深基坑大體積混凝土澆筑技術(shù)研究

李新周 鄭培明 李嘉琛

（中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100070）

大體積混凝土澆筑技術(shù)應(yīng)用到深基坑施工環(huán)節(jié)，意在貼合大規(guī)模建筑施工作業(yè)的實(shí)際需求，切實(shí)提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性、耐侵蝕性，減少并削弱混凝土澆筑施工階段高水化熱現(xiàn)象對深基坑整體施工質(zhì)量造成的不利影響。

1 深基坑大體積混凝土澆筑特點(diǎn)

在建筑工程深基坑施工環(huán)節(jié)中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)通常具有較密集的配筋，以及較大尺寸的體積，因而對質(zhì)量性能、承載能力以及防水效果具有較高要求。通常情況下，在半地下建筑結(jié)構(gòu)、地下建筑結(jié)構(gòu)的施工過程中，對大體積混凝土的應(yīng)用最為常見，由于所處的環(huán)境條件較為復(fù)雜，很容易與水接觸或處于潮濕的環(huán)境中。要切實(shí)提高地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性與耐久性，除了需要加強(qiáng)并優(yōu)化大體積混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能，還應(yīng)著重提升其抗震動(dòng)性、抗沖擊力以及耐腐蝕等多方面的性能水平[1，2]。

大體積混凝土具有較高的強(qiáng)度，與普通混凝土澆筑施工相比，在單位作業(yè)面內(nèi)需要使用的水泥材料用量更多，若在實(shí)際施工過程中，混合料出現(xiàn)收縮或水化熱現(xiàn)象，很可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂等質(zhì)量問題。對于大體積混凝土來說，若結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成水泥水化熱，則難以在短時(shí)間內(nèi)迅速散失，整體散熱速度較慢，當(dāng)內(nèi)部積蓄過多熱量時(shí)，會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)溫度逐步升高，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)溫度裂縫問題。由此可見，科學(xué)控制大體積混凝土的溫度，對深基坑大體積混凝土澆筑技術(shù)的應(yīng)用成效具有關(guān)鍵作用。要最大限度減少并控制混凝土裂縫的出現(xiàn)，還需對水泥產(chǎn)生的水化熱問題予以妥當(dāng)處理，避免因內(nèi)部溫度與外部環(huán)境溫度間存在較大差異進(jìn)而引發(fā)混凝土體積變化問題。將大體積混凝土澆筑技術(shù)應(yīng)用到建筑深基坑施工階段內(nèi)，需要充分考量混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，一般情況下，可以優(yōu)先選用商品混凝土，作為大體積混凝土澆筑施工的主要材料，一方面有利于提高整體結(jié)構(gòu)的抗裂性，另一方面便于工程項(xiàng)目施工的成本控制。在開展側(cè)墻、地下室底板及頂板等部分的澆筑施工時(shí)，需嚴(yán)格參照具體的設(shè)計(jì)要求，將適量的混凝土阻裂纖維或砂漿阻裂纖維摻入到混合料中，進(jìn)一步優(yōu)化大體積混凝土的澆筑質(zhì)量。

2 深基坑大體積混凝土澆筑技術(shù)應(yīng)用

2.1 混凝土的澆筑

在正式組織開展?jié)仓┕で埃枰獙λ貌牧系呐浜媳扔枰哉J(rèn)真核對，并明確混合料的出站與運(yùn)到時(shí)間，以及開始澆筑與完成澆筑時(shí)間，在此基礎(chǔ)上，合理把控整個(gè)大體積混凝土的澆筑過程，不得超出初凝時(shí)間。通過現(xiàn)場測試檢驗(yàn)混凝土的坍落度，以每間2h～3h測量一次為宜，確保所用材料符合深基坑支護(hù)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求。除此以外，不得將水隨意加入混凝土中，若混凝土的實(shí)際停滯時(shí)間超出允許范圍，并出現(xiàn)初凝現(xiàn)象，則應(yīng)將此類材料及時(shí)退回，不得應(yīng)用到深基坑大體積混凝土澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)內(nèi)[3]。

