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房屋建筑筏板基础大体积混凝土施工技术研究

2021-01-01庞永强

中国房地产业·上旬 2021年12期
关键词:骨料水泥体积

庞永强

【摘要】筏板基础施工技术是高层建筑施工的中的常用技术,在这一技术的支持下能够提升建筑基础的整体性,调整建筑施工过程中出现的不均匀沉降问题。但是从实际施工情况来看,筏板基础施工技术在使用不恰当的情况下会使得混凝土结构出现裂缝问题,最终对筏板基础产生了不利的影响。为了能够解决这个问题,文章提出筏板基础大体积混凝土施工技术,在这一技术的使用下能够有效控制温度裂缝,提高工程施工质量。

【关键词】房屋建筑;筏板基础;大体积混凝土;施工技术          【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.059

1、基础筏板概况

(1)基础筏板东西向长130m,南北向宽93m,基坑面积12090m2,基础筏板属超长、超宽大体积混凝土。(2)基础筏板形式为平板式筏形基础,厚度1.5m,混凝土总方量18184.5m3。分为6个区段进行施工,每个区段混凝土浇筑量大约为3000m3。(3)混凝土强度等级:底板混凝土强度等级为C40(60d抗压强度设计值),抗渗等级为P8。

2、大体积混凝土施工特点

混凝土的脆性使得混凝土结构的抗拉强度较低,通常只有抗压强度的10%。此外,硬化混凝土结构不具备良好的抗拉和变形能力,而高层建筑的大体积混凝土结构截面较大,使用的水泥材料相对较多。混凝土浇筑施工后,水泥材料与水发生反应,产生更多的热量,但大体积混凝土并不具备内部散热的条件,使得大体积混凝土结构内部的热量快速上升,并在结构内部进行积蓄。同时,混凝土结构表面的温度通常与室温相同,使得混凝土结构内、外温度不同,通常具有25℃以上的差距。此时内、外的温差会导致混凝土体积发生温度变形,使得大体积混凝土不能自由地伸缩,从而产生较强的拉应力,使混凝土结构出现开裂的现象,进一步降低混凝土结构的完整性和抗拉强度,产生较大的建筑工程施工质量、安全隐患。建筑中的大体积混凝土往往用于地基等重要承力部分,对混凝土结构的强度等级要求较高。而大体积混凝土在高层建筑的施工中,通常在建筑基坑内进行,使得大体积混凝土的散热条件进一步恶化。而高层建筑以及其使用的大体积混凝土结构较为复杂,使用的钢筋量、钢筋直径都较大,使混凝土的变形模量产生较大的变化,导致在混凝土固化、收缩的过程中,很容易在钢筋骨架的表面产生辐射状裂缝,影响大体积混凝土的结构强度。大体积混凝土使用的材料较为复杂,通常由水泥、砂石、骨料、水、外加剂等多种材料混合制成,选用非均质材料,混凝土在硬化的过程中面临溫度、湿度等客观因素的不同,混凝土硬化变形的分布较为不均,如水泥的硬化收缩程度较大,砂石等骨料基本不会产生收缩。水泥在温度的影响下,其热膨胀系数较高,发生较为明显的形变情况,而骨料则不会产生此类情况。在硬化过程中,混凝土的形变情况并不是一成不变,会在不同材料之间形成约束应力,导致大体积混凝土产生粘着微裂以及骨料引起的水泥石微裂。

