超高層建筑C80高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)及監(jiān)理

蔡志琦

（廣州珠江工程建設(shè)監(jiān)理有限公司 廣東廣州 510095）

引言

廣州東塔項(xiàng)目，位于廣州市珠江新城中軸線，本項(xiàng)目由主塔樓，裙樓及地下室三部分組成、地下5層，地上112層，裙樓9層，建筑面積為52萬(wàn)m2，建建筑物地面以上高度為530m。

本工程塔樓地上112層，為帶加強(qiáng)層的鋼管混凝土巨型框架-筒體結(jié)構(gòu)，核心筒內(nèi)部采用現(xiàn)澆混凝土樓蓋體系，核心筒之外區(qū)域采用鋼梁+混凝土樓蓋體系；地下室共5層，采用現(xiàn)澆混凝土樓蓋體系。巨柱下采用獨(dú)立基礎(chǔ)，核心筒采用箱型基礎(chǔ)。

本項(xiàng)目的鋼量大、混凝土量大，特別是C80混凝土要泵送到530m高是施工技術(shù)的難題。

1 C80高強(qiáng)高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)

在配合比設(shè)計(jì)中充分考慮大體積混凝土的特點(diǎn)，既要減少混凝土的收縮，保證混凝土的強(qiáng)度，又要降低混凝土內(nèi)部水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的巨大熱量。為降低水泥反應(yīng)水化熱，P.o42.5和P.II52.5R普通硅酸鹽水泥摻加大量粉煤灰和礦渣粉以降低單方水泥用量，進(jìn)一步降低混凝土的水化熱和收縮，同時(shí)粉煤灰可消耗混凝土中部分堿，可有效預(yù)防堿——集料反應(yīng)。

2 C80混凝土配制技術(shù)

C80高強(qiáng)混凝土的配制不同于C50～C60混凝土，它對(duì)所用的原材料要求以及配制澆筑、養(yǎng)護(hù)均提出了較高的要求。通過(guò)國(guó)內(nèi)資料的查閱及兩年多的試驗(yàn)研究，認(rèn)為C80混凝土配制主要技術(shù)途徑為：

2.1 水泥

配制C80高強(qiáng)高性能混凝土宜選用52.5及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，在選用硅酸鹽水泥時(shí)還需考慮硅酸鹽水泥的礦物組成和細(xì)度。

2.2 粗集料

粗骨料選用5～25mm連續(xù)級(jí)配石子，含泥量＜1%，泥塊含量＜0.5%，針狀、片狀顆粒含量＜10%，粗骨料的空隙率小于40%。

2.3 細(xì)集料

細(xì)骨料用中粗砂，含泥量＜1%，低含泥量可以減少混凝土自身的收縮，防止混凝土因收縮太大出現(xiàn)裂縫，級(jí)配好的骨料除可以改善混凝土拌合物的流動(dòng)性外還可以降低單方混凝土的水泥用量，降低混凝土的水化熱，可防止混凝土出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫；水泥采用普通硅酸鹽水泥。

2.4 外加劑

新型高效減水劑是配制C80高強(qiáng)高性能混凝土的必需組分。新型高效減水劑對(duì)膠凝材料的分散能力強(qiáng)、減水率高，可大幅降低混凝土的單方用水量，不僅能增加混凝土拌和物的流動(dòng)性，保持混凝土坍落度損失功能好，而且能大幅度地提高混凝土的強(qiáng)度和彈性模量，對(duì)減少徐變，提高混凝土的耐久性也非常有利。

2.5 摻和料

摻加具有一定活性的礦物摻和料，即在混凝土內(nèi)摻加一定量的Ⅰ級(jí)磨細(xì)粉煤灰和磨細(xì)礦粉，在混凝土中加入適量礦渣粉或具有一定活性的Ⅰ級(jí)磨細(xì)粉煤灰取代一部分水泥，不但可以降低單方水泥的水化熱防止出現(xiàn)溫度裂縫，還可以改善混凝土的施工性能，增大混凝土的密實(shí)度，提高混凝土耐久性。加入摻合料還可以降低拌合物中的C3A的濃度和堿的濃度，減少混凝土拌合物的泌水現(xiàn)象和坍落度損失，抑制混凝土中的堿—骨料反應(yīng)。此外使用磨細(xì)礦渣粉和粉煤灰等工業(yè)廢渣不僅可以取代部分水泥減少因水泥生產(chǎn)而消耗的能量和資源，還可以很大程度上減少因工業(yè)廢渣的排放造成的環(huán)境污染，有保護(hù)環(huán)境的作用。

3 C80混凝土泵送技術(shù)

（1）輸送管線的布置原則

①整個(gè)線路應(yīng)盡量短，盡量少用彎管，彎管曲率半徑應(yīng)盡量大，管道接頭卡箍處不得漏漿。輸送管的鋪設(shè)便于清洗、拆裝和更換。

②垂直向上布管時(shí)，地面水平管長(zhǎng)度不小于垂直管長(zhǎng)度的1/4，且不小于15m。在混凝土輸送泵機(jī)Y型管出料口3～6m處的輸送管根部設(shè)置截止閥，以防混凝土拌和物反流。

