淺談高層建筑筏板基礎大體積混凝土施工——以某工程為例

林雄魁

福建省埕坤建設集團有限公司（361000）

筏板基礎又稱為滿堂基礎，是高層建筑工程常采用的基礎形式。 因高層建筑地下室多作為車庫，不允許有過多的內墻，所以傳統的箱型基礎不適用于高層建筑建設。而筏板基礎不僅能夠充分發(fā)揮地基的承載力，避免不均勻沉降病害，同時能夠滿足高層建筑地下室的停車需求。 近幾年，我國高層建筑數量越來越多，筏板基礎的應用也越發(fā)廣泛，但是業(yè)界對筏板基礎裂縫控制的了解仍舊不夠深刻，故需加強對高層建筑筏板基礎大體積混凝土施工的研究探討。

1 大體積混凝土開裂原因

1.1 水泥出現水熱化現象

水泥是混凝土的主要材料，水泥和水混合后，會產生大量的“熱能”，這個過程被稱之為“放熱峰”。一般情況下。 “放熱峰”是硫酸鹽、氯酸鹽溶解后發(fā)生的反應，在硫酸鹽、氯酸鹽溶解發(fā)生反應后，還會出現鈣礬石放熱反應，在混凝土凝固過程中產生極大的熱量。 大體積混凝土本身體積大，化學反應所產生的熱量不易散發(fā)，容易在混凝土內部堆積，形成較大的溫差，從而形成裂縫。 尤其在大體積混凝土澆筑完成后的升溫期，澆筑初凝后溫度就會持續(xù)攀升，大約初凝后2 d 溫度攀升至頂峰，溫度導致混凝土內部應力發(fā)生變化，內部應力一旦超過混凝土的抗拉應力，就會引發(fā)嚴重的結構性裂縫[1]。

1.2 外部環(huán)境溫度異常

如上文所述，混凝土在凝固的過程中，會因溫差導致出現裂縫。研究證明，外部溫度若越高，水化熱反應也就越快。 在外部氣溫達到20 ℃時，混凝土水化熱反應在7 d 內大約會放出全部熱度的40%。若是外部氣溫達到30 ℃，該數值會提高至60%。 外部氣溫越高，水化熱反應越集中，從而導致內部溫度發(fā)生急劇變化。 根據我國現行的混凝土施工規(guī)范要求，混凝土內部最高溫度和混凝土表面溫度的差值不得超過25 ℃。 若是在施工的過程中，外部氣溫發(fā)生變化，就會導致混凝土內部水熱化反應受到影響，最終形成過大的內外溫差，出現裂縫[2-3]。

1.3 收縮變形

收縮變形會導致大體積混凝土出現干燥收縮裂縫、降溫收縮裂縫。 產生降溫收縮裂縫是因為在大體積混凝土澆筑完成初凝后2 d，其內部溫度達到峰值，在溫度緩慢下降的過程中，溫度變化帶來的熱脹冷縮作用就會引發(fā)混凝土不規(guī)則漲縮，從而導致開裂。 干燥收縮裂縫主要是因混凝土拌和不規(guī)范導致的，具體表現為混凝土拌和用水量過少，初凝后水分在水化熱反應下蒸發(fā)，混凝土體積也因此縮小，進而出現裂縫。 大體積混凝土在澆筑的過程中，會伴隨溫度的變化產生溫度應力。 若是溫度的波動過大， 混凝土產生的溫度應力也會出現大幅度波動，從而嚴重影響混凝土結構穩(wěn)定性。

1.4 出現沉降現象

沉降主要是因混凝土約束出現變化，如混凝土坍落度過大， 澆筑后混凝土就有可能出現沉降現象，進而出現結構性開裂。 因混凝土凝固前后的體積存在較大的差異，受水化熱反應影響，混凝土中水分大約會消耗1/4，進而導致混凝土干縮、干裂。

2 工程概況

古龍地塊（翔安X2015P01）工程建設地點位于福建省廈門市翔安區(qū)翔安大道與洪琳湖東二路交叉口東南側，由2 棟高層住宅樓（南、北座住宅樓）和附屬建筑（入口大堂、變配電室及1 層沿街商業(yè)樓等）組成，擬建地塊范圍內設置2 層整體地下室。建筑用地面積8 792.744 m2，總建筑面積37 121.52 m2，其中地下建筑面積9 994.46 m2，地上建筑面積27 127.06 m2。基礎為筏板基礎。為保證工程質量符合標準，嚴格控制了大體積混凝土澆筑的質量。

