高層建筑超厚底板大體積混凝土施工技術研究

袁文海　袁文平　賈才

【摘 要】隨著建筑高度不斷提升，對高層建筑基礎的要求也越來越高。底板大體積混凝土作為基礎的主要承重結構，對于高層建筑的基礎承載力起到了至關重要作用。隨著建筑高度的不斷增加，基礎底板混凝土厚度也隨之不斷增加。但是由于混凝土材料的獨特特性，當底板混凝土厚度增加到一定程度時，會出現大量的溫度應力裂縫。本文根據多年施工技術經驗總結以及對混凝土施工技術的理論分析，關于超厚底板混凝土的施工提出了幾點技術創新。

【關鍵詞】高層建筑 施工技術 溫度裂縫 大體積混凝土 超厚底板

1概述

近些年來，由于我國的經濟社會快速發展，我國的建筑業得到了迅速的發展。大量的高層建筑在全國各地的使用日趨廣泛。但是超厚混凝土底板作為高層建筑的主要承重結構，即是建筑結構中的重點部位也是施工過程中的難點部位[1]。超厚型底板的施工過程中由于大體積混凝土的施工難度大，極易形成溫縮裂縫[2]。如何有效的減少大體積混凝土底板出現溫縮裂縫是當今建筑工程中的重要研究課題。由于大體積的混凝土結構在進行澆筑時會產生大量的水化熱[3]，迅速增加的水化熱會直接導致溫差的增大[4]，溫差的增大會直接導致混凝土產生裂縫。現有關于防止大體積混凝土的主要方法為采用保溫與蓄水養護的方法降低溫差梯度，從而減少溫差裂縫的產生[5]。但是由于高層建筑大體積底板的質量要求較高以及結構重要性等原因，現有的技術難以滿足高層建筑對大體積超厚底板的質量要求。本文分別從模板、鋼筋以及混凝土三個方面進行了相關的理論研究，從而對超厚底板大體積混凝土施工技術進行了重點論述：

（1）通過對唯象理論進行相關研究，提出了大體積混凝土施工技術中導致混凝土產生溫縮裂縫的主要原因；

（2）根據溫縮裂縫的主要產生原因，結合具體實際工作經驗中的技術總結，提出了可以有效方法大體積混凝土施工中防止產生溫縮裂縫的技術措施。

2、大體積超厚混凝土底板施工技術研究

現有的高層建筑由于自身結構的獨特性，在基礎部位大量采用超厚底板作為主要的承重結構。這一類的大體積混凝土結構由于自身抗壓強度較大，一般情況下不會因為外力而產生裂縫。溫縮裂縫則會在混凝土受到嚴重的傷害。對實際施工過程中大體積超厚底板混凝土的具體施工技術進行相關研究，可以找到導致混凝土出現溫縮裂縫的主要原因。

2.1大體積混凝土底板模版工程施工技術特點研究

混凝土結構的外形與尺寸能否滿足設計要求主要取決于模板的實際施工質量。特別是現在的高層建筑施工大多數采用泵送混凝土進行施工，泵送混凝土施工具有流動性大、澆筑面集中以及澆筑速度快等幾個特點。所以常規模板不能有效的滿足施工技術需要，針對泵送混凝土這一施工技術，模板設計應當根據實際受力狀況進行相應的應力計算，保證模板的剛度與強度滿足施工要求。

2.2大體積混凝土底板鋼筋工程施工技術特點研究

由于大體積混凝土底板結構復雜，體積大等特點，直接決定了鋼筋工程的復雜。根據實際工作經驗，對于大體積超厚底板混凝土的鋼筋工程施工技術有以下幾點建議：

（1）設立由型鋼制作的鋼筋支架，借助鋼筋支架支撐上層鋼筋。采用這種技術可以有效的防止在澆筑過程中鋼筋籠發生的變形；

（2）由于大體積混凝土之間易產生不均衡力，這些不均衡力會直接導致鋼筋籠的損壞，從而降低底板質量。采用鋼筋擠壓連接可以有效的減少鋼筋籠的損壞；

（3）采用工廠化施工，再工廠內采用工業制造的方式對鋼筋重要的結構構件進行制造，在實際施工時將構件運輸到現場進行組裝。采用這種方法可以保證鋼筋工程質量并降低現場管理難度。

2.3大體積混凝土底板混凝土澆筑施工技術特點研究

由于大體積混凝土底板工程施工中混凝土的澆筑大多數條件下采用的是商品混凝土。所以對于商品混凝土的澆筑施工進行相應的施工管控直接決定了大體積混凝土底板的澆筑質量。根據多年施工經驗總結，針對現有施工技術現提出了以下幾點施工技術改進措施：

