高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术

2020-02-03张甫

价值工程 2020年2期

张甫

摘要：近年来，在社会日益发展的背景下，高层建筑规模日益扩大，这就造成社会开始高度重视高层建筑。但是建筑结构是影响高层建筑基础底板质量的关键因素，而高层建筑基础底板施工的重点是大体积混凝土施工。通常，高层建筑的主要基础形式是桩基础以及箱式基础等等，这些基础形式都必须要有体积相当大的承台。基于此，本文从概述大体积混凝土、大体积混凝土的特征、大体积混凝土出现裂缝的原因、大体积混凝土裂缝的有效控制策略以及高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术要点五个方面，详细介绍了高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术，希望可以为有需要的人提供参考意见。

Abstract： In recent years， under the background of increasing social development， the scale of high-rise buildings has been expanding， which has caused society to attach great importance to high-rise buildings. However， the structure of the building is a key factor affecting the quality of the foundation slab of the high-rise building， and the focus of the foundation slab construction of the high-rise building is the mass concrete construction. Generally， the main foundation forms of high-rise buildings are pile foundations， box foundations， and so on. These foundation forms must have a fairly large cap. Based on this， this article summarizes the mass concrete， the characteristics of mass concrete， the causes of cracks in mass concrete， effective control strategies for mass concrete cracks， and the construction techniques of mass concrete for high-rise foundation foundation plates. It is hoped that the mass concrete construction technology of high-rise building foundation slabs can provide reference for those in need.

关键词：高层建筑;基础底板;大体积混凝土施工技术

Key words： high-rise building;foundation slab;mass concrete construction technology

中图分类号：TU755;TU753 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）02-0137-04

0 引言

当前，在我国建筑行业中高层建筑占据重要的比例，也是不可或缺的重要组成部分，而且现阶段我国许多高层建筑施工单位已经普遍应用基础底板大体积混凝土技术，而且效果是相当显著的。然而相对于其他混凝土工程而言，大体积混凝土施工中也会由于水化热在混凝土内部集中，进而导致水化热难以迅速散发，这样就很有可能造成混凝土内部和外部存在相當大的误差。让混凝土出现集中的温度变形，这样也有可能造成混凝土裂缝的情况出现。因此，在施工中必须要科学的控制温度，以免在浇筑完成后存在裂缝，这样就容易降低工程整体结构的稳定性以及安全性，所以应当在高层建筑基础底板施工中重视大体积混凝土施工技术的有效运用。

1 概述大体积混凝土

大体积混凝土，简单来说，主要是指混凝土结构的最小几何尺寸不小于1米的大体量混凝土，或估计因为混凝土中胶凝材料出现水化现象而造成温度收缩以及变化，进而出现一些特殊的混凝土，属于有害裂缝类型的。与其他类型混凝土相比之下，大体积混凝土的体积相当大、结构非常厚实，对施工的要求较多，水泥中的水化热偏大，很有可能造成结构物出现温度变形的情况。若不能科学的控制大体积混凝土平面尺寸大小，或因为外界环境气温的改变以及水利的水化热现象导致混凝土内部和外部出现温差，还有混凝土蒸发水分，这些都容易导致大体积混凝土存在或所或少的裂缝，基础底板混凝土内部和表面温度变化曲线，以及基础底板混凝土内部和表面温度差值曲线，分别如图1和图2所示，通过这些图不难发现，伴随着时间的不断推移，基础底板混凝土内部和表面温度之间形成的差值在日益发生变化，若无法对其科学的控制，这样很有可能导致混凝土结构存在裂缝的情况。然而不是每种类型的裂缝，都势必对混凝土结构安全造成不利的影响，各种环境下混凝土的最大裂缝宽度允许值如表1所示。因此，需要合理控制大体积混凝土施工中的所有因素，在最大限度上防止出现不同程度的混凝土裂缝。

2 大体积混凝土的特征

高层建筑基础底板大体积混凝土，比如：筏式底板以及箱型基础等等，其特征具体表现在以下几点：第一，都是地下建筑或半地下建筑，在防水方面有较高的要求，钢筋混凝土需要对裂缝开展进行科学的控制，通常不会出现承载力不够的情况。第二，结构性形式往往都采取现浇钢筋混凝土超静定结构，不管是温差还是收缩变化，其制约作用都是相当大的，很有可能导致开裂的情况出现。第三，超静定地下建筑结构。通常，都可以满足关于承载力的有关要求，其安全性是相当强的，要想科学控制裂缝，最关键的因素是对温度收缩作用进行有效地控制。第四，混凝土标号较高，水泥用量较大，水灰比相当大，往往会发生收缩裂缝的现象[1]。第五，通常，这些结构都是配筋结构，其构造配筋率大概是0.2%，控制钢筋时需要充分考虑钢筋产生的作用。第六，水化热温度相当高，降温散热迅速，导致混凝土裂缝出现的关键原因是降温以及收缩的共同影响。第七，控制裂缝的有效措施是依赖创新结构设计，科学配筋和进一步完善混凝土浇筑方案，这样可以明显的加强结构抗裂性能。

