筏板基礎大體積混凝土施工技術研究

樓 選（浙江花園建設集團有限公司，浙江 東陽 322121）

高層建筑筏板基礎因其厚度大、混凝土方量大、澆筑過程時間長等一系列問題，在施工過程中必須重點控制，采取何種措施確保施工質量可靠、施工過程順利開展是現階段所面臨的關鍵問題。施工過程中有效調整大體積混凝土配合比、優化大體積混凝土澆筑方式、養護措施、控溫措施等，能夠有效保證大體積混凝澆筑的順利進行，確保混凝土施工質量優良、無溫度裂縫等問題的出現[1]。

1 大體積混凝土的特點和裂縫成因機理

1.1 大體積筏板混凝土定義特點

大體積混凝土根據相關規范的定義為，混凝土結構實體尺寸不低于1m的大體量混凝土，或者因混凝土水化熱容易導致結構裂縫產生的混凝土。大體積筏板基礎混凝土主要的結構特點：

（1）因大體積筏板基礎比較厚（一般在1m 之上），一次澆筑面積大，筏板鋼筋配置密集、結構形式復雜（有下翻梁、暗梁等），并受到各部分構件約束作用大，易因內外溫差和收縮徐變等影響產生內外部裂縫。

（2）筏板基礎一方面作為基礎受力的重要構件，另一方面承擔著結構自防水的功能，因此混凝土結構強度等級和抗滲等級都比較高，當混凝土澆筑養護過程中產生較大的溫度差，易引起筏板構件開裂導致基礎發生滲漏等問題[2]。

（3）為滿足結構整體性指標，大體積筏板基礎在混凝土澆筑過程中要求一次性澆筑，不能留置施工縫，連續澆筑過程中易導致混凝土水化熱內部積累，混凝土內部溫度上升快，熱量擴散慢，產生顯著的內外溫度差，因大體積混凝土抗壓變形能力強、抗拉抗裂強度低，當混凝土澆筑過程中內部混凝土產生的水化熱較高外部較低時，產生內外溫度差，進而導致混凝土產生溫度應力作用，導致混凝土產生開裂等問題。

1.2 大體積筏板混凝土裂縫問題

大體積筏板混凝土結構的裂縫問題成因主要為：混凝土中水泥水化熱產生較大溫升，導致混凝土產生溫度應力；筏板基礎受到周邊結構構件的約束作用，內部產生拉應力。其根本原因是混凝土水化熱升高了內部結構溫度，溫度產生了超過混凝土極限抗拉強度的內應力。混凝土裂縫為大體積混凝土的質量通病，嚴重影響了筏板基礎混凝土結構的受力性能和耐久性能，采取可靠措施有效控制混凝土裂縫的發生和開展，是施工過程中的技術重點和難點。裂縫對結構質量的重大影響主要體現如下幾點：

（1）影響結構承載能力。對結構重要部位，如果裂縫寬度超過設計要求，將導致結構承載力不能滿足受力要求，導致結構受到較嚴重破壞，或者將要發生破壞事故[3]。

（2）當表面裂縫發生并開展時，將導致混凝土結構保護層被破壞，結構受力鋼筋受到空氣中水分和鹽分的影響因素導致破壞加速發生，嚴重影響結構耐久性能和穩定性能。

（3）大體積筏板基礎一般情況下混凝土會與地下水產生較多的接觸，裂縫的出現導致水的滲入，發生冬期凍脹，混凝土剝蝕脫落，加快混凝土基礎腐蝕，嚴重影響混凝土強度性能。

2 大體積筏板混凝土項目案例介紹

本項目建設地點為浙江東陽市區，項目建設類型為大型商業綜合體配套高端酒店和高端寫字樓項目，項目建設占地面積4500m2，項目總建筑面積為93200m2。項目包括2棟寫字樓、2棟高端酒店，一個大型商業綜合體，結構設兩層地下室，采用筏板和樁基礎結構，筏板基礎為厚度1.2m的大體積厚板，為大體積混凝土結構。

本項目筏板基礎為整個結構混凝土施工過程中控制的重點和難點，筏板基礎不僅下部接樁基礎，保證結構基礎整體受力性能，且筏板基礎常年位于地下水位以下，混凝土抗滲要求較高，施工過程中要求不能隨意設置施工縫，必須保證筏板基礎的整體性和抗滲性能。不允許筏板基礎出現裂縫病害。

3 大體積筏板混凝土施工過程技術分析

3.1 混凝土施工進度和施工部署

大體積混凝土在施工作業前需要認真編寫施工方案，針對施工過程中的重點難點，采取針對性措施，細化組織安排，確保施工過程連續，施工階段質量控制合理。首先，針對筏板大體積混凝土合理劃分施工作業段，澆筑施工前完成對應區段的鋼筋綁扎、墊層施工、支設模板等作業。大體積混凝土一般采取分段分塊進行澆筑[4]，分段分塊主要原則如下：

（1）筏板基礎中將受荷載大、應力集中點位進行分段澆筑施工。

（2）按照結構設計分界進行區域劃分，如裙樓和主樓的分界處、沉降縫、后澆帶等。

（3）根據施工作業安排，混凝土供應情況、施工過程高效推進的原則進行區域劃分。

合理配置人員、設備、機具等，根據混凝土澆筑施工需要，配備合理充足的機械設備，大體積筏板基礎常用的機械設備見表1。

表1 大體積筏板混凝土澆筑作業常用機械設備

澆筑過程除混凝土供應外，還需根據混凝土養護情況、保溫保濕情況，準備充分的塑料膜、棉氈和測溫等工具材料。

根據澆筑作業情況，合理安排作業人員，同時現場技術人員及時調整澆筑階段和澆筑技術質量管理。并針對大體積混凝土澆筑要求，所有作業人員如鋼筋工、混凝土工、安裝工等均需要持證上崗，且必須經過培訓后方可開展作業。

