浅析高层建筑大体积筏板基础施工技术

张芳芬

中图分类号：[TU745.1]

摘要:随着经济的飞速发展，高层建筑也不断兴建。筏板基础由于整体性好，能很好的抵抗地基不均匀沉降，在高层建筑中得到广泛应用。本文结合高层建筑工程实例，通过对大体积筏板基础施工技术研究，总结了大体积筏板基础施工的关键技术，保证高层建筑筏板基础施工的质量。

关键词:高层建筑；筏板基础；大体积；混凝土；水化热；配合比

随着经济建设的加快，高层建筑业得到较快发展，由于筏板基础能充分发挥地基承载力，调整地基不均匀沉降，尤其是大体积筏板基础，并且能较好的满足空间的使用要求，因此，在高层建筑中得到广泛的应用。但是，大体积筏板基础的施工的难度也是比较大的，一旦施工不当，产生有害裂缝，将会威胁建筑结构的安全，为了保证高层建筑结构安全，控制好大体积筏板基础的施工显得非常重要。

1 工程概况

某高层建筑工程，地下3层，地上29层，建筑总高度为113.7m。底板东西长80m，南北宽45m，混凝土强度等级为C35和C40，抗渗等级为P12，采用60d后期强度评定。整个底板由厚度为500mm、2800mm和3800mm的筏板组成。其中核心筒集水坑部位底板厚度达到8.7m，地下室底板混凝土浇筑量达到12000m3。

2 施工难点分析

由于本工程具有基础筏板大体积，标高差异大，钢筋层数多等特点，分析其施工主要难点如下:

(1)基础大体积混凝土达到12000m3，内部水泥水化热大量聚积，而表面散热很慢，形成内外温差及混凝土收缩等，易导致混凝土出现裂缝；

(2)底板顶面标高差异很大，特别是在集水坑、电梯井位置，最大可达到4.9m，给模板支设及混凝土浇筑带来困难；

(3)底板配筋为28，间距只有200mm，水平钢筋分布多达8层(不计局部附加筋)，钢筋绑扎和支撑难度大；

(4)本工程筏板基础面积为3600m2，最大厚度达到8.7m，为了保证筏板良好的受力性能和自防水性能的整体性，设计仅设置膨胀加强带且要求一次性连续浇筑，对混凝土浇筑施工组织是个很大的考验。

3 优化施工方案

通过在天气、经济、材料资源、施工难易等各方面进行对比分析，最终确定施工方案为:大体积混凝土采用补偿收缩混凝土技术，优化混凝土配合比，以降低水泥的水化热，掺入适量外加剂(膨胀剂、纤维等)控制混凝土开裂；采用搭设满堂脚手架的方式作为底板钢筋的支撑，保证钢筋位置不偏移，顺利绑扎；通过时间、空间两个维度来组织控制混凝土的浇筑，以提高混凝土浇筑效率，保证施工质量。

4大体积筏板基础施工技术

4.1混凝土配合比设计及水化热分析

(1)混凝土配合比设计根据《补偿收缩混凝土应用技术规程(JGJ/T178—2009)》的规定，补偿收缩混凝土最重要的两个指标就是水中14d限制膨胀率≥0.025和空气中28d干缩率≥－0.03。

(2)水化热分析(按C35计算)根据混凝土配合比，基础底板混凝土内外温差计算如下:

混凝土的拌和温度TC:

TC=(Σt×m×C)/(Σm×C)=50003.1/2567.4=19.5℃

式中:

TC—混凝土的拌和温度(℃)；

t—各种材料初始温度(℃)；

m—各种材料的单方质量(kg)；

C—各种材料的比热［kJ/(kg•K)］。

混凝土出罐温度Ti:

Ti=TC=19.5℃

(3)混凝土的浇筑温度Tj:

混凝土运输车至现场需用时35min，取温度损失系数α=0.24/h；浇筑时间需15min，取温度损失系数α=0.18/h。总温度热损失A值为:

A=35÷60×0.24+15÷60×0.18=0.185

Tj=Ti+(Tq－Ti)×A=19.5+(20－19.5)×0.185=19.6℃

式中:

Tq—混凝土浇筑时的环境温度(℃)。

4.2深坑模板支设

塔楼筏板上设有多处集水坑或电梯井，其中坑底最深最大达到4.9m，浇筑混凝土时坑底模板浮力很大易使模板产生变形甚至崩模。为了提高模板的抗浮能力，在底板内设置10@500钢筋拉杆。拉杆钢筋上端通过卡扣和双螺帽固定于井坑底模，下端与底板钢筋进行焊接。混凝土浇筑时在模板中开设100mm×100mm排气孔，并视情况加沙袋压重。坑内侧模采用钢管与承托进行内撑，共设置4道，见图1。

图1集水坑模板支设

4.3筏板钢筋绑扎

该建筑工程筏板钢筋直径为28，间距为200m，竖直方向上钢筋层数多达8层且电梯井、集水坑等位置附加钢筋密集，水平分层多，钢筋网片标高各异，绑扎之后质量较大，所以钢筋支撑是筏板钢筋工程的一个难点。经过综合考虑多方面因素及现场综合比较，决定在筏板内以搭设钢管满堂架的方式绑扎钢筋，待整个钢筋网片绑扎完成之后拆除大部分钢管，只留少量钢管作为网片竖向支撑和稳定作用。此法大大方便了工人绑扎钢筋，提高了效率，安全性更有保证。除了少量钢管留于混凝土内之外，大部可回收利用，经济合理。

