超高层建筑大体积混凝土施工技术探讨

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:康国华
[导读] 摘要:随着我国社会经济快速发展,超高层建筑大体积混凝土施工成为建筑领域的工作重点。
        广西天河建设集团有限公司  广西南宁  530028
        摘要:随着我国社会经济快速发展,超高层建筑大体积混凝土施工成为建筑领域的工作重点。本文通过分析大体积混凝土施工建筑技术的重要意义,论述出现裂缝问题的基本原因,阐述施工技术的主要特点,分析施工技术的实际应用。
        关键词:超高层建筑;大体积混凝土;施工技术
        在当今超高层建筑工程项目的实际施工过程中,一般会采取很多大体积混凝土材料。然而根据建筑工程项目大体积混凝土材料的实际情况进行分析,在各类大体积混凝土材料实际施工过程里面经常出现裂缝问题,直接影响到建筑项目的整体施工质量,造成建筑内部结构出现坍塌情况。因此在各类大体积混凝土材料施工里面,应该全面掌握项目施工技术要求,全面加强混凝土材料的抗裂性质和建筑质量。
        1研究大体积混凝土材料施工建筑技术的重要意义
        1.1提升建筑项目安全性
        混凝土材料作为目前建筑项目里面十分常见的基础材料,材料质量情况严重影响建筑工程项目的可靠安全。如果可以在实施大型混凝土材料浇灌作业过程中确保出现裂缝降低甚至完全消失,就能够加强建筑项目的可靠稳定能力,降低工程项目事故问题的出现几率。
        1.2推进工程项目施工进度
        比如,在实施项目地基施工过程中,按照混凝土材料浇灌的具体方式,开展项目地基铸造作业。作为工程项目的起始阶段,项目地基的可靠牢固能力直接关系着建筑自身的使用安全和寿命周期,因此地基施工中,如果混凝土材料浇灌作业出现裂缝问题,就需要开展重新浇筑处理,应该将存在裂缝的各类混凝土块实现有效清理,再次开展浇筑作业,直到项目浇到满足标准要求的程度。如果能够完全掌握超高层建筑大体积混凝土材料的施工技术,就能够提升混凝土材料浇筑的实际质量,降低失败浇筑作业的出现情况,降低工程项目成本,加强工程项目建设的实际速度。
        2大体积混凝土材料工程项目出现裂缝问题的基本原因
        大体积混凝土在建设和使用过程当中出现不同程度、不同形式的裂缝,这是一个相当普遍的现象。在全国高层建筑地下室底板出现裂缝的占调查总20%左右,房屋外墙出现裂缝占调查总数的80%左右。所以,高层建筑的大体积混凝土裂缝是工程中经常出现的,而且一直得不到解决的一个问题。
        在高层建筑大体积混凝土施工中,由于水泥水化热引起混凝土内部温度和温度应力剧烈变化,从而导致混凝土出现裂缝。因此,控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑体的内外温差及降温速度,防止混凝土出现有害的温度裂缝(包括混凝土收缩)是其施工技术的关键。
        高层建筑大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素组成的。各类裂缝产生的原因有以下几种:一是结构裂缝,由外荷载引起;二是材料裂缝,主要由温度应力或混凝土收缩引起。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分泌蒸发程度不同导致变形不同的结果:在砼的硬化过过程当中80%的水份是要蒸发的,砼硬化过程当中使用的水份仅占20%,而最初失去的30%自由水几乎不引起干缩,随着20%的吸附水损失开始引起干缩。在实际过程中混凝土受外部影响,表面水损失过快,变形较大内部温度变化小;较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对温度较低,水泥浆体干缩越大,干裂缝越易产生。干缩裂缝为表面性平行线状裂缝,宽度多大0.05~0.2mm之间,大体积混凝土平面部位较多见,较薄的梁板中多沿期矩向分布,砼的干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成份、水泥用量、集料的性质和用量、外加剂的用量有关。
