大體積超高混凝土圓柱施工技術分析

【摘要】本文結合工程實例，對大體積超高圓柱的施工進行了探討，并總結大體積超高砼圓柱的模板、砼澆筑的施工方法，為類似工程的施工提供了借鑒。

【關鍵詞】大體積；超高；圓柱；質量控制

1.工程概況

該工程，總用地面積約10萬平方米，總建筑面積約14萬平方米。建筑物共分4區，共有展廳8個，展廳層高11米。建筑物結構型式采用普通鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土梁板樓蓋。每個分區展廳的基本單元尺寸126m×86m，展廳部分柱距30m×18m，主要柱截面尺寸有?2000、?1800等。一、二層展廳柱高11米，三層展廳柱高達18.38米。

2.施工部署

由于柱體的高度大，若一次澆筑成型，則對鋼筋、模板的安裝和混凝土的澆筑造成一定的難度，且難以保證施工質量。因此對大圓柱的施工采取分段安裝澆筑的方法，不但可加快施工進度，減少周轉料的投入，并且可保證施工質量。

對于層高11米的圓柱，沿高度均分2段，即從底板起第一次澆筑4.5米，第二次澆筑4.5米，剩余部分和梁板一起澆筑。

層高18.38米的圓柱，沿高度均分4段，即從二層展廳樓板起，每隔4.5米作為一段澆筑，剩下的澆筑至梁底下30cm處，最后從梁底至板面一起澆筑。

3.圓柱的質量控制

考慮到?2000圓柱的支模高度及混凝土澆筑的特點，本文以圓柱模板安裝及混凝土澆筑為關鍵控制內容進行闡述。

3.1模板的質量控制

圓柱模板采用2片半圓形定型組合鋼模板，每段圓柱模板安裝高度為4800mm，由兩個3000mm高的半圓鋼模疊加兩個1500mm高的鋼模，用兩個300mm高的半圓鋼模套環進行接駁，套環起到連接上下鋼模的作用。待套環以下的圓柱混凝土達到規定的拆模強度后，可以將4500mm高的圓柱鋼模拆除，直接套進套環里。

將鋼模板用塔吊逐個吊放到安裝位置，從下而上逐個進行拼裝，對準接口后逐個壓緊模板螺栓，柱模拼裝時對拼縫緊密程度嚴格控制，相鄰兩模板表面高低差控制在1mm以內，以保證內部混凝土密實，表面光滑平整。

在圓柱模板底部四周預留?20地錨鋼筋，露出地面約100mm。四根斜撐鋼管在距柱邊2500mm位置，與地面呈≤60°夾角設置，柱腳底鋼模加設四根橫向可調支撐，在水平方向按90°夾角分開。柱模上安設四根纜繩，用法蘭螺絲緊固，并通過螺絲松緊纜繩來調整柱模的垂直，纜繩在水平方向按90°夾角分開，與地面以45°～60°夾角固定在樓板上。由于圓柱的高度大，每次垂直度的測量要以初始控制點為依據，防止積累誤差。

圓柱施工的操作平臺采用鋼管搭設而成，鋼管腳手架的搭設需考慮到翻模用的吊裝空間。柱身首段完成后，柱其它段的施工可以借助腳手架作穩定，利用高支模水平桿端加頂托頂住鋼模板，以增強鋼模板與高支模的整體穩定性。

3.2混凝土的質量控制

3.2.1原材料、配合比的選擇

由于圓柱截面尺寸大且高，混凝土體積量大，在水泥水化熱作用下所放出的熱量使混凝土內的溫度不斷上升，混凝土表面和內部溫差很大，表面與內部混凝土收縮不一致，產生很大的拉應力，而混凝土的早期抗拉強度和彈性模量很低，會造成混凝土的表面極易出現裂縫。這就要求混凝土和易性要好，而且要合理選擇混凝土的配合比，盡量選用水化熱低的水泥，在滿足設計強度要求、保證混凝土等級的前提下，盡可能減少水泥用量，使用適用的緩凝減水劑，降低水灰比，可降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內部溫升，防止結構出現溫度裂縫。

