浅谈高层建筑基础的影响及其混凝土施工

摘要：基础是建筑结构的重要组成部分，它承受建筑物的全部荷载并将其传递给地基。高层建筑的垂直和水平荷载很大，因此其基础的受力更为复杂，对基础的强度、刚度和稳定性的要求更为严格。本文首先简要介绍高层建筑基础对邻近建筑和地下管道等的影响，然后详细介绍了高层建筑基础混凝土施工技术。

关键词：高层建筑；基础；施工

近年来，随着我国经济水平的快速发展，高层建筑发展迅速，从沿海的少数大城市发展到遍及全国的许多大中城市。高层建筑基础工程施工对建筑质量影响重大，必须做好基础工程的施工工作。高层建筑基础施工期间，一方面应考虑到基础深可能会对邻近建筑物和地下管线等的不利影响；另一方面尚应考虑其基础本身混凝土体量大，整体性要求高的施工特点。高层建筑的基础制模、扎筋和浇筑混凝土的工作，除与钢筋混凝土工程有相同处以外，还有其自身的施工特点。

一、高层建筑基础对邻近建筑和地下管道等的影响

高层建筑一般建造在人口密集的城市中心。基础施工时，如发生支护结构变形或失稳，打预制桩产生挤土影响和振动大，井点降水失效或地下水大量渗漏等种种现象，均会引起邻近建筑的不均匀沉降，甚至开裂或倒塌；造成附近地下管道的位移以及裂缝，乃至断裂。为了保护邻近的建筑物和地下管道不受破坏。必须采取相应的措施。

在基础施工阶段、要对打桩、支护、挖土等施工过程实行现场监测，随时掌握土层、支护结构、相邻建筑物和地下管线的变化情况，根据测试的报告，及时调整施工顺序绒采取必要的技术措施。

到目前为止，在建筑物密集的闹市区进行基础施工时，对邻近建筑物和地下管线的影响还难以进行严密的分析和精确的计算。因此，高层基础施工对周围环境的影响和危害的情形时有发生。为了保证高层建筑基础施工期间邻近建筑物和地下管线的安全和正常使用，并能在出现险情前及时报警，把所造成的危害降低到最低程度，必须进行这方面的监测．现在称之为信息化施工。它作为高层建筑基础施工期间的一项技术和安全保证措施，其观测方案及实施办法应列入施工组织设计。

在实际的施工中，为了减少打桩所造成的影响和损害，常将防振沟、钢板桩、排水砂井等各项技术综合运用，能够取得良好效果。

二、大体积钢筋混凝土基础结构施工

高层建筑的箱形基础或片筏基础都有厚度较大的钢筋混凝土底板，高层建筑的桩基础则常有厚大的承台。这些基础底板和桩基承台等均属大体积钢筋混凝土结构，整体性要求高，如无特殊情况，一般都要整体浇筑。

1、温度裂缝的产生及其防止措施

由于混凝土的浇筑体积大，积聚在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而混凝土表面则散热较快，这样形成较大的内外温差，产生较大的温差应力，达到一定数值时，会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝多发生在混凝土浇筑后的升温阶段。

当混凝土冷却时，由于逐渐散热冷却产生收缩，再加上硬化过程中混凝土自身的收缩，这两种收缩受到基底的约束，会产生很大的收缩应力。如果收缩应力超过当时混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土结构中产生裂缝，有时会贯通整个截面。这种结构裂缝会造成严重危害。为了防止温度裂缝的产生，施工时宜采取以下措施：

（1）施工时宜选用发热量低、初凝时间较长的矿渣水泥。也可以来用60d或90d设计强度代替28d设计强度。

（2）根据施工具体条件，尽量选用5～40mm的石子。增大骨料粒径．可减少用水量和水泥的用量。在浇筑混凝土时投入适量的毛石，以吸收热量并节约混凝土。同时必须严格控制砂、石料的含泥量。

（3）选用适当的缓凝剂（如水质素碳酸钙）和外掺料（粉煤灰）、减少水泥用量，降低水化热。

（4）控制混凝土的温度。大体积混凝土内外温差不超过25℃，温度陡降不超过10℃。在高温季节，混凝土最高浇筑温度不得超过28℃，故浇筑时，可在砂石堆场、搅拌机平台上搭设遮阳装置，用冷水浇石子，用冰水拌制混凝土等。

（5）混凝土浇筑时应尽量扩大浇筑工作面，放慢浇筑速度和减少浇筑厚度，以保证混凝土在浇筑中有一定的散热机会。浇筑后的混凝土在初凝前进行二次振捣，防止因混凝土沉落而出现的裂缝。

(6)大体积混凝土在不同季节应采取不同的养护措施。夏季浇筑大体积混凝土时，可采用积水养护的方法。在混凝土表面上用砖砌成浅水池，然后放入300mm深的水，起保护和养护双重作用。特殊情况下，还可以在基础内预埋冷却水管，用循环水降低混凝土的温度。

2、大体积混凝土的浇筑

大体积混凝土浇筑时必须设置测温点，以便了解内外温差的数据，及时采取相应措施。为了防止结构性裂缝，在设计时尚需注意，基础的配筋要合理。大体积混凝土的整浇长度需计算确定。如基础长度过长，要留设后浇带、以保证结构质量。为保证混凝土浇筑工作能连续进行，避免留设施工缝，应在下层混凝土初凝前，浇筑上层混凝土，并振捣完毕。因此在组织施工时，首先要计算每小时浇筑混凝土的数量。根据混凝土的浇筑量，可以计算所需要的搅拌机和运输工具的数量。大体积混凝土的烧筑方案，除应满足每一处的混凝土在初凝以前就披上层新混凝土覆盖并振捣完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋件和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影内。常用的施工方法有以下几种。

（1）全面分层

即在第一层混凝土全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时第一层混凝土应尚未初凝，如此逐层连续挠筑，直至完工。采用这种方案时，结构平面尺寸一般不宜太大，施工时宜从短边开始，沿长边方向进行。必要时可分成两段，同时向中央相对地进行浇筑。

（2）分段分层

即将基础划分为几个施工段，从底层开始绕筑，第一段浇筑一定距离后就回头浇第二层，再同样依次浇筑以上各层。由于总的层数不多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案，单位时间内要求供应的混凝土量较少。适用于厚度不大，而面积较大或长度较长的结构。

（3）斜面分层

即混凝土由底一次浇筑到面，要求斜面坡度不大于1/3，振捣工作废从浇筑层斜面下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的浇筑质量。这种方案适用于长度大大超过厚度的结构．大部分底板大体积混凝土均可采用此方案浇筑。

三、箱形基础施工缝的留置与后浇带的设置

箱形基础的底板、内外墙和顶板的支模和浇筑、可采用分次支模浇筑方法施工。处理外墙接缝应没接样和止水带。施工缠的处理，应符合混凝土结构工程施工验收规范的有关要求。

高层建筑基础的底板，内外墙板宜连续绕筑。当基础长度超过40m时，为了减少混凝土在硬化过程中的收缩应力，一般可设置一道贯通顶板、墙板和底板的施工后浇带，宽度为700～800mm。后浇带设在柱距三等份的中间范围内，待基础顶板混凝土浇筑后经过不小于14d，用比设计强度等级提高一级的无收缩水泥配制的混凝土将后浇缝浇筑密实，并加强养护。在后浇带处的板、梁钢筋贯通不断，以利于新旧混凝土粘结。当采用刚性防水时，在后浇缝处底板和外墙宜用附加卷材防水。