3 大体积混凝土出现裂缝的原因

通常，大体积混凝土之所以出现裂缝，其原因主要是因为附近结构对混凝土变形造成制约，造成其内部存在一些拉应力。若工作人员不能迅速采取有效的方法，混凝土容易出现自由伸缩的情况，在该环境下，混凝土是无法自动形成拉应力，只有外界环境因素对混凝土体积变化造成影响，混凝土内部才可以形成一种内应力，与其保持抗衡。并且因为混凝土产生的水化热效应，以及大体积混凝土内部温差分配集中，有些地区温度并没有均匀分布，其材料自身的特征无法迅速向外扩散水化热，而水化温度以及浇筑外部环境的温度等等，通常都不会对内部温度造成不利影响。同时，混凝土力学性能也容易导致大体积混凝土出现裂缝。混凝土材料属于脆性材料，其具有相当强的抗压性能，然而抗拉性能并不强。很多工作人员在实际工作中，为了可以加强混凝土的抗压性能，往往都将钢筋材料融入到混凝土结构中，让这些材料的特征可以彼此有效配合，进而保证结构的安全性和稳定性[2]。除此之外，大体积混凝土自身的变形，由于受到外界以及内部结构的制约，很有在内部形成拉应力，若不能立刻平衡，该拉应力势必会导致混凝土结构受到不利影响，导致施工中经常出现裂缝。整体来讲，导致大体积混凝土在施工中存在裂缝的关键因素主要包括以上几点，以上任何一点原因只要积累时间长了，都容易造成混凝土结构出现裂缝，但是大体积混凝土中如果温度分配集中，有些地区有相当高的水化热温度，这是导致混凝土内部发生改变的关键原因。

4 大体积混凝土裂缝的有效控制策略

4.1 温度控制

在大体积混凝土裂缝控制中，必须要采取的措施是温度控制，工作人员利用减少水化热，降低因为水化热导致的温度裂缝。主要策略是降低混凝土内部的水泥用量，采用水化热不高的水泥种类，比如：矿渣水泥等等。并且需要对混凝土搅拌技术进行改进，将外加剂加入到混凝土中。就大体积混凝土施工来讲，对冷却水管进行埋设时，插进冷水水管，运用冷水进行流动，将混凝土内部结构剩下的热量都释放掉，降低内部和外部的温度差，减少混凝土内应力[4]。并且工作人员在平时工作中也能够采用减少水灰比以及重视混凝土养护等多种方式，这样在很大程度上都可以科学预防混凝土裂缝。

4.2 施工技术控制

为了可以降低大体积混凝土的裂缝出现几率，必须要以实际施工为切入点，加强控制，例如：在混凝土搅拌过程中，需要对混凝土原材料比例进行科学的控制，在混凝土正式使用前，工作人员需要针对混凝土开展相应的塌落度实验，进而保证其在使用中可以达到有关的规定参数。并且需要对混凝土浇筑质量进行有效控制，在混凝土浇筑中，需要材料振捣是非常密实的，科学控制振捣的间隔距离以及时间，确保振捣范围可以彼此交叉，进而提高振捣质量[5]。同时，还需要注重混凝土养护工作，在浇筑结束后，工作人员必须要定期到施工现场加强混凝土结构养护，如果强度符合设计强度的要求，就可以大大的降低混凝结构内部和外部的温差。

4.3 提升大体积混凝土内部的配筋率

通过提升大体积混凝土内部配筋率的方式，可以有效控制混凝土裂缝，以免混凝土裂缝迅速严重，让内部结构可以更好的满足有关规定，进而为保证大体积混凝土施工质量提供有力的保障。

5 高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术要点

在大体积混凝土施工过程中往往会出现多个施工难点，在施工技术上提出越来越多的要求，尤其是在施工过程中必须要避免存在应力裂缝。因此，对于施工单位来说，需要综合考察所有的环节，进而确保施工有效進行。一般来说，高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术要点主要体现在以下几个方面：

