高层建筑筏板基础大体积混凝土施工技的探讨

高层建筑筏板基础大体积混凝土施工技的探讨

王永亮

王永亮

南京建工集团有限公司210012

摘要：大体积混凝土筏板施工具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点，因此，施工单位必须把筏板大体积混凝土作为一个施工重点和难点认真对待。下文对基础筏板大体积混凝土施工进行探讨，为类似工程施工提供参考。

关键词：高层建筑;筏板基础;配合比；基坑降水；施工技术

Raftfoundationmassconcreteconstructiontechnologydiscussion

WangYongliang

NanjingConstructionEngineeringGroupCompanyLimited210012

Abstract:massconcreteraftfoundationconstructionhighhydrationheat,shrinkage,easycrackingandothercharacteristics,therefore,theconstructionunitmusttaketheraftboardmassconcreteconstructionasakeyanddifficultyseriously.Onthebasisoftheraftboardmassconcreteconstructionarediscussed,providereferenceforsimilarengineeringconstruction.

Keywords:high-risebuilding;raftfoundation;mixtureratio;foundation;constructiontechnology

1工程概况

该工程总建筑面积238465.78m2，其中地下建筑面积53005.83m2。地下室基础采用筏板基础，塔楼筏板厚2.8m，裙楼部位1.2m，局部电梯井基础厚度达8m之多，筏板面积约15000m2。

混凝土强度等级C40P10，浇筑总量约28000m3。以后浇带外界划分为10个区域组织施工;筏板钢筋大面积为双层双向32φ130～150，局部柱脚部位底排5层，面排5层，筏板钢筋用量3570t。持力层为中风化泥岩。

工程周边环境条件复杂，特别是东侧地铁隧道及防洪渠对本工程的实施造成较大制约，所以基坑东侧采用灌注桩+混凝土内支撑(2道)支护体系;其余部位采用灌注桩+预应力锚索支护体系。

2关键的施工技术

2.1混凝土配合比设计及水化热分析

2.1.1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。通过提前三个月的试配试验及检测，结合成都当地市场情况，原材料确定为:

⑴水泥选用市场上供应较好、产品质量稳定、水化热较低的P．O42．5R普通硅酸盐水泥;

⑵粗骨料选用5～25mm优质连续级配水洗骨料，细骨料选用模数2.5以上中砂;

⑶掺合料选用搏磊Ⅰ级粉煤灰;

⑷外加剂选用中建商混凝土生产的聚羧酸高效减水剂以及晋深第四代高性能膨胀抗裂剂;

⑸纤维采用(XD-F)纤维，其具有良好的抗裂性能。根据试配情况，混凝土中胶凝材料总量(C35)为426kg/m3＞350kg/m3，水胶比为0.38＜0.45。

检测结果表明，C35/P12纤维配合比生产的混凝土出机温度约为23～25℃，1h后温度约为21～23℃。其标准条件下的14d限制膨胀率达到0.027%。出机坍落度/扩展度=210mm/600mm，1h后坍落度/扩展度=190mm/580mm，2h后坍落度/扩展度=180mm/550mm。

该配合比具有坍落度经时损失小，混凝土和易性能好、粘聚性能好、流动性能好、匀质性能好的特点。混凝土中掺入了适量粉煤灰不仅改善了混凝土的工作性能，减少了水泥用量，且能起到降低水化热的作用。

通过系列配合比强度试验、膨胀专项试验、减水剂专项试验后，综合考虑强度、抗渗强度、耐久性及工作性能等多项因素，最终确定底板混凝土基准配合比见表1。该配合比C35混凝土28d标准养护强度为38MPa，60d标准养护强度为44MPa，抗渗等级为P14。

表1混凝土配合比

试件编号

每m³混凝土用量/kg

水

水泥

砂

碎石

粉煤灰

膨胀剂

减水剂

纤维

R28

R60

C35/P12

160

255

756

1080

125

34

4.2

0.9

38

44

C40/P12

160

315

716

1080

125

42

5.1

0.9

43

50

基坑开挖深度进入下覆基岩，受地质条件限制，基坑周边的管井降水井深度仅为－20.0m，而实际大面积开挖深度为－24.45m，塔楼电梯基础开挖深度更达－30.0m之多。

2.2.1明排

随土方开挖在基坑四周设360mm宽的排水沟，约5‰的坡度。当开挖至设计深度时，紧靠基坑外边线设置成品排水沟，并在四角分别设460mm×800mm×1000mm的集水井，同时每隔30m设置一个集水井。

再用水泵把水抽到基坑上周边的三级沉淀池，充分沉淀后排至市政管网。根据现场情况及施工的先后顺序，利用后浇带处的凹槽作为排水沟，约5‰的坡度，最后汇入基坑周边的降水井。

2.2.2盲沟

⑴盲沟设置

在主楼筏板变截面底四周及中部每隔10m范围，人工打凿200mm×200mm×200mm排水沟，按1%坡度坡向电梯深基坑降水井，先铺钢丝网，后填40～60mm卵石，上口用安全网、钢丝网及快易收口网封闭，再浇筑C15垫层混凝土。

⑵排水系统

降水井:电梯深基坑处钻孔，深2.0m，直径500mm，填卵石过滤，厚度大于1500mm，卵石上面用钢丝网滤器，方便清理滤渣。

⑶堵水装置

用16钢筋三脚架点焊牢固DN50钢管，焊接高度约在1.5m处，钢管上口标高离筏板面约300mm，在筏板中部焊接200×2钢板止水环，距离管端100mm设置止水阀(图1)，浇筑筏板混凝土时直接填满深基坑降水井，当混凝土浇筑至止水阀位置，关闭阀门，保证地下水不再上涌。

