高层建筑混凝土施工技术的探讨
高层建筑混凝土施工技术的探讨
摘 要：笔者根据多年的工作经验，并结合具体工程实例阐述了高层建筑混凝土施工技术的特性，提出不能将一般的混凝土施工工艺套用在高层建筑上施工，为解决混凝土施工中强调的问题，提供施工指导借鉴。以下也只是笔者在实践工作中对问题一些浅薄的认识。以供同行参考！
关键词：高层建筑；混凝土施工；特性
1工程实例
某大厦有2栋28层的高级商品办公住宅楼组成，±0.00以上设四层裙楼，二座塔楼,地下室二层，总高度为84.60m，建筑物结构类型为钢筋砼框剪结构，基础采用人工挖孔桩，主楼钢筋混凝土筏形基础承台板厚3.00m，平面45.2m×45.2m，承台混凝土量为6129.12m3。地下车库承台板厚1.00m，混凝土量为2426m3,承台混凝土强度等级为C45，抗渗等级S6。
1.1选择砼原材料
为保证大体积砼的施工质量,原材料的选择极为重要,对进场材料要选择,符合各项规范要求方可使用。水泥:选用525#普通硅酸盐水泥并适当掺加粉煤灰。根据大体积砼的特点,砼的强度等级一般为高标号砼,为了降低水泥的水化热,在满足砼质量要求的条件下,适当外掺粉煤灰,同时还可以减少水泥用量,并延迟水化热高峰期的到来,有利于砼的强度增长,避免温度应力过大而产生裂缝。碎石:选用级配较好的花岗岩碎石,粒径为10～30mm,含泥量不得大于1%,且不得含有有机杂质。砂:选用级配较好的中粗砂,含泥量不得超过2%,通过0.315mm 筛孔的砂不得少于15%。外加剂:选用具有缓凝系减水剂和膨胀剂,从而降低水灰比。
1.2混凝土施工方案
①为保证相邻已有建筑安全,先施工群楼、车库基础,后施工主楼基础,这种承台施工的顺序由浅到深,降低了裙楼、车库的基坑降水费用。
②主楼3.00 m厚承台设计时,采用“水平分成间隙”施工方法,分两层进行浇筑,间隔时间7d 以上,分层厚度各1.5m,抗缩钢筋网设置在下层1.5m的上表面。在工期允许的情况下,这种施工方法可降低内部最高温升、减少人力、材料及机械设备的投入。
③砼的布料顺序,砼的浇筑拟采用“由一边向另一边推进,由远而近,一次浇筑,一个坡度, 薄层覆盖,循序推进,一次到顶”的方法进行布料。根据现场的实际情况,砼输送泵设在场地中间,铺设砼泵管采用边浇筑边拆管的方法,从西向东,由中间向两边浇筑。为使砼的水化热尽快散失,浇筑过程中拟按斜面分层浇筑,斜面坡度由砼自然流淌形成。这样不仅可以避免浇筑层的长度过大,增大每层的浇筑时间,导致施工冷缝产生, 而且由于每层砼量大,砼散热不快,各层间的约束力大,为有利于防止温度裂缝和约束裂缝的产生。每层砼必须在下层砼初凝前浇筑完,逐层覆盖,循序推进,一次浇筑完。
④砼的布料方式,砼的布料均采用砼输送泵布料,基坑两侧采用溜槽配合施工。浇筑时,应在浇筑点2～3m的范围内水平移动布料,砼的分层厚度控制在300～500mm内,按1:6～1: 10的坡度分层浇筑。
⑤砼的振捣,砼的振捣采用插入式振动棒进行振捣。每作业面分前中后三排振捣砼,边浇筑边成型及抹平底版表面、标高、厚度采用水准仪定点测平振动棒插入的间距为400mm,振捣棒的操作要做到“快插慢拔, 直上直下”。砼的振捣顺序为从浇筑的底层开始逐层上移,以保证分层砼之间的实际情况, 在每个浇筑层的上、下部布置三道振动棒。每一道布置在砼卸料点, 主要解决上部的振实；第二道布置在中间,第三道布置在坡角处, 振捣下部砼,使之自然流淌成坡度,然后全面振捣。
⑥砼的泌水及浮浆处理,由于砼采取分层浇筑,砼的上下层施工间隔时间较长,且砼的坍落度较大,其内在自由水较多,故各浇筑层易产生泌水层。在砼的浇筑过程中,应先在未浇筑的一边设置集水坑。
⑦砼的表面处理,因砼表面水泥浆较厚,在浇筑后2～3h,按标高初步用长刮尺刮平, 然后用木槎反复搓压数遍,使其表面密实平整,在砼初凝前再用铁槎板压光。
⑧混凝土的温度控制,在砼浇筑后,要及时做好砼的保温保湿养护,缓慢降温,规定合理的拆模时间,充分发挥徐变特性,减低温度应力。
⑨混凝土的养护,为防止砼内外温差过大,造成温度应力大于同期砼抗拉强度而产生裂缝, 决定采用覆盖和蓄水两种方法同时进行砼的养护,保温覆盖的方法是:在砼浇筑约4小时后,先在板面覆盖一层塑料薄膜,然后再铺2～3层麻袋进行保温,蓄水深度约100mm。
2混凝土强度等级不同的处理
2.1与基础的相接
柱与独立基础或底板不同强度混凝土的交接面,一般设在基础或底板的上表面,与混凝土施工缝相重合,以方便施工。若为独立基础,亦可设在梯形截面的变截面处。柱与独立基础或底板不同强度等级混凝土的交接面,也可设在柱外距离柱为柱宽的截面处,深度至底板或基础底部。
2.2柱与梁相接
