高層住宅大體積混凝土筏板基礎(chǔ)裂縫控制措施

高寶軍

1 工程概況

太原市新源里住宅小區(qū)2號(hào)樓，位于山西省太原市大東關(guān)街北側(cè)與太行路交匯處。2號(hào)樓是一座2個(gè)單元住宅樓，地上甲單元32層，乙單元34層，地下2層。總建筑面積30746.36 m2，建筑高度分別為93.25 m和99.05 m。結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為1.5 m厚筏板基礎(chǔ)，基底標(biāo)高為－7.25 m。2號(hào)樓甲乙兩個(gè)單元平面在?軸處呈150°折線形布置，筏板基礎(chǔ)展開最大長(zhǎng)度59.900 m，最大寬度23.300 m，厚1.500 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40、外墻為C45，S6抗?jié)B混凝土。

筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工時(shí)間:2號(hào)樓筏板基礎(chǔ)為2011年6月29日～6月30日，氣溫較高。

養(yǎng)護(hù)方法:水平面采用蓄水養(yǎng)護(hù);立面采用塑料薄膜及氈布灑水保濕養(yǎng)護(hù)。

2 大體積混凝土工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

1)筏板基礎(chǔ)厚1500 mm，厚度不是很大。2號(hào)樓筏板基礎(chǔ)長(zhǎng)度將近60 m未設(shè)置后澆帶，且平面布置不規(guī)則、基礎(chǔ)橫斷面變化較大，混凝土澆筑后須加強(qiáng)薄弱部位的養(yǎng)護(hù)防止出現(xiàn)網(wǎng)狀、縱向裂縫。?軸～?軸附加應(yīng)力集中部分，已不能按正常的熱工計(jì)算計(jì)算裂縫，在該部分設(shè)加強(qiáng)帶防止裂縫。加強(qiáng)帶做法:設(shè)附加抗裂筋;增大膨脹劑的摻量。

2)混凝土為大體積混凝土，需晝夜連續(xù)施工，不留設(shè)施工縫一次澆筑完成。

3)鋼筋:筏板基礎(chǔ)鋼筋為雙層雙向間距為HRB400 Ф25@200 mm。基礎(chǔ)梁為暗梁，截面為400 mm×1500 mm，梁鋼筋定位采取措施須加固，筏板基礎(chǔ)鋼筋上、下層網(wǎng)片之間須用HRB400 Ф25鋼筋馬凳間距1500 mm梅花式布置并在南北方向貫通設(shè)置架立鋼筋，確保鋼筋網(wǎng)片之間尺寸準(zhǔn)確。電梯基坑側(cè)面設(shè)有集水坑，集水坑鋼筋懸空于電梯基坑，須用HRB400 Ф25鋼筋支架支撐集水坑鋼筋。電梯基坑最上層鋼筋網(wǎng)片與最下層網(wǎng)片鋼筋之間尺寸為4100 mm，需用HRB400 Ф25鋼筋支架固定支撐上下層鋼筋網(wǎng)片。

筏板基礎(chǔ)鋼筋在?軸處呈150°折線，在?軸處增加400 mm×1500 mm基礎(chǔ)梁作為筏板鋼筋的支架，其兩側(cè)的筏板鋼筋錨入該基礎(chǔ)梁內(nèi)。

?軸～?軸部分為應(yīng)力集中部位，為防止混凝土的中部出現(xiàn)裂縫，在筏板基礎(chǔ)的上下網(wǎng)片之間增設(shè)Ф10@200的附加抗裂鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片距筏板基礎(chǔ)底750 mm，在上層鋼筋網(wǎng)片混凝土保護(hù)層之間設(shè)鍍鋅鋼絲網(wǎng)片。

4)模板:由于基礎(chǔ)大放腳坡度較大，最大達(dá)到65°，施工中模板加固難度大。

5)氣候條件:目前氣溫較高，最高達(dá)32℃，不利于大體積混凝土的施工。

2) 客戶消費(fèi)分析。根據(jù)客戶進(jìn)入商圈的消費(fèi)情況分析其消費(fèi)的種類、次數(shù)、時(shí)間、與促銷優(yōu)惠活動(dòng)的關(guān)聯(lián)度和消費(fèi)集中類別，達(dá)到針對(duì)性營(yíng)銷的目的。

