超高層特殊部位的混凝土施工技術研究

朱春燕

（甘聒第六建筑工程聢份有限公司，甘聒）

超高層特殊部位的混凝土施工技術研究

朱春燕

（甘聒第六建筑工程聢份有限公司，甘聒）

隨著國民經濟的發展，國內大中型城市的城市建設步伐越來越快。城市中的標志性高層建筑不斷聳立,而超高層建筑的施工技術正是關鍵之一。

本文首先對超高層工程的特點，施工難點及其安全、經濟、合理的工程施工方案進行分析。然后對工程施工中關鍵點的控制進行了重點研究與分析，主要研究與分析了超高層泵送混凝土問題、核心筒變形控制等關鍵性問題。

超高層；混凝土；施工；泵送

一、超高混凝土泵送施工技術

超高層泵送技術具有以下要點：

1、合理布管

布管應根據砼的澆注方案設置，并少用彎管和軟管，盡可能縮短管線長度。本工程豎向輸管道布置在管道井處，在墻面上用膨脹螺栓安裝一系列支座，每根管道均由兩個支座固定。為了減少管道內砼的反壓力，在泵的出口要求布置100m長的一段水平管及若干彎管。

2、合理適用的砼配合比

配合比設計的原則是既要滿足強度、耐久性的要求，又要經濟合理，具有良好的可泵性，因此除通常需要考慮的因素外，對于超高層的混凝土泵送，還必須處理好如水泥用量、粗骨料、坍落度和粉煤灰及外加劑等幾個方面的因素。

3、保證砼的連續供給

針對砼粘性好、凝結快的特性，為保證砼的均質性，攪拌車在向泵機喂料前先反向高速轉動20～30s，泵送過程應迅速連續地進行并不停地攪拌，避免因砼在泵送過程中滯留過長的時間而造成凝結堵管的現象。

4、正確掌握泵送方法

壓送前應用水充分潤濕泵的料斗、泵室、輸送管道等與砼接觸的部分，檢查管路無異常后方可采用水泥砂漿潤滑壓送。開始泵送時泵機應首先處于低速運轉狀態，注意觀察泵的壓力和各部分工作情況，待順利泵送后方可提高到正常壓送速度。當砼泵送困難、泵的壓力突然升高時會導致管路產生振動，可用槌敲擊管路，找出堵塞的管段，采用正反泵點動處理或拆卸清理等方法解決，經檢查確認無堵塞后繼續泵送，以免損壞泵機。

二、特殊部位的混凝土施工技術

1、核心筒混凝土施工技術

核心筒筒壁混凝土澆灌按?長條流水作業，分段澆筑，均勻布料，嚴格分層，均勻上升?的原則進行，并有計劃、勻稱地變換澆灌的起止點和方向，每段澆注時要從兩邊對稱澆筑施工，防止結構的傾斜和扭轉。、筒體混凝土應在同一模板高度內連續澆灌，如必須間歇，其間歇時間應盡量縮短，并應在前一層混凝土初凝前將次層混凝土澆筑完畢，不得留置施工縫；因故不能連續施工而產生的施工縫，應按設計要求處理。對混凝土應進行仔細振搗，確保壓實致密，面層光滑。

當中施工最為關鍵的問題是：混凝土配合比設計，盡量減少熱效應；校直控制；以及模板系統應適應爬升時的內外筒墻厚變化。由于內筒的體形由塔底至塔頂沒有太大變化，所以輸管道可做直通布置，采用泵送方法進行混凝土澆灌。

2、鋼管混凝土施工技術

（1）原材料要求及配合比設計針對實際施工條件的限制，此處采用自密實混凝土新技術。需要注意的是，自密實混凝土配合比的設計，應當滿足泵送、免振的施工要求。

（2）施工工藝流程

①鋼管柱施工工藝

搭設操作鋼管操作平臺（經安全部門檢查驗收）?鋼管中的混凝土表面進行鑿毛處理并清掃干凈?吊裝鋼管柱就位對中?臨時固定?調整平面位置及設計傾斜角度?鋼管柱對接焊牢?超聲波探傷檢查?資料報驗?澆筑螺旋斜圓柱鋼管高強混凝土。

②混凝土的澆筑

鋼管混凝土柱的澆筑需在斜撐、環梁、樓層梁或臨時支撐等構件完成后方可進行。為了保證鋼管內壁與核心混凝土粘接，澆筑混凝土前必須檢查鋼管內是否有雜物和油污。

混凝土下落時，管內空氣能夠排出。鋼管柱吊裝與焊接完畢后，需對鋼管內部進行清理，并搭設混凝土澆注操作平臺。

由于外筒每根鋼柱與內筒的距離沿高度不斷變化，甚至在同一標高層亦不相同，所以如果單靠一般泵送系統在外筒的24根柱內澆灌混凝土是不可行的，這會使輸送管道布置困難及裝拆費時。

