超高层建筑的大体积混凝土施工及其质量控制----结合粤传媒大厦大体积混凝土施工实践论文_吴晓晖

摘要:随着建筑技术的不断进步,目前很多建筑工程都具有规模大、建筑层数多、并附有一层或多层地下建筑物等,它们在建造过程中均需要进行大体积混凝土施工,但其在施工过程容易出现裂缝,影响结构质量,并且必须要采取有效措施,解决裂缝问题,提升混凝土施工质量。

文章通过实际案例,详细介绍了大体积混凝土施工要点和质量控制措施,提供参考。

关键词:工程施工;大体积混凝土;施工工艺;质量控制;超高层

前言

随着建筑规模不断扩大,目前建筑工程普遍需要大体积混凝土施工。

其具有混凝土量大、结构比较厚实,施工环境与条件较为复杂,具有较高整体性要求通常需要连续浇筑,不要设施工缝。混凝土浇筑中,会产生大量水化热,如处理或养护不及时,会容易出现裂缝,影响质量。因此,必须做好施工过程的各项技术及质量控制工作,并做好混凝土测温及养护工作,保证大体积混凝土施工质量达到规定要求。

一、工程实例介绍

粤传媒大厦地下5层、地上32层,建筑高度170.2m,结构高度148.10m,基础形式为筏板基础+抗浮锚杆。

本工程筏板基础(即地下室负五层底板)大体积混凝土施工,筏板基础位于基坑内,基坑四周支护结构为地下连续墙,筏板基础四周为地下室侧墙,侧墙同地下连续墙或内衬墙相邻。厚度在1000mm及以上的筏板基础属于大体积混凝土,底板混凝土强度为C35,抗渗等级P10。(见图1)

整个底板尺寸约为74.7m×60m,面积4482㎡,筏板底相对标高为-23 m~-30.7m,筏板基础主要有800mm、2400mm、3200mm三种厚度,柱墩处筏板基础厚度有1300mm和1500mm;核心筒附近范围的筏板因标高不同存在变截面,导致筏板基础局部竖向最大厚度达8500mm。图纸设计有一条800宽的后浇带和一条2000宽的膨胀加强带将底板分成A、B、C三个区域,详见下图。大体积混凝土工程量见表1:

表1

图1

二、建筑工程建设中的大体积混凝土施工准备要点分析

为了保障建筑工程建设中的大体积混凝土施工顺利进行,需要充分做好施工准备工作,其要点主要表现为:

(1)施工材料准备要点

水泥选择要以低热以及中低热,并具有良好综合性能的普通硅酸盐水泥;如需要加入外加剂到混凝土里时,要注意其所需的单位用水量并进行适度控制,在保证同基准混凝土工作性强度基础上,降低水泥用量,可减混凝土小水化热及其收缩作用的目标。

本项目所用材料如下:水泥:选用P·Ⅱ硅酸盐水泥,细度380㎡/kg,3d水化热不大于250kJ/kg,7d 天水化热不大于280kJ/kg;

细骨料:选用Ⅱ区砂,细度模数2.7,含泥量0.1%;粗骨料:选用粒径5~31.5mm的连续级配花岗岩碎石,含泥量0.2%,非碱活性;掺入的粉煤灰、膨胀纤维剂和减水剂的质量均符合有关规定。

(2)配合比设计

根据图纸、规范的要求结合现场需要,初凝时间要求在12h左右,采用混凝土60d强度作为验收指标,并以此作为混凝土配合比的设计依据。每立方米混凝土的材料用量见表2:

表2

(3)温差计算、水冷却系统和测温

根据选用的材料和拟定的施工条件及温度,通过计算大体积混凝土的温升值、最高温度、需要的保温层厚度等指标验证混凝土里表温差能否满足温控要求。

若不满足温控要求或为了进一步提高混凝土浇筑质量,可以设置水冷却系统控制混凝土里表温差,通过计算混凝土冷却放热量、冷却水总量确定循环冷却水管管径和水箱容积,并按规范要求分层布置冷却水管。

设置足够数量的测温点,测温点应避免接触钢筋和冷却水管,测温点要做好保护措施避免在施工过程中被损坏。

(4)合理布置设备、场地和组织安排

准备足够数量的搅拌运输车辆以控制发车间隔及待料,选用泵送能力与实际需求相适应的泵送设备。场地的布置应考虑泵送设备放置、水冷却系统水箱放置及进出水口走向。搅拌车进出及回转掉头车道,并适当设置卸料等待区;泵管布置应符合相应规范要求,避免出现较长的水平段导致泵管堵塞。

人员安排上,除常规施工作业人员外,还应配置有搅拌站技术人员驻场解决商品砼出现的问题,施工单位派专人入驻搅拌站协助运输车辆的调度,施工现场卸料调度员、测温人员、机械修理人员及足够数量的试验员。

