高層建筑混凝土施工技術的探討

陳慕平

摘 要:文章根據(jù)多年的工作經(jīng)驗,并結合具體工程實例闡述了高層建筑混凝土施工技術的特性,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調(diào)的問題,提供施工指導借鑒,以供同行參考。

關鍵詞:高層建筑;混凝土施工;特性

中圖分類號:TU745.1文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)22-0121-02

1工程實例

某大廈有2棟28層的高級商品辦公住宅樓組成,

±0.00以上設四層裙樓,二座塔樓,地下室二層,總高度為84.60m,建筑物結構類型為鋼筋砼框剪結構,基礎采用人工挖孔樁,主樓鋼筋混凝土筏形基礎承臺板厚3.00m,平面45.2m×45.2m,承臺混凝土量為6129.12m3。地下車庫承臺板厚1.00m,混凝土量為2426m3,承臺混凝土強度等級為C45,抗?jié)B等級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,對進場材料要選擇,符合各項規(guī)范要求方可使用。水泥:選用525#普通硅酸鹽水泥并適當摻加粉煤灰。根據(jù)大體積砼的特點,砼的強度等級一般為高標號砼,為了降低水泥的水化熱,在滿足砼質(zhì)量要求的條件下,適當外摻粉煤灰,同時還可以減少水泥用量,并延遲水化熱高峰期的到來,有利于砼的強度增長,避免溫度應力過大而產(chǎn)生裂縫。碎石:選用級配較好的花崗巖碎石,粒徑為10～30mm,含泥量不得大于1%,且不得含有有機雜質(zhì)。砂:選用級配較好的中粗砂,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、車庫基礎,后施工主樓基礎,這種承臺施工的順序由淺到深,降低了裙樓、車庫的基坑降水費用。

②主樓3.00m厚承臺設計時,采用“水平分成間隙”施工方法,分兩層進行澆筑,間隔時間7d 以上,分層厚度各1.5m,抗縮鋼筋網(wǎng)設置在下層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、材料及機械設備的投入。

③砼的布料順序,砼的澆筑擬采用“由一邊向另一邊推進,由遠而近,一次澆筑,一個坡度, 薄層覆蓋,循序推進,一次到頂”的方法進行布料。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,砼輸送泵設在場地中間,鋪設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度過大,增大每層的澆筑時間,導致施工冷縫產(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,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,基坑兩側采用溜槽配合施工。澆筑時,應在澆筑點2～3m的范圍內(nèi)水平移動布料,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棒進行振搗。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、標高、厚度采用水準儀定點測平振動棒插入的間距為400mm,振搗棒的操作要做到“快插慢拔, 直上直下”。砼的振搗順序為從澆筑的底層開始逐層上移,以保證分層砼之間的實際情況, 在每個澆筑層的上、下部布置三道振動棒。每一道布置在砼卸料點, 主要解決上部的振實;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間較長,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,應先在未澆筑的一邊設置集水坑。

⑦砼的表面處理,因砼表面水泥漿較厚,在澆筑后2～3h,按標高初步用長刮尺刮平, 然后用木槎反復搓壓數(shù)遍,使其表面密實平整,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,要及時做好砼的保溫保濕養(yǎng)護,緩慢降溫,規(guī)定合理的拆模時間,充分發(fā)揮徐變特性,減低溫度應力。

⑨混凝土的養(yǎng)護,為防止砼內(nèi)外溫差過大,造成溫度應力大于同期砼抗拉強度而產(chǎn)生裂縫, 決定采用覆蓋和蓄水兩種方法同時進行砼的養(yǎng)護,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層麻袋進行保溫,蓄水深度約100mm。

2混凝土強度等級不同的處理

2.1與基礎的相接

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

2.2柱與梁相接

柱與梁相接的節(jié)點核心區(qū)受力非常復雜,且施工縫常留置在該區(qū)的上部及下部,若不同強度等級的混凝土在此處理不好,可能留下隱患。柱與梁不同強度等級的混凝土交接面設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)澆筑混凝土時,澆筑與柱等強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,此時混凝土澆筑不能停止(此處不能形成施工縫),而應在柱截面內(nèi)繼續(xù)澆筑與柱混凝土強度等級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,當節(jié)點核心區(qū)混凝土澆筑至板下平面時, 在柱的截面位置上要支設高度等于板厚的柱模板。此種做法施工過程繁瑣,施工時除要注意不同強度等級混凝土的澆筑在交接面處的更換外,還要及時支涉高度等于板厚的柱模,但能保證柱節(jié)點核心區(qū)的混凝土強度等級與柱相同。梁板的混凝土盡可能采用相同的強度等級,一般設計的混凝土強度等級相關并不大, 通常相差1～2級;整澆梁板結構的鋼筋混凝土梁是按T形截面內(nèi)的混凝土按強度等級高的混凝土澆筑, 剩下的低強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度等級的混凝土。如果梁和板的混凝土等級相差較大,不同混凝土強度等級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,實行定點采購,使水泥質(zhì)量相對穩(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,在滿足設計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)設計要求,混凝土中摻加水泥用量4%的復合液,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,初凝時間延長到5h左右。

3.4 嚴格控制骨料級配和含泥量

選用10.4mm連續(xù)級配碎石(其中10.3mm 級配含量65%左右),細度模數(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),并不得混有有機質(zhì)雜物,杜絕使用海砂。

3.5加強技術管理

①加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導施工,明確分工、責任到人。加強計量監(jiān)測工作,定時檢查并做好詳細記錄,認真對待澆筑過程中可能出現(xiàn)的冷縫, 并采取相應措施加以杜絕。②加強對人員的技術管理,對于每一個環(huán)節(jié)的施工節(jié)點, 都要進行施工前的技術交底,施工結束后要進行施工過程的技術應用總結,特別是對大體積混凝土施工過程中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象,仔細分析,討論研究,做到施工過程中不出現(xiàn)差錯。

3.6合理組織勞動力及機械設備

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完成,并明確接班注意事項,以免交接班過程帶來質(zhì)量隱患。②承臺澆注采用自由式泵送,并用塔吊配合,以免接、拆泵或堵管時混凝土出現(xiàn)冷縫。每臺泵輸出混凝土量為22m3/h左右,塔吊吊運混凝土4.5m3/h左右。③人員安排應滿足施工方案的要求,事先做好人員調(diào)動工作,對人員做到有序管理。

3.7采用切實可行的施工工藝

主樓、車庫、商鋪樓承臺澆筑, 均由東向西不間斷地推進。根據(jù)泵送大體積混凝土的特點,采用“分段定點,一個坡度,薄層澆筑,循序推進,一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能較好地適應泵送工藝, 避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長,從而提高泵送效率,簡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間。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚, 故澆筑結束須在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍,打磨壓實,以閉合混凝土的收縮裂縫。

4 結 語

采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護措施,可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養(yǎng)護周期,對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,輸送管線布置應合理。泵管上遮蓋濕麻袋,并經(jīng)常淋水散熱。混凝土中的砂石要有良好的級配,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:

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