筏形基礎大體積混凝土施工技術淺析

丁 雯

（中電建建筑集團有限公司，北京 100000）

0 引言

筏形基礎是房建工程平面構造的重要組成部分，對于筏形基礎工程而言，大體積混凝土裂縫不僅對其結構耐久性產生不良影響，同時也會對結構整體性安全性產生嚴重影響，因此，控制大體積混凝土裂縫成為施工質量控制的關鍵。本文結合工程項目實際情況，通過采取一系列技術措施對大體積混凝土施工工藝進行優化，確保了筏形基礎混凝土施工質量。

1 工程概況

某建筑工程涉及筏形基礎主體塔樓建設，存在大體積混凝土施工需求。筏形基礎呈不規則六邊形，筏基面積4132m2，筏板平均厚度為5.5m，筏板內雙向配筋面筋為Ф32@150，底筋雙排為Ф36@150。筏板混凝土澆筑量＞20000m3，采用泵送商品混凝土，抗滲等級達到S8，混凝土強度為C35。筏形基礎結構工程大體積混凝土施工是該項目的質量控制的重點之一。

2 筏形基礎結構大體積混凝土施工要點

2.1 材料準備

（1）水泥。混凝土的主要材料是水泥，研究表明，水泥熟料鋁酸三鈣發熱速率最快，所釋放的熱量也最大。為控制大體積混凝土裂縫，選用礦渣硅酸鹽水泥，并且對水泥用量進行嚴格控制[1]。而減少水泥用量會對混凝土坍落度、強度等性能產生一定影響，因此添加適量活性細摻料。

（2）骨料。在準備骨料過程中，結合工程需要，選擇粒徑大、級配良好的粗骨料，不僅能夠減少水泥和水的用量，還能最大程度避免混凝土材料發生泌水現象。細骨料則選用中粗砂，平均粒徑大，對控制水化熱量、減少溫度裂縫有明顯幫助。

（3）外加劑。為進一步降低水泥用量，摻加適量粉煤灰，摻量通常控制在≤30%[2]。減水劑有助于強化混凝土材料流動性和強度，并且能夠控制水化熱的釋放速度，結合施工實際需要決定其添加量。

2.2 鋼筋及冷卻管布設

根據筏形基礎工程設計規范，主體塔樓采用直徑40mm 鋼筋（型號HRB500E），按照間距200mm 進行布置，面層和底板鋼筋分別為6層和12層，鋼筋總量約為4600t。在進行鋼筋綁扎過程中，所設置的鋼筋支架也同時作為混凝土冷卻系統的支撐。結合《大體積混凝土溫度測控技術規范》（GB51028-2015）中相關要求，當大體積混凝土厚度超過3m 時，需布設2 層或2 層以上的冷卻水管，并且各層冷卻管回路之間的間距宜控制在1.5m 左右[3]。該項目筏板基礎平均厚度達到5.5m，結合前期試配及計算結果，布設2 層冷卻水管就能滿足降溫要求。考慮到筏板內雙向配筋面筋為Ф 32@150，因此利用鋼筋網片作為冷卻管的支撐體系，將冷卻管直接平鋪在鋼網上，并按照間距6m 的標準將DN100 無縫鋼管布置在外圍，作為冷卻水系統的主管道，按照間距2m 的標準布設筏板內部支管，鋼管型號為DN50，確保每個回路支管的兩端分別與進水口、出水口主管連接，相關參數見表1。

表1 水冷卻系統相關參數

2.3 混凝土測溫

（1）測溫元件選擇。筏形基礎結構大體積混凝土施工時，在終凝階段水熱化大量產生，需對混凝土內外溫度進行監測[4]。因此，要在施工前正確選用測溫計，預埋溫度傳感器。測溫計阻抗達到100MΩ，測溫范圍在零下50℃至零上1300℃，誤差不超過0.1℃，符合施工規范的相關要求。在實際應用時，既要確保測溫元件操作靈活，還要兼顧預埋操作的要求。

（2）測溫點和測溫線布設。根據《大體積混凝土施工標準》（2018版）中相關要求，結合該主體塔樓筏形基礎結構實際施工需要，共確定31 個測位，按照豎向500mm 間距標準在每個測位布置10 個測溫點，測溫點數量共310個（如圖1所示）。完成測溫點位布置后，開始進行測溫線布置，有以下幾點要求：