5.1 钢筋混凝土施工

因为大体积混凝土的技术和施工特征，对钢筋工程技术提出很高的要求。一般来说，大体积混凝土钢筋分部相当密集，钢筋型号很大、钢筋上层和下层之间有一定的高差。在钢筋工程施工中，最关键的工作是结合施工设计图纸正确的绑扎钢筋[6]。在钢筋绑扎中，不仅要保持钢筋规格、信号以及钢筋施工设计图纸相一致，施工单位还必须要确认钢筋绑扎是否整齐。当前，在钢筋工程施工中，为了可以确保钢筋绑扎是非常整齐的，通常采取卡尺限位的方式。若通长钢筋很长，必须要连接，应当采取气压焊等多项技术，在该过程中必须要科学控制钢筋的搭接长度。

第一，钢筋挤压连接。钢筋挤压连接，即钢筋套筒冷压连接，其是必须要连接的变形的钢筋插到特制钢套筒中，借助挤压机，让钢套筒出现塑性变形的情况，让其可以与变形钢筋相贴合，进而达到高效的连接。当前，钢筋挤压连接技术已经得到普遍的应用，其类型是多样化的，一是钢筋径向挤压，二是钢筋轴向挤压。其中，钢筋径向挤压连接。对于钢筋径向挤压连接而言，其必须要合理运用机床经向挤压钢套筒，让套筒形成塑性变形，套筒内部变形插到钢筋变形位置，进而形成紧固力，进而将钢筋连接位置的轴向力传送出去。事实上，径向挤压连接主要在直径约30毫米的带肋钢筋连接中适用。套筒和套筒之间的距离要大于或者等于25毫米，确保钢筋与国家有关部门制定的规范相符。同时，需要与钢套筒进行连接，而且套筒的设计极限承载力必须要高于钢筋的规范极限承载力。

第二，钢筋锥螺纹套管连接[7]。利用钢筋锥螺纹管进行连接的钢套管内壁，在厂家专用机床中对有锥螺纹进行连接。通常，在钢筋连接过程中，必须要认真检查螺纹表面，确认不会出现损伤以及油污的情况，首先用手将钢筋旋入，之后使用扭矩扳手来紧固，在达到有关规范后，就代表完成。该钢筋连接完全依赖机械力提供保障，禁止明火作业，施工速度也是相当快的。结合我国试验结果来看，已经验证该机械连接，无论是抗拉强度还是抗压强度，都可以满足有关的规范要求。

5.2 模板工程施工

在建筑工程混凝土施工中，模板直接影响混凝土的尺寸和外形。只有从根本上保证模板工程的施工质量，才可以保证混凝土浇筑和施工作业正常开展。在大体积混凝土浇筑中，经常都使用输送泵完成混凝土的输送浇筑，在该过程中很有可能導致模板有相当大的侧压力，所以必须要确保模板工程施工质量符合有关规范[8]。并且通过科学计算混凝土侧压力的最大值，就可以清楚确定模板所有部位的截面面积和尺寸，接着凭借计算出来的精准数据来迅速安装模板。但是在模板安装中必须要注意以下几个方面：其一，就底面的立模来讲，有效完成对应的标识工作。其二，在焊接模板支架时，必须要将有关的稳定工作真正落实到位。其三，在安装模板结束后，施工单位必须要认真检测模板是否具有较强的稳定性，还要全面检查模板是否出现渗漏的情况，放置在混凝土浇筑中导致混凝土发生泄漏的现象。

5.3 混凝土工程施工

5.3.1 原材料的选择

第一，选择质量合格的水泥。常规水泥的水化热是相当高的，若将其在大体积混凝土中应用，水泥水化就会释放出热量，且热量难以散发，这样就可以让混凝土内部保持在较高的温度。但是如果环境温度较低，混凝土表面有相当强的散热性能，这样容易造成混凝土内部温度较差，进而使得其表面存在较强的拉应力。一旦表面拉应力与混凝土抗拉强度大，这样往往会形成裂缝[9]。因此，在选择水泥过程中必须要充分考虑到水泥的水化热，尽可能选择水化热较低的。例如：就矿渣硅酸盐水泥来讲，能够加入适量的外加剂，这样可以使混凝土性能得到显著的加强。而矿渣硅酸盐水泥熟料的化学成分如表2所示，矿渣硅酸盐水泥熟料的物理性能如表3所示。

第二，选择优质的粗骨料。一般来说，要想选择出优质的粗骨料，需要考虑以下几点：首先，使用碎石，其含泥量不能大于1%，碎石粒径最小不能低于5毫米，最大不能超过25毫米。其次，如果确保粗骨料具有优越的石子级配以及相当大的粒径，这样配制出来的混凝土必定有相当强的和易性以及抗压能量力，而且还可以同时发挥出用水流量和水泥使用量的重要作用，进而大大的降低水泥水化热[10]。