（1）在進行相應的混凝土底板澆筑時，可以將攪拌車、混凝土攪拌機以及混凝土泵車進行位置固定。簡化調度難度，增加工作效率；

（2）采用多斜面分層澆筑法進行澆筑，并一次澆筑至頂。采用這種澆筑施工技術可以有效的利用混凝土的流動性；

（3）在混凝土底板澆筑到頂部時，改變澆筑辦法方向，借助混凝土自身流動性形成相應的積水潭，再采用相應的軟泵將水排出。可以有效的降低混凝土泌水。

3大體積超厚混凝土底板防裂技術研究

針對大體積混凝土結構，裂縫的主要發展機理是由于溫縮應變產生的。根據上述的施工經驗雖然可以有效的防止溫縮裂縫的發展，但是仍然不能滿足高層建筑對底板混凝土質量的要求。通過對以上防裂措施的研究與改進，對大體積超厚混凝土地板的防裂措施進行了相應的技術研究。得到了有效防止裂縫產生的技術措施。

3.1減小混凝土極限拉伸值與收縮

減小混凝土產生溫縮裂縫的關鍵問題在于減小混凝土的收縮值以及拉伸值。根據現有混凝土材料特性進行的相關研究采用以下措施可以有效減小混凝土的拉伸與收縮值：

（1）改進混凝土配合比從而降低混凝土的收縮與拉伸值。特別是降低混凝土收縮值，可以有效的減小溫縮裂縫的產生；

（2）在進行二次振搗時，采用熱振搗的方式進行相應的振搗施工。即將運轉的震動棒依靠自身重力作用插入混凝土中進行相應的振搗，人工調整震動棒的振動位置，依靠震動棒自身重力緩慢下沉至混凝土下層；

（3）在進行混凝土振搗之前校驗振搗系數，保證有效的振搗效果。由于混凝土材料特性不同會導致振搗系數出現較大差異，建議在進行振搗施工前取用同批次混凝土進行相應的振搗試驗，測量振搗系數，保證振搗效果。

3.2調整邊界約束以及相應的構造設計

由于邊界原因以及構造設計是導致大體積混凝土出現溫縮裂縫的主要原因，所以對邊界約束以及構造設計進行相應的調整可以有效的減小大體積混凝土出現溫縮裂縫的技術措施。根據常年施工經驗以及理論研究成果的總結可以得到以下幾點措施：

（1）施工設計時對澆筑工作進行合理設計，減小轉角以及空洞等設計數量，盡量在滿足承載力要求的前提下避免出現應力集中的現象。如果無法有效避免這一現象的出現，就在變截面處增加鋼筋數量的布置，增大有效的抵抗力；

（2）由于溫縮應力具有一定的傳導性，所以可以在相應的施工過程中設置應力緩和溝，這樣的措施可以有效的減小溫縮應力對結構的損壞，有效的降低由于溫縮應力而產生的張拉應力；

（3）合理設置結構間的滑動層：由于邊界條件的約束會導致超厚大體積混凝土，特別是超厚大體積底板混凝土在發生溫縮變化時，由于約束力轉化為內部張拉力，而導致的溫縮裂縫大量出現。所以在澆筑前可以在外約束的兩端澆筑熱瀝青作為滑動層，通過滑動層的緩沖作用以有效的減小溫縮應力，從而有效的削減溫縮裂縫出現的情況。

4 結語

本文通過對混凝土產生溫縮裂縫的主要原因進行分析，并針對高層建筑中大體積超厚混凝土底板結構進行相應的溫縮應力研究。研究得到了針對高層建筑中大體積混凝土底板結構中有效防止溫縮裂縫產生的技術。并結合主要技術措施進行相關的理論分析，在設計與理論方面提出了防止高層建筑大體積超厚底板混凝土結構出現溫縮裂縫的實際施工技術措施。

參考文獻：

[1]陳惠玲，李振長，夏靖華.鋼筋混凝土的收縮裂縫與收縮應力計算.1963.

[2]《鋼筋混凝土結構設計規范》編寫組 GBJ 10-1989.鋼筋砼結構設計規范.1989.

[3]Recommendations for an lnternational Code of Practice for Remforced Concrete 1964.

[4]趙志縉，趙帆.高層建筑施工.1997.

[5]馬斯洛夫，王正宏.軟基土水工建筑物的穩定性和地基強度.1958.