超高層建筑大體積混凝土施工技術(shù)

湯延山

摘 要 大體積混凝土施工技術(shù)對于超高層建筑質(zhì)量有著重要影響，直接關(guān)系到施工質(zhì)量，混凝土技術(shù)會因操作不到位誘發(fā)混凝土裂縫。在施工建設(shè)過程中，為避免出現(xiàn)混凝土裂縫，必須嚴格控制混凝土材料的抗?jié)B與強度指標(biāo)，注意混凝土硬化期間的內(nèi)外溫差，對大體積混凝土技術(shù)施工技術(shù)加強管理監(jiān)督。此次研究結(jié)合實際工程案例分析大體積混凝土施工特點，詳細介紹施工技術(shù)與質(zhì)量管控內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 超高層建筑 大體積混凝土 混凝土配比

中圖分類號：TU974 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）06-0022-02

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展過程中，響應(yīng)提升了工程建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一大批高層和超高層建筑。該類建筑施工期間需要應(yīng)用大體積混凝土技術(shù)，混凝土澆筑面積大，需要進行連續(xù)施工。大體積混凝土在與水融合過程中會產(chǎn)生大量的熱量，若不采取措施進行規(guī)范管理，將造成施工過程中混凝土因溫度差形成裂縫、收縮裂縫等施工隱患，影響整體高層建筑施工質(zhì)量。為了提高整體工程建設(shè)質(zhì)量，必須考慮多方面因素，減少裂縫生成。

1 工程概況

龍光國際廣場項目工程總用地面積：26666.35m2，總建筑面積：285149.26m2。地下4層，地上1#塔樓58層，高度249.7米，2#塔樓36層，高度176米，地下室埋深18米，鋼筋及非實體材料的消耗均超過一般項目體量。同時，工程施工將跨越三個雨季施工，且南寧年平均降雨量達到1310mm，給本來工期就不富裕且工程量巨大的工程工期目標(biāo)實現(xiàn)帶來了挑戰(zhàn)。[1]

2 大體積混凝土施工范圍

此次所建造的混凝土結(jié)構(gòu)建筑，最小尺寸約為1m，在施工過程中，會由于水泥水化熱反應(yīng)，加大混凝土內(nèi)外溫差，從而出現(xiàn)裂縫的混凝土。本工程基礎(chǔ)底板1#、2#塔樓筏基礎(chǔ)厚度為2.7m（局部厚度為1.2m），承臺厚度為3m，地下車庫底板厚度為0.6m。預(yù)計該工程中，大體積混凝土施工范圍包含10000m2。建筑抗震設(shè)防烈度為6級，采用減沉樁筏板基礎(chǔ)，底板厚度為2700mm、局部1200mm，承臺厚度為3m，底板砼型號：1#樓為C50，抗?jié)B等級P10。2#樓為C50，抗?jié)B等級P8。

3 施工方案

3.1 原材料

在基礎(chǔ)底板施工期間，為避免出現(xiàn)混凝土裂縫，需要選用普通硅酸鹽水泥，避免產(chǎn)生明顯水化熱反應(yīng)。礦粉添加量控制為水泥使用量的40%。采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰，添加量控制為水泥使用量的25%。采用抗裂泵送劑作為外加劑，添加量為水泥用量的3%，選用低堿混凝土膨脹劑使用量為水泥用量的16%。

3.2 混凝土配比

3.2.1 混凝土配比計算

確?；炷粮鞑糠衷牧腺|(zhì)量符合施工標(biāo)準后，需要按照配比公式計算或者進行實驗，利用科學(xué)理論確定超高層建筑各個部位使用的混凝土重量和施工配比。

在閥板基礎(chǔ)及水坑和成本采用抗?jié)B混凝土，水交比為0.42，砂率為48%。水泥、砂石、粉煤灰、水的配合比分別為1：3.74、1：2.72、1：0.24、1：0.52。坍落度設(shè)計值為160-180mm，實際檢測塌落度為180mm，保水性、和易性良好。[2]