第三，确定科学的配合比。在高层建筑基础底板大体积混凝土施工中，为了可以减少水泥水化热，必须要在每m3混凝土中降低水泥用量，合理使用混凝土强度是最有效的措施。将适量的缓凝减水剂添加到混凝土中，降低用水量，改进工艺特性，延迟水泥释放水化热的时间。同时需要加入少数的粉煤灰，降低水泥用量，这样在一定程度上可以使混凝土和易性得到明显的改善，甚至能够减少混凝土的水化热。通过这些泵送减水剂以及膨胀剂等实验，充分考虑强度以及工作性能等等硬度，进而确定最佳的底板混凝土配合比。此外，为了能够确保混凝土的质量，需要严格的控制混凝土塌落度，既要对混凝土施工中的用水量进行合理控制，又要有效控制集料级配。通常，其塌落度尽量控制在20-100毫米之间。

5.3.2 混凝土浇筑

混凝土进入施工现场后，施工单位必须要及时安排施工人员参与到混凝土浇筑中。就混凝土浇筑来讲，必须要结合有关施工技术规范，做好施工作业，严格把握混凝土浇筑中的所有环节，只有这样才可以确保混凝土施工[11]。在高层建筑基础底板大体积混凝土浇筑中，因为受到各个因素带来的影响，所以在混凝土浇筑中必须要注意以下几点：其一，在混凝土浇筑中，施工单位必须要科学布置施工作业，确定混凝土浇筑的前后顺序以及混凝土运输次数等等，只要混凝土运输进入施工现场，必须要提前确定车辆停靠的地点，进而确保泵管铺设工作可以顺利开展。其二，在混凝土浇筑中，需要在低温环境中开展，若气温高于30摄氏度，必须要科学制定有效的技术策略，而且需要正确计算混凝土中的收缩应力，这样可以在最大限度上确保混凝土质量合格。

5.3.3 混凝土振捣

混凝土浇筑中，经常出现不同程度的坡度，所以为了可以保证混凝土振捣质量达标，多数施工单位都会使用两台振捣器同时进行工作[12]。在混凝土振捣中，还会发生坡脚堆积的情况，所以这时必须要在泵管送料处进行振捣作业，如果坡面是非常均匀的，必须要从不同的角度、不同的侧面开展振捣工作。在该过程中需要科学控制振捣时间，若时间偏长，混凝土就会存在离析的情况，反之，若时间偏短，就很难确保混凝土密实度。为了确保混凝土质量，在混凝土振捣中，必须要将振捣时间严格控制在25秒左右。

5.3.4 混凝土养护

在混凝土浇筑以及混凝土振捣结束后，必须要制定相应的策略来科学养护混凝土，只有这样才可以符合有关的设计技术要求。就冬天来讲，在混凝土养护中能够针对混凝土表面采取覆盖保温措施;就夏季来讲，可以定期做好混凝土洒水，减少混凝土表面的温度[13]。并且施工单位在混凝土养护中，必须要严格的检测混凝土温度，若混凝土内部和外部温差大于25摄氏度，这时需要合理制定相应的解决措施，这样可以防止出现混凝土表面开裂的情况。

6 结语

总而言之，大体积混凝土施工技术水平的高低直接关乎到高层建筑的基础建设，而大体积混凝土施工质量和高层建筑安全稳定之间有着密切的联系，也是保证高层建筑整体施工质量的主要措施。因此，对于施工单位来说，必须要注重高层建筑基础底板施工质量。积极改进和创新大体积混凝土施工技术，严格监管施工全过程，认真把关大体积混凝土施工质量，保证高层建筑基础施工质量符合有关规范要求，进而真正实现大体积混凝土施工技术的持续稳定发展。

参考文献：

[1]段文文，王华磊.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].建材与装饰，2019（23）：17-18.

[2]马旭.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].工程建设与设计，2019（10）：182-183.

[3]袁鹏，李跃光.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2019（03）：121.

[4]龙飞.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].住宅与房地产，2018（33）：160.

[5]李宏.高层建筑基础大体积混凝土施工技术研究[J].四川建材，2018，44（11）：188-189.

[6]张宏润.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].建材与装饰，2018（42）：39-40.

[7]王新涛.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].住宅与房地产，2018（22）：92.

[8]孔明.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].中国住宅设施，2018（07）：97-98.

[9]曾艺卓.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].低碳世界，2018（07）：184-185.

[10]罗海超.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].建材与装饰，2018（27）：9-10.

[11]黎府台.大体积混凝土施工技术在高层建筑基础中的应用[J].智能城市，2018，4（05）：125-126.