3 施工準(zhǔn)備工作

筏板基礎(chǔ)混凝土為大體積混凝土，其施工技術(shù)要求比較高，施工中主要是防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。從材料選擇、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作，為筏板基礎(chǔ)大體積混凝土連續(xù)施工創(chuàng)造條件，做好測(cè)溫與養(yǎng)護(hù)工作，確保筏板基礎(chǔ)大體積混凝土質(zhì)量符合要求。

4 混凝土配合比要求

對(duì)商品混凝土廠家混凝土采用的主要材料要求如下:

1)水泥。在滿足強(qiáng)度和耐久性等要求的前提下，宜選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥。

2)骨料。a.粗骨料。碎石應(yīng)采取連續(xù)級(jí)配或合理的摻配比例。其最大粒徑不得大于鋼筋最小凈距的3/4。采用泵送混凝土，應(yīng)符合《泵送混凝土施工技術(shù)規(guī)程》，針片狀顆粒含量不宜超過5%，含泥量不應(yīng)超過1%。b.細(xì)骨料。砂采用中砂，含泥量應(yīng)小于3%，細(xì)度模數(shù)以2.6～2.8為宜。c.摻合料。為了滿足和易性、減小水泥用量和減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要求，在混凝土中摻入適量的干細(xì)灰和超細(xì)礦渣粉。d.外加劑。為了改善混凝土的和易性便于泵送，摻加適量的MNC-P高效泵送劑。為了降低凝結(jié)速度增加緩凝劑，凝結(jié)時(shí)間控制在10 h或更長(zhǎng)。

3)混凝土配合比。a.商品混凝土要求混凝土廠家根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提出的技術(shù)要求，提前做好混凝土試配。b.根據(jù)設(shè)計(jì)要求和使用的材料，按照國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)要求提高試配確定配合比。c.盡量利用混凝土60 d的后期強(qiáng)度，滿足減少水泥用量的要求。必須滿足施工荷載的要求。d.混凝土UEA采用第四代UEA-Ⅳ混凝土膨脹劑(簡(jiǎn)稱UEA-Ⅳ)，?軸～?軸處為筏板基礎(chǔ)最薄弱部位，該部分混凝土UEA-Ⅳ的摻量應(yīng)比其他部位加大2%。e.用一部分粉煤灰或礦渣微粉代替水泥，減少水化熱，降低混凝土內(nèi)部溫度。f.混凝土坍落度不能太大，控制在(140±30)mm。g.混凝土的入模溫度控制在28℃左右。h.混凝土配合比如表1所示。

表1 混凝土配合比

5 溫度指標(biāo)要求

1)混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的升溫值不宜大于50℃。2)混凝土澆筑塊體的里表溫差(不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度)不宜大于25℃。3)混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d。4)混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃。5)混凝土入模溫度不宜大于30℃。

6 施工工藝

施工工藝流程如下:

泵車就位試運(yùn)轉(zhuǎn)→攪拌站供貨→核實(shí)混凝土配合比，混凝土運(yùn)輸單→檢查混凝土質(zhì)量、坍落度→輸送與混凝土同配合比水泥砂漿潤(rùn)滑輸送管內(nèi)壁→輸送混凝土→分層澆筑→振搗→抹面→排除浮漿、泌水→二次收面→蓄水(砌筑擋水墻)→測(cè)溫→成品保護(hù)。

7 混凝土澆筑要點(diǎn)

筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑采用推移式連續(xù)澆筑施工的方法。自中間?軸開始自北向南分層推進(jìn)澆筑一次澆筑到頂，兩臺(tái)泵自?軸開始沿?軸按南北方向分別向西、向東同時(shí)整體推移澆筑。因現(xiàn)階段氣溫較高，最高氣溫按33℃～35℃考慮，混凝土開始澆筑時(shí)間選在晚上氣溫較低時(shí)完成?軸～?軸薄弱部分的混凝土澆筑，以利于薄弱部位中部混凝土水化熱的散失。

2)因天氣炎熱，混凝土入模溫度宜控制在30℃以下。混凝土澆筑后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行保濕保溫養(yǎng)護(hù)。

