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摘要：隨著城市人口的急劇增加，高層建筑已經(jīng)城市建設(shè)的主要內(nèi)容，由于高層建筑高度高、基礎(chǔ)深，施工相對(duì)困難，因此，基礎(chǔ)的施工作為高層建筑建設(shè)的質(zhì)量保障應(yīng)引起我們的高度重視。...

淺析高層建筑筏板基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

趙宗讓

陜西建工集團(tuán)第五建筑工程有限公司

1.前言

    近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、土地資源的日益減少，高層建筑的建造已基本普及，在高層建筑的建造過(guò)程中常因基礎(chǔ)問(wèn)題影響到工程質(zhì)量的情況時(shí)有發(fā)生，因此確保高層建筑地基基礎(chǔ)的安全性是工程基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量的重要保障。

2.工程概況

    東方大廈一期工程位于鄂爾多斯烏蘭木倫河南岸，為超高層公共建筑，采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，地下三層，地上三十四層，建筑總高度154.5m，占地16775㎡，總建筑面積99085萬(wàn)㎡。

    本工程由主樓、裙樓及地下車庫(kù)組成，采用鋼筋砼筏板基礎(chǔ)，直接坐落在砂巖天然地基上，裙樓及車庫(kù)基礎(chǔ)底板厚500mm。主樓筏板基礎(chǔ)厚度為2400mm、3200mm（局部4700mm、6500mm），砼強(qiáng)度等級(jí)為C40，抗?jié)B等級(jí)為P8，混凝土澆筑量約為7000m3 。

    主樓筏板基礎(chǔ)采用HRB400E鋼筋，基礎(chǔ)下部按32＠100雙排雙向設(shè)置；上部按32／28（25）＠150雙排雙向設(shè)置，采用直螺紋套筒連接，筏板平面尺寸為44.4×44.4m，其周邊設(shè)置一道800mm寬的沉降后澆帶與裙樓或地下車庫(kù)相接。

3.高層建筑筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

    高層建筑筏板基礎(chǔ)具有如下特點(diǎn)：一是基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置的鋼筋數(shù)量多、直徑大、分布密、上下層鋼筋的高差大；二是砼工程量相對(duì)較大、塊體相對(duì)較厚，屬大體積砼，對(duì)整體性的要求也相對(duì)較高，即要求連續(xù)澆筑，較普通混凝土來(lái)說(shuō)，大體積混凝土水化熱會(huì)導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部溫度更高；三是筏板基礎(chǔ)埋于地下，所受外界環(huán)境溫度改變的影響相對(duì)較小；四是對(duì)砼的抗?jié)B性能要求相對(duì)較高。

4.鋼筋工程施工質(zhì)量控制

    鋼筋是建筑（物）的骨架，其施工質(zhì)量在高層筏板基礎(chǔ)中起著至關(guān)重要的作用，本工程施工時(shí)，采用鋼筋直螺紋連接技術(shù)，保證了工程的施工質(zhì)量。

    4.1 筏板基礎(chǔ)施工前，應(yīng)認(rèn)真閱讀施工圖紙，進(jìn)行鋼筋翻樣，組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)操作工人進(jìn)行技術(shù)交底。

    4.2 為確保筏板基礎(chǔ)上層鋼筋標(biāo)高和位置的準(zhǔn)確性，本工程從方案的經(jīng)濟(jì)性和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全方面綜合考慮，選定搭設(shè)鋼管架體支撐上層鋼筋，鋼管架體的立桿間距經(jīng)計(jì)算確定，鋼管底部采用100*100，2厚的鋼板進(jìn)行封堵，立桿坐落在底部鋼筋上側(cè)，立桿底部200mm處纏繞40*30遇水膨脹止水條，并根據(jù)立桿高度每隔800mm纏繞遇水膨脹止水條一道，其水平連接桿件在架體搭設(shè)前采用C40P8砼灌實(shí)，立桿在筏板基礎(chǔ)砼澆筑時(shí)安排專人灌實(shí)。

