大体积筏板基础用钢管支撑钢筋及利用钢管散热

大体积筏板基础利用钢管支撑钢筋代替钢筋马镫散热施工技术

【摘要】利用钢管替代马凳筋作为筏板基础上层网片钢筋的支撑，其钢管支撑既能提高支撑的稳定性，又是散热孔，通过钢管来散热，降低混凝土内部的温度。混凝土外部采用保温措施，增加混凝土外部的温度，使得混凝土内部与外部的温差减小，控制混凝土的结构裂缝。通过二次收面和洒沙子的方法控制混凝土的表面裂缝。

【关键词】混凝土结构裂缝；钢管支撑；钢管散热孔；混凝土表面裂缝；二次收面

1 工程概况

四川省南充市丽景华庭12#、42#、10#楼地面以下一层，地面以上33层，为剪力墙结构。基础为CFG桩和筏板基础，桩径500mm，桩间距1800mm。1#楼筏板基础尺寸长×宽为29.4m×22.8m，2#楼筏板基础尺寸长×宽为28.1m×21.4m，3#楼筏板基础尺寸长×宽为28.5m×21.5m；筏板厚度均为1800mm，混凝土标号C45，抗渗等级P6，上下网片钢筋均是直径为28mm的三级钢（HRB400）。3栋楼的基础为大体积筏板基础，由于混凝土结构的截面大，混凝土标号高，水泥用量多，混凝土在硬化过程中水泥在水化时由水化热产生的温度应力和收缩应力，会导致积混凝土结构出现裂缝。混凝土坍落度大，表面有浮浆，当收面不及时和收面不当时就会出现一些细小且不规则的表面裂缝，是导致大体积混凝土表面出现裂缝的主要因素。本施工方法是用钢管取代传统的马凳筋作为上排网片钢筋的支撑，并利用钢管作为散热孔，从而降低混凝土内部的温度，通过降低混凝土内部和外部的温度差来减少混凝土由温度应力造成的结构裂缝。面层收面时，通过二次收面来减少表面裂缝。

2工艺原理

对于体积较大、强度要求较高的混凝土，水泥用量相对较多，在水化热的作用下，混凝土内部的温度很高，能达到70～80度，或者更高；混凝土外部的温度相对较低，特别是冬季温度在零下10度左右，混凝土内部与外界的温度差

接近100度，混凝土内外的温差是造成混凝土结构裂缝的主要原因，温差越大裂缝越多越大。如果把混凝土内部的温度降低，混凝土外部（表面）采取保暖措施，提高混凝土表面温度，使得混凝土内部与外部的温差减少，把温差控制在20～30度，能有效地控制混凝土结构的裂缝。

一般来说，筏板基础钢筋分为下层网片钢筋（双向钢筋）和上层网片钢筋。支撑上层网片钢筋的支撑，传统做法是用与筏板基础相同的钢筋做成马凳筋，在马凳筋上面焊接水平钢筋，依靠水平钢筋固定马凳筋，由马凳筋支撑上层网片钢筋，然后在水平钢筋上面绑扎上层网片钢筋。如果采用外径为48mm、壁厚2mm的钢管，用钢管替代马凳筋来支撑上层网片钢筋。由于钢管内部空心，并具有良好的导热性能，利用钢管作为混凝土的散热孔，混凝土内部的热量通过钢管来散热，降低混凝土内部的温度。采用钢管作为支撑，即可满足上层网片钢筋的稳定性，又可以通过钢管来散热，达到降低混凝土内部的温度，一举多得。

3施工工艺

华景国际1#、2#、3#楼筏板基础施工，采用外径为48mm的钢管是考虑与现在使用的脚手架钢管通用，便于连接和操作。用于支撑钢管的长度为1470mm （筏板高度1450mm），其长度比筏板基础的厚度高出20mm。钢管底部焊接一块3mm厚的钢板，钢板的长×宽为70×70mm（详见图1），防止混凝土从钢管底部进入钢管内堵塞钢管。钢管的上部焊接一个钢筋爪用来托住上层网片钢筋（详见图2），钢管设置的间距为1200×1200mm。

