地下室混凝土基础底板施工问题探析

地下室混凝土基础底板施工问题探析

汕头市达濠建筑总公司

摘要:本文是笔者针对某参建工程地下室混凝土施工的特点,阐述施工中应注意的问题,并提出可操作性的建议,目的是从施工管理的角度,引起大家的注意,对科学合理的组织施工有所帮助。

关键词:大体积混凝土;材料选择;技术措施;混凝土养护;施工冷缝

在城市用地日益紧张的今天,高层建筑在大多数城市普遍出现,其基础多被设计利用作为地下停车场、商场及人防工程等。然而按结构构造要求,高层建筑塔楼每增加一层,相应基础筏板厚度将增加50mm,所以高层建筑的基础一般远大于800mm厚,属大体积混凝土施工范围;而塔楼间连成片的车库底板,虽然厚度可能没有达到规范规定的大体积混凝土的规定,一般也在600mm以上厚度,因其面积较大,故也应按大体积混凝土组织施工。大家共识在施工中控制施工质量的重点是:地下混凝土自防水防水工程和施工缝的留设和处理。但施工中由于某些方面认识不足,还是或多或少出现了许多质量问题,影响着建筑物的使用寿命或使用功能,增加了建筑的全寿命周期成本。

本工程地下室为700厚筏板基础,地下室底板砼标号为C35P6,底板厚度700mm,采用C35防渗混凝土,抗渗等级为P6,承台最厚处2.2m为大体积厚底板构件,混凝土总量约1600m3(不包括底板以下的承台部分),并有一条横向后浇带将底板分成二块。且地下水有弱腐蚀性,迎水面钢筋保护层厚度为5cm,需做好混凝土的防裂措施。本工程设置后浇带,如何确保后浇带施工质量是保证消除渗漏的重要工序。同时本工程地下水位高、临近汕头海湾,大体积构件消除渗漏裂缝等质量通病是本工程施工的重难点之一。在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝,因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板混凝土顺利施工。

1、混凝土基础底板材料选择

地下室混凝土基础底板施工中所选用的主要材料可分以下几种:

水泥采用42.5级的普通硅酸盐水泥,通过增加混凝土拌合物中矿粉的掺加量来降低水泥用量,减少、降低早期水化热的产生,避免出现裂缝和断面现象,从而确保地下室内部构造和结构稳固,有效提高施工质量。级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,根据基础结构配筋情况,尽可能选用粒径较大的石子,有利于提高混凝土抗压强度,减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升,有效预防出现裂缝现象。

2、混凝土浇筑方案

根据工程特点,拟综合应用斜向分层和水平分层两种方法进行分层施工(如图1),分层厚度按400mm考虑。斜向分层适用于底板和承台施工,水平分层适用于电梯井筒和集水坑等。

图1自然分层法施工法示意图

2.1浇筑方向

砼的主浇方向沿施工区的纵向(长边)依次由南向北进行,考虑到场地狭小问题,输送泵只能布置在工地出口处基坑外,泵车数量按照分层厚度、砼塌落度、次浇长度结合混凝土的缓凝时间考虑,正常情况下初步选定1台47米混凝土汽车泵,配备7辆混凝土搅拌运输车,若场地不允许,须配备车载地泵,现场搭设混凝土泵送管架泵管(主管)沿浇筑方向边浇边拆。

2.2混凝土浇筑振捣

在进行混凝土基础底板施工时,最为主要的操作环节就是混凝土浇筑,这一施工流程直接决定地下室结构的质量。因此,需加强管理浇筑步骤,在监管中一旦发现不规范的操作行为,立即按照规定予以处罚,达到警示的目的,促使浇筑施工人员严格按照规范流程浇筑振捣。浇筑过程必须确认混合材料均匀,才能对墙面、地面进行全面地浇筑振捣,使各个位置的混凝土厚薄均匀,没有凹凸不平,表面光滑、平整,这样才能保证混凝土与钢筋紧密结合起来,确保施工质量。

在以往施工中,经常出现由于振捣不密实,而导致地下室墙面和混凝土表面出现开裂现象,致使墙体结构不稳定,降低地面承载力,在外力作用下,很容易出现墙皮脱落或开裂,地下室的施工质量差而难以通过验收。对此,要求施工人员在浇筑之前,必须充分了解地下室施工段面积,明确浇筑施工方案、铺设混凝土的宽度、长度、浇筑厚度以及浇筑方向,施工过程搅拌均匀混凝土,运用振捣器在各处进行匀速浇筑。并且,要控制浇筑速度,避免因施工进度过快而影响施工质量,施工过程要时刻注意操作流程,有效提高地下室基础底板的密实性和稳固性。如果不注重控制浇筑速度,浇筑过快就难以确保均匀铺设混凝土,导致一些部位混凝土不密实,无法稳固地基和墙体,必然会降低整体构造的稳定性。