    4.3 鋼筋直螺紋連接具有性能穩(wěn)定可靠、接頭強(qiáng)度高、連接速度快、應(yīng)用范圍廣、勞動(dòng)強(qiáng)度低、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著等特點(diǎn)。但鋼筋直螺紋連接也有其特殊性，在某種程度上其質(zhì)量有不可逆轉(zhuǎn)性，一旦不合格，很難彌補(bǔ)或即使彌補(bǔ)后仍有一定程度的質(zhì)量缺陷，如抗拔試驗(yàn)中鋼筋從套筒中滑脫；套筒斷裂；鋼筋外漏絲頭過(guò)多；鋼筋上下絲頭旋入套筒內(nèi)長(zhǎng)度的差異較大等。因此，在筏板基礎(chǔ)施工中必須加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收，確保筏板基礎(chǔ)鋼筋的連接質(zhì)量，保證筏板基礎(chǔ)的質(zhì)量和安全。

    4.3.1型式檢驗(yàn)

    鋼筋直螺紋連接所用套筒必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，并有出廠合格證、材質(zhì)證明書(shū)及型式檢驗(yàn)報(bào)告方可使用，型式檢驗(yàn)用來(lái)確定鋼筋連接接頭的性能等級(jí)。

4.3.2鋼筋接頭的工藝檢驗(yàn)

    按鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程JGJ107-2010的規(guī)定，在現(xiàn)場(chǎng)正式加工前，應(yīng)對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)鋼筋和接頭進(jìn)行工藝檢驗(yàn)。即要用現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備、量具、鋼筋、按照鋼筋的每種規(guī)格做試件進(jìn)行工藝試驗(yàn)，待拉伸合格后方可大批量加工。

    4.3.3現(xiàn)場(chǎng)抽檢和驗(yàn)收

    對(duì)鋼筋絲頭的加工質(zhì)量必須嚴(yán)格把關(guān)。連接完畢后，應(yīng)使兩個(gè)絲頭在套筒中央互相頂緊，套筒每端不得有一扣以上的完整絲外露。由質(zhì)檢人員分批檢驗(yàn)，做好檢驗(yàn)記錄。并按規(guī)定的抽檢接頭數(shù)量在工程結(jié)構(gòu)中隨機(jī)截取試件進(jìn)行送檢。

    4.4 配置專職人員負(fù)責(zé)對(duì)鋼筋的位置、數(shù)量及規(guī)格等進(jìn)行檢查，重視墻柱插筋的檢查，在砼澆筑過(guò)程中指派專職人員進(jìn)行旁站，以避免和糾正鋼筋出現(xiàn)偏移的問(wèn)題。

5.模板工程施工

    模板是保證工程結(jié)構(gòu)外形和尺寸的關(guān)鍵，而混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力是確定模板支撐的依據(jù)。大體積混凝土采用泵送工藝，其特點(diǎn)是速度快，澆筑面集中，不可能同時(shí)將混凝土均勻地分送到澆筑混凝土的各個(gè)部位，而使某一部分的混凝土升高很大，然后再移動(dòng)輸送管，依次澆筑另一部分的混凝土。因此采用泵送工藝的大體積混凝土的模板應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力狀況，對(duì)模板和支撐系統(tǒng)等進(jìn)行計(jì)算，以確保模板體系具有足夠的強(qiáng)度和剛度。

6.大體積砼施工質(zhì)量控制

    筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工過(guò)程中要采取散熱、保溫及溫度監(jiān)測(cè)等相應(yīng)措施，以控制混凝土溫升和溫降速率，避免底板出現(xiàn)溫度裂縫和較大的溫度應(yīng)力。

    6.1 施工準(zhǔn)備

    制定筏板基礎(chǔ)施工方案，對(duì)大體積混凝土進(jìn)行溫控計(jì)算，做好防止混凝土產(chǎn)生裂縫的技術(shù)準(zhǔn)備措施，查看近期天氣預(yù)報(bào)（砼澆筑應(yīng)避開(kāi)大、中雨天氣），按照施工方案對(duì)操作班組進(jìn)行交底。

    核查水電供應(yīng)情況，砼測(cè)溫設(shè)備及保溫、保濕材料的準(zhǔn)備情況，備好通訊聯(lián)系的無(wú)線對(duì)講機(jī)，安裝好混凝土泵送放料的指示燈。

    本工程配備2臺(tái)汽車泵，18輛砼運(yùn)輸車以滿足施工生產(chǎn)的需要，計(jì)劃在120小時(shí)內(nèi)完成基礎(chǔ)砼的澆筑。

    6.2 砼原材料的選擇

    東方大廈項(xiàng)目筏板基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度為C40,抗?jié)B等級(jí)為P8，采用商品砼，混凝土原材料選擇要求如下：

