筏板基础在房建绿色施工中的技术应用分析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年3月7期   作者:蔡敏敏
[导读] 随着高层楼宇和大型建筑物的不断涌现,对地基的承载力
        蔡敏敏
        广东省基础工程集团有限公司  广东  广州  510620

        摘要:随着高层楼宇和大型建筑物的不断涌现,对地基的承载力、稳定性、抗沉降力等要求越来越高。而筏板基础作为房建绿色施工的天然地基基础发挥着重要的作用,其除了能够满足地基的标准要求外,还可以加快施工进度、降低造价以及提供较大的地下空间,因而被广泛地推广应用。现本文先介绍筏板基础在房建绿色施工中的特点及优点,并结合工程实例详细论述高层地下室采用筏板基础的施工技术应用关键环节,仅供参考。
        关键词:房建;筏板基础;绿色施工;特点及优点;技术应用;关键环节

        前言
        筏板基础在地基基础施工中,不仅能够有效降低建筑的不均匀沉降问题,还可以通过自身的特点和优点充分发挥房建绿色施工的作用,最大限度地节约资源,降低施工成本,提高整体抗震性能。不过,筏板基础在施工技术方面还是存在一些关键性问题,主要是混凝土施工的体积通常比较大,如果控制得不好极易出现裂缝,以致影响建筑物的整体性能。故此,必须从筏板基础大体积混凝土施工的关键点入手,通过材料选用、施工工艺、温控等方面进行有效控制,确保工程项目顺利竣工。
        1 筏板基础的房建绿色施工特点及优点
        1.1 特点
        筏板基础是由大底板与梁架通过钢筋构建和利用混凝土浇筑一次成型的绿色施工结构体系,其埋深较浅,施工简单,底板在完成砼浇筑后,只需洒水养护两周,且不会对现场的土壤造成破坏,是既天然又环保的绿色基础。其在应用的方式上分为梁板式和平板式两种,需要根据工程项目的地质条件、上部结构体系、荷载大小等因素进行选取不同的施工方式,才能够有效提高筏板基础结构的施工质量以及综合性能。在梁板式筏板基础方面,柱子下面能够集中较大的力,且通过梁把力荷载传递给板,再由板传递到下面的地基。肋梁可正方向放置在筏板上部,或反方向放于梁的下面,需按施工方案进行布设,以便扩大基础面积。同时,梁板式筏基能够充分利用地基承载力,调整不均匀沉降,特别是施工场地存在土质较软弱以及易发生不均匀沉降的地基,只要合理调整和布置上部结构就能充分发挥其特性。而在平板式筏板基础方面,由于基础受力比较分散,没有系统性,所以对每一个受力部位都要进行钢筋加强处理,才能达到预期效果。但施工方便,速度快,只是混凝土的用量与其它基础相比略大些。
        1.2 优点
        当建筑物荷载较大,而地基承载力又比较弱时,就需采用筏板基础作为地下室底板,充分发挥自有的地基承载力,以抵抗地基的不均匀沉降,还能满足地下大空间的开发,如地下停车库、地铁车站、地下商业等,通过整体经济效益。同时,因梁板式筏基的刚度性能比较好,且地下室的外墙参与工作,所以能够增加建筑物的整体抗震性能。还有,地震作用迫使与地下室接触的土层发生相应的变形,导致土对地下室外墙及底板产生抗力,约束了地下结构的变形,抗沉降力强。故此,为保证筏板基础工程设计的性能实现,在施工过程中必须严守操作工艺规范标准,严把施工质量大关。
        2 筏板基础在房建绿色施工中的应用关键环节
        2.1 工程实例
        本工程由住宅楼和相应的公建配套楼组成,地下部分建筑面积为123951.14㎡,设2层地下室,负二层局部区域兼作人防地下室,为框架结构,基础底板结构采用筏板基础,地下室底板采用抗渗混凝土,强度等级为P6、C30,结构安全等级为二级,设计使用年限为50年。
        筏板基础的施工顺序是:定位放线→土方开挖→地基验槽→筏板基础底线抄平→垫层施工→钢筋安装→模板安装→模板安装加固→混凝土浇筑→养护→柱模安装→完成后基础→基础回填→分施工段施工
        2.2 基础大底板的施工重难点
    本工程采用筏板基础,地下室大空间底板混凝土体积一次成型较大,如果控制得不好,就极易出现开裂问题。这是因其截面比较大、水泥用量又多、内外温差必定相对较大,进而温度收缩应力增大,容易产生裂缝,故此,地下室底板的施工质量尤为关键:其一,为确保筏板基础的强度和整体性的承载力,在施工时尽可能减少基坑底的地基土扰动;其二,因本工程选用P6、C30 高强度的抗渗混凝土,施工过程中的水化热值会比较高,尤其在夏季,浇筑混凝土入模的温度很难控制在理想值的范围内,所以不利于大体积混凝土的成品质量,须予以把控;其三,由于竖直方向上的钢筋层数较多,且电梯井、集水坑等位置附加的钢筋比较密集,水平分层又多,而钢筋网片标高不同,绑扎要求又高,所以钢筋的支撑是筏板钢筋工程的难点所在;其四,为符合基础结构的设计和防水要求,必须严格控制好大体积混凝土的浇筑质量、温度及收缩裂缝。
        2.3 混凝土的选用要点
    为满足本工程筏板基础大体积混凝土的施工要求,必须严格控制好砼的配合比称量、拌和时间以及水灰比。由于基础位于弱酸的地下水位之下,所以须用42.5级矿渣硅酸盐水泥抵抗硫酸盐侵蚀,且耐热性较好。