因此,在施工各个阶段需加强管理和监督,促使施工人员按照规范流程浇筑,意识到不控制施工进度,便会受到处罚,达到自觉管控施工行为和步骤,依据标准化的流程浇筑,以此确保地下室施工质量。

2.3混凝土底板施工中泌水处理

影响地下室施工质量的主要因素之一是不注重处理泌水。因此,在实际施工过程中不仅要关注浇筑和振捣的流程和步骤,还应要求施工人员进行泌水处理,针对容易渗漏的位置,在坡面两侧深挖坑底,以此作为排水沟,排出多余的水分,避免因水流量过多,破坏墙体的稳定性(如图2)。做好泌水处理工作非常重要,混凝土基础底板施工中,一定要注意设计泌水流出层,在浇筑时,预留空间,作为排水渠道,使泌水可以顺着坡度流出,将多余的水分及时排出,进而保护好基坑和地基,避免泌水长期滞留,不能排出而降低施工质量。

图2泌水排除

2.4后浇带混凝土施工

(1)施工要点:

后浇带混凝土浇筑前,散落在后浇带内的垃圾、杂物、钢筋网上浮浆应清除干净,后浇带内积水排除干净。

后浇带混凝土浇筑前,后浇带两侧混凝土应重新凿毛,浇水冲刷干净并保持湿润。

底板钢筋在带内留有接头,其接头采用电弧焊。施工时应认真检查每个焊接接头。

底板后浇带采用强度等级较原设计提高一级内掺12%水泥重量的UEA膨胀混凝土,振捣密实,表面覆盖麻袋浇水养护28天。

(2)注意事项:

后浇带宜采用快易收口网模板、强度等级较原设计提高一级的微膨胀混凝土,且浇注时温度低于主体混凝土浇注时的温度。

后浇带遇水膨胀止水条在后浇带混凝土未浇注之前尽量保持干燥。

后浇带混凝土浇筑时应将带内残留积水挤压到有抽水泵的一端,用抽水泵抽走。

混凝土浇筑后加强早期养护,养护期不得少于28天。

本工程设计要求在后浇带两侧混凝土浇筑完毕后,间隔不少于30天后才可以浇筑后浇带混凝土。

(3)后浇带保护

为防止外界雨水从侧墙外流入带内,在后浇带两端侧墙处各增设临时挡水墙,砌筑高度高于地下室底板高度,墙两侧抹防水砂浆;

为防止地下水渗入带内,回填前用砌体封堵外墙,内抹灰并将防水层完成。

为防止杂物落入后浇带内,给以后清理带来困难,底板混凝土浇筑完毕,拆除带内模板并清理干净后浇带,用1000mm×2100mm木模板封盖带面,并用砂浆垒起挡水带,这样可有效阻止施工用水携带污物流入带内。

3、混凝土养护

依据规范,混凝土浇筑完成12h内要进行养护。由于使用水泥品种的不同,选用外加剂种类的不同,混凝土的终凝时间是不同的,特别是对大体积混凝土来说,由于体积厚大,水化热较高,随着环境条件等的变化和不同,混凝土的养护时间是需要分别对待的。

3.1注意做好混凝土养护工作

(1)防止混凝土收缩裂缝的产生,及时做好混凝土的保湿养护工作。由于大体积混凝土施工水化热较高,混凝土浇筑体的温度相对较高,混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩。如果混凝土的水分散失较快,混凝土表面收缩就较大,受到约束作用就会出现收缩裂缝。一般在混凝土浇筑振捣完成4h左右即应进行二次振捣,在表面能上去人并不会留有太深脚印时,即应采取抹压和覆盖塑料薄膜等保湿养护工作。

(2)做好温度监测工作及相应的保温养护工作

施工中做好温度监测工作,是做好混凝土养护工作的前提。因为大体积混凝土施工,常常由于混凝土核心与表面,表面与环境存在温差,而产生温度应力。如温差超过一定的限值,产生的温度应力就可能超过混凝土的抗拉强度,而使混凝土出现温度裂缝。所以我们要做好混凝土核心、表面和环境温度的监测工作。