    ①、水泥采用P.O42.5（320kg/m3）。

    ②、采用級(jí)配良好的骨料。細(xì)骨料采用中粗砂，細(xì)度模數(shù)控制在2.8～3.0之間，因?yàn)槭褂弥猩氨扔眉?xì)砂可減少水和水泥的用量。砂含泥量≤3％，石子含泥量≤1％，采用粒徑5～31.5mm 連續(xù)級(jí)配碎石，以減少混凝土收縮變形。

    ③、摻加緩凝劑，控制混凝土初凝時(shí)間在攪拌后10h 左右，以延緩混凝土中水泥的水化反應(yīng)熱產(chǎn)生速度。

    ④、水膠比為0.35，坍落度控制在180±20mm。

    砼中摻加80kg/m3的粉煤灰及礦粉后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，抑制堿骨料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等；同時(shí)適當(dāng)選用高效減水劑和引氣劑，對(duì)減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、變形、耐久性等性能起著極為重要的作用。

    ⑤、摻加微膨脹劑6%～8%，以控制混凝土后期收縮裂縫。

    6.3 砼澆筑方案

    6.3.1加強(qiáng)商品混凝土運(yùn)輸過(guò)程控制

    要求混凝土生產(chǎn)廠家每車出廠時(shí)出據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、坍落度、出廠時(shí)間、數(shù)量和到達(dá)地點(diǎn)的發(fā)料單據(jù)。抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，安排專人按程序驗(yàn)收，填寫(xiě)到達(dá)時(shí)間、檢測(cè)混凝土坍落度、核查混凝土有無(wú)異常等情況。若發(fā)現(xiàn)混凝土攪拌質(zhì)量或工作性能不符合要求，一律退回商砼站進(jìn)行處理。

    6.3.2混凝土澆注方案

    在主樓南側(cè)設(shè)置兩臺(tái)58米混凝土泵車，先澆筑電梯井及集、廢水坑砼，然后由北向南進(jìn)行大面積澆筑，采用推移式連續(xù)澆筑施工方案，即一個(gè)坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到位的澆筑方法，使混凝土暴露面最小，澆筑強(qiáng)度最大，澆筑時(shí)間最短。每層厚度約800mm；底板振搗采用斜坡式分層振搗，斜面由泵送混凝土自然流淌而成，坡度控制在1：6 左右，振搗工作從澆筑層的底層開(kāi)始逐漸上移，以保證分層混凝土的施工質(zhì)量。澆筑順序如下圖:

    6.3.3加強(qiáng)振搗，確保混凝土的密實(shí)性

    為確保混凝土的均勻和密實(shí)，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，操作人員振搗操作應(yīng)做到“快插慢拔”，振搗棒插點(diǎn)采用行列式的次序移動(dòng)，每次移動(dòng)距離不應(yīng)超過(guò)混凝土振搗棒的有效作用半徑的1.25 倍，要求插點(diǎn)均勻排列，按順序振實(shí)不得遺漏，“先振低處，后振高處”，防止高低坡面處混凝土出現(xiàn)振搗“松頂”現(xiàn)象。振搗時(shí)，要盡量避免碰撞鋼筋，管道預(yù)埋件等，每次振搗時(shí)間以20～30s 為宜，不宜過(guò)振，應(yīng)以表面呈現(xiàn)浮漿，平整和不再沉落為準(zhǔn)，為了排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部形成的水分和空隙，尚須進(jìn)行二次振搗以提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)裂縫，增加混凝土的密實(shí)度，從而提高混凝土的抗裂性。

    6.3.4泌水處理與表面處理

    大體積混凝土澆筑、振搗過(guò)程中，容易產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，泌水現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，可能影響相應(yīng)部分的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)。為此必須采取措施，消除和排除泌水。一般情況下上涌的泌水和浮漿會(huì)順著混凝土澆筑坡面下流到坑底。施工中根據(jù)施工流水，大部分泌水可排到集水坑和電梯井坑內(nèi)，然后用潛水泵抽排掉，局部少量泌水采用海綿或者毛氈吸除處理，為防止表面微小裂縫產(chǎn)生，在砼初凝前再用鐵搓板壓光，可有效的控制混凝土表面龜裂，增加防水抗裂效果。

    6.3.4表面防裂施工技術(shù)要點(diǎn)

