止，采用全过程控制措施，简要介绍如下。3 1混凝土材料控制根据试配及检测结果，本工程采用低水化热的水泥，在混凝土中掺加10%15%粉煤灰。优化骨料级配，减少水泥用量，尽量降低砂、石的含水率，严格控制含泥量。适当地掺入缓凝型高效减水剂，降低混凝土温升和减小收缩变形。3 2泵送质量控制泵送混凝土时，混凝土泵的支腿完全伸出，插好安全销。泵启动后，先泵送适量与混凝土相同的水泥浆湿润料斗、网片及输送管内壁，泵送过程中严禁对泵料进行加水。泵送时间间隔严格控制在 40min 以内。天泵发生堵泵后，及时抢修或换用备用泵。3 3浇筑质量控制第一，布料环节。合理选择浇筑方法:布料设备充足且构件截面面积较小时，采用全面分层法;构件截面面积大且设备供应紧张时，采用斜面分层法。下料高度不能必须 1 5m，布料厚度必须 50cm，建议控制在 30cm。第二，振捣环节。混凝土振捣做到“快插慢拔”，每点振动的时间控制在20 30s。上层混凝土浇筑要在下层混凝土初凝前进行，振捣上层混凝土时，将振捣棒插入下层混凝土 50mm。一般情况下，混凝土浇筑后 3 4h，在接近初凝前进行第二次振捣。第三，压面环节。在混凝土初凝前用木抹子进行抹压，以浇筑到预定标高为准。因浇筑的混凝土较厚，随时注意观察混凝土表面，及时进行二次抹压6。3 4防裂质量控制采用 60d 评定的混凝土配合比7。在混凝土浇筑振捣前预埋波纹管，采用水循环冷却，降低混凝土内部温度，减小内外温差。在对混凝土内部进行降温的同时，加强对混凝土表面的养护，采取覆盖草帘进行保湿，项目部制订了严格的测温措施，及时温度测量，在混凝土浇筑后，每昼夜不应少于 4 次。3 5成品保护措施混凝土浇筑前搭设马道，避免直接踩踏钢筋和模板。在泵管下设置木枋或柔性垫片，不得直接摆放在钢筋上。混凝土浇筑振动棒不准触及钢筋、测温元件及导线，防止造成损坏。当混凝土强度达到设计要求后，进行模板拆除8。经过采取严格的测温与温控措施，本工程竣工后，在使用过程中，发现温度裂缝相对于以往的类似项目明显减少，起到了良好的效果。4结语通过本工程在大体积混凝土施工中所采取的措施，对防止和减少温度裂缝的产生取得了良好的效果。(1)大体积混凝土施工前应对根据工程的实际情况对混凝土进行反复配比试验，直至满足工程的需求。(2)制订合理的分区、分层作业计划，混凝土浇捣过程中同步进行施工指导与监督是保证工程质量的重要环节。(3)严格执行测温与温控措施，对浇筑完毕的混凝土定时定人进行养护，是防止混凝土温度裂缝的关键。参考文献:1 大体积混凝土施工标准:GB 504962018 S 北京:中国建筑工业出版社，2018 2 卢旺 丰台站改建工程承台大体积混凝土温控防裂技术 J 建筑技术开发，2021，48(13):61 62 3 郭文博，汪健军，李尹，等 C50P10 大体积混凝土配合比设计在塔楼基础筏板中的应用 J 建筑结构，2022，52(S1):2382 2386 4 徐皓 大体积混凝土施工技术在高层建筑项目中的应用浅析 以某高层住宅小区建筑项目为例 J 房地产世界，2022，(13):109 111 5 李济唐 大体积混凝土温度裂缝控制技术应用进展 J 江西建材，2022，(6):214 215，218 6 魏国智 超长超厚筏板基础大体积混凝土无缝施工技术在工程中的应用J 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