（3）自密實混凝土的養護及質量檢查

①混凝土終凝后，可進行注水養護，水的深度宜為 200mm。對于鋼管外面，應當采用覆蓋濕潤麻袋的降溫措施。

②采用敲擊法全數檢查鋼管內的混凝土澆注質量。對懷疑處，采用超聲波進行檢測，檢查的構件數量不宜小于25%，且不少于3根。

③對于不密實的空鼓部位，可采用鉆孔壓漿法進行補強，然后將鉆孔鑲補焊接封密牢固。

三、超高層混凝土核心筒整體變形實施控制技術

1、結構自重和施工活荷載作用階段下的變形控制

（1）結構外筒的變形比混凝土核心筒的變形小的多。整個結構在自重和施工活荷載的作用下，內外筒之間由于變形的協調，發生內力重分布，以適應結構的承載能力。

（2）在計算和分析中，考慮建筑物自重、溫度變化、混凝土彈性模量、收縮、徐變隨時間的變化而對軸向變形產生影響。

（3）建筑物自重的影響。結構自重是造成豎向構件軸向變形的主要因素。為補償結構自重引起豎向變形，在混凝土結構中配置相應的鋼筋，提高結構強度和剛度。

（4）核心筒施工的時間因素對工程施工有一定的影響，核心筒的施工時間越長，建筑物在自重作用下的軸向變形越小，但是總的軸向變形會加大。

（5）由于軸向變形壓縮的影響，核心筒結構的底部層高偏低，到達上面結構施工時，結構標準層的層頂標高與設計標高不一樣。應該依據設計結果，計算出軸向變形，在底部結構施工時，預先留出富裕層間高度來，最終達到建筑物的總標高高度。

2、溫度效應引起的位移變形控制措施

影響高層結構溫度效應的因素很多。結構體系、溫差、建筑物高度、梁的剛度、柱的剛度都是影響因素。對此，關于溫度效應的控制措施如下：

（1）對結構采取有效的保溫隔熱措施。在溫度變化劇烈的地方采用一些保溫隔熱材料，減小溫度變化引起的溫度應力。轉換層也應注意保溫、隔熱，避免該層過分通風，與其上下層間產生較大的溫差引起溫度應力。

（2）采取構造措施，適應結構溫度變形和內力的措施。如混凝土攪拌過程中，添加少量化學添加劑，補償混凝土收縮，堵塞毛細孔。但只靠克服缺陷仍不能完全解決后期溫度變化引起的內力，還需采用以下措施：①設置剛性加強層可在一定程度上調整豎向構件間的不均勻變形；②盡量合理安排施工工期，縮短工期，可減小施工過程中結構的溫度變形和內力；

3、收縮與徐變引起的位移變形控制措施

對于超高結構，設計時應考慮到混凝土徐變收縮引起的豎向變形差，控制結構豎向變形應當從設計、施工、監測三個方面結合起來。應盡早確定混凝土的配合比及施工方案，方便對按實際配合比調配的混凝土進行試驗，并不斷修正混凝土徐變和收縮變形的估算結果；同時在施工過程中，進行實時監測，對混凝土收縮和徐變的預測值不斷進行修正，再處理再設計。

在綜合考慮結構的力學性能和經濟性的基礎上，建議從下面幾個方面考慮：

①提高側向剛度，減少水平位移。

②在結構合適的位置設置柔性節點以適應結構的豎向變形差。

③在測量定位標高時，提前考慮收縮與徐變，依據設計要求進行調整標高。以補償內外筒的豎向變形差異。

④分別調整內外筒豎向構件的配筋率、面積體積比、應力強度比，使各個豎向構件的徐變、收縮特性基本一致，從而減小豎向變形差。

四、結論

超高層建筑的普及使得該方面的建筑技術重要性日趨顯著。本文分析了超高層混凝土泵送施工技術，以及對特殊部位的混凝土施工技術進行了淺析。

高層建筑既是一種社會、經濟、文化發展的產物，又是一種解決當代社會發展、造福人類、實施可持續發展戰略的一種有效方式，同時它也是一種涉及經濟、社會、技術、藝術及多學科領域綜合成果的一種獨特建筑現象。本文對超高層建筑技術做出的研究，希望能夠對此方面的發展有所幫助。

[1] 馬保國，新型泵送混凝土技術及施工，北京：化學工業出版社，2006.71～293

[2] 包世華，張銅生，高層建筑結構設計和計算·上冊，北京：清華大學出版社，2005.1～78

TU556

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1674-3954（2011）02-0059-02