对于埋于混凝土内的钢管必须做严格的防水处理。在钢管底端垫上60mm×60mm×3mm的方钢板，并与钢管进行围焊，焊接质量须得到保证。在浇筑混凝土之前用CH-40普通灌浆料密实灌浆，直到溢出而止。

4.4混凝土施工

4.4.1商品混凝土质量控制

(1)严格控制每批混凝土组成材料的计量，计量器具需定期检定，确保准确。派驻专人赴商品混凝土站监督检查，确保按已检测的混凝土配合比下料；

(2)混凝土在生产过程中，要随时抽测骨料的水分含量，当含水率有较大变化时，特别是雨天工时，需增加测定次数，并据此调整混凝土配合比；

(3)混凝土的运输过程中要加强监控，不得掺加水、外加剂等任何材料；

(4)对到场的混凝土测定坍落度和温度，观察其和易性，检查不合格的坚决退场。

4.4.2混凝土施工组织

塔楼大体积混凝土总量为12000m3，包括C35和C40两种型号。筏板内坑底标高变化较多，东西两个集水坑最深达到8.7m，两坑混凝土方量都在3000m3以上。混凝土一次性连续浇筑必须要求在水平及垂直两个方向上做到浇筑连贯，衔接及时，无冷缝。由此本工程首先通过筏板剖面图从空间位置上确定混凝土浇筑顺序及连灌方式，再根据区域方量及浇筑速度从时间上进行分析，动态调整浇筑过程中的部位，使得整个筏板混凝土浇筑连贯、均衡。

整个筏板竖向分为A1、A2、B1、B2、C1、C2、C3七个部分。滑槽A负责A1、A2区，滑槽B负责B1、B2区，3台地泵分别负责C1、C2、C3区。平面上C3区向C1区推进，竖向由低向高浇筑。

从浇筑流程图中可以清晰地掌握每个时间点的浇筑进度，结合现场实际情况对混凝土供应不足、浇筑接不上的部位可以达到提前预知，不至于影响整个浇筑进程。此种方法也极大地方便了管理人员现场的指挥调度，做到有图可依。此图作为技术交底向工人传达，通俗易懂，效果更为明显，操作性更强，浇筑效率得到了提高。此法在华润大厦筏板施工中得到了成功的应用，整个大体积混凝土浇筑仅耗时约60h即全部完成。

4.4.3混凝土浇筑及养护质量控制措施

(1)因为底板混凝土大于3m，所以浇筑时在钢筋网片下悬挂串筒，混凝土自泵管出口通过串筒到达作业面，以减小自由落差，防止混凝土离析、分层。

(2)混凝土的振捣棒应在下料时同时振捣，防止混凝土自然流淌产生离析；振捣棒快插慢拔，避免漏振，在下层混凝土初凝前对该层混凝土进行二次振捣，但严禁混凝土初凝后再进行振捣。

(3)混凝土收面找平后应至少进行2次搓压，以防止混凝土初期收缩和塑性沉陷引起的非结构性表面裂缝。

(4)混凝土凝固后，立即覆盖一层塑料布，然后覆盖麻袋并浇水，保持麻袋湿润。对墙柱插筋部位等保温养护薄弱环节采取挂麻袋片塞聚苯板等方法覆盖，避免出现“冷桥”现象而导致该部位散热降温过快。

(5)混凝土浇筑完成24h内，严禁上人踩踏；36h内除检测测温设备及覆盖保温外，不得上人踩踏，更不得堆放施工材料。

4.5温度监测与分析

该建筑工程筏板基础共布置24个测温点，温度监测点的布置在基础平面的对称轴和对角线上，力求反映基础底板的温度场分布状态，由于电梯井及集水井周边混凝土较厚大，所以温度监测点布置既要反映整体又兼顾个别，同时尽可能在容易出现裂缝的重点部位布置测点。混凝土浇筑完成后10h开始测温，升温阶段每2h测1次，降温阶段每4h测1次，7d后根据温度变化情况每8h测1次，当内部温度基本稳定后，监测可以结束。

通过对本工程基础筏板混凝土的温度监测，中心最高温度为57.3℃(集水坑处)，3800mm厚筏板最高温度55.7℃。与根据混凝土配合比进行的水化热计算相吻合。温度监测曲线见图2。

图2温度监测曲线

筏板浇筑完成7d后观察混凝土表面观感良好，无明显裂缝，在电梯井及集水坑部位发现约50～70mm细小裂缝。14d后再次观察裂缝位置发现裂缝无扩展，筏板防水效果良好。

5结语

总之，在本工程大体积筏板基础施工过程中，通过控制混凝土内外温差，得出大体积混凝土最佳配合比，并在筏板模板支设和钢筋绑扎的方法，以及混凝土浇筑、养护、测温方面作了较大努力，有效保证了大体积筏板基础的施工质量，为今后同类大体积筏板基础施工提供了借鉴。

参考文献

[1] 柏德新，某高层建筑筏板基础大体积混凝土施工技术[J].江苏建筑,2006.03

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。