简析混凝土浇筑施工技术在工业与民用建筑中的运用
作者： 来源： 时间：2014.03.04
随着我国经济的高速发展，工程建设规模也随之增大，混凝土浇筑技术已在工民建中得到广泛采用。混凝土浇筑施工对工民建工程质量影响巨大，加强混凝土浇筑施工技术的研究，对于提高混凝土浇筑质量具有重要意义。
工程概况
此项目建筑群由三座塔楼和一座裙楼组成，本工程为该建筑群的主塔楼，总建筑高度为455米，其形如一叶扬帆，建成后将成为当地的新地标之一。
主塔楼核心筒下采用筏板基础，四周框架柱下采用桩基础，裙房和地下室柱下采用桩基础，地下室底板设置抗拔桩。工程筏板南北长113米、东西宽76米，其筏板基础核心筒区域板厚为4米（局部位置板厚为10.2米），塔楼外框区域板厚为2.5米（局部位置板厚为3.6米、4.1米），裙房位置板厚均为0.7米。局部厚度达到4.5米，最薄也有0.7米，属于超长、超宽、超厚的大体积混凝土结构。混凝土设计强度等级为C40，抗渗等级为P8，总浇筑量约为19000立方米。
该工程混凝土浇筑
特点、难点与对策
基础大体积混凝土浇筑过程主要有以下特点：混凝土浇筑量大，由于基础大体积混凝土自身体积较大，结构厚深，因此需要大量的混凝土；工程条件复杂，由于筏板基础属于地下结构，且基坑较深、坑洞分布密集、预埋件较多，在浇筑的过程中要保证基坑稳定，必须合理设计和划分浇筑区域；整体性和连续性要求高，筏板基础要求必须具有较高的抗渗能力和强度，且必须控制浇筑温度，因此在浇筑时必须注重混凝土初凝时间，采取施工措施保证混凝土浇筑的整体性和连续性；容易产生裂缝，由于浇筑的混凝土量大，水泥的水化热较高，并且混凝土内部热量不容易散发，内外温差较大，极易产生较大的温度应力，导致混凝土出现裂缝。
同时，由于筏板混凝土浇筑体量巨大，水泥水化热极容易在内部大量聚积，不易散发，中心部位在浇筑初期近似处于绝热状态，温度上升迅速，在短时间内可达80℃甚至更高；筏板表面则散热较快，温度接近环境温度，筏板内部与表面形成较大的内外温度差，这些都可能引起较大的温度应力，导致裂缝出现。为了尽量降低由于筏板内部温度过高造成裂缝的可能，混凝土公司需要采取一系列措施降低混凝土的出机温度，通过试验找到水化放热量少，又能够满足其他工程要求的混凝土配合比。此外，为了确保施工过程中混凝土供应的连续性，筏板不出现施工冷缝，该工程项目部选择实力较强的四方混凝土公司和中建商品混凝土公司同时供应混凝土，保证基础筏板的整体性及自防水效果。
筏板面积大，混凝土浇筑方式的选择是本工程的重点和难点。合理选择混凝土浇筑的方式，确保在混凝土浇筑过程中不出现施工缝。在混凝土浇筑过程中，现场的施工组织是一个重要环节。由于施工现场条件有限，浇筑筏板混凝土所需的机械设备、材料数量又较大，所以合理利用施工场地，科学布置混凝土泵，设置混凝土运输车在浇筑区域内的运行路线显得尤为关键。筏板主体选择从北向南，推移式连续浇筑施工，对浇筑完成的区域立即在混凝土表面覆盖塑料薄膜和毛毯，及时保温，并定期洒水，防止筏板表面出现干缩裂缝。筏板核心筒局部区域厚度达到10.2米，为了确保浇筑的连续性和工程质量，筏板的浇筑分为两次完成，第一次选择10.2米核心筒区域的坑中坑，浇筑5.7米，混凝土方量约2000立方米；余下部分一次浇筑完成，混凝土方量约17000立方米。
混凝土浇筑的要求
其一，混凝土应在初凝前浇筑，如已有初凝现象，则应进行一次强力搅拌，使其恢复流动性后，方可入模；如有离析现象，亦须重新拌和后才能浇筑。
其二，混凝土的自由下落高度。浇筑混凝土时，混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2米，在竖向结构中限制自由倾落高度不宜超过3米，否则应沿串筒、斜槽、溜管或振动溜管下料，以防止混凝土因自由下落高度过大而产生离析现象。
其三，在浇筑竖向结构混凝土前，应先在浇筑处底部填入50—100毫米厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥浆或水泥砂浆。
其四，混凝土的分层浇筑。混凝土浇筑应分层进行以使混凝土能够被振捣密实，在下层混凝土凝固前，上层混凝土应浇筑振捣完毕。同时，混凝土浇筑层的厚度应符合规定。
其五，混凝土浇筑工作应尽可能连续作业，如上、下层混凝土浇筑必须间歇，其间歇的最长时间（包括运输、浇筑和间歇的全部延续时间）不得超过规定。
