焦振強
(山西華廈建筑工程監理有限公司,山西太原 030003)
作為高層建筑結構體系中的重要組成部分,大體積混凝土的施工工藝和施工質量在新時代高層建筑中顯得尤為重要,為了有效保證高層建筑大體積混凝土的施工質量,有必要針對施工過程中因施工工藝和操作不當等原因所產生的施工縫、溫度裂縫、強度降低等質量問題進行探討并做適當處理。
目前施工的大體積混凝土體現了澆筑體積相對較大、澆筑時間相對較長、混凝土和易性要求較高、入模溫度合適、振搗頻率適當等特點要求。就目前大體積混凝土整體結構性而言,還體現在以下方面:如混凝土灌注樁、承臺和超高超厚的基礎梁和筏板,由于這些結構構件處在溫度較低的基礎部分,因此構件所受外界環境溫度改變的影響相對較小。因此,對該部分混凝土施工應注意以下幾方面的工藝要求:
1)合理留置溫度縫和沉降縫,在設計文件中會有這方面的要求,因此,應嚴格按照設計要求進行留設。
2)混凝土澆筑前應編制操作可行的施工方案,在方案中應有可操作施工的詳細步驟,如澆筑的方向、一次澆筑的厚度、振搗的時間、接槎部位的設置和時間,一定要嚴格按照規范要求留置在受力較小的部位,時間應控制在混凝土初凝時間要求內。
3)對有抗滲要求的基礎和墻體,需要考慮混凝土水化熱和自防水對實體的影響,特別是紋理不清晰的地面滯水對混凝土的影響,因此,在基礎樁和承臺梁接槎部位和墻面止水帶的處理中一定要根據現場狀況制定可行的防滲方法,以解決因地下和地面水對基礎和墻體的腐蝕滲透,保證地下室和人防系統的干燥和有效空間利用。
大體積混凝土具有以下方面的特點:1)建筑物實體體積相對較大,根據建筑結構形式而定;2)混凝土澆筑量較大,對結構構件整體性要求也相對較高,需考慮水平分層施工方法,以更好地降低水化熱對大體積混凝土結構所產生的影響;3)澆筑頻率大,混凝土一次澆筑量不宜過大,澆筑高度應嚴格控制,特別是剪力墻體和超高框架柱澆筑時尤為重要。因此,在進行高層建筑大體積混凝土的施工中,一定要重視大體積混凝土的相關特點要求,并根據實際情況制定相應控制措施。
1)材料的控制。對于大體積混凝土使用的材料,應注意以下幾方面的控制要求:a.混凝土在拌制中使用的主要材料本身的強度和物理性質,盡量選用低熱水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥);b.混凝土拌制所使用的粗細骨料應嚴格按照《混凝土設計規程》進行配比,對骨料中的顆粒級配、針片狀、含泥量等控制使用;c.減少水泥的用量,嚴格控制水灰比和坍落度,水灰比可控制在0.55以下,初凝時間可以延長至5 h左右,并合理加大對粉煤灰及外加劑的配合比例,降低因材料內在質量產生的徐變對混凝土強度的影響。
2)澆筑工藝控制。嚴格對混凝土攪拌的時間、入模溫度等進行控制,商品混凝土由混凝土公司負責攪拌的時間和運輸罐體的溫度;混凝土澆筑作為施工過程中的關鍵環節,需要注意澆筑的方式、方法和澆筑順序,應根據建筑物特點按照柱、墻、梁、板的順序依次進行平行循環澆筑,一次澆筑混凝土的高度應保持在45 cm較好,按要求合理留置斜面施工縫,施工縫的坡度不大于1/3,合理控制振搗力度,防止過分的振搗使漿體外漏,澆筑的時間間隔盡量保持在2 h之內為宜。
3)過程監測控制。溫測是大體積混凝土質量監測的重要工作,混凝土澆筑完成后及時對混凝土實體的溫度進行測量,有效的溫度測量可以防止結構裂縫產生。要求在實體中應設置不同的溫測點和溫測部位,應定時的對大體積混凝土的內在溫度數據及時進行收集整理,發現不規則的數據應根據溫度特性進行分析并制定補救措施。所使用的溫度傳輸器通常采用電阻型溫度計。
4)后期養護控制。混凝土施工完成后,應根據現場環境和天氣環境對實體進行養護。通常做法是澆筑完成后及時進行薄膜覆蓋養護,這樣可以減少水分的流失,有利于混凝土早期強度的提高。在冬季施工時應在薄膜覆蓋的基礎上進行防寒氈的覆蓋,做好保溫工作,降低混凝土內外溫差,滿足混凝土自身抗力方面的相關要求。
5)常見質量問題控制。在混凝土施工中存在常見的施工質量問題,如施工冷縫、泌水性、早期溫度裂縫。
施工冷縫:由于大體積混凝土的特點原因,需要進行分層分段澆筑,原則上不允許留設施工縫,可是在實際施工中遇到停水、停電、運輸困難、惡劣天氣等外界環境因素影響時,作為有經驗的工程師會根據實際情況留設有規則的施工縫,混凝土凝固后形成了施工冷縫。
泌水性:分層澆筑施工間隔時間較長,兩層混凝土間不能很好融合,混凝土振搗后表面水泥漿過厚,在初凝時間內會產生泌水層,如不能及時清除積水,會造成混凝土表面強度降低、脫皮、起砂等質量問題。
早期溫度裂縫:受早期內外溫差過大的影響,大體積混凝土會產生溫度裂縫:a.表面裂縫:混凝土澆筑后水泥的水化熱聚集在內部不易散發,混凝土內部溫度顯著升高,表面散熱較快,因此形成較大的內外溫差,產生拉應力,且混凝土早期抗拉強度較低,這時會因溫度原因形成細細的表面裂縫。b.穿透性裂縫:由于結構構件較大,在凝固時受到邊緣結構的約束而形成不大于1 mm的穿透性裂縫。隨著上部構件荷載的加大,這些裂縫會根據環境的影響發生變化,因此,現場形成的穿透性裂縫在經相關專家檢查驗收時若沒有特別寬的裂縫,可以采取相應措施進行處理。
針對上述可能存在的質量問題,發現后及時制定相應的處理措施,完全可以有效地控制質量問題的擴大和再生。
對于高層建筑中大體積混凝土的施工而言,應首先對原材料的質量進行控制,然后通過科學的施工技術和施工管理對混凝土的現場澆筑工序進行有效控制,同時,加強混凝土初凝后的養護工作,減少混凝土施工縫的發生概率,確保大體積混凝土的施工質量滿足相應質量驗收要求。
[1]商正峰,李喜鵬,田紅斌.淺議大體積混凝土施工質量控制[J].山西建筑,2011,37(25):206-207.