混凝土澆筑按照分層作業(yè)的形式，由下到上依次進(jìn)行，結(jié)合深基坑工程施工的實(shí)際情況，合理控制每一層的澆筑時(shí)間間隔在2h以內(nèi)。與此同時(shí)，對于管理人員來說，需著重加強(qiáng)對各個(gè)澆筑環(huán)節(jié)與技術(shù)操作的監(jiān)督與管理，規(guī)范澆筑施工的技術(shù)操作，確保混凝土分層處于密實(shí)狀態(tài)。在大體積混凝土搗作業(yè)方面，需精準(zhǔn)把控最佳的振搗時(shí)段，以10s～15s為宜。若涉及對混凝土振搗棒的使用，則應(yīng)該按照快插、慢拔的基本原則規(guī)范操作，并以400mm為基準(zhǔn)調(diào)整并控制相鄰插棒間的間隔距離，并將其布置為梅花形的形式。振搗施工需要跟進(jìn)混凝土的澆筑方向，若混凝土表面不再有氣泡冒出，或開始泛漿，可停止振搗。在現(xiàn)場作業(yè)過程中，需著重關(guān)注對大體積混凝土振搗質(zhì)量的把控，防止出現(xiàn)欠振、漏振或是超振等問題。對于鋼筋較為密集的局部部位，需采用外部振動(dòng)、人工扦插等輔助技術(shù)方法，優(yōu)化振搗質(zhì)量，確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度滿足工程項(xiàng)目的施工要求。

在深基坑大體積混凝土澆筑施工階段，若涉及對商品混凝土材料的使用，則施工人員需對混凝土的坍落度、實(shí)際澆灌時(shí)長等予以合理化控制，一般情況下，混凝土的間歇時(shí)長以不多于2h為宜，且需要把控其坍落度在15cm～21cm范圍內(nèi)。隨時(shí)抽查混凝土坍落度的實(shí)際情況，真實(shí)準(zhǔn)確地記錄測定的數(shù)據(jù)信息，然后對混凝土標(biāo)號、所澆搗的具體位置以及抗?jié)B等級等關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行全面檢驗(yàn)，確保與施工方案相一致。除此以外，對于負(fù)責(zé)運(yùn)輸商品混凝土的罐車，需對所運(yùn)混凝土的抗?jié)B等級、強(qiáng)度等級等要點(diǎn)參數(shù)予以掛牌標(biāo)明，無論是在澆筑大體積混凝土施工前，還是后續(xù)處理階段，各環(huán)節(jié)間均需要做好及時(shí)溝通與聯(lián)絡(luò)，防止因交流不及時(shí)導(dǎo)致澆筑、振搗施工環(huán)節(jié)內(nèi)出現(xiàn)錯(cuò)誤問題。大體積混凝土經(jīng)振搗處理后，很可能會(huì)隨之有大量水分泌出，施工人員需要集中現(xiàn)場作業(yè)環(huán)節(jié)形成的泌水，并借助于水泵或其他設(shè)備設(shè)施將水及時(shí)抽出[4]。

對于取樣混凝土的施工環(huán)節(jié)，需要預(yù)先在指定的作業(yè)場地內(nèi)選取適宜的澆筑點(diǎn)，然后再進(jìn)行取樣檢測。開展地下室底板部分的混凝土澆筑施工時(shí)，應(yīng)預(yù)先將鋼筋控制樁布置到底板鋼筋的適宜位置上，與此同時(shí)，依托于墻柱完成插筋作業(yè)。使用紅漆材料在鋼筋上設(shè)置標(biāo)記，作為標(biāo)高控制基準(zhǔn)線。在實(shí)施澆筑施工時(shí)，即可利用拉十字線的方法，為板面標(biāo)高的精準(zhǔn)化把控提供便利條件。澆筑大體積混凝土的施工速度普遍較快，且整個(gè)流程的作業(yè)強(qiáng)度較高，對施工人員的專業(yè)基礎(chǔ)與技術(shù)能力具有較高要求，為了避免振搗施工階段內(nèi)出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。

2.2 溫度控制與養(yǎng)護(hù)

當(dāng)澆筑并振搗完大體積混凝土后，整體結(jié)構(gòu)處于初凝狀態(tài)前，施工人員需以標(biāo)高為基準(zhǔn)，利用靠尺對混凝土表面予以刮平，并利用砂板或其他適宜材料，對其進(jìn)行進(jìn)一步的打磨與壓實(shí)處理。待混凝土收水后，施工人員需要使用砂板二次將其磋抹處理，主要目的是確保混凝土結(jié)構(gòu)表面存在的收水裂縫能夠完全閉合。在混凝土終凝前，利用鐵抹子等工具對表面進(jìn)行收光處理，將薄膜覆蓋在整個(gè)混凝土表面上，做好蓄水養(yǎng)護(hù)作業(yè)[5]。

