建筑工程基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)分析

王旭麗

(廣州市凈水有限公司,廣州 510655)

0 引言

基礎(chǔ)底板是我國建筑工程的核心組成部分,具有結(jié)構(gòu)支撐的關(guān)鍵作用。而大體積混凝土是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要施工工藝,應(yīng)高度重視其施工質(zhì)量,了解大體積混凝土的特點,掌握最佳適用范圍,根據(jù)建筑工程施工設(shè)計、工期計劃、施工特色等情況落實大體積混凝土在基礎(chǔ)底板中的施工準(zhǔn)備,分析技術(shù)操作要點,明確混凝土施工養(yǎng)護(hù)措施,保障基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),是建筑工程施工中常用的技術(shù)之一。多與鋼筋共同構(gòu)成穩(wěn)固的工程主體結(jié)構(gòu),成為受力支撐框架。常見的建筑工程基礎(chǔ)樣式包括筏形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等,大體積混凝土在其中得到了廣泛的應(yīng)用。大體積混凝土施工具有一定的復(fù)雜性,需要建筑企業(yè)參考工程特點、現(xiàn)場環(huán)境、設(shè)計要求等要素,對應(yīng)選擇匹配的混凝土施工技術(shù)。因大體混凝土平面尺寸規(guī)模較大,當(dāng)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(chǎn)生開裂問題,若未在第一時間對混凝土裂縫施以正當(dāng)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(zhì)量的重要隱患[2]。在大體積混凝土施工中,應(yīng)對施工溫度、混凝土溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控,發(fā)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(fā)生。

以廣東省珠海市某產(chǎn)業(yè)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(tuán),即IN1-3和RD10-12。這兩個組團(tuán)的施工均選用框架結(jié)構(gòu)工藝,為樁筏基礎(chǔ),運(yùn)用大體積混凝土施工技術(shù)完成基礎(chǔ)底板部分的施工。底板設(shè)計形狀不規(guī)則,具體設(shè)計數(shù)據(jù)見表1。

表1 兩個組團(tuán)的基礎(chǔ)底板設(shè)計信息

1 施工準(zhǔn)備

1.1 施工設(shè)計

在基礎(chǔ)底板大體積混凝土正式施工前,由建筑企業(yè)牽頭,組織設(shè)計方、施工方、監(jiān)理機(jī)構(gòu)等參建主體對施工方案、技術(shù)方案、環(huán)境保護(hù)、工期計劃、安全防護(hù)措施進(jìn)行集體討論,確保施工設(shè)計的合理性。施工部門系統(tǒng)審核技術(shù)方案,向監(jiān)理機(jī)構(gòu)申請批準(zhǔn),二者協(xié)調(diào)后續(xù)組織實施。施工方案的審核需著重關(guān)注大體積混凝土的溫度及收縮應(yīng)力,結(jié)合現(xiàn)場施工環(huán)境、當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)天氣溫度等因素確定溫度指標(biāo)?？茖W(xué)確定、調(diào)控溫度,強(qiáng)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(zhǔn)度及可行性,為高效施工創(chuàng)造便利條件。各參建方集體商議后確定機(jī)械設(shè)備、施工工序、澆筑順序、保溫方法、保濕措施等施工細(xì)節(jié),出于現(xiàn)場施工安全的考量,對可能出現(xiàn)的施工事故,如塌方、著火、機(jī)械運(yùn)行故障等編制應(yīng)急預(yù)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(shù)

大體積混凝土施工技術(shù)的確定可保障建筑工程修建質(zhì)量,需著眼實際,根據(jù)現(xiàn)場施工狀況、工程施工方案、施工人員技術(shù)水平、可用資源等對應(yīng)選用合適的大體積混凝土施工技術(shù)。

根據(jù)實際情況確定兩個組團(tuán)基礎(chǔ)底板部分的大體積混凝土施工技術(shù)為跳倉法。將IN1-3、RD10-12這兩個組團(tuán)清晰劃定為6個流水段,如圖1所示。分別利用兩臺布料機(jī)、車載泵在組團(tuán)區(qū)段的不同角度按照由遠(yuǎn)及近的順序施工對基礎(chǔ)底板進(jìn)行分層澆筑。為突出混凝土澆筑施工的連續(xù)性,將澆筑施工設(shè)計為夜間進(jìn)行?；炷翑嚢枵镜膶嶋H供料時間間隔需在30 min以內(nèi),根據(jù)建筑工程基礎(chǔ)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(chǔ)底板的防水性能,在底板間設(shè)計防水處理,即在施工處位置應(yīng)用6×80規(guī)格的雙向型方格骨架,搭配20目/cm2的鋼板網(wǎng),緊密封堵混凝土,增強(qiáng)底板防水能力。

圖1 地下結(jié)構(gòu)流水段施工設(shè)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(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),確保建筑工程的修建效果,防止因建材質(zhì)量不佳而返工,甚至導(dǎo)致安全事故,提升企業(yè)參建利潤。施工前,為保障基礎(chǔ)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(qiáng)度等,保證所選建材的種類、等級匹配施工需要?？茖W(xué)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(shù)數(shù)據(jù),即拌和水量不應(yīng)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(jīng)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(guī)避水熱化的產(chǎn)生?？紤]到原材料的性能表現(xiàn),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(yùn)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(jìn)入施工現(xiàn)場前對混凝土展開質(zhì)量測驗,確保其各項指標(biāo)合格,如坍落度超出180 mm等。