还有,混凝土拌合物中的粗细骨料均影响可泵性,细骨料选中砂的细模在2.5~3.2范围内,而粗骨料的最大粒径与输送管径之比不大于1:3。此外,掺入适量的粉煤灰掺合料,不仅能够改变混凝土的性能及和易性,减少水化热,还可以节约水泥用量,并增加后期强度;更重要的是,粉煤灰的加入能够降低混凝土收缩变形隐患,弥补矿渣硅酸盐水泥干缩变形较大的问题,但其用量不可超于水泥的8%。同时,掺入的羟基羧酸类缓凝剂外加剂,用量须控制在水泥重量的0.1% ,同样可以提高混凝土的和易性,减少水化热,还可以降低混凝土运输时的坍落度。
        本工程经反复试配后,才确定最终混凝土的配合比(水泥:水:混合料:砂:石):1:0.59:0.31:2.72:3.60,即每立方混凝土中各种材料用量分别为:525#普通硅酸盐水泥288Kg,水170Kg,砂782Kg,石1036Kg,Ⅱ级粉煤灰89Kg,外加剂8.57Kg。混凝土室温初凝时间为6-8小时,终凝时间为8-10小时,坍落度为150±30mm,可满足施工设计要求。
        2.4 基坑土方开挖
        基坑开挖必须按“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则进行施工。本工程土方开挖的深度为自然面到筏板顶设计标高,当桩基础施工完后,再挖除承台及筏板位的土方,以降低对原土的扰动。土方开挖时,必须分层分段均衡对称挖土,以免造成支护结构的变形。还有,为使基坑底基土免受扰动,当机械开挖至基坑底面20~40cm土层以上时,须用人工清理,以免破坏基土。如果出现超挖问题或者局部存在软弱土层时,须马上用与地基土压缩性相近的材料进行分层回填。当基坑不能连续开挖时,应预留150~200mm的土层不挖,待下道工序施工时再挖至设计基坑底标高,以尽可能保持基坑底土的原状结构。此外,土方开挖过程中,还需对周围区域范围内进行地质环境的监测,确保开挖的质量安全。
        2.5 降低约束措施
        因本工程的地基与基础底板易产生刚性接触,使摩擦约束变大,难免会出现贯穿性结构裂缝,所以在垫层上铺设两层防水油毡,以降低地基的约束。此外,由于基坑支护采用的人工挖孔桩及预应力锚杆直接作为底板侧模板,当混凝土浇筑时产生的膨胀变形会受到底板侧模的阻止而造成底板出现约束变形或裂缝。所以,在挖孔桩间采取砌筑240mm厚的砖砌侧模,以固定底板四周形状,同时在侧模涂上两遍刷乳化沥青做约束处理,降低变形约束引起的裂缝问题。
        2.6 筏板钢筋绑扎
        为确保筏板钢筋绑扎的质量,经多方综合考虑,在筏板内采取搭设钢管满堂架进行钢筋绑扎,待整个钢筋网片绑扎完成后,再拆除大部分钢管,留小部分钢管作为网片竖向支撑和稳定之用。这样不仅方便工人绑扎钢筋,提高效率,还安全可靠。只是少量钢管留在混凝土之内,大部可以回收再利用,经济合理,符合绿色施工标准。
        2.7 混凝土浇筑
        本工程浇筑分两步进行,先浇筑筏板以下位置各承台和条形基础混凝土,待接近终凝时,再浇筑筏板混凝土,不过,两次浇筑的间隔不可超过5小时,以确保上下混凝土的塑性闭合。混凝土的振捣采用插入式振动器垂直振捣,混凝土振捣时,在下料点及坡脚各设三台振动器,振捣时间须保持10-30秒,以保证混凝土的密实性;插点距模板不能超过200mm,振捣过程中要快插慢拔,插入第二层混凝土5cm,以消除两层间的接缝,振捣直至表面泛浆无明显下沉和气泡为止。此外,对本次的筏板基础大体积混凝土浇筑,安排了两台汽车泵进场循环浇筑,以便及时补充混凝土,避免混凝土浇筑出现冷缝问题。
        2.8 温控及养护
    为避免混凝土内外温差太大出现裂缝问题,在混凝土浇筑的水平位置处,每隔10m预埋Ф48钢管测温管孔,将温差控制在25℃之内,浇筑后头两天每隔两小时测一次温,接下来三天每四小时以及之后每隔八小时的间隔进行温度测量。根据所测的温度相应做好保温、降温的措施。此外,要做好混凝土的养护,如果温差较大时,除了覆盖一层塑料薄膜,还要加上一层棉毡,使混凝土内部温度得到有效控制,以免出现裂缝问题。
        2.9 后浇带施工
        在筏板混凝土施工60天后,在浇筑后浇带混凝土之前,先将准备浇筑的后浇带内清理干净,以及钢筋和止水钢板也要用高压水进行冲洗,充分湿润后,就可以用高一等级的微膨胀防水混凝土浇筑后浇带。注意,为达到防水效果,必须细致捣实,以便新旧混凝土紧密结合,待达到设计强度后方可拆除后浇带下面的底模板及支撑。
        3 总结
        综上所述,虽然筏板基础施工的质量影响因素较多,只要能够根据实际情况选取合当的施工方法,并严格控制好筏基施工的各个环节,确保各项施工参数符合设计要求,使筏板基础更好地体现房建的绿色施工。
        
参考文献
[1]GB 50496 - 2018.大体积混凝土施工标准[S].北京:中国建筑工业出版社2018.
[2]GB50204-2015.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社2014.
[3]GB50666-2011.混凝土结构工程施工规范[S].北京:中国建筑工业出版社2011.
[4]彭立海.大体积混凝土温控与防裂[M].郑州:黄河水利出版社,2005.
[5]陈样熙.高层建筑工程中筏板基础大体积混凝土的施工技术探讨[J].四川水泥,2019,(001):286.

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