3)為防止混凝土發(fā)生離析，汽車泵出混凝土泵管口距離澆筑面的高度不超過2 m。

4)振搗:采用機(jī)械二次振搗工藝，每點(diǎn)振搗時(shí)間不少于20 s～30 s。

5)做好混凝土振搗過程中的泌水處理，排除多余的水分，可以提高混凝土質(zhì)量，減少表面裂縫。

6)混凝土表面初凝前進(jìn)行二次抹壓處理，二次收面，以閉合收縮裂縫，約12 h～14 h后，方可養(yǎng)護(hù)。

7)養(yǎng)護(hù):進(jìn)行熱工計(jì)算，確定養(yǎng)護(hù)方法采用蓄水養(yǎng)護(hù)。a.在混凝土升溫過程中采用塑料薄膜覆蓋，蓄水養(yǎng)護(hù)，不得將薄膜揭開放線;混凝土降溫過程中，采取氈布、結(jié)合棉被覆蓋保溫保濕復(fù)合保溫，保溫材料的厚度，保溫厚度通過計(jì)算確定。b.混凝土養(yǎng)護(hù)期間，根據(jù)測(cè)溫情況，采取措施保證混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，蓄水養(yǎng)護(hù)期為7 d，保水養(yǎng)護(hù)期為7 d，養(yǎng)護(hù)期過后方可進(jìn)行測(cè)量放線。c.基礎(chǔ)大放腳斜坡部分側(cè)模，作為大放腳混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)措施，其拆模時(shí)間應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定的溫控要求確定，在混凝土養(yǎng)護(hù)期間不得拆除。d.大放腳模板適當(dāng)延遲拆模時(shí)間，拆模后，應(yīng)采取預(yù)防劇烈干燥措施，及時(shí)回填，避免大放腳部分混凝土高溫下長(zhǎng)期暴露，產(chǎn)生裂縫。e.基礎(chǔ)的變截面處為薄弱部位，易出現(xiàn)裂縫，須加強(qiáng)該部位的測(cè)溫養(yǎng)護(hù)工作。

8 測(cè)溫

為了掌握大體積混凝土的溫升和降溫的變化規(guī)律，及時(shí)采取措施，控制混凝土的內(nèi)外溫差，需要對(duì)混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)控制。

1)測(cè)溫孔的設(shè)置:a.大體積混凝土澆筑體內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)的布置，應(yīng)真實(shí)地反映出混凝土澆筑體內(nèi)最高溫升、里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度。b.測(cè)溫點(diǎn)的布置，必須具有代表性和可比性。沿澆筑的高度布置在底部、中部和表面，垂直測(cè)點(diǎn)間距一般為50 cm～80 cm，平面測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在邊緣與中間，間距一般為2.5 m～5 m。c.監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置范圍以所選混凝土澆筑體平面圖對(duì)稱軸線的半條軸線為測(cè)試區(qū)，測(cè)試區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按平面分層布置。d.測(cè)試區(qū)內(nèi)，測(cè)溫孔的位置與數(shù)量根據(jù)混凝土澆筑體內(nèi)溫度場(chǎng)分布情況及溫控的要求確定。e.在每條測(cè)試軸線上，測(cè)溫孔位宜不少于4處，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何尺寸布置。f.沿混凝土澆筑體厚度方向，必須布置外表、底面和中間部位測(cè)溫孔。g.混凝土澆筑體的外表溫度，宜為混凝土外表以內(nèi)50 mm處的溫度。h.混凝土澆筑體底面的溫度，宜為混凝土澆筑體底面上50 mm處的溫度。i.振搗混凝土?xí)r，振搗器不得觸及測(cè)溫孔管。j.測(cè)溫孔采用Ф16 PVC管，測(cè)溫孔的深度同一部位長(zhǎng)度分別為澆筑體底面、外表及中部長(zhǎng)度，分別為1550 mm，850 mm，150 mm三種規(guī)格的測(cè)溫管。測(cè)溫管在上端用膠帶做標(biāo)記，便于區(qū)分深度。

2)根據(jù)測(cè)溫孔布置圖，專人進(jìn)行測(cè)溫孔埋設(shè)，混凝土澆筑過程中，確保測(cè)溫孔位置、深度準(zhǔn)確。

3)測(cè)溫孔在混凝土澆筑以及測(cè)溫停止前的施工過程中做好防護(hù)工作，確保不損壞。

4)配備兩班專職測(cè)溫人員，對(duì)測(cè)溫人員要進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)交底。測(cè)溫人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，按時(shí)按孔測(cè)溫，測(cè)溫讀數(shù)時(shí)溫度計(jì)不得離開測(cè)溫孔，不得遺漏或弄虛作假。測(cè)溫記錄要填寫清楚、整潔，換班時(shí)要進(jìn)行交接。

