高層建筑大體積混凝土施工的研究

李玉明 張磊

摘 要：隨著現代社會發展需要，高層建筑已經在越來越多的領域應用，高層建筑的施工一般避免不了大體積混凝土施工環節，然而大體積混凝土施工因其特性往往會給工程施工帶來難度，因此研究大體積混凝土的特性，并做好大體積混凝土施工對于高層建筑工程的建設十分重要，該文就從高層建筑大體積混凝土的特性、高層建筑大體積混凝土施工的常見問題和原因分析以及高層建筑大體積混凝土施工要點做了簡單闡述，可以給在高層建筑工程利用大體積混凝土施工的單位提供參考和建議。

關鍵詞：高層建筑；大體積；混凝土特點；施工要點

一、前言

隨著新時代發展以及城鎮化建設推進，高層建筑已經成為了人們新時代追求高質量生活的必要需求。在高層建筑施工中，大體積混凝土已經開始逐步被廣泛應用。由于體積變大，對于混凝土施工的尺寸和結構在安全角度以及受力角度都帶來了新的挑戰，其可直接影響建筑工程的持久性和耐用性。特別是對于高層建筑的大體積混凝土施工，一旦一點出了問題就會可能波及整體工程給其帶來不可估量的影響。因此掌握好高層建筑大體積混凝土的特性以及施工要點，對于建筑行業具有十分重要的意義。

二、高層建筑大體積混凝土的特性

混凝土簡稱為砼是一種廣泛應用于土木工程的復合材料。其嚴格意義上是指某凝膠材料利用其膠性將集料膠合成一種整體工程復合材料。一般我們講的混凝土主要是以水泥作為凝膠材料，并用砂石作為集料并配以一定比例的水經過攪拌進而制成水泥混凝土，俗稱混凝土。對于大體積混凝土其具備了以下諸多明顯的特點：1、從表象上看，其體積大，結構大，占地面積也大；2、大體積混凝土受其結構影響造成其所需連續澆注量較大，相比普通混凝土其對整體機構性要求較高，因此當其水化熱時會導致內部溫度高于普通混凝土；3、如果混凝土的厚度大于1500mm時，為了降低其水化熱給其結構帶來的不良影響，對于水平分層施工的設置就必須進行從新考慮；4、在高層建筑施工領域，通常對于大體積混凝土機構應用于地下建筑的基礎結構當中，因此受外界溫度變化相對較小，但是地下環境的特性給其帶來了潮濕性環境特點，因此對于大體積混凝土其防潮抗滲性要求相比其他混凝土要求較高。

三、高層建筑大體積混凝土施工的常見問題和原因分析

高層建筑特別是建筑頂層，由于建筑垂直位置較高，其受到空氣、溫度、濕度等變化因素幅度影響較大，再加之日曬風速等影響給高層建筑大體積的混凝土施工帶來了諸多不便。而在諸多問題當中最為常見的也是最容易出現的便是裂紋的產生，裂紋產生的原因既有外部環境因素，同時也有材料本身和施工技術因素，總結起來可以分為三類：1、材料裂紋，該問題屬于材料內部結構性問題，其主要是受砂石料中含有雜質或泥土超量，或者采用了不合格安定性的水泥，使其內部結構不能達標，進而導致裂紋的產生。2、溫度應力裂紋，該裂紋是大體積混凝土最為常見的裂紋，受混凝土硬化過程影響，混凝土中的水泥成份水化時會產生大量的熱進而導致其內部溫度急劇上升，然而由于大體積混凝土的占地面積較大，其受到外部環境溫度影響的因素也就較大，當混凝土內外溫差較大時其溫度的拉應力就會高于混凝土的抗拉強度，進而產生溫度應力裂紋，一般當大體積混凝土的內外溫差達到25℃以上時該種裂紋極易出現；3、收縮性裂紋，一般情況下混凝土的用水量以及水泥用量會對混凝土的收縮量產生正比例影響，即混凝土的水泥用量越大其收縮量就越大，用水量越大其收縮量也越大，由于大體積混凝土在水泥用量和用水量上均較大，因此其收縮量也就越大進而造成收縮性裂紋的產生。除上述因素外，混凝土的養護表面蒸發量如果過快也會導致其大體積混凝土裂紋的產生。

四、控制大體積混凝土裂縫的幾種措施

1.合理配筋

在構造設計方面進行合理配筋，對混凝土結構的抗裂有很大作用。工程實踐證明，當混凝土墻板的厚度為400～600mm時，采取增加配置構造鋼筋的方法，可使構造筋起到溫度筋的作用，能有效提高混凝土的抗裂性能。配置的構造筋應盡可能采用小直徑、小間距。例如配置直徑6～14mm、間距控制在100～150mm。按全截面對稱配筋比較合理，這樣可大大提高抵抗貫穿性開裂的能力。進行全截面配筋，含筋率應控制在0.3%～0.5%之間為好。對于大體積混凝土，構造筋對控制貫穿性裂縫作用不太明顯，但沿混凝土表面配置鋼筋，可提高面層抗表面降溫的影響和干縮。

2.設置滑動層

由于邊界存在約束才會產生溫度應力，如在與外約束的接觸面上全部設置滑動層，則可大大減弱外約束。如在外約束的兩端的1/4～1/5的范圍內設置滑動層，則結構的計算長度可折減約一半，為此，遇有約束強的巖石類地基、較厚的混凝土墊層等時，可在接觸面上設置滑動層，對減少溫度應力將起到顯著作用。滑動層的做法有：涂刷兩道熱瀝青加鋪一層瀝青油氈；或鋪設10～20mm厚的瀝青砂；或鋪設50mm厚的砂或石屑層等。

3.設置應力緩和溝

設置應力緩和溝，即在結構的表面，每隔一定距離（一般約為結構厚度的1/5）設一條溝，設置應力緩和溝后，可將結構表面的拉應力減少20%～50%，可有效地防止表面裂縫。這種方法是日本清水建筑工程公司研究出的一種防止大體積混凝土開裂的方法。我國已用于直徑 60mm、底板厚3.5～5.0m、容量1.6萬m3的地下罐工程，并取得良好效果。

五、結語

綜上所述，隨著高層建筑的發展需求加大，大體積混凝土施工已經成了現代高層建筑不可缺少的施工環節。由于大體積混凝土無論從體積、結構以及占地面積均較大，這樣就造成了大體積混凝土具有了相比普通混凝土更具施工難度的特性，其主要造成的施工難點危害便是裂紋，主要表現在材料裂紋、溫度應力裂紋以及收縮性裂紋。因此做好大體積混凝土施工就必須需要做好大體積混凝土材料的控制、澆筑技術的實施、溫度控制以及養護技術。

參考文獻：

[1] 劉亮 淺談大體積混凝土施工技術及預防措施 《科技致富向導》-2012第06期.

[2] 龔劍，李宏偉 大體積混凝土施工中的裂縫控制 《施工技術》-2012第03期.