其六，施工缝的留设与处理。如因技术上的原因或设备、人力的限制，混凝土不能连续浇筑，中间的间歇时间超过允许时间的，应事先确定在适当位置留置施工缝。由于该处的新旧混凝土结合力较差，是构件中的薄弱环节，故施工缝宜留在结构受力（剪力）较小且便于施工的部位。柱应留水平缝，梁、板应留垂直缝。
施工前浇筑现场布置
在混凝土浇筑前，应对混凝土的泵送路线、操作过程进行控制，并应及时了解混凝土的泵送情况。
首先，在混凝土施工段划分完毕后，应将泵车布置在尽可能靠近浇筑地点的现场道路上，保证在混凝土泵作业范围内，供水、供电方便，不能有阻碍物。然后，搭设混凝土浇筑专用的钢管立架，固定粟管立管，在拟浇筑混凝土的施工段搭设水平架，固定泵管水平管，泵管截面布置如图1（略）。
随后，为了避免泵管的振动扰动基坑的稳定性，泵管必须架设在钢管支架上，钢管下铺放木跳板作为支撑面，跟随混凝土的浇筑方向，边浇筑边移动支架，直至浇完拆除支架。
混凝土浇捣工艺
混凝土浇筑施工常选用以下三种浇筑方案。根据工程的具体情况，该工程采用第一种方法。
全面分层（如图2a）（略）。将整个浇筑平面作为一层（沿高度方向分成2—3层），浇筑完第一层后，在第一层浇筑的混凝土初凝前，回来浇筑第二层。该方法适用于结构平面尺寸不太大的浇筑块。
分段分层（如图2b）（略）。混凝土从底层开始浇筑，进行一定距离后回来浇筑第二层，如此依次向前浇筑以上各分层。该方法适用于面积不太大而长度较大的结构。
斜面分层（如图2c）（略）。在浇筑时保证一定的坡度，同时进行分层浇筑，混凝土振捣应从浇筑层的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土施工质量。该方法适用于结构长度超过厚度3倍的结构。
分层的厚度一般为300—500毫米，或取基础高度的一半，原则上应考虑振动器的棒长和振动力的大小，以及混凝土供应量和浇筑量的大小。为保证浇筑质量，当混凝土自由倾落高度超过2米时，应沿倾落方向设置溜槽、泵管等，防止混凝土发生离析现象。
大体积混凝土浇筑方案
大体积混凝土采用机械振捣棒振捣。对振捣棒的操作要做到“快插慢拔”，每一点的振揭延续时间为30秒，使混凝土表面水分不再显著下沉，直至不出现气泡、灰浆为止。振揭棒插点要均匀分布，距离一般为300—400毫米。为使混凝土振揭密实，每台混凝土泵出料口均配置一定数量的振捣棒，确保各振捣点的上、中、下层混凝土均振捣密实。
在大体积混凝土浇筑过程中，需要对混凝土进行二次复振和二次抹压，以排除混凝土泌水，并预防裂缝，其处理程序如图3。
混凝土浇筑二次抹压处理程序
二次复振是指在浇筑完下层混凝土后进行上层浇筑时，将插入式振捣器依重力插入或通过振动下部构件钢筋，对下层混凝土进行二次振捣，目的主要是为了预防新旧混凝土产生冷缝，消除积水及泌水。振捣时间宜选择在混凝土初凝前l—4小时进行。
浇筑质量控制
在大体积混凝土浇筑过程中，应注意以下几点：混凝土质量控制措施。据筏板混凝土的浇筑量大小，混凝土公司需要提前备齐各种生产所需的原材料，原材料性能尽可能稳定。用于筏板混凝土生产的各种仪器设备提前进行检修，避免生产过程中由于机械故障影响工程质量；对用于称量的各种设施进行校正，确保称量的准确性。在生产过程中，要求测定骨料的含水率，每一工作班不少于 1次。当含水率有较大变化以及雨天施工时，要增加测定次数，依据检测结果及时调整用水量和骨料用量；选择固定的混凝土罐车运送混凝土，张贴工程标签，防止错运以及因其他工地剩料留在罐车内而错误浇筑到筏板内等生产事故的出现。在混凝土浇筑前期，检测每一车出场混凝土的工作性和出机温度，坍落度控制在240—260毫米，如果太大，则引起堵管的可能性较大；太小，则泵送缓慢影响施工进度。同时，还要检测每车混凝土的出机温度，若温度高于30℃，需加大对原材料的冷却力度。待浇筑正常以后，混凝土的检测频率可以适当降低。每生产100立方米混凝土要留样，并按规范成型养护，检测其抗压强度是否达到设计指标。混凝土公司要随时关注施工现场的混凝土浇筑进度及道路交通是否通畅，并根据实际情况安排混凝土生产，确定合理的运输线路，保证整个浇筑过程中混凝土供应的连续性。
