高層建筑大體積混凝土施工技術(shù)分析

韋吉會(huì)

（廣西超躍建筑勞務(wù)有限公司 廣西柳州 545002）

高層建筑大體積混凝土施工技術(shù)分析

韋吉會(huì)

（廣西超躍建筑勞務(wù)有限公司 廣西柳州 545002）

目前，隨著我國(guó)城市的迅速發(fā)展，城市的現(xiàn)代化水平有了大幅度的提升，并且投入基礎(chǔ)設(shè)施的力度也隨之不斷加大，我國(guó)高層建筑施工項(xiàng)目也與日俱增，同時(shí)大體積混凝土工程也多了起來(lái)。高層建筑通常在建筑物的地下部分建有大型的地下室用作大型綜合購(gòu)物商場(chǎng)或者停車場(chǎng)等，高層建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分是大體積混凝土，同時(shí)大體積混凝土也是整個(gè)建筑施工工程的重要環(huán)節(jié)。大體積混凝土受水化的影響，在施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，造成混凝土內(nèi)部溫度升高，混凝土出現(xiàn)變形，導(dǎo)致混凝土開裂，本文詳細(xì)的分析了高層建筑大體積混凝土的施工技術(shù)，旨在將大體積混凝土施工中所存在的問(wèn)題加以解決，保證大體積混凝土施工質(zhì)量。

過(guò)程建筑；大體積混凝土；施工技術(shù)；措施

1 引言

近些年以來(lái)，隨著我國(guó)城市整體水平的提高，在很大程度上帶動(dòng)了建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論方面已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，出現(xiàn)了一大批的高層、超高層的民用建筑或工業(yè)建筑。在現(xiàn)代城市建設(shè)中，高層建筑扮演的角色越來(lái)越重要。因此，對(duì)于高層建筑的質(zhì)量以及安全問(wèn)題，也越來(lái)越被人們所關(guān)注、重視。為此，施工單位必須嚴(yán)格要按照工程需要，采用最合理、最科學(xué)的施工工藝，保證每道工序的順利完成，確保建筑物的施工質(zhì)量。大體積混凝土施工是建筑基礎(chǔ)工程的重要環(huán)節(jié)之一，大體積混凝土施工的好與壞直接影響著建筑基礎(chǔ)工程的質(zhì)量，所以必須要保證施工的質(zhì)量。

2 高層建筑大體積混凝土的相關(guān)理論

高層建筑一般會(huì)選擇箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)以及筏式基礎(chǔ)作為其基礎(chǔ)形式，無(wú)論何種基礎(chǔ)形式，在施工當(dāng)中都需要有體積較大的承臺(tái)或者厚大的混凝土底板，因此，承臺(tái)一般都是較大提交的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在實(shí)際的施工工作中，由于要考慮到混凝土收縮變形和水泥水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力等因素，因此在解決較大體積的混凝土結(jié)構(gòu)具體問(wèn)題時(shí)，其處理方法也大不相同。

2.1 大體積混凝土的基本含義

美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)的認(rèn)為：“任何就地澆筑的大尺寸混凝土，都需要采取措施解決水化熱引起的體積變形問(wèn)題，最大限度的減少開裂。”我國(guó)在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)行業(yè)中，對(duì)大體積混凝土的具體要求：“混凝土內(nèi)、外面溫度的差值，以及混凝土外面與環(huán)境的差值均應(yīng)小于25℃?！?/p>

總之，大體積混凝土指的是最小斷面尺寸不小于1m，在建筑施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)借助于有關(guān)技術(shù)處理手段，對(duì)因水化所導(dǎo)致的內(nèi)外混凝土溫差進(jìn)行有效的處理，切實(shí)的控制裂縫的發(fā)展以及解決溫度應(yīng)力等混凝土結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

2.2 大體積混凝土的特點(diǎn)

詳細(xì)的來(lái)講，大體積混凝土施工的基本特點(diǎn)包括：有著相對(duì)較高的整體性要求，不準(zhǔn)許殘留任何施工縫，必須連續(xù)進(jìn)行澆筑；有著相對(duì)較大的結(jié)構(gòu)體量，混凝土澆筑所逐漸形成的溫度應(yīng)力以及內(nèi)外溫差比較大。而大體積混凝土工程的基本特點(diǎn)則包括：施工條件復(fù)雜、混凝土數(shù)量多、結(jié)構(gòu)較厚、施工技術(shù)要求高、鋼筋較密及體形較大。