3.2.2混凝土澆筑

由于圓柱的高度大，混凝土澆筑量多，混凝土的澆筑要分段進行，柱混凝土的分段澆筑按照前述施工部署進行，即：高度11m的圓柱分三次澆筑，高度18.38m的圓柱則分四次澆筑；圓柱混凝土必須澆筑至300mm高的套環一半的位置。

澆搗混凝土前，柱模板低口縫位用1：3水泥砂漿將其密封，復測柱模的平面軸線、垂直度以及鋼筋保護層厚度。

澆筑混凝土時，應保證混凝土均勻密實不發生離析現象，澆筑時采用分層分段法澆筑混凝土，分層分段澆筑混凝土并振搗密實，可以使混凝土早期的水化熱能盡快散失。由于圓柱每次澆筑高度均超過3m，故在混凝土澆筑時，必須采用串筒進行下料。

泵送混凝土的施工節奏快、時間緊，如果混凝土振搗不密實，容易形成蜂窩，并形成各種受力裂縫的起點。柱混凝土澆筑使用插入式振動密實，振動器插點應均勻排列，遵循快插慢拔的原則。每段獨立高柱的混凝土必須分層澆筑，500mm左右為一層振實，嚴禁一次到頂振搗。在混凝土澆筑后1～2h 可對其進行復振，復振可提高強度5%～15% ，同時復振時混凝土液化還可愈合一些早期裂縫。

3.2.3混凝土養護

溫度裂縫的產生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在規范允許的范圍之內，要進行有效的控制，就必須進行科學預測，以保證控制的準確性。對溫度應力的控制現場一般是進行溫控。在澆筑混凝土時，采用溫度傳感片和測溫儀，從澆筑開始測溫（包括入模溫度，環境溫度），并及時抹壓（特別是初凝前）和保溫保濕養護。澆筑完后根據溫控指標，及時調整保溫保濕養護條件。

柱身養護采用薄膜密封自然養護的方法，采用不透水、氣的塑料薄膜把柱身全部嚴密地覆蓋起來，在養護過程中保持薄膜內有凝結水。養護期不得少于14天。

3.2.4溫度監測

采用電子測溫儀器同時測量柱混凝土中心溫度與混凝土的表面溫度，測量混凝土中心溫度的測溫傳感器埋設在方柱截面的中心位置，測量混凝土表面溫度的測溫傳感器埋設在距混凝土表面50mm處。每四小時測溫一次，測溫14天。

溫度監測控制要求：

（1）測溫點的布置必須具有代表性和可比性。測溫點采用預留測溫孔洞方法測溫，每個測溫點要布置上、中、下處的測溫探頭。

（2）測溫制度—測溫時間由混凝土入模到該溫度監測點開始，先測試其混凝土入模時溫度，之后七天每四小時測一次，同時應測大氣溫度。

（3）測溫工具的選用—測溫用JDC-2型電子測溫儀測溫，當發現溫差超過25°時，應及時加強保溫（加蓋一層濕潤麻袋加薄膜）或延緩拆除保溫材料，以降低混凝土產生溫差應力和避免出現裂縫。

4.結語

該工程，總用地面積約10萬平方米，總建筑面積約14萬平方米。建筑物共分4區，共有展廳8個，展廳層高11米。建筑物結構型式采用普通鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土梁板樓蓋。每個分區展廳的基本單元尺寸126m×86m，展廳部分柱距30m×18m。

（1）針對圓柱高度大、混凝土澆筑量多的特點，合理采取分段安裝、澆筑的方法，不但可加快施工進度，減少周轉料的投入，并且可保證施工質量。

（2）合理采用“二摻技術”，通過摻加緩凝早強減水劑、摻合料，使混凝土延緩水化熱峰值的出現及提高早期強度以增強混凝土的抗裂縫能力。

（3）合理選擇混凝土保溫方法，控制大體積混凝土內部溫差防止裂縫產生，采用薄膜密封自然養護（必要時加蓋一層濕潤麻袋）方式，既能達到控制裂縫的目的，也可以節約材料，加快工期，具有優越性。