高層建筑混凝土施工技術(shù)的探討

陳慕平

摘 要:文章根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合具體工程實(shí)例闡述了高層建筑混凝土施工技術(shù)的特性,提出不能將一般的混凝土施工工藝套用在高層建筑上施工,為解決混凝土施工中強(qiáng)調(diào)的問題,提供施工指導(dǎo)借鑒,以供同行參考。

關(guān)鍵詞:高層建筑;混凝土施工;特性

中圖分類號(hào):TU745.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)22-0121-02

1工程實(shí)例

某大廈有2棟28層的高級(jí)商品辦公住宅樓組成,

±0.00以上設(shè)四層裙樓,二座塔樓,地下室二層,總高度為84.60m,建筑物結(jié)構(gòu)類型為鋼筋砼框剪結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)采用人工挖孔樁,主樓鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)承臺(tái)板厚3.00m,平面45.2m×45.2m,承臺(tái)混凝土量為6129.12m3。地下車庫(kù)承臺(tái)板厚1.00m,混凝土量為2426m3,承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45,抗?jié)B等級(jí)S6。

1.1 選擇砼原材料

為保證大體積砼的施工質(zhì)量,原材料的選擇極為重要,對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料要選擇,符合各項(xiàng)規(guī)范要求方可使用。水泥:選用525#普通硅酸鹽水泥并適當(dāng)摻加粉煤灰。根據(jù)大體積砼的特點(diǎn),砼的強(qiáng)度等級(jí)一般為高標(biāo)號(hào)砼,為了降低水泥的水化熱,在滿足砼質(zhì)量要求的條件下,適當(dāng)外摻粉煤灰,同時(shí)還可以減少水泥用量,并延遲水化熱高峰期的到來(lái),有利于砼的強(qiáng)度增長(zhǎng),避免溫度應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫。碎石:選用級(jí)配較好的花崗巖碎石,粒徑為10～30mm,含泥量不得大于1%,且不得含有有機(jī)雜質(zhì)。砂:選用級(jí)配較好的中粗砂,含泥量不得超過2%,通過0.315mm 篩孔的砂不得少于15%。外加劑:選用具有緩凝系減水劑和膨脹劑,從而降低水灰比。

1.2混凝土施工方案

①為保證相鄰已有建筑安全,先施工群樓、車庫(kù)基礎(chǔ),后施工主樓基礎(chǔ),這種承臺(tái)施工的順序由淺到深,降低了裙樓、車庫(kù)的基坑降水費(fèi)用。

②主樓3.00m厚承臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí),采用“水平分成間隙”施工方法,分兩層進(jìn)行澆筑,間隔時(shí)間7d 以上,分層厚度各1.5m,抗縮鋼筋網(wǎng)設(shè)置在下層1.5m的上表面。在工期允許的情況下,這種施工方法可降低內(nèi)部最高溫升、減少人力、材料及機(jī)械設(shè)備的投入。

③砼的布料順序,砼的澆筑擬采用“由一邊向另一邊推進(jìn),由遠(yuǎn)而近,一次澆筑,一個(gè)坡度, 薄層覆蓋,循序推進(jìn),一次到頂”的方法進(jìn)行布料。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,砼輸送泵設(shè)在場(chǎng)地中間,鋪設(shè)砼泵管采用邊澆筑邊拆管的方法,從西向東,由中間向兩邊澆筑。為使砼的水化熱盡快散失,澆筑過程中擬按斜面分層澆筑,斜面坡度由砼自然流淌形成。這樣不僅可以避免澆筑層的長(zhǎng)度過大,增大每層的澆筑時(shí)間,導(dǎo)致施工冷縫產(chǎn)生, 而且由于每層砼量大,砼散熱不快,各層間的約束力大,為有利于防止溫度裂縫和約束裂縫的產(chǎn)生。每層砼必須在下層砼初凝前澆筑完,逐層覆蓋,循序推進(jìn),一次澆筑完。

④砼的布料方式,砼的布料均采用砼輸送泵布料,基坑兩側(cè)采用溜槽配合施工。澆筑時(shí),應(yīng)在澆筑點(diǎn)2～3m的范圍內(nèi)水平移動(dòng)布料,砼的分層厚度控制在300～500mm內(nèi),按1∶6～1∶ 10的坡度分層澆筑。

