超長超厚大體積筏板混凝土無縫施工技術研究與應用

芮守春 賀勃濤 李躍躍 鄭太東 馮 浩

（中建七局第四建筑有限公司，陜西 西安 710016）

大體積混凝土在施工中，極易受到膠凝材料水化反應的影響，發生溫度收縮變化，從而導致施工后的結構出現裂縫，進而導致結構整體出現質量問題。此種問題是高層建筑、超高層建筑、復雜結構建筑在施工中較為常見的問題，為提高混凝土工程的質量，保證工程竣工后投入使用的可靠性，下文將以某筏板混凝土為例，設計針對此工程的無縫施工技術。

1 超長超厚大體積筏板混凝土無縫施工技術研究

1.1 大體積筏板施工混凝土配合比設計

在對超長超厚大體積筏板的混凝土無縫施工前，首先設計混凝土的配合比，明確具體工程項目對溫度控制指標提出的具體要求，并在此基礎上，應用粉煤灰與礦粉相結合的方式，將其混入到混凝土施工材料當中[1]。同時，在確定各個成分的含量時，取消傳統對膨脹劑的使用，采用聚羧酸減水劑[2]。將混凝土的坍落度控制在120mm±15mm以內，混凝土施工材料的配合比設計與強度的評定應當采用混凝土60d的強度，基于上述混凝土材料的應用需要，確定其配合比如表1所示。

表1 大體積筏板施工混凝土配合比

1.2 超長超厚筏板混凝土無縫澆筑施工

為實現對超長超厚筏板的無縫澆筑施工，采用斜向分層、薄層澆筑、一次到底的連續澆筑策略，在實際施工中將混凝土材料從大斜面上從上到下進行鋪料，并完成分批次的振搗，每批振搗的厚度都應當控制在450mm～550mm范圍內[3]。圖1為混凝土澆筑分層振搗示意圖。

圖1 混凝土澆筑分層振搗示意圖

按照圖1所示的內容完成振搗，第一次振搗完畢20min～30min后，再開始第二次復振操作，以此充分發揮混凝土澆筑材料的散熱效果。同時，在采用上述提到的振搗完成施工后，能夠有效避免施工冷縫結構的產生。針對超長超厚大體積筏板周圍及基坑周圍的結構，由于筏板具備厚度過大、體積過大、長度過長的特點，因此需要應用人工作業的方式，通過振搗裝置在中層鋼筋結構上開展振搗作業施工，以此有效提高混凝土的澆筑和振搗質量，從而避免混凝土出現裂縫問題，影響整體施工質量。

1.3 混凝土施工動態養護方法

在完成對超長超厚筏板混凝土無縫澆筑施工后，為了避免在后期其他作業施工以及超長超厚大體積筏板投入使用后出現新的裂縫，進而影響建筑結構整體質量的問題，還需要對混凝土進行動態養護。在完成混凝土澆筑后，首先對混凝土表面進行抹壓平整處理，并在其表面覆蓋一層保溫膜；其次，再在混凝土的表面覆蓋一層厚度為40mm的XPS擠塑板結構；最后，在其上方覆蓋一層棉氈結構，同時需要確保棉氈結構始終保持濕潤的狀態[4]。若實際養護期間遇到降雨天氣，則需要及時覆蓋防雨薄膜。在具體養護過程中，需要結合混凝土表面溫度數據對養護方案進行動態調整。當混凝土內外溫度差超過25℃時，此時需要通過增加覆蓋物的方式，確?；炷羶炔繙囟炔粫焖偕?；當混凝土內外溫度差小于15℃時，此時可通過適當減少覆蓋物的方式，使混凝土能夠充分散熱。在對超長超厚大體積筏板的側壁面進行混凝土的動態養護時，可利用兩層棉氈結構覆蓋其表面，以此達到保溫養護的效果。同時，在超長超厚大體積筏板兩側可構建防護棚結構，以此實現對混凝土溫度保護，達到隔離保溫效果。在墻體、柱結構等位置上，可選擇覆蓋塑料膜，并在其上方增加兩層濕棉氈實現養護，在這一過程中還需要不斷向其表面灑水[5]。待混凝土達到終凝狀態之前，需要在其表面用鐵抹子進行反復壓實處理，并先覆蓋一層塑料薄膜。在混凝土凝固時間達到1/2～2/3時，可以掀開覆蓋物，并仔細觀察表面，若出現細微的裂縫，則可以通過二次抹平操作解決，再按照上述順序進行覆蓋。在動態養護時，需要根據溫度的實際變化情況，添加或減少覆蓋物。在一天中溫度最高的時段，可適當將覆蓋在混凝土表面的覆蓋物掀開并進行散熱，在周圍環境溫度逐漸降低時，再進行覆蓋并實現保溫。在完成養護后，需要確保溫度差在小于20℃的范圍內拆除覆蓋物，以此完成整個混凝土施工的動態養護。

