超高层建筑大体积混凝土施工技术研究 贺善学

发表时间:2021/3/26   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:贺善学 郑贻贝
[导读] 摘要:近年来城市化进程不断加快,城市的高层建筑物和构筑物不断增加,人民生活水平得到了很大提高。
        禹城市规划编纂设计中心  山东省禹城市  251200
        摘要:近年来城市化进程不断加快,城市的高层建筑物和构筑物不断增加,人民生活水平得到了很大提高。想要在寸土寸金的城市中满足人民群众的居住需求,超高层建筑重要性越发突显。超高层建筑施工质量和人们的生活和生命安全是分不开的,这就要求对混凝土施工采取有效的控制措施,保证工程的质量和品质。
        关键词:超高层建筑;大体积混凝土;施工技术
        引言
        大体积混凝土施工技术对建筑工程施工质量和使用效果具有重要影响,大体积混凝土项目实际施工过程中要综合考虑自然环境、施工技术以及施工技能等各种因素,减少这些因素对施工效果的影响,保证大体积混凝土项目的施工质量,从而保证建筑工程整体施工的有序进行。
        1大体积混凝土施工技术特点
        通常情况下,大体积混凝土结构断面最小尺寸会在1000mm以上,最高温度与外界气温温差超过25℃。在实际施工过程中,需要对其特点进行关注,具体如以下几点:
        (1)较于普通的混凝土,大体积混凝土体积更大,因此配比设计较为困难,实际施工需要大量的原材料,结构施工的工程量较大。
        (2)大体积混凝土施工中,由于建筑结构复杂、体积庞大,浇筑期间需要准确把握施工整体性,避免出现缝隙等问题。
        (3)大体积混凝土施工难度较高,且器械和技术水平将直接决定该技术的应用质量,因此加大了大体积混凝土施工的难度。
        (4)大体积混凝土浇筑如工序不当,会导致混凝土结构体积变大,增加混凝土裂缝的出现概率,影响工程建设的整体质量和安全。
        (5)大体积混凝土建筑施工较为复杂,且结构变化显著,因此维护保养难度大,维护不当将会提高施工成本。
        2工程概况
        某高层建筑10#楼基础部分共分为3块,具体为4.3m厚核心筒筏板、0.9m厚抗水板、4.3m厚柱下条形基础。经地质勘察结果可知,中风化石灰岩为基础持力层。在本工程中采用C40混凝土强度等级,P10抗渗等级。根据工程施工进度安排,浇筑大体积混凝土的时间在1月份,通过往年本地区气候资料显示,0℃~8℃为本地区1~2月份的平均气温范围。在此温度条件下,大体积混凝土将会具有很高的水化热现象,由于混凝土内外温差较大,很容易引发混凝土裂缝。为此,在本工程施工中必须做好温控处理。
        3超高层建筑大体积混凝土施工技术
        3.1原材料选择
        1)水泥。根据施工现场具体情况,采用本地P.042.5型号水泥作为混凝土水泥材料,保证其各项指标满足设计要求。
        2)粉煤灰。在粉煤灰选择时,基于运输距离和经济性原则,可采用本地区具有资质厂家产品合格的粉煤灰材料,保证满足Ⅱ级指标。
        3)矿渣。采用粒化高炉渣粉作为混凝土矿渣材料。
        4)粗骨料。采用0.5~2.5cm粒径的优质碎石,保证其各项指标满足规范要求。
        5)细骨料。采用2.7~2.9细度模数的细骨料,其含泥量可控制在0.3%左右,保证满足Ⅱ类砂标准规定。
        6)外加剂Ⅰ(减水剂)。为保证混凝土拌和质量,可采用减水剂材料,即聚梭酸减水剂,此类减水剂可达到26%减水率。
        7)外加剂Ⅱ(抗裂剂)。为减少混凝土开裂发生率,可适当掺加抗裂剂,本工程采用SY-T复合纤维抗裂剂。
        3.2混凝土配制
        混凝土配制是混凝土施工最基础环节,若混凝土的材料成分不达标、配合比例不科学,将会对混凝土材料的理化性质、力学特性形成原生性影响,从根源上增大混凝土浇筑成果的不合格风险。大体积混凝土在选定原材料后,相关人员就需要根据混凝土材料的施工要求、强度需求,以及不同原材料的具体性能进行综合考量,设计出合理的配合比例。

在设计中,应保证混凝土材料在拌合后做到如下几点:(1)坍落度<180mm;(2)含水量<170kg/m3;(3)水胶比<0.45;(4)含砂率在38%~45%之间;(5)严格符合《普通混凝土配合比设计规程》的各项规定;(6)确保混凝土性能通过60d、90d的强度验收评定。
        3.3混凝土拌合