3 施工前期準備工作

施工前期嚴格把控質量關，成立專項技術小組，采用現場試驗的方式，檢驗混凝土配比是否符合要求，從中找到水熱化反應最為平穩(wěn)的配比方案，然后技術人員和采購人員一同到廠家下單，避免溝通出現差錯。 技術人員、采購人員和廠家密切協商，確保采用級配指數符合要求、含泥量在2%左右的砂土，根據當地氣溫摻加適量減水劑、抗?jié)B劑。 采用的水泥為普通硅酸鹽水泥， 為進一步控制水化熱反應，減少水泥用量，合理對水灰比進行調整。

根據筏板基礎大體積混凝土澆筑量，為保證連續(xù)澆灌，安排足夠的罐車運送混凝土，同時確定混凝土的運輸時間、運輸計劃，保證混凝土從廠家到實際澆筑不超過2 h，避免混凝土坍落度劣化。現場泵送設備根據大體積混凝土的澆筑要求合理分布，考慮到現場交通、材料運輸路徑是否暢通等要素。

4 技術要點

4.1 對筏板內部模板進行支設

為提高筏板基礎穩(wěn)定性，設計有多個降水井、集水坑。 筏板基礎內部模板安裝過程中，嚴格按照設計圖紙施工，根據支撐力要求、構件形狀調整安裝措施，保證模板穩(wěn)定性。 如該工程降水井模板的安裝，模板從底部直接貫穿至頂部，模板高度相對較高，為避免混凝土澆筑過程中模板上浮，或者混凝土落下時分崩離析， 故考慮對降水井模板進行改造。 ①對模板底部進行有效加固，保證其能夠承受混凝土下落帶來的沖擊力；②在模板中間部分增加溜槽口，保證混凝土下落高度得到有效控制。 所有模板安裝完成后，由施工人員對模板的穩(wěn)固性進行檢查，同時檢驗模板縫隙是否存在泄漏的可能。

4.2 混凝土澆筑

1）要做好模板的清理工作。 所有模板表面不得存在渣土、碎石等，然后用清水將模板清洗干凈。 清洗完成后，施工技術人員全面檢查模板表面是否存在積水，各個施工作業(yè)面達到標準后方可開始進行混凝土澆筑。

2）根據大體積緩凝土的形狀，合理調整澆筑方法。 本工程采用泵送的方式澆筑混凝土，考慮到大體積混凝土厚度大，為避免混凝土在澆筑過程中分崩離析，確保混凝土的坍落度符合施工要求，采取斜面輔助澆筑的方法滿足泵送要求，同時也避免混凝土泵管頻繁的拆除以及沖洗，達到提高施工效率的目的。

3）針對振搗施工，為進一步提高混凝土的密度，根據每一條泵管的實際情況，配置相應的振搗設備，在坡腳位置、卸料位置、上部混凝土位置分別設置振搗棒，實現全面振搗。 振搗以混凝土表面泛出漿液為標準，同時安排專業(yè)技術人員對振搗過程進行監(jiān)控，避免過振、振搗不密實等。

4.3 混凝土養(yǎng)護

混凝土養(yǎng)護是本次工程控制的重點。 針對混凝土養(yǎng)護，綜合利用黑色塑料膜、麻袋進行養(yǎng)護，黑色塑料膜、麻袋間隔疊加，并保證隔層之間始終有水分，從混凝土初凝開始，安排專人落實養(yǎng)護措施，以確保混凝土正常凝固，保證內外溫差在可控范疇內。

5 結語

大體積混凝土因其本身的特性，水化熱反應劇烈，裂縫相對難以控制，但是目前高層建筑建設以及大型土木工程建設，必然存在諸多大體積混凝土構件。 廣大從業(yè)者要深入了解大體積混凝土出現裂縫的具體原因，結合實際情況進行分析，從施工工藝、質量控制等多方面采取措施，以提高施工水準。