建筑工程基礎底板大體積混凝土施工技術分析

王旭麗

(廣州市凈水有限公司,廣州 510655)

0 引言

基礎底板是我國建筑工程的核心組成部分,具有結構支撐的關鍵作用。而大體積混凝土是基礎結構的主要施工工藝,應高度重視其施工質量,了解大體積混凝土的特點,掌握最佳適用范圍,根據建筑工程施工設計、工期計劃、施工特色等情況落實大體積混凝土在基礎底板中的施工準備,分析技術操作要點,明確混凝土施工養護措施,保障基礎結構修建效果[1]。

大體積混凝土是體量大且實體尺寸大于1 m的混凝土結構,是建筑工程施工中常用的技術之一。多與鋼筋共同構成穩固的工程主體結構,成為受力支撐框架。常見的建筑工程基礎樣式包括筏形基礎、獨立基礎、條形基礎等,大體積混凝土在其中得到了廣泛的應用。大體積混凝土施工具有一定的復雜性,需要建筑企業參考工程特點、現場環境、設計要求等要素,對應選擇匹配的混凝土施工技術。因大體混凝土平面尺寸規模較大,當其處于氣溫快速升高或下降及水泥熱化的條件下,混凝土將受溫差變化影響產生開裂問題,若未在第一時間對混凝土裂縫施以正當處理,裂縫將逐漸變大并向下延伸,成為影響建筑工程施工質量的重要隱患[2]。在大體積混凝土施工中,應對施工溫度、混凝土溫度進行適當調控,發揮混凝土的功能性能,保證其承載力、抗壓力等,提升施工效果,防止混凝土裂縫、空鼓等問題的發生。

以廣東省珠海市某產業園工程為例,該項目建筑面積約為77 386.87 m2,地上五層、地下一層。共有兩個組團,即IN1-3和RD10-12。這兩個組團的施工均選用框架結構工藝,為樁筏基礎,運用大體積混凝土施工技術完成基礎底板部分的施工。底板設計形狀不規則,具體設計數據見表1。

表1 兩個組團的基礎底板設計信息

1 施工準備

1.1 施工設計

在基礎底板大體積混凝土正式施工前,由建筑企業牽頭,組織設計方、施工方、監理機構等參建主體對施工方案、技術方案、環境保護、工期計劃、安全防護措施進行集體討論,確保施工設計的合理性。施工部門系統審核技術方案,向監理機構申請批準,二者協調后續組織實施。施工方案的審核需著重關注大體積混凝土的溫度及收縮應力,結合現場施工環境、當地常規天氣溫度等因素確定溫度指標。科學確定、調控溫度,強化混凝土抗裂性能。重點審查施工平面圖、溫度測量點布置圖等施工圖紙的精準度及可行性,為高效施工創造便利條件。各參建方集體商議后確定機械設備、施工工序、澆筑順序、保溫方法、保濕措施等施工細節,出于現場施工安全的考量,對可能出現的施工事故,如塌方、著火、機械運行故障等編制應急預案,明確異常氣候等特殊情況下的混凝土施工注意事項,如在暴雨、暴雪、雷電等極端天氣下暫停施工等[3]。

1.2 明確施工技術

大體積混凝土施工技術的確定可保障建筑工程修建質量,需著眼實際,根據現場施工狀況、工程施工方案、施工人員技術水平、可用資源等對應選用合適的大體積混凝土施工技術。

根據實際情況確定兩個組團基礎底板部分的大體積混凝土施工技術為跳倉法。將IN1-3、RD10-12這兩個組團清晰劃定為6個流水段,如圖1所示。分別利用兩臺布料機、車載泵在組團區段的不同角度按照由遠及近的順序施工對基礎底板進行分層澆筑。為突出混凝土澆筑施工的連續性,將澆筑施工設計為夜間進行。混凝土攪拌站的實際供料時間間隔需在30 min以內,根據建筑工程基礎筏板的尺寸大小,以40 m為單位,沿其橫向、縱向逐次分倉,對各個倉格加以唯一編號,便于施工查找。為保證基礎底板的防水性能,在底板間設計防水處理,即在施工處位置應用6×80規格的雙向型方格骨架,搭配20目/cm2的鋼板網,緊密封堵混凝土,增強底板防水能力。

圖1 地下結構流水段施工設計Fig.1 Construction design of underground structure flow section

1.3 大體積混凝土原材料的檢測及控制

對施工建材質量進行嚴格把關,確保建筑工程的修建效果,防止因建材質量不佳而返工,甚至導致安全事故,提升企業參建利潤。施工前,為保障基礎底板的修建成效,對石、水、水泥等混凝土原材料開展檢測及控制工作。具體措施如下:實驗檢測混凝土原材料的基本性能。檢驗砂的含水量、水泥抗拉強度等,保證所選建材的種類、等級匹配施工需要。科學完成各類混凝土原材料的配比,通過實驗獲得混凝土最佳配比參數數據,即拌和水量不應超出170 kg/m3,砂率控制在38%～46%,粉煤灰使用量不宜超過凝膠材料用量的50%,水膠比需小于0.45。經實驗驗證,確定粗集料碎石、52.2R水泥、Ⅱ級粉煤灰等材料為大體積混凝土施工原材料,減少水泥用量,規避水熱化的產生。考慮到原材料的性能表現,在混凝土制作中使用膨脹劑、減水劑等外加劑,降低混凝土裂縫的形成幾率。