图1盲沟排水装置示意图

2.3混凝土测温及养护

2.3.1混凝土测温

⑴筏板以后浇带为界分为10块，根据土方工作面逐渐分块浇筑。每一块均由中间向两边对称分层分段浇筑。测温点在每次浇筑混凝土前按平面分层布置，每点沿筏板厚度方向必须布置外表、底面和中心三个点位进行测温，厚度超过1.2m时，竖向测点距离不超过600mm布置1个。本工程共计布点53个。

⑵采用电子测温仪，经厂家专业调试，精度符合要求。测温线按平面布置图准确预埋，与钢筋绑扎牢固，以免位移和损坏，每个点根据线的长短区分不同深度，引出线位置应醒目标识，便于查找。

⑶温度测试。混凝土浇筑完毕，前3d期间内，每4h测温一次;4～6d，每6h测温一次;7d以后，每8h测温一次。当混凝土内部最高温度降与大气温度之差达到允许温差之时，测温工作完毕。

2.3.2混凝土养护

对浇筑后的混凝土表面，采用“保温保湿法”控制混凝土内部与外部的温差。即混凝土初凝后，在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜保湿层，塑料薄膜上再覆盖棉被及草袋保温层。

3其它施工方案

3.1防水工程

本工程底板防水采用PVC高分子防水卷材，满粘法施工。搭接部位采用热风焊接，阴阳角、抗浮锚杆根部等薄弱部位增设防水加强层。

3.1.1工艺流程

清扫基层(验收基层)→制备粘接胶→处理复杂部位(加强层)→铺贴PVC高分子卷材→接缝加强处理→验收→细石混凝土保护层。

3.1.2技术要求

⑴基层平整度符合《地下室防水工程质量验收规范》要求，阴角处均做成圆角，半径不小于10cm。

⑵PVC(毛面)高分子防水卷材采用水泥添加粘结专用胶(简称水泥胶)与基层满面粘贴。按胶∶水泥∶水1∶3∶6的比例称取，然后搅拌均匀，至无凝块、无沉淀、无泡沫，即可使用。

⑶复杂部位防水卷材施工

阴、阳角、管道口部位的附加层处理:防水层施工前，应按施工要求先做好阴阳角、管道口部位的附加层，阴阳角宽度为250mm。抗浮锚杆防水处理:先在锚杆头与垫层之间涂刷1.2mm厚缓凝型堵漏剂，然后涂刷1∶1.5JS涂料1.2mm厚，整体做PVC高分子防水卷材，卷材做好后，在锚杆收头处用PVC卷材同性的涂料涂刷密封收头。

3.2钢结构工程

本工程设计十字型劲性钢柱110根，均采用埋入式柱脚，埋入深度2.0m。底部用∠10角钢制作的支架支撑。筏板面筋与型钢柱腹板相交时，在型钢柱腹板上预留孔洞，钢筋穿过腹板;与型钢柱翼缘相交时，焊接在翼缘的牛腿板上，保证焊接长度满足规范要求。

3.3钢筋工程

筏板钢筋大面积为φ32@130～150，全部采用直螺纹套筒连接，上下排钢筋之间用5槽钢支撑，间距1.2m×1.2m。

3.4混凝土工程

3.4.1材料贮存、搅拌、运输、计量、生产均应符合现行《预拌混凝土》GB/T14902的规定。

3.4.2泵管加固架搭设

筏板混凝土向下泵送，高差为-22.5m，所以在基坑壁上须搭设灯笼架，对泵管进行加固。加固架搭设参数:泵管位置搭设1200mm×1200mm灯笼架，步距1500mm，两侧面连续设置斜撑，从基坑顶第二步起每4步设置连接杆与支护腰梁(冠梁)连接;基坑顶部水平向搭设2跨800mm×800mm固定，两边设置剪刀撑。

3.4.3混凝土浇筑

在浇筑主楼下筏板(⑤⑥⑧区)的混凝土时，在基坑周围布置4台混凝土泵，最多一次为⑧区，约8000m3浇筑量，连续浇筑近50h。

3.4.4总体施工顺序

以后浇带为界，将筏板分为10块。考虑出土坡道的影响，确定施工顺序为①～⑩逐块浇筑，每一块浇筑时均由中间向两边对称斜面分层浇筑，每层厚度以30～50cm为宜。

严格控制下料厚度、混凝土振捣时间，每个浇筑段间隔时间不宜超过3h，在下一层混凝土初凝前浇筑上一层混凝土，避免产生冷缝，并将表面泌水及时排走。

3.4.5混凝土试件留置

按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)、《地下防水工程质量验收规范》(GB50208)规定执行。

4施工效果

4.1大体积混凝土测温成果

混凝土入模约经6～10h后升温速度加快，每小时升温2～5℃，再过6～12h，升温又逐渐缓慢。以测点C22为例（见图2)，从混凝土入模时始，历时35～83h，断面测温点陆续升温至峰值温度，然后开始缓慢降温。测温结果满足规范要求，说明采用“保温保湿法”控制混凝土内外温差效果显著。

图2大体积混凝土温度随时间变化实测曲线

4.2降水成果

基坑周边的井管降水只降到-20.0m，而实际开挖深度远大于降水深度，本工程中针对复杂地质条件的基坑采取特殊的降水方式(即明排水与盲沟排水相结合)，有组织高效排水，保证筏板工程正常施工，为类似工程施工提供参考。

5结语

总之，筏板基础大体积混凝土的施工技术要求比较高，因此，所有施工人员必须协调一致，牢记质量意识，管理与技术并重，切实将质量和技术工作落在实处，以保证工程达到预期的效果。

参考文献

[1]陈宇,缪大海.高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].辽宁建材.2010(03)