    大體積泵送混凝土經(jīng)振搗后表面水泥漿較厚，容易引起表面裂縫，首先，要求在振搗最上一層混凝土?xí)r，控制振搗時(shí)間，注意避免表層產(chǎn)生太厚的浮漿層；在澆搗后，必須及時(shí)用2m長(zhǎng)括尺，將多余浮漿層刮除，按施工員測(cè)設(shè)的標(biāo)高控制點(diǎn)，將混凝土表面括拍平整。有凹坑的部位必須用混凝土填平，在混凝土收漿接近初凝時(shí)，混凝土面進(jìn)行二次抹光，用木抹子全面仔細(xì)打抹兩遍，既要確保混凝土的平整度，又要把其初期表面的收縮脫水細(xì)縫閉合，在混凝土收漿凝固施工期間，除了具體施工人員外，不得在未干硬的混凝土面上隨意行走，收漿工作完成的面必須同步及時(shí)覆蓋表面養(yǎng)護(hù)保護(hù)層。

    6.4 砼溫度控制與監(jiān)測(cè)

    6.4.1砼溫度控制

為降低混凝土的總溫升，減少內(nèi)外溫差，在具體施工中對(duì)砼輸送管道采用棉氈包裹灑水降溫及筏板基礎(chǔ)砼中預(yù)埋水管等技術(shù)措施，達(dá)到了預(yù)期的效果。

采用內(nèi)部降溫法降低混凝土的內(nèi)外溫差，在混凝土內(nèi)部預(yù)埋φ20㎜PVC管作冷卻水管，通入冷卻水，強(qiáng)制降低混凝內(nèi)部的水化熱溫度。PVC管采用管件連接，鋼筋綁扎時(shí)預(yù)埋，澆筑混凝土前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試壓，防止蓄水后漏水。冷卻水管按一層布置，高度在筏板基礎(chǔ)1/2處。降溫管分別設(shè)置進(jìn)水口和出水口，并在進(jìn)水口和出水口安裝閥門(mén)控制水的流量，并將出水引入施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備好的水箱內(nèi)，水箱的容水量為10立方左右。在水箱內(nèi)安裝潛水泵與進(jìn)水管連接，形成循環(huán)水。詳見(jiàn)下圖。

     當(dāng)混凝土的養(yǎng)護(hù)條件達(dá)到后，停止內(nèi)部降溫。基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋的降溫管用高一級(jí)配的灌漿料進(jìn)行封堵，封堵前要用空壓機(jī)將預(yù)埋管內(nèi)的積水吹凈。

    6.4.2 砼溫度監(jiān)測(cè)

    對(duì)大體積砼進(jìn)行測(cè)溫監(jiān)控，隨時(shí)可掌握砼的溫度變化動(dòng)態(tài)，并以此指導(dǎo)砼的養(yǎng)護(hù)工作，這是控制大體積砼出現(xiàn)裂縫的重要手段。

    ①、測(cè)溫目的

    本工程砼強(qiáng)度等級(jí)較高、水泥用量較多、水化熱高、升溫大，因此降溫收縮與材料塑性干燥收縮的共同作用是引起砼開(kāi)裂的主要原因，在施工前通過(guò)混凝土熱工計(jì)算，經(jīng)修正估算該工程絕熱溫升約為45℃，依據(jù)施工安排，筏板基礎(chǔ)砼施工在2011年6月下旬進(jìn)行，大氣平均溫度為20～30℃，砼入模溫度應(yīng)在25℃左右，考慮到環(huán)境溫度及散熱量，砼中心最高溫度可達(dá)69℃左右。通過(guò)測(cè)溫，將砼深度方向的溫度控制在規(guī)范允許范圍以內(nèi)。同時(shí)通過(guò)測(cè)溫還可以根據(jù)實(shí)際情況，盡可能地縮短養(yǎng)護(hù)周期，使后續(xù)工序盡早開(kāi)始，加快施工進(jìn)度，并節(jié)約成本。

    ②、測(cè)溫點(diǎn)布置

    在混凝土澆筑前，依據(jù)澆筑順序及筏板基礎(chǔ)厚度共布設(shè)7個(gè)測(cè)溫孔，每個(gè)測(cè)溫孔布置上、中、下三個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別測(cè)定砼表層、中部和底部溫度。

    ③、大體積砼計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)

