高层建筑基础承台大体积混凝土施工技术探讨

2021-03-31李军林陕西省眉县常兴镇人民政府工程师

中国建筑装饰装修 2021年10期

李军林陕西省眉县常兴镇人民政府工程师

随着城市发展进程不断加快，土地资源也变得日益紧张，所以近年来的建筑建设多为高层建筑项目。基础施工是其首要环节，大部分高层建筑的基础承台都需要利用大体积砼进行浇筑，由于混凝土材料产生的水化热较为集中，在短时间内不能快速散发，可能导致承台结构内外存在较大的温度差。混凝土的变形问题也相对严重，极易出现裂缝问题。因此，在基础承台的施工阶段，应该注意大体积砼浇筑流程的科学性，重点关注裂缝问题，做好控制工作，保证施工技术能够被高效运用，为保证承台质量奠定基础。

1 大体积混凝土概述

1.1 概念

大体积混凝土也称为“大体积砼”，通常是利用几何尺寸超过1 m 的大体量形式混凝土浇筑而成。由于混凝土内部存在大量的胶凝材料，可能会因为水化热问题而导致结构温度发生剧烈变化，使得结构收缩，进而出现裂缝问题。大体积砼和其他混凝土结构相比，其不但结构断面厚、体积大，而且在施工过程中对工序的要求非常严格，水泥的水化热也相对较大，这也是温差过大导致结构变形问题发生的重要原因。如果外界环境的温度骤变，施工环节没有对砼结构的尺寸进行合理化控制，可能使其受到水化热影响，进而温度发生剧烈变化，导致结构出现裂缝问题。随着时间的推移，基础承台砼结构的内部温度和表面温度均会发生不同程度的变化，如果不及时采取有效的控制措施，极易出现裂缝问题。在不同的环境中，对于结构裂缝最高允许值也各不相同。基础承台大多为露天环境，对于裂缝允许最高值为0.2 mm[1]。

1.2 特点

针对高层建筑的承台施工，大多使用筏式或者箱型基础，大体积砼的结构特点如下：第一，属于地下建筑，还有可能是半地下建筑，因此对于防水面施工要求较高；第二，承台施工大多选择现浇钢筋砼结构，可能受到收缩变化、温差变化等影响，使结构开裂的问题屡见不鲜；第三，此结构属于建筑的基础部分，为保证安全，需要着重控制施工质量，抓住质控要点，确保对温度收缩问题进行有效控制；第四，大体积砼结构水泥材料的用量较大，而且混凝土的标号高，因此产生的水灰比也十分巨大，为裂缝产生提供了条件。第五，基础承台混凝土大多为配筋结构，配筋率约0.2%，所以施工阶段需要考虑钢筋的作用；第六，产生的水化热温度高，并且散热迅速，在降温、收缩等的影响下极易产生裂缝；第七，结构抗裂性良好，通过优化浇筑工艺能够有效提高其抗裂性能。

2 大体积混凝土施工技术

2.1 钢筋项目施工

基础承台浇筑混凝土面积较大，因此对于钢筋项目的施工要求也更高。大体积结构钢筋分布相对密集，并且钢筋尺寸大，上下层的结构存在高度差，所以钢筋施工的质量控制工作十分重要。因此，应该按照施工图纸和设计要求，对钢筋进行正确绑扎。绑扎时应该使钢筋的规格、型号和设计图保持一致，可以利用卡尺对其进行限位使绑扎更整齐。如果钢筋长度较大，应该利用气压焊进行焊接，从而合理控制搭接长度。

在钢筋挤压的连接过程中，应该将连接变形筋插入钢制套筒中，利用挤压机使套筒产生塑性变形，这样便于和变形钢筋之间进行高效贴合。挤压技术应用相对较为广泛，具体包括径向挤压、轴向挤压两种。径向挤压适用于连接直径30 mm 的带肋钢筋，控制套筒间距控制在25 mm以上，钢筋、套筒要有效连接，并且套筒设计的极限承载力应该超过钢筋的极限承载力[2]。

2.2 模板项目施工

模板项目施工可对混凝土的外形、尺寸产生直接影响，因此在施工过程中要注意技术的运用。大体积砼的浇筑可以利用输送泵完成，输送阶段可能会对结构模板产生较大的侧向压力。因此，需要确保模板施工的质量符合相关规范，用科学的计算方式计算侧向压力值，以此作为模板截面尺寸的确认依据。在模板安装阶段，底模立模施工应该先进行标识，焊接支架环节应注意施工平稳。在完成模板安装工作后，施工单位应该对侧模的稳定性进行检验，并且对模板渗漏情况进行全面检查，以免浇筑期间出现漏浆问题。