3.2.2 混凝土配比控制技術(shù)注意事項

進行超高建筑建設(shè)之前，需要測量整體建筑的高度，底面積，寬度等數(shù)據(jù)，結(jié)合建筑情況選擇符合建筑需求的原材料進行施工。超高建筑采用的是大體積混凝土施工技術(shù)，混凝土中最重要的組成成分水泥會影響到施工質(zhì)量和使用性能。因此在配置混凝土?xí)r，需要考慮水泥的綜合性質(zhì)例如流動性、強度、抗壓程度，初凝和終凝時間進行選擇，水泥與其他組成材料均需要按照其物質(zhì)特性進行妥善保管?；炷林泄橇铣煞制鸬街位蛱畛渥饔玫念w粒狀松散材料，按顆粒直徑分為細骨料和粗骨料。對于細骨料來說，需要配備質(zhì)量較好的中粗砂（砂細度模數(shù)在1.6-3.7），使砂質(zhì)量占總體砂石質(zhì)量百分比為43%之內(nèi)，對砂石粘連泥土量進行嚴格控制，盡量清理掉過多泥土，否則會造成混凝土裂縫。對于粗骨料來說，盡量選擇顆粒直徑較大的原材料，保障質(zhì)量良好，對于粗骨料中碎片，針狀細石顆粒進行篩選挑除，防止產(chǎn)生施工隱患。在混凝土技術(shù)施工期間，可以根據(jù)施工情況添加一些化學(xué)用劑或者粉煤灰等，用以改善混凝土性能。[3]

3.3 混凝土攪拌、運輸

對于基礎(chǔ)底板施工來說，澆筑施工量比較多。如果應(yīng)用攪拌機施工，則堅決不能強硬攪拌。同時，對混凝土原材料進行控制，確保混凝土供應(yīng)符合施工建設(shè)要求。對于混凝土運輸來說，單程運輸時間一般為1小時，運輸期間若產(chǎn)生離析現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)加快攪拌速率。

3.4 大體積混凝土施工工藝

將大體積混凝土應(yīng)用到基礎(chǔ)底板中，承臺混凝土、核心筒閥板混凝土對于施工強度的要求不一樣，相應(yīng)加大混凝土澆筑難度。為避免出現(xiàn)溫度裂縫和施工冷縫，施工采用間歇式澆筑工藝。

分層澆筑原則如下：混凝土澆筑期間必須設(shè)置皮桿數(shù);對于核心筒區(qū)域來說，必須確保閥板混凝土澆筑高度在500mm，承臺混凝土則為500mm。整個工程施工應(yīng)用甩槎澆筑工藝，所以混凝土的澆筑長度，都必須大于上一層，直至完成所有混凝土澆筑。

采用泵車分別澆筑核心筒位置的閥板混凝土，完成澆筑后，按照逆時針方向澆筑承臺混凝土。完成承臺混凝土澆筑之后，整個澆筑量為100立方米，澆筑時間控制在2小時以內(nèi)。首層混凝土未初凝，再次澆筑核心筒區(qū)域的第2層發(fā)拌混凝土。由于工程項目采用甩槎分層澆筑法，如果核心筒區(qū)域閥板混凝土未凝結(jié)，則核心筒、閥板、承臺混凝土均需要應(yīng)用間歇式交叉澆筑法。

3.5 高性能混凝土施工技術(shù)

本工程混凝土強度等級最高為C60P10，通過與當(dāng)?shù)財嚢枵韭?lián)合研發(fā)，合理選擇外加劑、膠結(jié)材料，優(yōu)化混凝土配合比，以此減小混凝土屈服應(yīng)力，加大混動性。同時，還可以確?；炷恋乃苄责ざ?，確保骨料在水泥漿中處于懸浮狀態(tài)，避免產(chǎn)生泌水、離析問題，確?；炷亮鲃有?，使混凝土可以有效填充模板內(nèi)的空間，形成均勻的凝膠結(jié)構(gòu)。成功解決了模板內(nèi)鋼筋密度大不易澆筑的難題。

3.6 大體積混凝土澆筑的注意事項

第一，在振搗施工中，應(yīng)當(dāng)確保振搗插入點布設(shè)均勻，遵循快插慢拔和層層搭扣原則。

第二，在澆筑水平層時，應(yīng)當(dāng)避免混凝土長時間擱置。待至混凝土初凝時，再澆筑下一層混凝土。

第三，混凝土初凝之前，及時開展二次振搗與抹面處理，以此減少沉降，避免產(chǎn)生收縮裂縫。同時，通過此種方式還能夠避免混凝土收縮，增加鋼筋縫隙，以此加強混凝土與鋼筋的連接效果。

第四，混凝土澆筑期間會出現(xiàn)泌水問題，在施工時應(yīng)當(dāng)在表面設(shè)置坡度，確保泌水可以流入到后澆帶集水坑內(nèi)，通過集水坑排放到基坑外。[4]