规范是我们控制施工质量的理论依据,在混凝土核心温度与表面温度差≤25℃,混凝土表面与环境温度差≤20℃时,一般混凝土是不会产生有害裂缝的。我们依据这一理论,为有效防止温度裂缝的产生,必须可靠地监测大体积混凝土的内外温差,为及时调整大体积混凝土的养护提供可靠的理论数据。为此,应派专人实时对温度变化进行准确监测。本工程的温度控制指标为:中心温度与表面温度差、表面温度与大气温度差≤25℃,降温速率控制在1.5℃~3℃/d。保温养护工作在温度许可的情况下,越晚进行越好,以利于混凝土核心温度通过混凝土表面散失,否则核心温度不散失掉,养护工作就可能没有完成。因此,在进行混凝土基础底板施工过程中要注重进行温度监测工作,明确温度在25℃之内,表明混凝土浇筑的质量完好,如果超出规定温度,需立即采取措施降低温度,使内部和外部温差符合要求,这样才能避免出现裂缝现象,提高地下室混凝土基础底板的质量。

(3)应注意混凝土的降温速率问题

要加强混凝土保温养护,必须控制混凝土的降温速率。目前有的工程采用降温速率取2~3℃/d,通过跟踪总结,这样的降温速率会在表面出现或多或少的裂缝。为安全起见,推荐升温阶段采用降温速率取≤1~1.5℃/d;降温阶段采用降温速率2~3℃/d。此外,针对不同的季节采用不同的养护方法,在夏季施工,要定期在混凝土浇筑位置喷洒水分,以此降低温度,有利于保护混凝土墙体的收缩力,同时控制温差,防止出现开裂问题,提高混凝土底板施工质量。

3.2注意避免混凝土施工冷缝的产生

所谓混凝土施工冷缝,是指偶然原因或施工组织不当,使连续浇筑的混凝土,在前后浇筑的混凝土界面间产生施工缝,这种缝具有一定的随机性,且界面不规则,位置也不确定,因而对有防水要求的混凝土底板、高层建筑的基础的质量是不利的,在施工中需要科学合理的组织施工,避免冷缝的产生。

(1)做好施工段划分,控制混凝土施工界面

施工界面大,产生施工冷缝的机率就大。为此在砼施工中,要依据混凝土的浇筑强度,来确定施工段划分,确定施工流向。

一般沿着短边向长边推进,并采取分层浇筑,效果较好。分层厚度每层不大于500mm,控制混凝土的塌落度,满足混凝土流淌推进的长度不大于1000mm,满足后浇筑的混凝土能覆盖先浇筑混凝土界面,始终达到未初凝的要求,即可避免冷缝产生。

(2)注意确保混凝土连续浇筑问题

因为基础底板设计有严格的防水要求和强度要求,所以施工缝不能随意留设和产生,即要求混凝土施工必须在留设的施工段内连续施工。由于地下室基础底板面积大,且土方大开挖,致使施工作业面狭小。根据现有的施工技术,在组织施工中,往往采用组装泵管施工,由上向下进行基础底板混凝土浇筑。而泵管堵管和组装时间过长,都是影响混凝土连续浇筑的关键因素。

施工跟踪观察,泵管的垂直段,做成之字形的来回弯;对水平段泵管的组装,采取组管每延续3节左右即一润管的方法,对避免堵管效果很明显;另外要保证混凝土的连续浇筑,必须有应急措施,在堵管出现时,采用施工现场现有的塔吊,用吊斗运料,在混凝土施工界面上进行混凝土浇筑,或启用备用管线的方法,避免冷缝产生。

(3)混凝土浇筑中的温度影响问题

混凝土受气温的影响较大,尤其是在夏季,由于环境温度较高,加之大体积混凝土水化热问题,混凝土的凝结硬化时间就大大缩短,混凝土产生施工冷缝的风险机率就会增大。

所以,我们在现场混凝土泵站搭设遮阳棚,泵管上覆盖湿麻袋并及时洒水保持湿润,以此降低混凝土的入模温度。在混凝土浇筑强度许可的情况下,尽量分层浇筑,并且每层间的面积尽量加大,以利于浇筑中的混凝土散热。

4、结束语

总之,地下室结构施工是整栋建筑物施工中的重要环节之一,它的施工质量关系到整栋建筑物的质量,在工程实践中,我们要分析每一具体工程的施工特点,如场地条件、环境条件、物质供应条件、合同工期约定、设计要求等来确定初步施工方案,在此基础上,还要考虑工程的具体施工人员及队伍情况、施工机具情况,结合类似工程的施工经验,制定有针对性的、具有指导意义的施工方案,达到有效控制施工质量的目的。本文以某工程为例,对地下室混凝土基础底板施工问题作了详细分析,探讨出了一系列结论,希望能为同行工作者提供一份参考。

参考文献:

[1]《高层建筑施工手册》主编杨嗣信,中国建筑工业出版社,1992年12月第一版。

[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2011;《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》;《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010;《地下工程防水技术规范》GB50108—2008。

[3]《建筑施工手册》缩印版第二版;《建筑施工手册》第三版编写组1999年1月第二版,中国建筑工业出版社。

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