        3超高层建筑项目大体积混凝土材料施工技术的主要特点
        大体积混凝土材料结构主要指实际体积大于1立方米的混凝土材料结构。在大体积混凝土材料的实际施工过程中,采取积极有效的项目施工技术能够有效降低温度应力变形,同时避免混凝土材料结构由于内外温差较大导致出现问题,能够实现管理大体积混凝土材料裂缝情况。与其他普通的混凝土材料结构施工作业相比,大体积混凝土材料施工过程主要包括下面两方面特点。
        首先,根据大部分的大体积混凝土材料而言,项目施工标准比较严格。比如,在高层建筑项目工程箱体部分结构里面,不允许出现预设施工缝。
        其次,大体积混凝土材料自身体积比较庞大,混凝结构内部水泥材料水化过程将带来大量的水化热现象,热量通常难以出现散发情况,就会导致大体积混凝土材料内部温度情况和外部温度情况之间出现明显的偏差问题,造成内部应力存在局部集中的情况。如果内部温度应力超过混凝土材料本身的强度,将会导致混凝土材料发生开裂现象。因此,实施大体积混凝土材料施工作业过程中,积极选择适合有效的处理方式,防止大体积混凝土材料内部结构出现裂缝,确保施工过程顺利开展。
        4超高层建筑项目大体积混凝土材料施工技术的实际应用
        4.1 大体积混凝土材料的具体配制
        材料配制工作属于施工过程关键环节,项目施工原材料的实际选择严重影响着建筑项目的建筑质量,严格控制配制材料过程,确保施工材料的可靠稳定。只有通过这样,才能实现有效配制高水平高品质的施工材料,实现项目施工质量能够在可控的具体范围里面,为项目安全施工提供有效保障。
        (1)骨料的实际选择
        混凝土材料配制过程中,粗细成分的实际骨料直接决定了材料强度。只有按照配方进行科学合理的使用时,材料强度才会达到稳定程度。选用5~40mm的连续级配碎石(期中10~30mm应占到65%左右),细度模数为2.80~3.00的中砂(通过0.315的凹筛孔砂不少于15%,砂率控制在40%~45%之间),砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,并不得不海砂。
        (2)外加剂材料运用
        混凝土施工过程外加剂作为关键的组成要素,如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等。外加剂能有效提高砼各种性能,同时减少水泥用量;混凝外加剂应符合国家相关质量要求,外加剂的用量应根据现场情况及施工方案,由实验室进行试配。

特别是粉煤灰的运用,根据《粉煤灰砼技术运用规范》(GBJ146-90):规定,“粉煤灰砼设计强度等级的龄期:对于大体积砼工程宜为90d或180d”。因为高层建筑的施工是持续均匀的加载过程,如用90d或180d作为标准,可以降低水泥用量,保证后期的强度达到要求。根据经验数据,每10kg产生的热量为1℃,水泥用量减少可有利于砼放热,从而减少裂缝的产生。
        (3)控制水泥材料含量
        大体积混凝土材料施工过程中,应该确保可靠安全性。在充分确保混凝土材料强度和施工坍落度标准要求的基础上,积极开展科学试验工作,提升骨料成分和骨料成分的比例,降低单一混凝土水泥材料的实际用量,满足整体施工材料的强度要求与黏结度要求。
        (4)水泥材料的实际选择
        水泥材料作为十分关键的施工材料,开展实际选择过程时,应该实施严格精准控制。尽可能采取水化反应过程热度不足,凝结时间迟缓的水泥材料。在目前水泥材料种类里面,比较常用的属于粉煤灰硅酸盐成分水泥材料、大坝水泥材料、硅酸盐成分水泥矿渣材料、热硅酸盐成分水泥材料等。混凝土材料的溢水量情况与采取的水量存在正比关系。通常来说,实际耗水量增加,对应水的溢出量就增加,同时还与现场温度存在关系。