為保證混凝土原材料的安全運輸及混凝土的最佳性能,采取塑料薄膜遮蓋等防曬、防水、保溫措施。在正式進入施工現場前對混凝土展開質量測驗,確保其各項指標合格,如坍落度超出180 mm等。

2 施工技術要點

2.1 澆筑施工

應保證大體積混凝土澆筑施工結構的穩定性,使其強度符合相關標準。為保障施工質量,強調以下要點:①在施工準備環節,組織監理機構、施工單位等參建方對基礎底板中的鋼筋工程、支撐體系、隱蔽工程、模板體系進行系統化的質量驗收,確保前期施工結果符合混凝土澆筑作業的客觀需要,如施工精度、結構強度、結構應力荷載等[4]。按照施工現場實況確定選用分層澆筑、推移式連續澆筑等大體積混凝土施工技術。②保證混凝土澆筑作業的連續性,防止施工中斷。如需暫停混凝土施工,應壓縮間隔時間,規范澆筑施工技術規范,在上層混凝土未完全初凝前不宜推進后續澆筑作業。③嚴格把控大體積混凝土施工細節。混凝土入模澆注時,應將其溫度控制在5 ℃～30 ℃,澆筑厚度控制在30～500 mm。考慮外部環境對混凝土施工的影響,當施工現場的平均地表溫度發生異常變化時,如超過35 ℃時需及時對混凝土進行降溫保護,添加引氣劑,防止混凝土出現巨大溫差,避免其入模后形成裂縫。④混凝土澆筑直至振搗結束需強調細節把控,消除混凝土內部氣泡,加強混凝土密實性,保證施工質量。結合施工現場情況選擇泵送方法及二次振搗技術,在基礎底板的混凝土澆筑帶安排前、中、后三道振搗工序。第一道振搗器位于混凝土的統一卸料點,施工人員負責混凝土出管時的振搗,確保其能夠經過面筋進入底層。第二道振搗器布置在混凝土的中心部位,當振搗器插入混凝土時,速度要快,在15 s內完成,拔出振搗器應緩慢進行。混凝土發生下沉、返漿現象說明振搗成功,結束作業。第三道振搗器設置在底邊坡角及鋼筋部位,因為底層鋼筋間距有限,在此處開展振搗作業能夠確保混凝土流入鋼筋底部,保證其振搗均勻性、密實性。

2.2 溫度控制

溫度是影響混凝土性能發揮、施工質量的主要因素,為優化大體積混凝土施工效果,應強調溫度的合理把控,防止因溫度過高或過低產生開裂問題。應對混凝土內外實時溫度進行嚴格監控,靈活運用現場施工資源,把控、調節混凝土的內外溫度差[5]。具體方法如下:

精準確定混凝土測溫點。為有效控制混凝土內外溫差,調整其降溫速率,分別設計兩個組團的測溫點,如圖2所示。對易散熱、主風向等位置(如混凝土拐角處)設計測溫點,對這些收縮拉應力大及絕熱升溫高的部位及時進行溫度監控及調控。

圖2 測溫點設計情況Fig.2 Design of temperature measuring point

恰當布置混凝土測溫點。根據測溫點設計方案優先選擇較為平整的地點部署測溫點。以測溫點的豎向部署為例,按照設計方案在目標混凝土平面位置分別安裝上、中、下3個測溫點。在混凝土保溫層及施工現場的恰當位置增設測溫點,獲取混凝土保溫層的實時溫度及所處環境的自然溫度變化。通常情況下,混凝土澆筑升溫溫差在50 ℃以內,表層溫差應小于25 ℃。

2.3 取樣試驗

在基礎底板大體積混凝土施工中開展取樣試驗,精準捕捉施工中的缺陷不足,實現施工質量的有效把控。根據混凝土一次連續澆筑體積對不同澆筑組次進行取樣試驗。當混凝體澆筑基層體積小于1000 m3時,需5次取樣;當基層體積為1000～5000 m3時,每超出1000 m3增加3次取樣。對這些混凝土樣品進行抗壓強度、劈裂抗拉強度、抗折強度實驗,檢驗混凝土的抗彎能力、韌性、坍落度、保水性、含氣量等指標數據是否達標,確保施工有效性。

3 竣工后的保養維護

施工完畢后,需進一步保障混凝土的施工效果,對其進行科學的養護處理。依照現場情況及施工質量標準安排專人養護混凝土,進行測試記錄,動態化檢驗混凝土情況,主要有以下兩種方法:①自然養護法。在混凝土養護前期采用施工現場蓄水方法,為混凝土降溫,保證其濕度符合質量要求。②灑水養護法。在養護后期混凝土已完全終凝,使用草簾、塑料膜等覆蓋材料全面覆蓋混凝土表面,以2 h為時間單位,對混凝土定期灑水,維持覆蓋物的整體濕潤性,防止其因過于干燥而催生出裂縫,發揮混凝土的優良性能。

4 結束語

立足實際,對建筑工程基礎底板進行分析,指出大體積混凝土的應用優勢,根據施工合同、施工設計、現場施工、可用資源等情況做好施工前期準備。施工過程中,著重把握大體積混凝土技術操作要點,重視混凝土的保養維護,以提升施工質量,加強基層底板修建效果。