大體積混凝土與普通混凝土的各自特點(diǎn)如表1所示。

表1 大體積混凝土與普通混凝土特點(diǎn)對(duì)比

2.3 大體積混凝土一般問(wèn)題

隨著生產(chǎn)技術(shù)及生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，這便在一定程度拓展了建設(shè)領(lǐng)域，大體積混凝土逐步在大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中得以應(yīng)用。但是，對(duì)如何控制和防止溫度應(yīng)力，混凝土裂縫控制的問(wèn)題已成為當(dāng)今設(shè)計(jì)和施工中迫切需要解決的問(wèn)題。

3 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及防治措施

3.1 裂縫及裂縫控制的概念

所謂裂縫具體指的是固體材料中所產(chǎn)生的不連續(xù)的某種現(xiàn)象，可以說(shuō)裂縫屬于材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的范疇，具備著人們能夠接受的材料特征。通常建筑裂縫是難以避免的，所以，若為對(duì)建筑為有著較高要求的抗裂，往往要因此而將巨大的代價(jià)付出。研究高層建筑大體積混凝土的目的是為了在允許的范圍以內(nèi)嚴(yán)格的控制裂縫。由此可知，裂縫控制就是有關(guān)處理、預(yù)防與預(yù)測(cè)裂縫的一種工作。

3.2 大體積混凝土裂縫主要類型

3.2.1 微觀裂縫

混凝土的微裂縫一般認(rèn)為主要有：水泥石裂縫、粘著裂縫、集料裂縫。

在以上三類裂縫當(dāng)中，出現(xiàn)較少的是集料裂縫，出現(xiàn)較多的則是粘著裂縫及水泥石裂縫。一般而言，混凝土的微觀裂縫確切的是指粘著裂縫及水泥石裂縫。微裂縫會(huì)對(duì)混凝土的基本性質(zhì)有很大影響。由于具有微裂縫的混凝土具有承受一定拉力的能力，但在混凝土結(jié)構(gòu)受拉力較大的地方，微觀裂縫很容易貫穿整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)斷裂較早出現(xiàn)，即剪拉破壞。

總之，混凝土結(jié)構(gòu)存在裂縫為絕對(duì)的，而不存在裂縫則為相對(duì)的，控制裂縫就是為了在裂縫狀態(tài)小于0.05mm的范圍內(nèi)控制混凝土。

3.2.2 宏觀裂縫

宏觀裂縫是由微觀裂縫擴(kuò)展而來(lái)的，當(dāng)微觀裂縫的寬度大于0.05mm的時(shí)候，我們把此時(shí)的裂縫稱之為宏觀裂縫。宏觀裂縫產(chǎn)生的主要原因有：結(jié)構(gòu)次應(yīng)力、外荷載、變形應(yīng)力，當(dāng)上述各種應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，宏觀裂縫就產(chǎn)生了。

因?yàn)闅鉁伢E降的原因，造成混凝土出現(xiàn)表面裂縫；由于混凝土出現(xiàn)較長(zhǎng)過(guò)程的降溫，混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)的情況比較復(fù)雜，裂縫開始向縱深方向發(fā)展，進(jìn)而形成的裂縫稱之為深層裂縫；混凝土水化熱溫度升高造成澆筑溫度過(guò)高，由此產(chǎn)生最高溫度，當(dāng)溫度降到最低時(shí)，又稱基礎(chǔ)溫差，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度小于溫度應(yīng)力時(shí)，貫穿裂縫就產(chǎn)生了。

3.3 大體積混凝土裂縫的成因

按照有關(guān)資料顯示可知，因諸多施工因素所導(dǎo)致的早期混凝土裂縫大約占到了80%，因混凝土材料所導(dǎo)致的裂縫大約占15%，因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)所導(dǎo)致的裂縫大約占5%。對(duì)相關(guān)混凝土裂縫的加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)操作規(guī)程加以參照得出，產(chǎn)生混凝土裂縫的主要影響因素包括使用環(huán)境、設(shè)計(jì)、施工以及材料等。