2.3 混凝土项目施工

2.3.1 选择原材料

原材料的选择主要包括水泥、粗细骨料的选择。在水泥材料选择方面，由于普通水泥的水化热值相对较高，如果应用在大体积结构浇筑施工中，就会释放出较多热量，导致建筑基础承台内温度较高。如果外界环境的温度相对较低，那么由于结构表面的散热性相对较强，就会增加内外温差，使表面产生较大的拉应力，如果超出混凝土的实际抗拉强度，就会导致结构裂缝。所以，在选择水泥时应该对其水化热值进行充分分析，尽可能使用低水化热值的材料。例如，若使用矿渣硅酸盐水泥材料，那么可向其中添加适量的外加剂，这样能够有效增强混凝土的性能。在粗骨料选择方面，需要保证碎石中的含泥量低于1%，且碎石粒直径应控制在5 ～25 mm，只有粗骨料粒径级配合理，才能保证混凝土的抗压能力、强度得到有效提升，从而降低水泥的水化热值[3]。

2.3.2 确定配合比

在混凝土材料配比方面，高层建筑的基础承台进行大体积浇筑可能产生大量的水化热值，为了控制这一现象，可适当减小水泥用量，以保证结构强度。此外，可向其中添加缓凝减水剂，这样不但能够降低用水量，还能使其结构工艺的特性得到有效改善，进而延迟水泥水化热的释放时间。与此同时，还可向其中添加适量的粉煤灰，以控制水泥的使用量。通过科学配比可以改善混凝土材料的和易性，进而达到控制水化热的目的。此外，还需要将材料的坍落度控制在20 ～100 mm，并注意控制用水量。

2.3.3 浇筑与振捣

混凝土运送至现场以后，需要立刻安排人员进行浇筑施工。基础承台的浇筑应该按照技术要求，做好不同施工流程的质量控制工作。因为浇筑施工可能受到多种因素的影响，所以需要对作业流程进行科学设计，按照承台浇筑施工混凝土的需求量，合理安排运输流程，确保混凝土能顺利运送到施工场地。浇筑施工尽可能在温度不超过30 ℃的环境中进行，如果超出此温度，还需要采取其他技术措施。材料收缩应力要进行合理计算，以确保材料的质量[4]。

浇筑时可能出现结构坡度，需要及时采用振捣的方式保证结构质量。部分施工方为了保证振捣效率，通常使用2 台振捣装置共同作业，这样在振捣期间可能出现坡脚位置堆压混凝土的现象，遇见这种情况时应将振捣位置置于泵管送料处。如果结构坡面较为均匀，那么也可从侧面或者其他角度完成振捣作业。同时，振捣期间还需要注意对时间进行合理控制，如果振捣的时间相对较长，那么混凝土结构就会产生离析问题；若振捣时间不足，又难以保证结构密实度。一般来说，振捣时间应控制在25 s 左右。

2.3.4 结构养护措施

振捣结束以后，需要按照要求进行结构养护。如果冬季施工，可在结构上方进行覆盖保温；夏季可向结构洒水养护，以控制外表温度。养护期间，相关人员应该按时测量成承台结构的表面温度，如内外温差超过25 ℃，需要对其采取相应的措施加以处理，以免出现结构开裂的问题[5]。

2.4 裂缝控制措施

为了保证承台的施工质量，需要有效控制混凝土裂缝的问题，具体可采取如下措施：第一，合理控制温度。在浇筑大体积混凝土，应该采取有效的温控措施，解决由于水化热问题导致的裂缝问题。具体而言，就是要合理减少水泥的使用量，选择低水热值的材料。此外，还需要对搅拌技术进行优化，在混凝土中添加外加剂。在浇筑大体积混凝土时，可设置冷却水管，利用流动的冷水将结构内部的热量释放出来，从而控制内外温差，消除温度应力。第二，做好技术控制工作。裂缝问题的防治重点要从技术应用的角度出发，混凝土通过科学配比后才能进行配制搅拌。在正式施工以前，要对材料坍落度展开试验检测，保证其质量和要求相符。浇筑以后按照相关质量要求采取养护措施，从而对内外应力进行有效控制。第三，提高结构配筋率，防止裂缝快速扩散。通过上述措施，均可保证基础承台结构的大体积砼浇筑质量[6]。