高層建筑中箱型基礎的裂縫與防治施工技術

摘要：在高層建筑的箱型基礎施工中，因混凝土水化反應引起溫度快速變化導致砼體體積收縮進而產生裂縫問題，此方面問題一直也是高層建筑箱型基礎施工備受關注的一項關鍵內容。文章針對高層建筑中箱型基礎的裂縫問題展開了分析，通過歸納闡述相關的防治施工技術，以期為類似項目施工管理提供更為寶貴的借鑒經驗。

關鍵詞：高層建筑；箱型基礎；裂縫成因；防治施工技術；項目施工管理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU753 文章編號：1009-2374（2017）02-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.052

認識高層建筑箱型基礎的形成結構，定性分析裂縫成因，歸納引起箱型基礎裂縫的主要影響因素，并通過采取一定的裂縫防治施工技術手段起到防患于未然的作用，保證施工質量和建筑物的使用性能，提升建筑物使用周期。下文將重點對高層建筑中箱型基礎的裂縫與防治施工技術展開論述。

1 工程概況

漣鋼2250mm熱軋主軋線工程是由原漣鋼棒材拆除而新建的，主軋線地下設備基礎總長440m，基礎最寬處42m，其廠房柱基礎與設備基礎相連，為箱形鋼筋混凝土結構，設計沒有留置永久的變形縫。其相對標高±0.000=118.6m，大面積基礎埋深-9.9m，沖渣鐵皮溝部分深度-14.78～-9.9m。基礎所處地質以中上石炭系壺天群白云質灰巖為主，地表土層很薄。基礎底板厚度1400mm，墻板厚度800mm或1200mm，頂板厚度變化較大，最厚的頂板達到4000mm，頂板及底板設計有大量的螺栓和螺栓預留孔洞，在粗軋機區、精軋機區及卷取機區頂板布置有設備的底座基礎、電纜溝槽、樓梯等，標高變換大，結構造型復雜，施工難度相對較大。基礎底板及墻板設計為C30S6混凝土，頂板設計為普通的C30混凝土（如圖1所示）。主軋跨共設置后澆帶11個，將主軋線分為12個區。后澆帶按規范一般30～40m設置一道，后澆帶的寬度為1000mm。

2 高層建筑中箱型基礎裂縫的常見形式及成因

箱型基礎主要由頂板、底板和若干縱橫墻柱組成（如圖2所示），其特有的組成和型式特點也決定了箱型基礎在高層建筑中應用必然要面對垂直方向、水平方向、八字形等裂縫問題，而不同形式的裂縫成因各不相同。

2.1 垂直裂縫

通常垂直裂縫是由混凝土收縮變形引起。建筑結構設計布局不夠合理，主體結構局部剛度過大，而剛度不同的交接截面位置極容易出現收縮裂縫。該類裂縫通常對于建筑結構性能不會造成較為嚴重的影響，但需注意設計階段也應嚴格按照相關設計規范及程序執行，合理設置伸縮縫和后澆帶，主體結構規劃要盡量均勻和對稱，特別在配筋率一致的前提下一定要確保鋼筋直徑和鋼筋間距適宜，混凝土的澆搗施工須密實，相關的養護工作要到位。

2.2 水平裂縫

墻板和頂板交接處的水平裂縫，大部分是由于施工工藝不當所引起。在澆筑完墻板混凝土后，沒有待墻體混凝土充分沉實和收縮，就進行頂板混凝土的澆筑，由于兩者收縮方向的不同，在交接處很容易產生水平裂縫。

2.3 八字裂縫

墻板上斜裂縫是由于受力不均勻而產生的裂縫，它會影響結構的安全和使用功能。其原因主要是設計不合理，也有因施工順序不當和墻板混凝土受到外部約束而產生。設計不合理主要表現于：絕對沉降量控制值偏大，引起同一基礎相對沉降偏差大而產生裂縫；不按規范要求設置沉降縫或后澆帶；箱形基礎各個部位剛度分布不均勻，使各個部位的變形不均勻、不協調；施工順序不當，也會引起墻面斜裂縫的出現。

3 高層建筑中箱型基礎裂縫的防治策略

下面筆者從材料質量控制、鋼筋下料與固定控制、模板拼裝與支撐結構搭建的質量控制、混凝土澆搗施工的質量控制和養護質量控制五個方面進行闡述：

3.1 材料質量控制

嚴控施工材料質量指的是材料質量控制與優化。水泥材料宜用旋窯普通硅酸鹽水泥，由它拌合高強混凝土可保證良好的抗硫酸鹽侵蝕性能，且大幅降低水化熱。粗集料選用級配碎石，其片狀石約占15%（重量比），含泥量不應超過1%，堿含量則不超過3kg/m3。細集料可選用質量合格的河砂。外加劑則多選擇高效減水劑和微膨脹劑兩種，也可適量增加粉煤灰以保證拌合混凝土具有足夠的強度、抗滲性、和易性和可泵性，并能減少水泥用量和減少水化熱。

3.2 鋼筋下料與固定控制

第一，箱型基礎鋼筋應以機械連接為主，每個截面鋼筋接頭數不宜超過總數的1/4，且接頭之間的間距不宜超過200mm；第二，箱型基礎底部鋼筋的綁扎應嚴格控制間距和保護層厚度，豎向構件的插筋綁扎應以墊層面定位劃線為標準予以綁扎，而底板上層鋼筋網應將豎向構件的插筋以焊接方式予以固定，防止混凝土澆筑、搗固影響插筋的定位精度。