3.3.1 混凝土本身的影響

對(duì)于混凝土自身的影響，我們主要從混凝土體積的穩(wěn)定性、混凝土的收縮、混凝土的徐變、混凝土所用的材料四方面進(jìn)行理解。

（1）混凝土的體積穩(wěn)定性

混凝土體積的穩(wěn)定性指，混凝土在抗拒化學(xué)、物理作用下發(fā)生變形的能力?；炷恋捏w積變化可以分為三個(gè)階段：

①混凝土硬化前的體積變化；

②混凝土硬化過(guò)程中的體積變化；

③混凝土硬化后的體積變化。

（2）混凝土的收縮

混凝土收縮是其本身具有的一種特性，混凝土收縮變形主要包括：

①干燥收縮；②塑性收縮；③自收縮；④溫度收縮化；⑤學(xué)減縮；⑥沉降收縮；⑦碳化收縮。

（3）混凝土的徐變

混凝土的徐變是指在任意荷載狀態(tài)下，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)隨著時(shí)間的增加而發(fā)生緩慢的變形。徐變可以降低混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，削減結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中區(qū)、減少收縮裂縫以及基礎(chǔ)不均勻造成局部應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)力峰值。

（4）混凝土所用的材料（如表2）

表2

3.3.2 其他因素的影響

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素

在實(shí)際工作中，采用構(gòu)造設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)變形作用造成的裂縫進(jìn)行控制。計(jì)算公式為：

式中：ε-溫度收縮時(shí)的相對(duì)變形；ΔT-溫差；α-線膨脹系數(shù)。

（2）施工方面的因素

施工方面的影響因素主要有：①施工時(shí)混凝土振搗方式不當(dāng)；②違章施工、不當(dāng)施工造成混凝土裂縫；③環(huán)境氣候的因素；④混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起混凝土開裂。

4 防止大體積混凝土裂縫的技術(shù)措施

4.1 開發(fā)低熱水泥

在施工中盡可能的選用安定性好的低熱水泥，如火山灰水泥、粉煤灰水、泥礦渣水泥，可以降低水泥水化熱引起的溫升。可以摻入減水劑、緩凝劑、膨脹劑等外加劑。

4.2 降低混凝土中水泥比重

高層建筑的大體積混凝土，對(duì)水泥標(biāo)號(hào)要求較高，水泥的用量較大，可以采取減少水泥用量，以進(jìn)一步減少水化熱和減少收縮裂縫。

4.3 降低混凝土的澆筑溫度

（1）用冷水或冰水降低骨料及混凝土攪拌溫度，可以吸收部分水泥水化熱，降低澆筑溫度。

（2）澆筑混凝土的內(nèi)部可采用預(yù)埋管道進(jìn)行循環(huán)水散熱，在一定部位設(shè)立測(cè)溫點(diǎn)，實(shí)時(shí)控制混凝土內(nèi)部溫度，這樣可有效的降低因水化熱引起的溫度升高。

4.4 開發(fā)新的混凝土施工方法

（1）使用二次投料法攪拌混凝土，確?；炷恋膭蛸|(zhì)性。以增加混凝土的密實(shí)性，增強(qiáng)鋼筋和混凝土之間的握裹力，最終提高抗裂性。

（2）施工宜采用整體分層連續(xù)澆筑方法，在下層混凝土初凝前澆筑第二層，以此類推水平推進(jìn)；最終澆筑面應(yīng)及時(shí)作二次抹壓處理，減少混凝土表面收縮裂縫的產(chǎn)生。

5 小結(jié)

高層建筑的大體積混凝土施工過(guò)程中，要根據(jù)具體的工程情況，選擇最佳施工方式，節(jié)約施工、科學(xué)施工、安全施工、合理施工、保證施工質(zhì)量。

[1]蔡志軍.淺談高層建筑大體積混凝土施工[J].科學(xué)之友，2011（15）.

[2]杜宇.某高層建筑大體積混凝土施工控制要點(diǎn)分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（4）.

[3]王祖隨.高層建筑大體積混凝土施工的方法[J].中國(guó)電子商務(wù)，2010（8）.

[4]孫茂畢，趙學(xué)玲.淺談高層建筑大體積混凝土施工[J].中國(guó)電子商務(wù)，2010（7）.

TU755

A

1673-0038（2015）24-0102-02

2015-5-24

韋吉會(huì)（1968-），男，工程師，本科，主要從事建筑工程施工管理工作。