超高层建筑基础筏板施工

摘 要：基础筏板是基础工程的重要组成部分,它可以将柱基础整合为一体,形成共同受力的整体.基础筏板是超高层建筑荷载传递中非常重要的环节,发挥承上启下的作用,因此往往成为设计和施工关注的重点.

关 键 词：超高层建筑；基础；筏板；施工

1.引言

理论研究和工程实践经验表明,混凝土结构体量超过一定规模时,硬化过程中水泥水化热引起的温差可能会超过混凝土承受能力,产生温差裂缝,必须采取针对性措施予以控制,这样的混凝土即为大体积混凝土.超高层建筑基础筏板混凝土多属于典型的大体积混凝土.由于具有混凝土体量大、强度等级高的特点,超高层建筑基础筏板施工将遇到施工技术的巨大挑战.

2.基础筏板施工工艺

在进行超高层建筑基础筏板施工组织设计时,首先必须确立施工工艺,然后制定针对性的施工组织措施和施工技术措施.

2.1施工工艺

按照混凝土的施工的连续性分,超高层建筑基础筏板施工工艺有一次成型和多次成型工艺.一次成型工艺是将整个基础筏板混凝土一次连续浇捣成型,属于大体积混凝土施工传统工艺.一次成型工艺具有结构整体性强,施工工期短等优点.基础筏板内部不存在施工缝、整个结构一次连续施工完成,结构整体性容易保证；而且整个混凝土一次连续浇捣完成,节约了多次成型所需的重复准备和混凝土养护时间,有利于缩短施工工期.多次成型工艺是将整个基础筏板混凝土分多次间隔浇捣成型.这种方法施工组织比较简单,混凝土结构裂缝控制难度小.但结构整体性因为基础筏板内部存在施工缝、后浇带等薄弱部位而较差,整个结构多次间隔施工完成,结构整体性不易保证；而且施工工期长.整个混凝土多次间隔浇捣完成,重复准备和混凝土养护时间长,施工工期也不易控制.

所以,在技术可行的前提下,一般优先采用一次成型工艺.技术可行性论证应从施工组织和裂缝控制两方面进行.当混凝土生产能力有保证,交通运输条件比较好,且具备控制混凝土裂缝技术水平时,应当选择一次成型工艺.当混凝土生产能力较小,交通管制严格,尽管具备控制混凝土裂缝的技术水平,也应当选择多次成型工艺.

2.2施工技术

2.2.1混凝土泵送

混凝土泵送设备主要有固定泵和汽车泵.固定泵具有输送距离长,泵送成本低等优点,但是灵活性差,泵送过程中工人劳动强度比较大.汽车泵灵活性好,泵送过程中工人劳动强度低,但是输送距离比较短,泵送成本比较高.超高层建筑基础筏板混凝土体量巨大,泵送距离长,因此泵送以固定泵为主,汽车泵为辅.泵送设备配置要满足泵送时间和泵送强度要求,通过计算并参考同类工程经验确定.同时为应对突发设备故障,泵送设备配置应留有足够余地,一般应有10%~20%左右的设备备用.混凝土泵送需在综合考虑现场条件和交通组织的基础上,按照施工面泵送强度最大化原则,确定设备布置及泵送方向.混凝土泵送方向应与基础筏板的长边方向一致,这样混凝土施工面小,容易保证混凝土供应强度和施工面及时覆盖,防止施工冷缝出现.

2.2.2混凝土浇捣

根据浇捣流水段划分及浇捣流程,超高层建筑基础筏板浇捣可分为全面分层、逐层分层和斜面分层三种工艺.施工中应根据工程规模、混凝土供应能力和泵送设备灵活选择.

①全面分层

将基础筏板水平划分为层数,自上而下逐层浇捣,即在第一层全部浇捣完毕后,且第一层混凝土初凝前,再回头浇捣第二层,如此逐层连续浇捣,直至施工完毕.施工时从短边开始,沿长边推进.当基础筏板长边时可将基础筏板分成两段,从中间向两端或从两端向中间分两个流水方向同时进行浇捣.全面分层浇捣工艺要求的混凝土浇筑强度较大.当基础筏板体量比较大时,混凝土组织供应的压力非常大,应对不当时极易产生施工冷缝.因此全面分层浇捣工艺适用于结构平面尺寸比较小的基础筏板.

②逐段分层

将基础筏板先沿边长方向分段,再水平分层,混凝土浇捣逐段分层进行,即先从底层开始,浇捣至一定距离后浇捣第二层,如此依次向上浇捣其他各层,直至浇捣到顶,且在第一层末端的混凝土初凝前,开始浇捣下一段各层混凝土,直至施工完毕.施工时从短边开始,沿长边推进.逐段分层浇筑工艺适用于混凝土供应能力比较弱,结构物厚度不太大而面积或长度较大的基础筏板.

③斜面分层

将基础筏板斜向分层,逐层向前浇捣.在每一层浇捣中,混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移.斜面分层工艺是逐段分层工艺的发展,当分段长度较小时,逐段分层工艺就演化为斜面分层工艺.斜面分层浇捣工艺具有显著优点：第一,施工面小,混凝土供应强度要求低；第二,施工面相对稳定,泵送设施不需反复装拆和变位,可采用固定泵泵送,成本低.因此斜面分层浇捣工艺在超高层建筑基础筏板混凝土施工中得到广泛应用.采用斜面分层浇捣工艺施工时,斜面的坡度不应大于新浇混凝土自然流淌的坡度,对一般混凝土控制其不大于1/3,对泵送混凝土控制在1/6～1/10,因此,斜面分层浇捣工艺适用于长度大大超过厚度3倍的基础筏板.

2.2.3混凝土养护

混凝土养护是超高层建筑基础筏板施工的重要环节.混凝土的凝结与硬化是水泥水化反应的结果.为使已浇筑混凝土能获得所要求的物理力学性能,在混凝土浇筑后的初期,必须加强混凝土养护,营造良好的水化反应条件.由于温度和湿度是影响水泥水化反应速度和水化程度的两个主要因素,因此,混凝土的养护就是控制混凝土凝结硬化过程中的温度和湿度.同时混凝土养护也是控制混凝土早起收缩,防止混凝土成型后经历暴晒、风吹等恶劣条件而产生开裂的需要.

根据混凝土在养护过程中所处温度和湿度条件的不停,混凝土的养护一般可分为标准养护、自然养护和加热养护.超高层建筑基础筏板混凝土一般采用自然养护.其中覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法,即在混凝土初凝以后开始覆盖保温保湿材料.覆盖养护技术简单、施工方便,因此得到广泛应用.蓄水养护也是比较有效的保温保湿养护方法,混凝土终凝前在基础筏板表面满灌温度适中的养护水.蓄水养护能很好地保证混凝土在恒温、恒湿的条件下得到养护,能大大减少因温湿度变化及失水所引起的塑性收缩裂缝,但是施工影响比较大,因此应用的比较少.

3.结语

为确保结构整体性,超高层建筑基础筏板施工必须连续进行,施工组织将面临严重挑战,一方面要保证混凝土一次连续供应量能够满足数万立方米基础筏板施工需要,另一方面还要保证强度满足施工面及时覆盖需要,防止施工冷缝产生,这给混凝土生产和运输提出了很高的要求.