圖1 項目測溫點布設情況

①測溫線需在水下1m 處進行浸泡，時間不低于24h，觀察不損壞即滿足要求；

②集中布置引出線，并對其加以保護，確保各接頭牢固且位置正確；

③測試元件接頭與固定架金屬體、鋼筋等絕熱，采取措施保護測溫元件及其周圍結構，避免混凝土下料時對其產生沖擊，振搗器不得觸及測溫元件、引出線；

④布置測溫線之前，使用棉線對其進行栓接，并纏繞透明膠布，發揮固定作用；

⑤測溫線布置后，及時與設備進行連接，檢測測溫元件是否正常工作，如發現問題及時進行校準。

2.4 混凝土入模溫度控制

測溫點位和測溫線布置后，C1～C31 測點各安裝1臺測溫元件，每臺測溫元件同時接收10 個測點溫度數值，有溫度監測軟件負責記錄混凝土結構溫度變化情況，綠色表示水化熱升溫范圍正常，紅色則說明溫度超限，預警后應進行相應降溫處理。與此同時，對混凝土入模溫度進行控制，如果施工時氣溫比較低，則要提高混凝土澆筑溫度，避免混凝土發生早期凍結，主要通過對筏形基礎冷壁進行蒸汽預熱、原材料加熱等方式進行。如果氣溫比較高，則及時將砂石覆蓋，或者在混凝土澆筑前對砂石進行降溫[5]。

2.5 混凝土澆筑

2.5.1 澆筑施工要點

該項目筏板混凝土一次性連續澆筑量超過20000m3，因此采用泵送商品混凝土方式進行施工，計劃投入6臺混凝土輸送泵，其中2臺作為備用。為滿足混凝土澆筑施工要求，現場規劃可供混凝土運輸車停靠的區域和緊急停車處。混凝土澆筑分為4 個階段，方向由南向北，按照先集水坑后大面的順序進行澆筑，布料機覆蓋局部接縫，保證一次澆筑成型且不產生冷縫，如圖2所示。

圖2 分階段澆筑示意圖

考慮到項目大體積混凝土澆筑時已是深秋，天氣比較冷，因此隨機測定入模溫度，最低溫度≥5℃，最高溫度＜15℃。根據平面分布情況，選擇斜面分層薄層澆筑，循序退打，一次到頂。泵管放在排架上，不得布置在鋼筋網片上，混凝土布料不得采用通過振搗鋼筋，也不能集中放料，操作時避免對預埋件產生碰撞[6]。確保每條澆筑管道布設不低于3 個振搗點，各振搗點配置2個施工人員和2個振搗棒，結合筏板厚度確定振搗棒長度，振搗點具體布置見表2。

表2 振搗點布置

2.5.2 振搗注意事項

（1）如在夜間施工，確保照明條件良好，確保施工人員能夠清楚看到底層鋼筋；

（2）采用插入式振搗棒，均勻排列插點，快插慢拔、逐點移動，避免遺漏；

（3）振搗棒根據行列式進行移動，移動間距≤有效振搗作用半徑300～400mm；

（4）采用鋼筋綁扎導線以及測溫設備，根據測溫具體位置，準確預埋鋼筋和測溫設備，并焊接在各層鋼筋網片上，負責降溫的冷凝水管要與筏板鋼筋支撐結構進行焊接處理；

（5）澆筑前詳細交底，嚴禁施工人員將振搗棒與冷凝管以及測溫器的固定點位進行接觸，且上述部位不應進行長時間振搗。

2.6 混凝土養護

大體積混凝土養護應明確管理目標，設專人負責，減少現場因素的影響。在正式進行養護前，為進一步確保養護的合理性和科學性，結合工程實際，建立更加全面的養護管理機制，切實落實好監督責任。對于現場因素對養護的影響，應做好環境評估，做好風險預判，從而采取有針對性的防范措施，養護期不低于2周[7]。待混凝土終凝后，充分灑水，上表面覆蓋土工織物+聚苯板（50mm）+節水保濕薄膜的保溫材料，然后再將防風防雨彩條布覆蓋在表面，采用短鋼筋對其進行壓實處理。由于項目主塔樓筏形基礎比較高，因此采用保濕薄膜+棉被對筏形基礎側面進行覆蓋，達到良好的保溫效果。在為期2 周的養護過程中，利用無線測溫數據采集系統保存測溫數據，每次數據采集時間間隔為15min，生成實時溫度變化曲線，并根據測溫結果對保溫方式予以調整。如果筏形基礎混凝土結構表面溫度與氣溫之間的差值＞20℃，則根據實際情況適當增加聚苯板厚度，確保兩者差值低于20℃。

3 施工效果分析

通過對筏形基礎主體塔樓大體積混凝土施工技術的優化，筏板混凝土泵送順利，澆筑質量滿足相關施工規范，混凝土抗滲等級以及混凝土強度達到設計要求，且有效控制了溫度裂縫問題。同時，通過提前預埋測溫儀器和導線，各監測點位溫度數值監測精度達到0.1℃，并且實現對大體積混凝土內部溫度的同步監測與控制。

4 結束語

綜上所述，該項目中主塔樓筏板基礎結構厚度大于3m，且混凝土澆筑量比較大，一定程度上增加施工難度。為減少裂縫通病對混凝土結構的影響，在施工過程中，加強施工管理，保證施工技術應用到位，確保大體積混凝土施工質量，以避免結構裂縫的產生。大體積混凝土施工技術在筏形基礎主塔樓中的成功應用，特別是混凝土測溫技術的運用，為混凝土裂縫控制提供更多現實依據，值得在類似工程項目中進行推廣。