③炎熱天氣施工時(shí)，應(yīng)用濕草袋遮蓋混凝土輸送管，避免陽(yáng)光照曬，并經(jīng)常灑水降溫。冬季嚴(yán)寒時(shí)，管道應(yīng)包裹毛氈保溫，避免混凝土受凍。

（2）混凝土泵與輸送管連通后，應(yīng)按所用混凝土泵使用說(shuō)明書的規(guī)定進(jìn)行全面檢查，符合要求后方能開機(jī)進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）混凝土泵啟動(dòng)后，應(yīng)先泵送適量水以濕潤(rùn)混凝土泵的料斗、活塞及輸送管的內(nèi)壁。

（4）經(jīng)泵送水檢查，確認(rèn)混凝土泵和輸送管中無(wú)異物后，應(yīng)采用泵送水泥漿或者與混凝土內(nèi)除粗骨料外的其他成份相同配合比的水泥砂漿潤(rùn)滑輸送管內(nèi)壁。潤(rùn)滑用的水泥漿或水泥砂漿應(yīng)分散布料，不得集中澆筑在同一處。

（5）開始泵送時(shí)，混凝土泵應(yīng)處于慢速、勻速狀態(tài)。同時(shí)，應(yīng)觀察混凝土泵的壓力和各系統(tǒng)的工作情況，待各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)順利后，方可以正常速度進(jìn)行泵送。

（6）混凝土泵送應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如必須中斷時(shí)，其中斷時(shí)間不得超過(guò)混凝土從攪拌至澆筑完畢所允許的延續(xù)時(shí)間，確?；炷敛怀霈F(xiàn)施工冷縫，影響結(jié)構(gòu)安全。

（7）C80高強(qiáng)混凝土粘性較大，當(dāng)混凝土泵出現(xiàn)壓力升高、油溫升高、輸送管明顯振動(dòng)等現(xiàn)象而泵送困難時(shí)，不得強(qiáng)行泵送，并應(yīng)立即查明原因，采取措施排除。

4 C80混凝土的質(zhì)量保證

4.1 澆筑質(zhì)量保證

（1）原材料質(zhì)量要按批檢測(cè)，嚴(yán)禁不合格材料進(jìn)場(chǎng)。

（2）混凝土澆筑施工中對(duì)其拌合物的凝結(jié)時(shí)間、坍落度、坍落度損失等進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。

（3）當(dāng)混凝土可泵性差，出現(xiàn)泌水離析，難以泵送時(shí)，應(yīng)立即對(duì)配合比、混凝土泵、配管、泵送工藝等重新進(jìn)行研究，并采取相應(yīng)措施。

4.2 養(yǎng)護(hù)

（1）采用常規(guī)灑水養(yǎng)護(hù)的方法，即派專人負(fù)責(zé)，及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

（2）若在工程環(huán)境炎熱、氣候干燥的條件下，需在混凝土脫模后便開始養(yǎng)護(hù)工作.且用土工布遮蓋加灑水養(yǎng)護(hù)與無(wú)遮蓋灑水養(yǎng)護(hù)要同時(shí)進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)時(shí)間21～28d，澆水次數(shù)根據(jù)氣候情況和覆蓋物的保濕能力決定，以保證混凝土有足夠的濕潤(rùn)，固定專人養(yǎng)護(hù)。在無(wú)風(fēng)或風(fēng)小的情況下可采用塑料膜覆蓋養(yǎng)護(hù)方法，以不透水汽的塑料膜來(lái)保持混凝土中的水，滿足混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的需求。在夏季或干燥氣候情況下提前養(yǎng)護(hù)，并延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間；大體積混凝土的水平施工縫養(yǎng)護(hù)到澆筑上層混凝土為止。

（3）在特殊部位，如進(jìn)出口流道處等，在混凝土收面后，及時(shí)采用不透水塑料膜進(jìn)行覆蓋，以防止水分散失，同時(shí)進(jìn)行專人負(fù)責(zé)，長(zhǎng)流水養(yǎng)護(hù)。

（4）澆筑完成的豎直面混凝土，拆模后立即用土工布貼面覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)。

4.3 核心筒豎向結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護(hù)試件

（1）同條件試塊制作澆筑該部位混凝土?xí)r，在澆筑地點(diǎn)按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)制作方法制作同條件養(yǎng)護(hù)試塊。

（2）同條件養(yǎng)護(hù)試塊的養(yǎng)護(hù)

同條件養(yǎng)護(hù)試塊拆模后，將其裝入加工好的同條件養(yǎng)護(hù)試塊籠內(nèi)，用鏈條鎖好，放置在結(jié)構(gòu)實(shí)體靠近相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)部位的適當(dāng)位置，并采用相同的養(yǎng)護(hù)方法。等效養(yǎng)護(hù)齡期按日平均溫度逐日累計(jì)達(dá)到600℃·d時(shí)所對(duì)應(yīng)的齡期，0℃以下的齡期不計(jì)入，等效養(yǎng)護(hù)齡期不應(yīng)小于14d，也不宜大于60d。