3.3 模板拼裝與支撐結構搭建的質量控制

第一，外導墻模板以12mm厚竹膠板作為面板材料，橫楞選用50×100mm木方，豎楞選用Φ48×1000mm架子管，以Φ12@600對拉止水螺栓和平均間距為1m的鋼筋支架予以固定；第二，基礎側模選用磚胎模，可兼做外墻防水基層；第三，反梁模板選擇木膠合板，豎楞以平均間距300mm加設50×100mm木方，水平背楞選用雙鋼管形式，以Φ12 PVC套管作為對拉螺栓予以固定；第四，地下室磚墻模板選用18厚層板材料，背楞選用50×100木方以0.3m間距豎向加固和Φ48×3.5雙鋼管以0.6m間距橫向固定；第五，采用600×600Φ12對拉螺桿對模板輔助加固，并以橫撐連接支撐系統和腳手架。

3.4 混凝土澆搗施工質量控制

箱型基礎大體積混凝土的搗固施工宜在每個澆筑帶之前提前配置7臺插入式振搗棒，3臺作為上部混凝土振搗所用且應放置于泵管出料口位置，另外2個則作為下部混凝土振搗所用且布置于坡角位置，這樣做也能避免混凝土的過多堆積的問題，與此同時，為消除上下澆筑層之間的接縫，可將插入式振搗棒在振搗過程中向下層混凝土深入5cm厚度。另外，為避免混凝土集中堆料問題，可提前搗固已出料的混凝土，使其自然流淌并形成一定坡度，緊接著以0.4m為間距、以梅花形均勻布置搗固點，依次按點插入搗固實現全面搗固。值得注意的是，插入搗固須重點控制混凝土流淌的近端和遠端，嚴格把控各個搗固點位的間距、振搗時間以及插入深度。于配筋密集部位的搗固應改用小徑（一般為Φ30）振搗棒予以搗固，可隨混凝土澆筑進程逐步推進，并隨澆筑層高依次上移，從而可以保障每層混凝土的搗固質量。如需改變澆筑的方向，可于另一端向回澆筑并搗固，以此與原坡交集并構成集水坑，推進澆筑也將集水坑逐漸推向中間段，最終可由軟軸抽水設備排出。另外，對待箱型基礎大體積混凝土構件表面的水泥漿問題，可于澆筑完成2～3小時內施作處理，主要辦法是利用2m刮尺根據控制標高予以刮壓處置。混凝土初凝之前須以木抹子做兩遍粗平壓實，然后以鐵抹子做兩遍搓平壓實，確保構件表面的密實性和平整度合格，最后一抹面做表面平整

處理。

3.5 養護質量控制

混凝土初凝以后以灑水潤濕的方式養護不少于2h，然后于基礎四周砌筑相應的擋水墻，要求蓄水深度不低于15cm，要求養護時間不少于14d；及時掌握箱型基礎大體積混凝土的內部溫度和表面溫度二者的變化情況。我們需要做的是，基礎底板內預先埋設全面積溫測點（通常要求每一個溫測點可輻射30m2范圍），其中具有代表性的和可比性的溫測點宜設于基礎板后底部、中部和表面，但要求與邊角和表面的距離不小于5cm；箱型基礎混凝土內部溫度監測應選用專業化程度高且符合國家行業技術標準的溫測儀。按照溫測點布置方案預先將探測頭綁扎于墻柱豎筋位置，且露于板面的長度不小于20cm。探頭線長度設計則依據板厚而定，外露探頭須采用塑料袋予以遮罩，防止遭受污染。溫測點可以上、中、下位置依次編號。插頭插入主機的插座，啟動電源開關即可得到溫測點位置的溫度值；混凝土澆筑完成（即終凝）可進行相應的測溫工作，溫度監測的頻率一般以28天為準。前3天每間隔2h可完成一次測溫；第4天至第10天每間隔6h可完成一次測溫；第11天至第20天每間隔8h或12h可完成一次測溫；第21天至第28天每間隔24h可完成一次測溫。箱型基礎大體積混凝土澆筑一般在第4天獲得的測溫數據最高，約為58℃左右，自第5天持續降溫。因此，為保證下一道工序不受影響，可在蓄水第7天放水彈線，相應的測溫工作與其同步進行。通常，測溫工作進行到第7天，基本可以穩定在8℃～15℃之間，遠低于不安全溫差標準線（25℃），如此控制溫度是非常理想的。

4 結語

混凝土裂縫控制是建筑結構施工的一大難點，特別是超長、大體積混凝土結構。高層建筑因其自身特點要求施工技術含量較高，且現場施工管理相對更嚴格。上文主要針對高層建筑中箱型基礎的裂縫與防治施工技術展開分析與論述，特別要求在其施工階段要做好材料質量控制、鋼筋下料與固定控制、模板拼裝與支撐結構搭建質量控制、混凝土澆搗施工質量控制和養護質量控制五個方面確保箱型基礎的施工質量，方能保證整個高層建筑的安全、使用性能。

參考文獻

[1] 趙寬宏，遵艷君.高層建筑箱型基礎裂縫成因及對策[J].江西建材，2015，（19）.

[2] 劉愛明.高層建筑中箱型基礎的裂縫與防治施工技術[J].低碳世界，2015，（31）.

作者簡介：王巨瀾（1968-），女，安徽人，工程師，研究方向：建筑工程。

（責任編輯：小 燕）