2 技術應用分析

為實現對本文設計施工技術的檢驗，以某高層建筑筏板混凝土工程為例，開展如下文所示的技術應用實驗。

此次所研究的工程項目位于西安市，建筑占地總面積約為22.56萬m2，該項目中的塔樓建筑占地面積約為11.98萬m2，建筑總層數為49層，總高度為194.78m，建筑整體采用鋼筋混凝土結構，屬于混合結構建筑。

項目的工程等級為特級，使用年限為50年。其中，塔樓基礎結構在設計時，采用筏板結構，結構尺寸為75.8m×68.9m，其中甲區域中的基礎筏板厚度為3m，基礎結構底板面積為4386.25m2，對應的南側與北側乙區中，基礎結構底板面積為1057.18m2，位于西側⑩軸后澆帶位置處的丙區域筏板基礎結構底板面積為356.12m2。

根據工程實際情況，此次所選的工程項目符合本文研究的超長、超厚、大體積筏板工程。在此基礎上，由工程設計方與施工方進行混凝土澆筑設計，預期混凝土澆筑總量為1.6×104m3，對應基礎結構的最大厚度為6.8m。綜合上述分析可知，本文工程屬于典型的基礎筏板大體積混凝土工程，為滿足工程在施工中的質量方面需求，經過多方設計后，針對該工程可以采用本文設計的無縫施工技術進行施工，施工時，采用一次澆筑的方式實施，不預留混凝土后澆帶。綜合上述分析，繪制基礎筏板施工中的厚度分區示意圖，如圖2所示。

圖2 基礎筏板施工中的厚度分區示意圖

掌握工程施工的重點后，按照預設的圖紙與本文設計的施工技術，對項目現場的施工進行全面部署。在此基礎上，為了確保工程施工質量，應結合工程需求，優化澆筑混凝土材料的配合比，并在有必要的情況下，在摻入材料中加入適量的膨脹劑。此外，使用CIVIL-2018軟件，對施工現場的基礎筏板結構的應力分布場與溫度場進行有限元分析，根據分析結果，定位應力集中區域，調整澆筑施工的工序與施工方案，保證施工效果可以達到預期要求。

完成施工后，對混凝土開展養護工作，由工程監理人員負責在養護期間內對澆筑結構的裂縫數量、裂縫長度與裂縫變化趨勢等相關數值進行測定。經過一系列的觀察發現，按照本文所設計的無縫施工技術進行大體積筏板混凝土施工，可以避免結構受到外界環境的干擾而出現裂縫。在證明了本文設計的施工技術在應用中合理、有效后，對筏板澆筑結構進行混凝土抗壓強度測試，觀察并統計在60d內混凝土的強度發展規律，將其規律繪制成折線圖，如圖3所示。

通過圖3實驗結果可以看出，隨著養護時間的增加，筏板混凝土抗壓強度隨之提升，說明本文設計的施工技術在實際應用中，不僅可以保證混凝與澆筑質量，解決結構裂縫問題，同時也可以有效提升筏板混凝土抗壓強度，保證施工后結構的各項質量檢測指標達標。

圖3 筏板混凝土抗壓強度測試結果

3 結語

本文以某大體積筏板混凝土工程為例，開展了此次研究。技術應用結果證明，所設計的施工技術在實際應用中，不僅可以避免結構出現裂縫問題，同時也可以提高筏板混凝土抗壓強度。

為進一步提高筏板混凝土工程的質量，應在后續的工程施工中，做到下述三點。其一，在澆筑施工前，對混凝土材料的各項原材料投入進行合理化管控，包括水泥、砂石、外加試劑等級，并在制備澆筑材料的過程中，進行混凝土質量的抽檢，如果在施工中出現材料變更等技術性問題，需要及時進行信息的上報；其二，在施工時，應安排專人監督核查現場澆筑施工，保證各個階段的施工行為均在符合質量驗收標準的前提下實施，避免澆筑結構由于受力不均出現變形問題，保證工程質量達標；其三，對施工作業現場采用網格化管控模式，在每個工程節點安排專門的負責人進行工程監管，將責任落實到具體個人。