（3）同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度檢驗(yàn)同條件養(yǎng)護(hù)試塊的強(qiáng)度代表值根據(jù)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土強(qiáng)度檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50107-2010）評(píng)定，乘1.1折算系數(shù)取用。

（4）同條件試塊具體留置部位本工程每層混凝土強(qiáng)度等級(jí)均需要留置不少于一組同條件養(yǎng)護(hù)試塊，作為現(xiàn)場(chǎng)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)、核心筒梁板拆模、頂模系統(tǒng)和塔吊支座位置混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況依據(jù)。根據(jù)頂模施工部署，核心筒水平結(jié)構(gòu)落后于豎向結(jié)構(gòu)2～3層，同條件養(yǎng)護(hù)試件不能放置在現(xiàn)場(chǎng)澆筑部位，我項(xiàng)目部現(xiàn)擬將同條件養(yǎng)護(hù)試件放。

（5）置在離豎向結(jié)構(gòu)最近的樓面處，此處與澆筑部位高差較小，環(huán)境狀況相差很小。

5 混凝澆筑過(guò)程中監(jiān)理旁站的主要內(nèi)容

（1）檢查作業(yè)人員安全、質(zhì)量技術(shù)交底及持證上崗情況。

（2）檢查施工機(jī)械運(yùn)行性能及建筑材料準(zhǔn)備情況。

（3）檢查混凝土送貨單（工程名稱、部位、混凝土標(biāo)號(hào)、塌落度、裝料時(shí)間、到場(chǎng)時(shí)間及澆筑時(shí)間等等，混凝土超出初凝時(shí)間不能使用）。

（4）對(duì)進(jìn)場(chǎng)混凝土塌落度、倒筒時(shí)間、擴(kuò)展度、入模溫度進(jìn)行抽查，設(shè)計(jì)混凝土塌落度多少，現(xiàn)場(chǎng)混凝土實(shí)測(cè)塌度多少，符合要求才能使用。

（5）混凝土澆筑前模板需淋水濕潤(rùn)。

（6）禁止在混凝土上加水。

（7）振動(dòng)棒振搗方向、平板振搗時(shí)間及振搗棒的移動(dòng)距離、插入深度。

（8）檢查混凝土澆筑完成面標(biāo)高及混凝土厚度。

（9）監(jiān)督管理人員到位情況（施工員、安全員、質(zhì)檢員等）。

（10）監(jiān)督帶電設(shè)備的安全防護(hù)措施及灌漿管的安全運(yùn)行范圍是否符合安全操作規(guī)程。

（11）見證取樣制作混凝土試塊（按要求留置試塊、芯片植入）。

（12）檢查混凝土澆筑的連續(xù)性（不能超過(guò)混凝土初凝時(shí)間）。

（13）鐵工、模板安裝工、機(jī)電維修工跟班落實(shí)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須及時(shí)督促相應(yīng)跟班人員給予落實(shí)后，才能繼續(xù)澆筑施工。

（14）澆筑過(guò)程中注意觀察模板，發(fā)現(xiàn)模板變形、走模時(shí)要及時(shí)監(jiān)督調(diào)整恢復(fù)，檢查模板可使用目測(cè)，必要時(shí)要使用掛線檢查。

（15）是否按混凝土澆筑方案執(zhí)行。

6 結(jié)語(yǔ)

高強(qiáng)混凝土應(yīng)用技術(shù)已有較大突破，用常規(guī)水泥與砂石骨料加上高性能外加劑便能配制出高強(qiáng)混凝土，給高強(qiáng)混凝土的發(fā)展帶來(lái)廣闊空間。高強(qiáng)混凝土通常用于高大建筑物，水灰比低，為便于泵送施工，又要求較高的坍落度，這就需要使用高性能外加劑。因此，性能優(yōu)異、適宜泵送、質(zhì)量可靠穩(wěn)定的高性能混凝土外加劑，必將成為外加劑生產(chǎn)企業(yè)的研制方向。微米級(jí)粒徑的硅粉，也是配制高強(qiáng)混凝土不可缺少的組分之一。在混凝土中摻人該料后，微米級(jí)粒徑的超細(xì)活性顆粒將在水化后的水泥與骨料問(wèn)的微細(xì)界面空隙中繼續(xù)水化，并填充水泥混凝土中的毛細(xì)孔，使硬化后的混凝土更密實(shí)，從而達(dá)到增強(qiáng)作用。C80高強(qiáng)混凝土密度約為2500kg/m，普通混凝土密度為2400kg/m，可見高強(qiáng)混凝土密度要比普通混凝土密度重約100kg。

[1]《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T10-95）[M].北京：中國(guó)建筑科學(xué)研究院.

[2]汪野.用正交設(shè)計(jì)法配制高性能泵送混凝土的試驗(yàn)研究[J].混凝土.

[3]繆昌文.高性能混凝土在建筑工程中的應(yīng)用.