        在原材料准备与配合比设计全部完成后,即可将原料运输至拌合站处进行搅拌加工。正式开展搅拌加工之前,相关人员务必坚持“先检验,后进站”的工作程序要求,按照设计方案、工程标准等严格检验骨料、水泥、外加剂等各类原材料的性能质量。在此过程中,若发现水泥无复试报告、砂石表面有明显泥土、砂石骨料风化严重、外加剂减水率不达标等情况,应不予进场并及时上报,以确保为后续浇筑施工的成果质量把好“材料关”。确认原材料无误进站后,可按照相关规程进行原料的搅拌处理。此时,相关人员应意识到大体积混凝土与常规混凝土的不同之处,并对搅拌时间、搅拌量等进行适宜性控制。
        3.4混凝土浇筑
        按照施工要求,依次将5台泵排开进行施工分层浇筑,待完成西侧条基浇筑后,整体向东推进,并浇筑核心筒及其他区域。混凝土振捣施工中,可采用插入式振捣棒,按矩形(500mm×500mm)的间距布设振捣点,避免漏振。振捣过程中,严禁钢筋被振捣,导致混凝土流动,因此,需要合理控制振捣棒和模板之间的距离,不得小于20cm。当混凝土初凝前,需及时进行二次振捣。根据本工程现状,可基本确定16.5h为混凝土初次凝结时间。因此,在完成浇筑之后的第12h便可开展二次振捣作业。经大量实践证明,二次振捣对于混凝土抗裂性能至关重要,可有效增强混凝土密度,提高其抗压强度,避免裂缝出现。在浇筑混凝土过程中,要指派专人对各项施工流程进行随时检查,尤其是模板、支架等位置,应避免出现变形、位移等现象。一旦发生上述问题,须马上暂停浇筑,并做好处理。本工程施工在1月和2月,浇筑温度较低,但对于大体积混凝土施工而言,必须做好混凝土入模温度控制,不得在5℃以下,应控制在12℃左右。由于该工程混凝土倾落高度在2m以上,因此,可采用串筒法进行浇筑输送,防止出现混凝土离析问题。此外,还要将竖向短钢筋焊接到混凝土表面钢筋上,基础顶的标高控制点以短钢筋顶部为准,并做好混凝土表面收面平整度合理控制。当浇筑到顶部之后,须及时抹压表部,并将网片状钢筋压入混凝土表面,避免混凝土开裂。
        3.5温度控制
        在大体积混凝土施工过程中,为了保证施工质量,减少裂缝的产生,应对温度进行有效控制,进行多点温度测量,对各测温点的温度进行统计、记录,为保证测量结果的准确,应避免测温时温度计直接与钢筋接触。混凝土成品质量同施工期间外界温度变化有很大关系,混凝土内外温差是混凝土产生裂缝的重要原因之一。大体积混凝土施工过程中,由于浇筑面积和浇筑量很大,成品面积也很大,大量的水泥凝结硬化过程中,因为水化热的原因,产生大量的热能,在混凝土内部聚集,使得混凝土内部温度上升,最高可达80℃左右,而混凝土表面散热较快,这样就会导致内外温差加大,在内外张力的作用下,形成裂缝。另外,混凝土温度受到混凝土施工时外界温度、混凝土内部水化后温度和混凝土散热后温度等因素的影响,同浇筑时的外界温度关系较大,外界温度越高,施工温度就越高,如果此时外界温度突然下降,会导致混凝土内外温差加大,内外受应力作用不同,从而产生裂缝。为了避免此类问题的出现,施工时可选用降温法,如设置冷却水循环系统来进行降温,也可选用保温法,在外部设保温材料,使其缓慢降热,减小温度对混凝土强度的影响。
        3.4大体积混凝土成品养护
        大体积混凝土工程浇筑完成,应及时对其进行养护。根据天气条件和温度变化进行保温保湿工作,养护时间一般≮21d,在夏季高温季节养护时间≮28d。通常的降温手段是在混凝土中预埋冷却水水管,浇筑完成后,通入凉水降低混凝土内部的温度,减小内外温差,避免裂缝的产生。冷却水管均匀分布,水平间距和垂直间距均保持在2.0~3.0m之间,水流量一般为16~22L/min。如外界温度过低,需要在混凝土外部加盖保温材料,使混凝土缓慢降热,防止混凝土表面裂缝的产生。
        结语
        随着建筑业发展规模的不断扩大,大体积混凝土结构也得到了广泛应用。作为一项复杂、系统化的施工工艺,在大体积混凝土施工中开裂问题是一大难题。为了解决此问题,必须重视大体积混凝土施工技术的选择,做好混凝土浇筑施工,采取切实可行的温控措施,只有这样才能避免温度裂缝,才能提高施工技术水平,保障工程质量。
        参考文献:
        [1]张丽,建筑施工中大体积混凝土施工技术要点分析[J建材与装饰,2019(31):22-23.
        [2]刘旭东、土木建筑工程中大体积混凝土施工技术分析[J]建材与装饰,2018(29):56.
        [3]佘奎.土木建筑工程中大体积混凝土结构施工技术的研究[J].低碳世界,2018(3):194-195.
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