⑤砼的振搗,砼的振搗采用插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。每作業(yè)面分前中后三排振搗砼,邊澆筑邊成型及抹平底版表面、標(biāo)高、厚度采用水準(zhǔn)儀定點(diǎn)測(cè)平振動(dòng)棒插入的間距為400mm,振搗棒的操作要做到“快插慢拔, 直上直下”。砼的振搗順序?yàn)閺臐仓牡讓娱_始逐層上移,以保證分層砼之間的實(shí)際情況, 在每個(gè)澆筑層的上、下部布置三道振動(dòng)棒。每一道布置在砼卸料點(diǎn), 主要解決上部的振實(shí);第二道布置在中間,第三道布置在坡角處, 振搗下部砼,使之自然流淌成坡度,然后全面振搗。

⑥砼的泌水及浮漿處理,由于砼采取分層澆筑,砼的上下層施工間隔時(shí)間較長(zhǎng),且砼的坍落度較大,其內(nèi)在自由水較多,故各澆筑層易產(chǎn)生泌水層。在砼的澆筑過程中,應(yīng)先在未澆筑的一邊設(shè)置集水坑。

⑦砼的表面處理,因砼表面水泥漿較厚,在澆筑后2～3h,按標(biāo)高初步用長(zhǎng)刮尺刮平, 然后用木槎反復(fù)搓壓數(shù)遍,使其表面密實(shí)平整,在砼初凝前再用鐵槎板壓光。

⑧混凝土的溫度控制,在砼澆筑后,要及時(shí)做好砼的保溫保濕養(yǎng)護(hù),緩慢降溫,規(guī)定合理的拆模時(shí)間,充分發(fā)揮徐變特性,減低溫度應(yīng)力。

⑨混凝土的養(yǎng)護(hù),為防止砼內(nèi)外溫差過大,造成溫度應(yīng)力大于同期砼抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫, 決定采用覆蓋和蓄水兩種方法同時(shí)進(jìn)行砼的養(yǎng)護(hù),保溫覆蓋的方法是:在砼澆筑約4h后,先在板面覆蓋一層塑料薄膜,然后再鋪2～3層麻袋進(jìn)行保溫,蓄水深度約100mm。

2混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同的處理

2.1與基礎(chǔ)的相接

柱與獨(dú)立基礎(chǔ)或底板不同強(qiáng)度混凝土的交接面,一般設(shè)在基礎(chǔ)或底板的上表面,與混凝土施工縫相重合,以方便施工。若為獨(dú)立基礎(chǔ),亦可設(shè)在梯形截面的變截面處。柱與獨(dú)立基礎(chǔ)或底板不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的交接面,也可設(shè)在柱外距離柱為柱寬的截面處,深度至底板或基礎(chǔ)底部。

2.2柱與梁相接

柱與梁相接的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力非常復(fù)雜,且施工縫常留置在該區(qū)的上部及下部,若不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土在此處理不好,可能留下隱患。柱與梁不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土交接面設(shè)在距離柱為梁高的梁上。在與梁下皮等高的柱的施工縫上繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r,澆筑與柱等強(qiáng)度的混凝土至板下平面,混凝土也隨同澆至柱相鄰梁內(nèi)距離與梁高相等的梁內(nèi),梁內(nèi)混凝土也澆至板底平面,此時(shí)混凝土澆筑不能停止(此處不能形成施工縫),而應(yīng)在柱截面內(nèi)繼續(xù)澆筑與柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同的混凝土至板的上表面,此處作為柱混凝土澆筑的施工縫。為此,當(dāng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土澆筑至板下平面時(shí), 在柱的截面位置上要支設(shè)高度等于板厚的柱模板。此種做法施工過程繁瑣,施工時(shí)除要注意不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的澆筑在交接面處的更換外,還要及時(shí)支涉高度等于板厚的柱模,但能保證柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)與柱相同。梁板的混凝土盡可能采用相同的強(qiáng)度等級(jí),一般設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)相關(guān)并不大, 通常相差1～2級(jí);整澆梁板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土梁是按T形截面內(nèi)的混凝土按強(qiáng)度等級(jí)高的混凝土澆筑, 剩下的低強(qiáng)度混凝土量也就不多了,為方便施工,梁板混凝土宜采用與梁相同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。如果梁和板的混凝土等級(jí)相差較大,不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)的混凝土交接面可留在彎起鋼筋等于板厚的豎直截面上。