三、大体积混凝土施工及质量控制措施

1、钢筋施工要点分析。

由于大体积混凝土厚度过大,上、中、下层钢筋网之间的距离也较大,采用传统的钢筋马镫筋无法适应正常施工需求且安全风险显著增大,可考虑采用钢筋支架作为马镫,钢筋支架常应用于高层建筑中的大体积混凝土基础底板或者一些大型设备基础和高厚混凝土板等的上下层钢筋之间。钢筋支架采用钢筋焊接制的支架来支承上层钢筋的重量,控制钢筋的标高和上部操作平台的全部施工荷载。型钢主要采用角钢和槽钢组成,型钢支架一般按排布置,立柱和上层一般采用型钢,斜杆可采用钢筋和型钢,焊接成一片进行布置。对水平杆,进行强度和刚度验算,对立柱和斜杆,进行强度和稳定验算。

2、大体积混凝土浇筑施工要点分析。

浇筑大体积混凝土需要采用分层连续浇筑工艺,这种工艺具有以下优势:一是便于振捣混凝土,满足混凝土浇筑量需求;二是有效控制浇筑期间混凝土结构内部温度升高问题。如果所浇筑的混凝土量大、面积大但施工能力受限时,可采用推移式连续浇筑法。具体施工时,要严格控制混凝土的大体积混凝土的拌制和运输时间,最大限度的将混凝土的出罐温度降低。浇筑混凝土期间要注意保持其表面清洁,如果出现杂物、泌水时,要及时清除, 避免因此影响施工质量。

注意施工期间温度变化对浇筑作业的影响。如果高温季节进行施工,则要通知搅拌站在生产商品砼之前对砂石采取措施降温。拌合时可在水中加入冰块,控制水温。施工期间控制混凝土的入模温度为18-20℃较为合适。控制好浇筑的温度可以将混凝土最大温升值有效的降低,进而降低冷量的损失。

3、大体积混凝土振捣施工。

通过振捣混凝土,可消除其发生硬化期间产生裂缝问题。为此,除了严格控制混凝土水灰比,合理减少用水量外,还要强化振捣作业,浇注混凝土期间要充分振捣混凝土,降低跑浆几率。要严格控制振捣时间和深度。浇筑期间应动态跟进钢筋位置情况,如果发生位移,要及时进行校正确保位置准确。振捣混凝土时,振动棒要按照快插慢拔方式进行作业,要均匀插点,排除混凝土中的气泡后才逐点移动,不得出现漏振情况。以混凝土表面不再出现明显下沉、气泡、表面泛浆现象,即完成振捣作业。目前普遍采用泵送混凝土施工,为保证大体积混凝土浇筑质量,需要对其进行二次振捣,提升其抗渗质量,减少气泡和孔隙出现,增强混凝土的密实度和强度,性能更佳。此外,二次振捣还可以使混凝土拌合物在坍落度丧失的情况系对其重新液化,将大体积混凝土的粗骨料、钢筋周围的水膜有效消除。

4、大体积混凝土测温措施

大体积混凝土因其体积大、厚,存在较大的内外温差,容易出现温差裂缝,混凝土初凝后及时启动水冷却系统降低内部温度并进行测温。

本项目混凝土浇筑体温控要求:入模温度基础上的温升值在50°C以下;里表温差(不含混凝土收缩当量温度)25°C以下;降温速率不大于2.0°C/d;4.拆除保温覆盖时混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃,测位布置图见图2。

图2

测温频率:第1-4天:每4h至少测一次;第5-7天:每8h至少测一次;7天至测温结束:每12h至少测一次;

5、保温保湿养护措施

通过对混凝土进行养护,保持结构内部温度和湿度,能够减小

内外温差以及凝结期间出现的收缩应力及其混凝土表面的降温速度,利用混凝土所具有的抗拉强度,增强抗裂能力。

因此,要根据施工条件及天气、环境等因素,采取有针对性的养护措施。如在浇筑混凝土后,在其初凝前,要及时把麻袋、塑料布等加在混凝土表面上。按照浇筑顺序,当完成一段混凝土浇筑,在其表面收光后,处于硬化阶段时,要就马上在其表面加铺塑料膜,形成密封层,以保持混凝土热量及表面湿润,之后再加上草袋。混凝土到了降温中段,可适度加快降温,具体做法是白天把部分保温层掀开,晚上加盖,到了降温后段,则可逐日掀开保温层。

混凝土养护期间,应在混凝土表面加上麻袋及塑料布,定期洒水养护。养护期间,要及时监测其中心温度、表面温度、环境温度情况,确保其内外温差低于25℃。养护时间要达14天或以上。

四、结束语:

上述粤传媒大厦工程大体积混凝土工程经全体施工人中共同努力,精心施工,目前已顺利完成,经检验质量达到验收标准,没有出现要害裂缝,为整体大厦顺利竣工打下坚实基础。总结施工实践,笔者认为,要保证施工质量,一定要结构大体积混凝土特点,根据有关规定和设计要求基础上,精心施工,严格把关,强化施工过程各工序控制工作,如原材质量、振捣、温监、养护等,只有多方努力,全面防控,就可以化解裂缝问题,工程质量才能得到有效保证。

参考文献

[1]华秋艳,葛志文.建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术研究[J].江西建材,2015(1).

[2]陈保国,浅谈建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术[J].中国建材科技,2014(5).

论文作者:吴晓晖

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第23期

论文发表时间:2020/4/13

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