钢管支撑操作的方法：在完成下层网片钢筋的绑扎后，摆放已经加工好的钢管支撑，并用纵向钢管（脚手架钢管）和横向钢管临时固定钢管支撑，让脚

手架钢管与钢管支撑形成一个稳定的架体（详见图3），然后在架体上再铺设上层网片钢筋。上层网片钢筋绑扎完成后，拆除纵向和横向钢管，其效果详见图4。在基础四周和基础中部的钢管支撑上焊接斜撑（详见图5），以确保上层网片钢筋的稳定。混凝土浇筑前用胶带把钢管上口封死，避免混凝土从钢管上部进入钢管内部堵塞钢管。注意：混凝土浇筑完成后应及时揭开封堵钢管上口的胶带，确保钢管的散热畅通，等到筏板基础内部的温度降低后，再向钢管支撑内灌注混凝土。

采用钢管支撑的筏板基础施工流程：垫层施工——弹线——模板支设——铺设下层钢筋网片——安放下层钢筋垫块——摆放已经加工好的钢管与纵、横向水平钢管（临时支撑）连接——铺设上层钢筋网片——拆除纵、横向水平钢管——焊接斜撑——绑扎墙柱钢筋——混凝土浇筑——揭开钢管上口胶带——收面——二次收面——混凝土保温和养护——钢管内灌注混凝土。

4实际效果

1）使用水泥及混凝土配合比：花景国际1#楼、2#楼、3#楼筏板基础施工时间是2010年2月初（春节前）～2010年3月中旬，室外温度比较低，当地生产低水化热的水泥标号只有32.5，不能配置C35混凝土，经过协商，考虑当地实际情况和生产费用，采用焦作中晶水泥有限公司生产的普通水泥42.5，配置混凝土，混凝土配合比详见表一。

C35 P6筏板基础混凝土配合比表一

2）测温结果：1#楼、2#楼、3#楼筏板基础施工时间在春节前后，室外最

低温度零下10度左右，混凝土浇筑完成后及时覆盖毡垫布（双层）。通过对3栋楼的测温，其结果是：混凝土表面温度在20度以上；混凝土内部（混凝土内预埋测温导线）测得最高温度为52.1度，一般在48度左右。钢管内部测得的温度与混凝土内部的温度比较接近。虽然采用水化热较高的普通水泥，其混凝土内部的温度并不高，说明采用这种方法降温效果比较明显。后经施工单位、建设单位、监理单位有关人员检查，未发现较大的结构裂缝。

3）控制表面裂缝措施：筏板基础使用的混凝土标号高，基础表面面积大，在收面时，由于表面浮浆较多，如果收面不当容易出现表面裂缝，影响混凝土的外观质量，为避免出现表面裂缝采取以下措施。混凝土振捣密实后，用挡板或者刮杠将混凝土刮平，在混凝土初凝后用木泥抹将混凝土表面搓平，这时混凝土表面浮浆较多，人走在上面会有脚印，暂停施工，等到浮浆终凝前用木泥抹进行第二次收面，局部浮浆较厚的地方，洒少许中细沙，其效果很好。

5结束语

利用钢管作为上排网片钢筋的支撑由以下几个优点：

1）稳定性好：外径48mm，壁厚2mm钢管的惯性矩为7.66cm4，直径为22mm 钢筋的惯性矩为1.15cm4，马凳筋由两根竖向钢筋组成，有一个截面（两根钢筋平行的截面）的惯性矩较小为1.15cm4×2=3.3 cm4，钢管的惯性矩大于钢筋的惯性矩，在长度相同时，钢管的稳定性比钢筋的稳定性好，作为支撑钢管强于钢筋，筏板越高，效果越明显。

2）经济：一个马凳筋的钢筋用量为3150mm（筏板厚度1450mm），其重量=3.15m ×2.98kg/m=9.378kg；一根钢管的长度为1470mm，其重量为 1.47m×2.27kg/m=3.34kg，钢板重量0.07m×0.07m×0.003m×7850kg/m=0.12kg,钢筋爪