2 施工技術(shù)要點

2.1 澆筑施工

應(yīng)保證大體積混凝土澆筑施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,使其強(qiáng)度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為保障施工質(zhì)量,強(qiáng)調(diào)以下要點:①在施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié),組織監(jiān)理機(jī)構(gòu)、施工單位等參建方對基礎(chǔ)底板中的鋼筋工程、支撐體系、隱蔽工程、模板體系進(jìn)行系統(tǒng)化的質(zhì)量驗收,確保前期施工結(jié)果符合混凝土澆筑作業(yè)的客觀需要,如施工精度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)應(yīng)力荷載等[4]。按照施工現(xiàn)場實況確定選用分層澆筑、推移式連續(xù)澆筑等大體積混凝土施工技術(shù)。②保證混凝土澆筑作業(yè)的連續(xù)性,防止施工中斷。如需暫?；炷潦┕?應(yīng)壓縮間隔時間,規(guī)范澆筑施工技術(shù)規(guī)范,在上層混凝土未完全初凝前不宜推進(jìn)后續(xù)澆筑作業(yè)。③嚴(yán)格把控大體積混凝土施工細(xì)節(jié)。混凝土入模澆注時,應(yīng)將其溫度控制在5 ℃～30 ℃,澆筑厚度控制在30～500 mm?？紤]外部環(huán)境對混凝土施工的影響,當(dāng)施工現(xiàn)場的平均地表溫度發(fā)生異常變化時,如超過35 ℃時需及時對混凝土進(jìn)行降溫保護(hù),添加引氣劑,防止混凝土出現(xiàn)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(jié)束需強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)把控,消除混凝土內(nèi)部氣泡,加強(qiáng)混凝土密實性,保證施工質(zhì)量。結(jié)合施工現(xiàn)場情況選擇泵送方法及二次振搗技術(shù),在基礎(chǔ)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(tǒng)一卸料點,施工人員負(fù)責(zé)混凝土出管時的振搗,確保其能夠經(jīng)過面筋進(jìn)入底層。第二道振搗器布置在混凝土的中心部位,當(dāng)振搗器插入混凝土?xí)r,速度要快,在15 s內(nèi)完成,拔出振搗器應(yīng)緩慢進(jìn)行?；炷涟l(fā)生下沉、返漿現(xiàn)象說明振搗成功,結(jié)束作業(yè)。第三道振搗器設(shè)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(yè)能夠確?；炷亮魅脘摻畹撞?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(fā)揮、施工質(zhì)量的主要因素,為優(yōu)化大體積混凝土施工效果,應(yīng)強(qiáng)調(diào)溫度的合理把控,防止因溫度過高或過低產(chǎn)生開裂問題。應(yīng)對混凝土內(nèi)外實時溫度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控,靈活運(yùn)用現(xiàn)場施工資源,把控、調(diào)節(jié)混凝土的內(nèi)外溫度差[5]。具體方法如下:

精準(zhǔn)確定混凝土測溫點。為有效控制混凝土內(nèi)外溫差,調(diào)整其降溫速率,分別設(shè)計兩個組團(tuán)的測溫點,如圖2所示。對易散熱、主風(fēng)向等位置(如混凝土拐角處)設(shè)計測溫點,對這些收縮拉應(yīng)力大及絕熱升溫高的部位及時進(jìn)行溫度監(jiān)控及調(diào)控。

圖2 測溫點設(shè)計情況Fig.2 Design of temperature measuring point

恰當(dāng)布置混凝土測溫點。根據(jù)測溫點設(shè)計方案優(yōu)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(shè)計方案在目標(biāo)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(xiàn)場的恰當(dāng)位置增設(shè)測溫點,獲取混凝土保溫層的實時溫度及所處環(huán)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(nèi),表層溫差應(yīng)小于25 ℃。

2.3 取樣試驗

在基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工中開展取樣試驗,精準(zhǔn)捕捉施工中的缺陷不足,實現(xiàn)施工質(zhì)量的有效把控。根據(jù)混凝土一次連續(xù)澆筑體積對不同澆筑組次進(jìn)行取樣試驗。當(dāng)混凝體澆筑基層體積小于1000 m3時,需5次取樣;當(dāng)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(jìn)行抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)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(biāo)數(shù)據(jù)是否達(dá)標(biāo),確保施工有效性。

3 竣工后的保養(yǎng)維護(hù)

施工完畢后,需進(jìn)一步保障混凝土的施工效果,對其進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)處理。依照現(xiàn)場情況及施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)安排專人養(yǎng)護(hù)混凝土,進(jìn)行測試記錄,動態(tài)化檢驗混凝土情況,主要有以下兩種方法:①自然養(yǎng)護(hù)法。在混凝土養(yǎng)護(hù)前期采用施工現(xiàn)場蓄水方法,為混凝土降溫,保證其濕度符合質(zhì)量要求。②灑水養(yǎng)護(hù)法。在養(yǎng)護(hù)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(fā)揮混凝土的優(yōu)良性能。

4 結(jié)束語

立足實際,對建筑工程基礎(chǔ)底板進(jìn)行分析,指出大體積混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢,根據(jù)施工合同、施工設(shè)計、現(xiàn)場施工、可用資源等情況做好施工前期準(zhǔn)備。施工過程中,著重把握大體積混凝土技術(shù)操作要點,重視混凝土的保養(yǎng)維護(hù),以提升施工質(zhì)量,加強(qiáng)基層底板修建效果。