4 大體積混凝土質(zhì)量控制

4.1 裂縫控制

在混凝土施工期間，若約束應(yīng)力超過抗拉強度，就會出現(xiàn)裂縫。為了防止出現(xiàn)收縮裂縫和溫度裂縫，必須優(yōu)化配合比、澆筑溫度、極限拉伸強度，聯(lián)合工程特點與施工方法，采取以下質(zhì)量控制措施：第一，選擇低水化熱的硅酸鹽水泥，嚴格控制混凝土強度。應(yīng)用減水劑，可以避免混凝土產(chǎn)生大量水化熱反應(yīng);第二，在開展基礎(chǔ)底板施工時，應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生干縮裂縫、溫度收縮裂縫。按照水泥含量的6%添加膨脹劑，抵消硬化干縮拉應(yīng)力，補償收縮應(yīng)力;第三，適當(dāng)投加抗裂泵送劑，加強混凝土防裂性能，提升極限抗拉強度。第四，為了延緩混凝土初凝時間，可以應(yīng)用緩凝劑，確?；炷脸跄龝r間控制在8h內(nèi)。

4.2 施工工藝質(zhì)量控制

第一，對于基礎(chǔ)閥板、承臺來說，混凝土澆筑施工應(yīng)用甩槎水平澆筑法，以此減少溫度裂縫和施工冷縫。

第二，控制混凝土澆筑速度，避免產(chǎn)生大量水化熱反應(yīng)，減少溫度應(yīng)力。

第三，通過二次振搗工藝，能夠提升混凝土密實度。采用二次抹面處理，可避免出現(xiàn)收縮裂縫。

第四，為了使混凝土澆筑約束應(yīng)力降低，減少裂縫，需要減緩降溫速率，控制混凝土內(nèi)外溫度差。

4.3 保溫覆蓋措施

大體積混凝土澆筑過程中極易產(chǎn)生水化熱反應(yīng)，從而導(dǎo)致混凝土上部溫度與環(huán)境溫差超過20℃，需要將塑料膜覆蓋在混凝土表面，避免混凝土內(nèi)外部溫度差過大。通過此種方式還可以進行混凝土養(yǎng)護處理，養(yǎng)護時間控制在14天。在整個養(yǎng)護過程中，工程人員應(yīng)當(dāng)檢查混凝土完整情況，以此確?；炷临|(zhì)量。在拆除保溫覆蓋層時，嚴格按照分層拆解順序。如果混凝土內(nèi)外部溫度差小于20℃，將保溫覆蓋層拆除。

4.4 混凝土測溫

對于大體積混凝土來說，必須嚴格控制內(nèi)外部溫差，并做好環(huán)境溫度測試，以此掌握混凝土溫度，減少表面裂縫。在混凝土澆筑后3小時，工程人員需要進行測溫，在第一養(yǎng)護階段，需要每相隔兩小時進行一次測溫。在第二養(yǎng)護階段，需要每相隔6小時進行測溫。在測試區(qū)域內(nèi)，應(yīng)當(dāng)按照平面分層原則布設(shè)測試點，全面反映出底板的溫度變化。整個監(jiān)測過程中，應(yīng)當(dāng)保證混凝土內(nèi)外部溫差小于25℃，混凝土降溫速率小于2℃/d，入模溫升值小于50℃。

5 結(jié)語

綜上所述，超高層建筑大體積混凝土施工會對整體工程質(zhì)量造成影響，在實際施工中，應(yīng)當(dāng)確?；炷翉姸扰c抗?jié)B性能，優(yōu)化設(shè)計材料配比，完善整個施工工藝，并做好保溫覆蓋與測溫工作，以此減少混凝土裂縫，加強施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 毛旭，王巧南，張立國，張雪松，林成棟.城市中心超高層建筑底板大體積混凝土溜管澆筑施工技術(shù)[J].混凝土，2019，12（10）：100-106.

[2] 田智，黃達琦.超五米厚筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工內(nèi)部溫升控制分析與研究[J].智能城市，2017，03（11）：32-36.

[3] 古錚，李盛，劉亞朋，王起才，馬莉，于本田.超高層筏板基礎(chǔ)大體積混凝土溫度場分布現(xiàn)場試驗研究[J].材料導(dǎo)報，2018，32（S2）：446-451.

[4] 丁威，陳星，徐璐瑤，胡棟良，雷濤.高強度混凝土——鋼板組合剪力墻混凝土裂縫檢測分析[J].建筑技術(shù)，2018，49 （10）：1114-1117.