3 保證混凝土質(zhì)量的措施

3.1選擇合適水泥

要求商品混凝土公司選擇比較大的水泥生產(chǎn)廠家,實(shí)行定點(diǎn)采購(gòu),使水泥質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定。

3.2 減少水泥用量

為減少水泥水化熱,降低混凝土的溫升值,在滿足設(shè)計(jì)和混凝土可泵性的前提下,將水泥用量控制在450kg/m3。

3.3摻外加劑,控制水灰比

根據(jù)設(shè)計(jì)要求,混凝土中摻加水泥用量4%的復(fù)合液,它具有防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑4種外加劑的功能。溶液中的糖鈣能提高混凝土的和易性,使用水量減少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝時(shí)間延長(zhǎng)到5h左右。

3.4 嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和含泥量

選用10.4mm連續(xù)級(jí)配碎石(其中10.3mm 級(jí)配含量65%左右),細(xì)度模數(shù)2.8～3.0的中砂(通過0.315凹篩孔的砂不小于15%,砂率控制在40～45%)。砂、石含泥量控制在1%以內(nèi),并不得混有有機(jī)質(zhì)雜物,杜絕使用海砂。

3.5加強(qiáng)技術(shù)管理

①加強(qiáng)原材料的檢驗(yàn)、試驗(yàn)工作。施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工,明確分工、責(zé)任到人。加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)測(cè)工作,定時(shí)檢查并做好詳細(xì)記錄,認(rèn)真對(duì)待澆筑過程中可能出現(xiàn)的冷縫, 并采取相應(yīng)措施加以杜絕。②加強(qiáng)對(duì)人員的技術(shù)管理,對(duì)于每一個(gè)環(huán)節(jié)的施工節(jié)點(diǎn), 都要進(jìn)行施工前的技術(shù)交底,施工結(jié)束后要進(jìn)行施工過程的技術(shù)應(yīng)用總結(jié),特別是對(duì)大體積混凝土施工過程中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象,仔細(xì)分析,討論研究,做到施工過程中不出現(xiàn)差錯(cuò)。

3.6合理組織勞動(dòng)力及機(jī)械設(shè)備

①施工人員分兩大班四六制作業(yè)。每班交接班工作提前半小時(shí)完成,并明確接班注意事項(xiàng),以免交接班過程帶來(lái)質(zhì)量隱患。②承臺(tái)澆注采用自由式泵送,并用塔吊配合,以免接、拆泵或堵管時(shí)混凝土出現(xiàn)冷縫。每臺(tái)泵輸出混凝土量為22m3/h左右,塔吊吊運(yùn)混凝土4.5m3/h左右。③人員安排應(yīng)滿足施工方案的要求,事先做好人員調(diào)動(dòng)工作,對(duì)人員做到有序管理。

3.7采用切實(shí)可行的施工工藝

主樓、車庫(kù)、商鋪樓承臺(tái)澆筑, 均由東向西不間斷地推進(jìn)。根據(jù)泵送大體積混凝土的特點(diǎn),采用“分段定點(diǎn),一個(gè)坡度,薄層澆筑,循序推進(jìn),一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能較好地適應(yīng)泵送工藝, 避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長(zhǎng),從而提高泵送效率,簡(jiǎn)化混凝土的泌水處理, 保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時(shí)間。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚, 故澆筑結(jié)束須在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍,打磨壓實(shí),以閉合混凝土的收縮裂縫。

4 結(jié) 語(yǔ)

采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護(hù)措施,可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期,對(duì)于超厚大體積混凝土施工尤其適用。混凝土采用泵送工藝,泵送過程中常會(huì)發(fā)生輸送管堵塞故障,故提高混凝土的可泵性十分重要。須合理選擇泵送壓力,泵管直徑,輸送管線布置應(yīng)合理。泵管上遮蓋濕麻袋,并經(jīng)常淋水散熱?；炷林械纳笆辛己玫募?jí)配,粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比宜為1∶3,砂率宜在40%～45%之間,水灰比宜在0.5～0.55之間,坍落度宜在15～18之間。

參考文獻(xiàn):

[1] 隗壽軍,張治福,韓勇,等.高層建筑基礎(chǔ)混凝土施工技術(shù)方案[J].中國(guó)科技信息,2008,(13).