3.2 混凝土澆筑質量的控制措施

大體積混凝土澆筑過程中要求其具有良好的坍落度與和易性，坍落度要求不低于160mm，泌水量不低于10L/m3等技術指標。

（1）加強施工過程中的原材料質量把控工作，在配合比設計過程中，為滿足設計強度要求，減小因水泥摻量較高引起的溫升較高問題，在水泥品質上優選低水化熱和42.5強度以上的水泥品種。控制水泥3d和7d的水化熱控制指標分別不超過240kJ/kg、270kJ/kg，控制水泥摻量不大于310kg/m3等要求，滿足混凝土抗滲性能要求。

（2）混凝土粗、細骨料的種類直接影響混凝土的抗裂性能，在施工過程中控制粒徑為5mm～25mm、含泥量不大于1%的碎石作為主要粗骨料；細骨料選用中砂、細度模數2.3～3.1，含泥量不大于1%，細骨料采用連續級配，泵送混凝土中采用水和水泥共同包裹整個骨料表面，確保混凝土整體性能良好[5]。

（3）外加劑作為混凝土拌合物中的重要部分，通過試驗配置高效減水劑、膨脹劑等復合摻量，通過分析摻入外加劑能起到良好的改善混凝土強度、需水量、抗裂性、溫度控制的作用。

（4）摻入適量粉煤灰，選擇粉煤灰質量一般為含碳量低、粉末狀較細的顆粒性狀，粉煤灰密度指標一般在1.77g/cm3～2.44g/cm3，保證混凝土具有良好的體積安定性和抗干縮性能。

3.3 混凝土澆筑優化施工工藝

根據本項目大體積混凝土體量情況合理優化混凝土的拌合和運輸：

根據泵送混凝輸出量計算混凝土泵送所需要的運輸車數量；根據混凝土運輸距離和路線確定單程運送時間，在運送過程中根據混凝土質量情況進行攪拌，運輸過程中要做好防雨和防曬措施，根據運輸過程中混凝土和易性情況及時調整混凝土攪拌速率和攪拌時間。嚴格禁止運送和泵送過程中加水，混凝土發生坍落度損失和離析嚴重等情況時，不能進行入模澆筑混凝土。

根據大體積混凝土分區情況，設置澆筑后澆帶，主要目的是防止因干燥收縮引起的有害裂縫。后澆帶在施工過程中要防止雜物污染，并在外部設置防水層，確保后澆帶處于干凈無污染環境中。后澆帶澆筑前要先進行施工縫面處理工作，清除垃圾、松動等，并鋪設水泥砂漿確保澆筑完整。

混凝土澆筑過程，根據本項目筏板厚度，采取斜面分層的措施，在澆筑過程中每層采取一定的坡度澆筑，并進行分層澆筑施工，振搗作業采取自下端向上端的振搗順序，確保澆筑過程施工質量可靠，如圖1所示。

圖1 大體積筏板基礎斜向分層澆筑施工示意圖

分層厚度400mm，綜合考慮振搗厚度和振搗力作用，以及混凝土供應量和澆筑量情況，為保障澆筑混凝土質量，當下落高度大于2m時，采取溜槽澆筑，控制混凝土澆筑質量，防止發生離析等問題出現。

混凝土振搗過程要盡量做到快插慢拔，確保振搗作業均勻分布，根據澆筑情況，確保振搗作業點上中下各區域混凝土振搗密實。筏板大體積混凝土振搗完成后要針對混凝土進行二次復振搗和抹壓，保證混凝土成型效果，預防裂縫發生[6]，處理流程如圖2所示。

圖2 大體積混凝土二次抹壓處理流程

通過對混凝土的二次復振有效控制防止新舊混凝土出現冷縫、消除混凝土出現積水和泌水等情況，振搗時宜選擇初凝前的1h～4h開始作業。

4 結語

筏板大體積混凝土施工質量好壞直接影響著整體結構受力性能和耐久性能，且筏板混凝土結構的整體性良好是保證混凝土結構自防水性能有效發揮的前提。針對筏板基礎的設計和施工過程控制也尤其重要，由于一般筏板基礎下接樁基礎，局部受力突出，抗剪切和抗沖切力局部較高，一旦有溫度裂縫的出現將嚴重影響筏板基礎的使用性能和耐久性。因此，必須嚴格把控筏板基礎的混凝土澆筑質量。

本文以一大型商業綜合建筑筏板基礎為實例，研究分析優化澆筑方案、澆筑過程組織，細化控制混凝土澆筑原材料性能指標、澆筑過程中進行斜向分層和設置后澆帶，采取一系列措施有效釋放混凝土溫度應力，減少因內外溫度差的因素產生內應力和裂縫的出現。

（1）筏板基礎大體積混凝土澆筑過程應嚴密監測混凝土溫度情況，降低內外溫度差，從而有效改善混凝土澆筑質量。

（2）針對較厚的筏板混凝土進行斜向分層澆筑施工，澆筑完成后采取二次振搗和二次抹壓等措施，消除混凝土養護面的泌水和微裂縫的出現。

（3）針對筏板大體積混凝土在合理位置設置后澆帶，并嚴格控制后澆帶的施工質量，有效改善筏板基礎邊界約束條件，釋放大體積筏板在溫度作用下的約束應力，確保澆筑施工完成后整體性良好，無有害裂縫的出現。