    大體積砼計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)為兩級(jí)分布式集散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的巡檢周期為30秒，計(jì)算機(jī)的終端顯示溫度與砼內(nèi)部的溫度同步變化；可在微機(jī)顯示器上隨時(shí)顯示和打印所有點(diǎn)位上當(dāng)時(shí)砼的溫度，可自動(dòng)記錄和繪制從測(cè)溫開(kāi)始到當(dāng)時(shí)的溫度變化曲線。

    大體積混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)中，應(yīng)對(duì)混凝土的內(nèi)表溫度，頂面及底面溫度，室外溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)養(yǎng)護(hù)措施作出相應(yīng)的調(diào)整，確保溫控指標(biāo)的要求。

    6.5 砼養(yǎng)護(hù)

    大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，可根據(jù)工程的具體情況，采用薄膜加棉氈或蓄水的養(yǎng)護(hù)方法。在控制內(nèi)外溫差的前提下，應(yīng)盡可能推遲保溫層開(kāi)始覆蓋的時(shí)間。

混凝土在澆筑完畢后, 當(dāng)人踩在混凝土表面無(wú)明顯腳印時(shí)，隨即用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，不使透風(fēng)漏氣，防止水分蒸發(fā)散失,并加蓋毛氈保溫（毛氈層數(shù)根據(jù)砼內(nèi)外溫差及大氣溫度而定），現(xiàn)場(chǎng)配備2 層塑料薄膜，3層毛氈以做保溫保濕備用材料。要求薄膜的搭接不得小于150mm，毛氈的搭接不小于100mm。墻柱插筋之間狹小空間必須特別注意保溫措施，可用條形薄膜加以覆蓋后，再加蓋毛氈，確保墻柱插筋薄弱環(huán)節(jié)處的保溫工作。

    基礎(chǔ)混凝土采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法。白天溫度較高的時(shí)只覆蓋塑料布保濕，并利用降溫管排出的水適當(dāng)灑水養(yǎng)護(hù)，要求排出水的溫度要略大于砼表面溫度。夜間氣溫較低,依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫的數(shù)據(jù)及時(shí)增加覆蓋棉氈進(jìn)行保濕保溫養(yǎng)護(hù)。保持混凝土內(nèi)、外溫差在25℃以內(nèi)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施，基礎(chǔ)保濕養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢查塑料薄膜的完整情況，對(duì)于破損部位及時(shí)修補(bǔ)或更換，確保混凝土表面濕潤(rùn)。

    模板采用木膠板，保溫性良好，可將其直接作為保溫材料考慮。早期水泥水化熱使混凝土內(nèi)部溫度高，過(guò)早拆模混凝土的表面溫度較低，會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，極易形成裂縫。故延遲拆模時(shí)間，能充分發(fā)揮混凝土應(yīng)力松弛效應(yīng)，增加保溫保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間。基礎(chǔ)模板拆除后，及時(shí)進(jìn)行回填覆蓋，如不能回填應(yīng)采取預(yù)防寒流襲擊，突然降溫和劇烈干燥等措施。

    基礎(chǔ)底板保溫養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全防火管理，施工區(qū)嚴(yán)禁煙火，確保保溫措施自始至終起到養(yǎng)護(hù)作用，嚴(yán)禁隨意掀開(kāi)毛氈。 在保溫養(yǎng)護(hù)期間，因后續(xù)工作（如放線等）需要，必須揭開(kāi)保溫層時(shí)，只宜局部進(jìn)行，并且在工作完成后，及時(shí)覆蓋。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差和降溫速度超過(guò)溫控指標(biāo)時(shí)，應(yīng)及時(shí)加蓋備用塑料薄膜和棉氈。

7.結(jié)語(yǔ)

    對(duì)于高層建筑筏板基礎(chǔ)施工而言，不僅要加強(qiáng)對(duì)鋼筋、砼原材料的質(zhì)量控制，而且還要特別重視鋼筋的連接質(zhì)量，在基礎(chǔ)大體積砼施工中，還應(yīng)通過(guò)科學(xué)的施工技術(shù)對(duì)混凝土的澆筑溫度進(jìn)行有效的控制，將砼溫度監(jiān)測(cè)與混凝土的養(yǎng)護(hù)工作緊密結(jié)合起來(lái)，只有這樣方可確保高層建筑筏板基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，確保高層建筑的整體施工質(zhì)量和效益。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)

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