要切實(shí)提升大體積混凝土在深基坑工程施工中的澆筑質(zhì)量，避免在實(shí)際施工中出現(xiàn)過多的溫度裂縫，一方面需著重加強(qiáng)對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差的合理化控制，另一方面需采用適宜有效的技術(shù)方法將結(jié)構(gòu)整體的實(shí)際降溫速度進(jìn)一步延緩。在完成大體積混凝土澆筑作業(yè)后，還需結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)的環(huán)境條件與氣候情況，將塑料薄膜、麻袋等材料均勻全面地覆蓋在混凝土結(jié)構(gòu)表面上，以此達(dá)到保溫與蓄水的效果，提高混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。通常情況下，需控制蓄水厚度在3cm以上，且大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度與外部環(huán)境溫度間的差異以不超過25℃為宜，實(shí)際養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。

將測溫技術(shù)應(yīng)用到混凝土養(yǎng)護(hù)施工階段內(nèi)，便于施工人員實(shí)時(shí)了解混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能的變化情況，以及內(nèi)部溫度的分布狀態(tài)。在獲取真實(shí)準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)后，工作人員即可結(jié)合溫度梯度的具體變化，為后續(xù)養(yǎng)護(hù)方案的設(shè)定與改進(jìn)提供定量、定性的指導(dǎo)建議。科學(xué)調(diào)節(jié)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的降溫速率，合理調(diào)整其內(nèi)外溫差，最大程度降低出現(xiàn)溫度裂縫的概率。

2.3 特殊部位施工

特殊部位的施工也是深基坑混凝土澆筑施工中的重點(diǎn)部分，以處理后澆帶位置為例，現(xiàn)階段大部分建筑工程選擇使用快易收口網(wǎng)模板作為后澆帶模板，同時(shí)將鋼筋布置在側(cè)面的適宜位置上，以起到有效的加固與支撐作用。由于此種模板的強(qiáng)度性能較好，且無需拆除，因而能夠有效地避免混凝土在完成澆筑后出現(xiàn)的鼓脹現(xiàn)象。為了防止后澆帶鋼筋在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，可以配置水泥漿材料，以1:1的比例拌和水泥與細(xì)砂，然后將其均勻地涂刷在后澆帶鋼筋上，起到良好保護(hù)作用。

2.4 成品保護(hù)

待大體積混凝土處于終凝狀態(tài)后，需運(yùn)用合適的材料對其加以覆蓋處理，提升整體養(yǎng)護(hù)效果。對于深基坑工程來說，需把控混凝土內(nèi)外溫差不高于25℃，且其實(shí)際的強(qiáng)度性能達(dá)到1.2N/mm2左右，確保已澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全符合工程項(xiàng)目的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。拆模作業(yè)時(shí)，應(yīng)控制好力度大小，避免結(jié)構(gòu)遭受外力損傷，做好對棱角等關(guān)鍵部位的保護(hù)。尤其是吊運(yùn)施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格依照具體的操作流程展開吊運(yùn)作業(yè)，避免棱角與模板間發(fā)生撞擊。在混凝土澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)內(nèi)，需預(yù)先將塑料薄膜均勻全面地覆蓋在墻插筋與柱插筋上，主要目的是防止鋼筋受到混凝土材料的污染。

3 結(jié)語

將大體積混凝土澆筑技術(shù)應(yīng)用到深基坑工程施工中，不僅可以全面提升地基基礎(chǔ)部分的施工質(zhì)量，也是切實(shí)推動(dòng)建設(shè)工程技術(shù)應(yīng)用高效化、規(guī)范化發(fā)展的必要路徑。要切實(shí)優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用階段內(nèi)的承載性能，還需以加強(qiáng)各環(huán)節(jié)的施工管理為切入點(diǎn)，將嚴(yán)格規(guī)范的質(zhì)量控制體系貫徹落實(shí)到全流程施工工作中，做好溫度控制以及養(yǎng)護(hù)工作，為大體積混凝土的質(zhì)量提供可靠保障。