3、房屋建筑筏板基础大体积混凝土施工技术

3.1混凝土材料的控制

大体积混凝土材料的控制体现在以下6个方面:①水泥材料最好选取普通硅酸盐水泥,并在其中加入定量的粉煤灰,以减少水泥的用量,降低水化热现象,同时应充分利用混凝土后期的强度变化,并结合设计的基本要求,如将60d龄期的混凝土强度等级设置为C40;②粗骨料粒径为5~31.5mm,并进行连续级配,含泥量不大于1%;③细骨料粒径以细度模数为标准,中砂为2.6~2.8mm,利用0.315mm的筛孔,其中通过筛孔的数量能达到15%~30%,通过0.15mm的筛孔数量可达到6%左右,其中含泥量要求小于3%;④坍落度为(180±20)mm,在满足基本的水泥泵送要求后,要按照相关规范要求,适当降低混凝土的含砂率,进而避免含砂率过大导致的混凝土收缩徐变现象加剧;⑤混凝土水泥用量不小于340kg/m3,避免因混凝土的胶凝材料过少而降低混凝土的密实性;⑥基础底板、地下室顶板及混凝土墙内掺适量优质粉煤灰,当采用粉煤灰混凝土时,其设计强度等级的龄期宜为60d。

3.2配制混凝土

大体积混凝土的配制阶段,要根据建筑工程的结构施工要求来确定混凝土的配合比。配合比设计结果最终反映的是混凝土中各种原材料的使用量。配合比设计需考虑的因素非常多,除了基本的结构需求,还需要充分考虑各种原材料的特性等,保障配合比更加科学合理。建筑工程都有其独特的结构要求,在利用大体积混凝土结构施工时,应根据结构特殊性选择恰当的配合比,不可直接照搬其他工程的配合比。混凝土配合比设计时,应做好配合比试验,经过多次试验来确定各种材料的用量和比例。

3.3搅拌和运输技术

在筏板基础大体积混凝土施工技术应用过程中,支撑技术应用的材料需要由专业的混凝土供应商提供到现场。使用泵输送混凝土时,应注意以下几点:第一,在运输混凝土材料的时候要将混凝土搅拌设备的运转速度设定为低速度运转,在材料运输管理的过程中还需要安排专业的人员来根据现场情况调节输送泵的压力大小,并就输送泵的运输状态进行及时的检查和记录。第二,尽可能的选择水泥浆或者水泥砂浆作为输送泵运输的主要材料。第三,在使用输送泵的时候如果出现了泵站内部压力不断提升的情况,则是需要相关人员在施工的过程中采取措施调节输送泵的反转速度,并根据实际运转情况来调节管线的长短,从而在运输的过程中来减少不断的阻塞。四是运输过程泮要不停的搅拌,选择连续式泵送法输送材料,在运输过程中如果周围的温度比较高,则是需要湿润的麻袋来完成降温处理。

3.4表面处理和泌水处理

在振捣期间,混凝土表面有较大概率出现起泡、泛出灰浆的情况,如果不及时处理,后期容易形成蜂窝、麻面。因此,对于分层浇筑过程中现的一些表面问题,要及时使用刮板将表面刮平。然后在混凝土尚未完成初凝前,用手持木抹子进行抹压、搓平,对减少混凝土表面裂缝的产生也有明显效果。在分层、分段施工模式下,由于所需时间较长,部分混凝土有可能出现泌水的情况。这就需要利用模板底部预留的排水孔,将水分及时排出,对加快混凝土固结和保证整体刚度有积极作用。

3.5混凝土振捣

为了使大体积混凝土具有一定的强度,需要安排人员专门负责大体积混凝土的振捣工作,并根据施工现场的实际需求,配备插入式振动棒与混凝土输送泵进行配合,并在浇筑带前后位置部署振捣带。在混凝土卸料點配置振捣带负责上部的振捣工作,在坡脚处配置的振捣带负责下部混凝土的振捣。为了确保混凝土浇筑施工的有序进行,需要在卸料口部位振捣使其形成自然流淌的坡度,以减少混凝土的堆积情况,并严格控制振捣时间、间距、深度等参数,并避免其与模板、钢筋等材料之间的接触。后续的浇筑作业进行时,施工人员要密切关注钢筋与预埋件的情况,一旦浇筑过程中出现了钢筋、预埋件的位移或者变形情况,需要立即安排专业人员来进行相应的处理,以此来保障大体积混凝土结构与模板之间的可靠连接[5]。大体积混凝土浇筑时,通常采用分层浇筑和推移式浇筑法。这2种浇筑方法各有其优劣势,在进行建筑工程的大体积混凝土结构施工时,工程人员应根据结构施工的要求,对比2种浇筑方法的优势与不足,选择最佳的浇筑方法。浇筑作业开展时,最好保证浇筑的连续性,尽量避免浇筑中断的现象。当大体积混凝土完全进入模板以后,立即开展相应的振捣作业,保障振捣的充分性,做好振捣工具的选择、时间的控制,提高混凝土的密实度。