柱与梁相接的节点核心区受力非常复杂,且施工缝常留置在该区的上部及下部,若不同强度等级的混凝土在此处理不好,可能留下隐患。柱与梁不同强度等级的混凝土交接面设在距离柱为梁高的梁上。在与梁下皮等高的柱的施工缝上继续浇筑混凝土时,浇筑与柱等强度的混凝土至板下平面,混凝土也随同浇至柱相邻梁内距离与梁高相等的梁内,梁内混凝土也浇至板底平面,此时混凝土浇筑不能停止(此处不能形成施工缝),而应在柱截面内继续浇筑与柱混凝土强度等级相同的混凝土至板的上表面,此处作为柱混凝土浇筑的施工缝。为此,当节点核心区混凝土浇筑至板下平面时, 在柱的截面位置上要支设高度等于板厚的柱模板。此种做法施工过程繁琐,施工时除要注意不同强度等级混凝土的浇筑在交接面处的更换外,还要及时支涉高度等于板厚的柱模,但能保证柱节点核心区的混凝土强度等级与柱相同。梁板的混凝土尽可能采用相同的强度等级,一般设计的混凝土强度等级相关并不大, 通常相差1～2级；整浇梁板结构的钢筋混凝土梁是按T形截面内的混凝土按强度等级高的混凝土浇筑, 剩下的低强度混凝土量也就不多了,为方便施工,梁板混凝土宜采用与梁相同强度等级的混凝土。如果梁和板的混凝土等级相差较大,不同混凝土强度等级的混凝土交接面可留在弯起钢筋等于板厚的竖直截面上。
3保证混凝土质量的措施
3.1选择合适水泥
要求商品混凝土公司选择比较大的水泥生产厂家,实行定点采购,使水泥质量相对稳定。
3.2减少水泥用量
为减少水泥水化热,降低混凝土的温升值,在满足设计和混凝土可泵性的前提下,将水泥用量控制在450kg/m3。
3.3掺外加剂，控制水灰比
根据设计要求,混凝土中掺加水泥用量4%的复合液,它具有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂4种外加剂的功能。溶液中的糖钙能提高混凝土的和易性,使用水量减少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝时间延长到5小时左右。
3.4严格控制骨料级配和含泥量
选用10.4mm连续级配碎石(其中10.3mm 级配含量65%%左右),细度模数2.8～3.0的中砂(通过0.315凹筛孔的砂不小于15%,砂率控制在40～45%)。砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质杂物,杜绝使用海砂。
3.5 加强技术管理
①加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工,明确分工、责任到人。加强计量监测工作,定时检查并做好详细记录,认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝, 并采取相应措施加以杜绝。②加强对人员的技术管理,对于每一个环节的施工节点, 都要进行施工前的技术交底,施工结束后要进行施工过程的技术应用总结,特别是对大体积混凝土施工过程中产生的各种现象,仔细分析,讨论研究,做到施工过程中不出现差错。
3.6合理组织劳动力及机械设备
①施工人员分两大班四六制作业。每班交接班工作提前半小时完成,并明确接班注意事项,以免交接班过程带来质量隐患。②承台浇注采用自由式泵送,并用塔吊配合,以免接、拆泵或堵管时混凝土出现冷缝。每台泵输出混凝土量为22m3/h左右,塔吊吊运混凝土4.5m3/h左右。③人员安排应满足施工方案的要求,事先做好人员调动工作,对人员做到有序管理。
3.7采用切实可行的施工工艺
主楼、车库、商铺楼承台浇筑, 均由东向西不间断地推进。根据泵送大体积混凝土的特点,采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能较好地适应泵送工艺, 避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长,从而提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理, 保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚, 故浇筑结束须在初凝前用铁滚筒碾压数遍,打磨压实,以闭合混凝土的收缩裂缝。
4 结语
采用内散外蓄综合养护措施,可有效降低混凝土的温升值,且可大大缩短养护周期,对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。混凝土采用泵送工艺,泵送过程中常会发生输送管堵塞故障,故提高混凝土的可泵性十分重要。须合理选择泵送压力,泵管直径,输送管线布置应合理。泵管上遮盖湿麻袋,并经常淋水散热。混凝土中的砂石要有良好的级配,粗骨料最大粒径与输送管径之比宜为1:3,砂率宜在40%～45%之间,水灰比宜在0.5～0.55之间,坍落度宜在15～18之间。
参考文献：
[1]隗寿军,张治福,韩勇.高层建筑基础混凝土施工技术方案[J].中国科技信息,2008,(13).