施工过程中的质量控制措施。对到场的每车混凝土均要求测定坍落度、温度，观察其和易性，不得存在离析、泌水、黏结、分层等现场；当坍落度损失或离析严重，经补充外加剂或快速搅拌已无法恢复混凝土拌和物的工作性能时，不得浇筑入模。混凝土的振捣严格按施工操作规程进行，振捣棒要“快插慢拔”，掌握好振距，不能漏振、欠振和过振，以混凝土表面出现浮浆和不再沉落为准。振捣器距离模板不应大于振捣器作用半径的1/2，并应尽量避免碰触钢筋、模板及预埋件。筏板基础大体积混凝土浇筑时，应及时提取混凝土试块：同一个配比混凝土连续浇筑不超过200立方米要取样一次，每次取样至少留置一组；每连续浇筑500立方米要留置一组，且每项工程不得少于两组。有抗渗要求的混凝土制作抗渗试件，雨天或雪天时应避免浇筑混凝土，并及时做好排水和防水措施；也可根据需要搭设雨篷进行浇筑，事先应做好防雨措施。加强混凝土冬季施工质量控制，特别是新浇筑混凝土入模温度、拆模时间、外部温差的控制，并采取及时养护措施减少裂缝的产生。混凝土收面找平后，为防止面层起粉及塑性收缩，修补因混凝土初期收缩、塑性沉陷而产生的表面裂缝，要求至少进行2次搓压。根据混凝土状态，最后一次搓压要在混凝土终凝前进行，完成搓压后立即覆盖塑料薄膜保水保湿，随后覆盖保温层进入养护期。
筏板面不能连续覆盖的部位，如墙、柱插筋部位等，是保温养护的最薄弱环节，一定要采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式，尽可能进行覆盖，避免出现“冷桥”现象，防止这些部位局部散热降温过快。浇筑混凝土时，要特别注意板面以上墙柱钢筋的定位，浇筑中妥善保护，并进行必要的校正，保证墙柱轴线准确。浇筑混凝土前的润管砂浆不得用于工程结构；及时清除流入后浇带内的混凝土，以免影响后浇带效果。浇筑混凝土垫层时，在后浇带位置留置加深区，浇筑底板时流出的浮浆等直接流入加深区。
其他质量控制措施之集水抽排措施。根据工程地区的天气情况，在进行筏板混凝土浇筑过程中，当极有可能遭遇降雨天气，并且施工区位于低处，降雨后雨水将在筏板区域聚集无法自己排除时，为避免筏板内积水对施工质量造成影响，在进行筏板垫层施工时向基坑坡底电梯井位置进行找坡，或者设置临时集水坑，再采用水泵将积水抽排至坡顶排水沟内，排入市政管网。
其他质量控制措施之混凝土连续作业保证措施。为避免停电对混凝土浇筑的影响，保证混凝土浇筑的连续性，在混凝土施工时配置发电机用于振动棒、照明等，并要求混凝土输送泵全部采用柴油机。在场内设置单循环通道，确保场内道路通畅。
基础大体积混凝土的养护
大体积混凝土保温保湿养护一般分为自然养护和人工养护。自然养护是在常温（气温在5℃以上）条件下，在混凝土表面覆盖草席、麻袋或棉链等保温材料，并在一定时间内保持混凝土表面湿润的养护方法。人工养护是指人工采取措施保证混凝土温度和湿度，使混凝土强度增大，如蓄水养护、蒸汽养护、暖棚法养护等措施。在筏板基础施工中，根据大体积混凝土内外温差条件，通常采用自然养护。
为防止散热过快，在浇捣混凝土4-5小时之内，应在表面进行抹面，并在l0-12小时内进行保温材料覆盖养护。保温材料应根据相应的温度计算确定，一般在混凝土表面铺上一层塑料薄膜，中间应覆盖1-2层棉桂或麻袋，之后再覆盖一层塑料薄膜进行保温处理。寒冷季节应加强保温层覆盖。在整个养护期间，如果温差超出了 25℃，应及时采取灯照或搭设塑料保温棚等方式将温差控制在25℃之内。
在大体积混凝土养护期间，必须保证混凝土足够的湿润，有利于水泥水化作用的进行。混凝土绕水养护时间不应小于7天，若浇水不足，表面产生细小裂缝或出现泛白现象时，要立即覆盖保温层，并加强浇水养护，延长浇水日期。在浇筑后，当环境温度低于5℃时，可采用对混凝土表面喷涂养护液的方法进行养护。
在混凝土强度未达到1.2牛/平方毫米以前，严禁任何人在上面行走。安装模板支架时，更不得进行冲击性的操作。
基础大体积混凝土的拆模
混凝土拆模除了需要考虑混凝土强度外，还应考虑到拆模时的混凝土温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快导致开裂。混凝土内部开始降温以及内部温度最高时不能拆模。一般情况下，结构或构件混凝土的里表温差大于25℃、混凝土表面与大气温差大于20℃时不宜拆模，大风或气温急剧变化时不宜拆模。在炎热或大风干燥季节，应采取逐段拆模、变拆边盖的拆模工艺。
本文结合工程实例，详细介绍了混凝土浇筑施工顺序、筏板基础大体积混凝土施工技术，并对温控措施进行了分析。混凝土浇筑施工技术是控制混凝土工程质量的关键，工程施工方必须在工程中合理安排，随时检查，及时发现问题，全面落实施工方案，才能有效提高浇筑质量，使工程质量得到保证。