3.6混凝土温度、裂缝控制技术

大体积混凝土裂缝的主要原因是水泥遇水产生的水化热,因此有必要控制混凝土温度以减少此类问题。(1)在进行水泥选择时,尽量选择水化热低、稳定性好的水泥来配置混凝土混合料,并使用粉煤灰来减少水泥的用量,从而减少水化热。在配置混凝土混合料时,控制粗骨料的级配,并利用减水剂等外加剂,来降低混合料中的水含量,以此降低水泥使用量,以及水泥与水产生的水化热。另外,在进行混凝土浇筑施工时,需要控制混凝土的入模温度,降低其与环境温度之间的差异,从而降低内外温差。还可以使用低碱膨胀剂来提升混凝土的收缩量,使温度应力的影响降低。同时,可利用分层、分块等方式来降低大体积混凝土的单体体积,利用后浇带,减少每次浇筑施工时的混凝土蓄热量来减少热量的积蓄,从而达到温度控制的目的。(2)在进行混凝土的配置时,选择合适的粗、细骨料,并进行清洗,加强混凝土混合料的混合,从而增加混凝土的密实度以及抗拉强度,使其在硬化过程中的收缩变形减少。然后利用二次投料等方法,提升混凝土结构的强度,提升其抗裂能力,使不同层级的混凝土在初凝前进行良好的结合,使大体积混凝土拥有良好的整体性。(3)在混凝土浇筑施工完成后,需做好混凝土的养护工作,利用保温、保湿等手段,对大体积混凝土进行缓慢降温,降低温度应力变化,并在雨、雪等温差较大的天气中,需要使用塑料布、棉毡等手段进行覆盖,控制混凝土的内外温差,有效减少裂缝的产生。

3.7养护措施

混凝土浇筑作业结束后,养护不到位将会引起混凝土出现裂缝或者其他的质量问题。在养护环节,保持混凝土表面的湿度,可以实现对裂缝的控制。因此,养护作业中的湿度控制非常重要,应根据现场环境条件将混凝土湿润度控制在合理的范围内。另外,温度变化对大体积混凝土结构的危害也较大,养护作业中的温度控制可以从保温和降温2方面来开展,通过科学的温度控制,将混凝土内外部的温度差控制在合理的范围内,有效避免不均匀降温所引起的混凝土开裂问题。混凝土的保温养护中,需注意保温材料的选择,比如,可以选择塑料薄膜、草席等。

结语:

综上所述,城市化进程的加快促进了我国房屋建筑工程的建设发展,加上用地面积的减少,高层建筑一时间成为建筑领域施工的主要建筑形式。由于高层建筑有一定特殊性,在施工时需要特别注意其基础承载能力,筏板基础结构能够很好的满足高层房屋建筑的承载力施工需求,一种措施是采取工程技术手段,如优化混凝土的配合比、采用分层浇筑的方式;另一种措施则是做好温度检测,随时检测温度变化,在温度较高时及时采取控制措施,避免温度太高对基础承台造成负面影响。

参考文献:

[1]王永亮.停车场筏板基础大体积混凝土裂缝控制技术[J].工程机械与维修,2020(02):110-111.

[2]何廷伟.高层建筑筏板基础大体积混凝土质量控制[J].江西建材,2020(01):30-31.

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