        4.2 大体积混凝土材料的浇筑作业
        大体积混凝土材料的浇筑作业属于关键技术实施流程,应该进一步细致严格的浇筑作业方案。在操作方案中,应该进一步明确各施工流程控制要求,采取严格的标准管理,进一步保证整体工程施工情况。混凝土材料初凝过程前,应该对上一层存在的新混凝土材料完善覆盖作业并实施捣实处理。同时,全面衡量内部结构组成、钢筋疏密比例、预埋管道位置、地脚螺栓构件留设情况、混凝土材料供应情况等方面。只有真正全面具体衡量各种实际影响要素,才能进一步确保现场施工的可靠安全。砼浇筑过程中,结合以下三种方式,尽量保证砼浇筑过程中不留施工缝,新旧接口间隔在2h以内。
        (1)全面分层施工方式
        这种现场施工方式基本是在第一层混凝土材料全面浇筑操作完毕后,再开展对第二层混凝土材料进行浇筑作业,应该有效控制第一次混凝土材料的浇筑时间,确保第一层混凝土材料在不能完全初凝时,开展连续现场施工,完成逐层浇筑作业以后,直至施工工序全部的完工。
        (2)分段分层施工方式
        混凝土材料浇筑过程按照固定的顺序,基本从底层位置开始实施浇筑作业,当混凝土材料浇筑完成至固定距离位置后,再开展对第二层混凝土材料实施集中浇筑作业,按照如此顺序,依次向前开展浇筑作业。
        (3)斜面分层施工方式
        在混凝土材料的实际施工过程中,通常会出现各种形式的内部结构层。这种施工方式比较适合内部结构长度大于厚度3倍距离的显著施工层。实际施工过程中,应该确保混凝土材料从内部浇筑层下端位置开始施工,然后不断进行上移处理,有效确保项目梯次推进过程的现场施工状态,实现良好的施工效果,提升现场施工的可靠安全性。
        (4)防表面裂缝“二次抹压”
        砼浇筑振捣密实以后,为保证表面的平整度,必须马上用木抹子将表面抹平,称为“一次抹平”。一次抹平后,至砼初凝前,必须至少再抹一次,这次不只是抹,还要“压”将砼表面抹灰密实(将砼内部的泌水通道、毛细管道,进行阻断和消除)。二次抹压的作用主要有以下三点:○1消除砼表面的缺陷及、砼内部的泌水通道;○2提高砼表面的密实度;○3表层密实度提高后,减缓砼内部水份迁移。
        4.3测温过程材料养护与
        (1)关于砼测温
        混凝土材料浇筑成形完成后,提升测温力度。目前常采取的施工方法是根据在混凝土材料内埋设具体的测温线设施,对砼测温一般在以下三个部位进行:○1砼在保温层下表面的温度值;○2砼保护层(一般为35mm)处的测温值;○3砼内部侧温值(一般为100mm)处;对砼升温过程应每2~4h观测一次,对砼降温过程应每6~8h观测一次,要求要排专人进行测温跟踪并记录。根据经验,砼的放热最大值一般会在浇筑完成3d左右时段,加强测温频率,结合现场养护条件和方式,保证以上三个温差值不能超过25℃。
        (2)关于砼养护
        对于超高层建筑砼而言,使用的商品砼,经相关试验证明,初凝后8小时以内的收缩急剧增加,面在实际工程中最大量、最大体积的砼楼板裂缝也是主要出现在初凝以后几小时以内。因此,高层建筑大体积砼养护开始时间要早于普通砼,如果按照普通砼浇筑完成后的12小时开始养护,失去了控制商品砼早期收缩裂缝的产生最佳时间,将失去任何作用。所以砼养护控制大体上把握以下三点原则:○1及时养护:在砼表面失水前就开始养护;○2充分养护:保证在规定的养护时间内,砼不因失水开裂;○3着重养护:从经验来看,湿养7天以内,3d强度大约增长至28d强度的45%~60%,集中快速放热量大;所以前3天的养护是重中之重。
        结束语
        综上所述,在具体的超高层建筑项目施工过程中,提升管理力度,针对可能产生大体积混凝土质量问题的实际环节,运用合理的施工方式和检测手段,加强大体积混凝土材料的项目施工质量,确保工程项目的顺利开展。
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