5)測(cè)溫工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，混凝土溫度下降到規(guī)定溫度并經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測(cè)溫。

6)測(cè)溫記錄要填寫清楚、整潔，換班時(shí)要進(jìn)行交底。

7)大體積混凝土澆筑體里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度的測(cè)試。混凝土澆筑后，每晝夜不應(yīng)少于4次;入模溫度的測(cè)量，每臺(tái)班不少于2次。

8)發(fā)現(xiàn)溫度驟然突變，混凝土內(nèi)部最高溫度與上部或底面混凝土溫度之差達(dá)到25℃或溫度異常，立即通知技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，分析原因，及時(shí)采取措施加強(qiáng)保溫或延緩拆除保溫材料。

9)上部溫度較低時(shí)，采取保溫覆蓋氈布措施，提升混凝土上部溫度;上部溫度較高時(shí)，采取緩慢加蓄冷水，降低混凝土表面溫度。

10)測(cè)試過程中及時(shí)描繪出各點(diǎn)的溫度變化曲線和斷面的溫度分布曲線。

9 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)述

9.1 測(cè)溫控制

經(jīng)熱工計(jì)算:t=3 d齡期，混凝土中心溫度T3=65.99℃。

實(shí)測(cè)溫度:3 d混凝土中心溫度達(dá)到最高值T3=62.00℃，未超過計(jì)算溫度。

9.2 混凝土強(qiáng)度

利用60 d后期強(qiáng)度，60 d混凝土同條件試塊強(qiáng)度為48.70，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的121.75%，滿足設(shè)計(jì)要求。

9.3 混凝土觀感質(zhì)量

混凝土表面未發(fā)現(xiàn)裂縫，大體積混凝土施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。

10 結(jié)語

大體積混凝土，超大體積混凝土裂縫控制要點(diǎn):1)混凝土強(qiáng)度利用60 d后期強(qiáng)度，減少水泥用量;2)選擇低水化熱水泥，用一部分粉煤灰或礦渣微粉代替水泥，減少水化熱，降低混凝土內(nèi)部溫度;3)混凝土中摻加緩凝劑，天氣較熱時(shí)緩凝時(shí)間控制在10 h;4)混凝土坍落度不能太大，控制在140 mm±30 mm;5)混凝土的入模溫度控制在28℃左右;6)控制大體積混凝土澆筑方式和澆筑厚度，使混凝土中部水化熱盡量擴(kuò)散;7)混凝土表面強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，按熱工計(jì)算高溫期間采用蓄水養(yǎng)護(hù)，經(jīng)濟(jì)方便;8)混凝土降溫階段，極易產(chǎn)生裂縫，須加強(qiáng)薄弱部位的保溫養(yǎng)護(hù);9)控制混凝土的降溫速率，內(nèi)部溫度降溫不得超過2℃/d;10)應(yīng)力集中部位，為防止混凝土的中部出現(xiàn)裂縫，在筏板基礎(chǔ)的上下層網(wǎng)片之間增設(shè)Ф10@200的附加抗裂鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片距筏板基礎(chǔ)底750 mm，在上層鋼筋網(wǎng)片混凝土保護(hù)層之間設(shè)鍍鋅鋼絲網(wǎng)片;該部位混凝土UEA的摻量增大2%;11)基礎(chǔ)的變截面處為薄弱部位，易出現(xiàn)裂縫，須加強(qiáng)該部位的測(cè)溫養(yǎng)護(hù)工作;12)筏板基礎(chǔ)及時(shí)進(jìn)行防水層及土方回填施工，避免基礎(chǔ)長(zhǎng)期暴露在高溫環(huán)境中而產(chǎn)生裂縫。

[1]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

[2]GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3]GB 50496-2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S].

[4]JGJ 55-2000，普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].

[5]GB 8076-97，混凝土外加劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6]JGJ 28-86，粉煤灰在混凝土及砂漿中應(yīng)用的技術(shù)規(guī)定[S].