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超高層建筑大體積混凝土施工技術(shù)論文
摘要：考慮到混凝土施工水準(zhǔn)的優(yōu)劣直接關(guān)系到超高層建筑在后續(xù)使用中有無裂縫出現(xiàn)等事關(guān)建筑使用者的生命財產(chǎn)安全，這就要求我們充分重視其在構(gòu)筑中的混凝土施工技術(shù)要素。本文主要通過對工程實例的結(jié)合，對超高層建筑在大體積混凝土構(gòu)筑過程中的施工技術(shù)要點進(jìn)行了分析和研究，旨在為大體積混凝土施工提供參考意見。
關(guān)鍵詞：大體積混凝土;超高層建筑;施工技術(shù)
基于城市化步伐在我國各大地區(qū)的加快邁進(jìn)，規(guī)模龐大的人口向城市集中遷移的速度也在迅猛增長，這就要求各個地區(qū)充分考慮城市人口數(shù)量持續(xù)增長與城市用地面積有限的客觀主要矛盾，而超高層建筑的出現(xiàn)無疑能夠?qū)⒊鞘杏邢薜乃较蚩臻g延展為更加廣闊的橫縱交互空間，以此挖掘城市建設(shè)空間所具備的最大潛力，并對其充分利用，以滿足城市化建設(shè)發(fā)展的需求。因此，在超高層建筑的構(gòu)建過程中，必須充分考慮大體積混凝土因澆筑體積過大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、易受溫度應(yīng)力影響的客觀存在因素，從混凝土的施工技術(shù)出發(fā)，以確保其構(gòu)筑質(zhì)量。
1工程概況
本超高層建筑為商住一體化建筑，地上層數(shù)共計42層，地下計3層。其中，第一層作為商用店鋪對外出售，余下41層作為住宅及寫字辦公樓供住戶使用，地下3層作為車庫供樓上住戶使用。商鋪與樓上連接部分的轉(zhuǎn)換層厚度達(dá)12.4米，在此需要將轉(zhuǎn)換層作為基底，進(jìn)行大體積混凝土的澆筑作業(yè)。
2超高層建筑大體積混凝土施工技術(shù)要點
2.1 原材料選擇
考慮到在對大體積基底進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)時，由于所需混凝土數(shù)量較為龐大，導(dǎo)致其在澆筑過程中所釋放的熱量也會隨之大幅增長，因此，極易導(dǎo)致基底出現(xiàn)裂縫，這就要求在進(jìn)行原材料選取時，必須做好材料種類及材料質(zhì)量方面的嚴(yán)格把關(guān)。(1)在此，選取堿性較弱的42.5級水泥，作為澆筑使用的主要材料;(2)粉煤灰需選取Ⅱ級高品質(zhì)類型;(3)選取直徑范圍在5~30mm內(nèi)的石骨料，并確保其泥砂含量低于0.5%;(4)選取3qo含泥量的中砂作為混凝土原料;(6)選取類型為UEA的膨脹劑，這是為了使混凝土在拌制過程中降低其收縮性及延展性，使其所具備的性質(zhì)更加穩(wěn)定;(7)選取FS種類的泵送劑，這是為了對其最終的凝固時間加以有效控制。
2.2混凝土配合比
在本項工程的施工過程中，混凝土各個原料的配合比(物質(zhì)比重)如下：水/水泥/粉煤灰/石子/砂/膨脹劑/泵送劑=4.5/1.8/0.6/10/7/0.15/0.05.
2.3混凝土運輸
考慮到本項工程的基底在進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)時，需耗費大量原料，因此必須借助大型機(jī)械來對原材料加以攪拌混合，并注意對材料溫度的管控，使混凝土的產(chǎn)出量滿足工程施工進(jìn)程順利展開的混凝土需求量，這就必須對混凝土的運輸工作加以重視。首先，為了防止混凝土作業(yè)設(shè)備(如攪拌機(jī)等)及混凝土原材料受風(fēng)雨侵蝕而產(chǎn)生質(zhì)量問題的狀況出現(xiàn)，因此必須對其加以遮陽防雨作業(yè)，對機(jī)械和原料進(jìn)行妥善保護(hù)，并確保單程輸送時間低于l小時;然后，混凝土在進(jìn)行運輸攪拌作業(yè)時，若需要外加劑對其進(jìn)行添加控制，則需確保其攪拌效率，勿使其低予2min，同時，不得向攪拌裝置中進(jìn)行注水添加;最后，考慮到本此施工在盛夏酷暑天氣下進(jìn)行，因此，必須注重對運輸車進(jìn)行灑水降溫作業(yè)，以保障原材料及攪拌機(jī)械的溫度在正常作業(yè)溫度范圍之內(nèi)。
2.4混凝土澆筑
在進(jìn)行基底混凝土的澆筑作業(yè)時，為了確保澆筑的連貫性以防因澆筑程序不到位所引發(fā)的混凝土裂縫問題，需借助大型澆筑設(shè)備(車載架臂泵)。并且先進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)筑底層結(jié)構(gòu)的澆筑，然后再對中心筒處進(jìn)行澆筑，同時將中心筒作為核心，向周邊區(qū)域進(jìn)行梁板的澆筑作業(yè)。考慮到在對基地轉(zhuǎn)換層進(jìn)行澆筑施工作業(yè)時，中心部分的核心筒處與周邊承臺處所需混凝土強(qiáng)度等級也有所不同，因此，在進(jìn)行具體的澆筑作業(yè)時采用分層法進(jìn)行澆筑。此時，需確保混凝土每一層的澆筑厚度為500mm，同時，由于混凝土在進(jìn)行澆筑時受重力作用會不自覺地形成澆筑斜坡，如此即可利用增加的澆筑橫截面積，進(jìn)行混凝土澆筑時的熱量充分釋放。在這一過程中，需采用逐步向前延伸的方法進(jìn)行分層澆筑，同時保證對混凝土交接縫處的振搗作業(yè)必須切實落實。此外，在借助澆注設(shè)備進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)時，嚴(yán)禁于相同位置進(jìn)行持續(xù)性的布料作業(yè)，需在作業(yè)范圍內(nèi)采用水平轉(zhuǎn)動的方式，進(jìn)行漸進(jìn)式布料。具體的分層澆筑圖示見圖1。
混凝土流淌長度
圖1分層法進(jìn)行基底混凝土澆筑的示意圖
由圖中我們能夠清晰發(fā)現(xiàn)，考慮到進(jìn)行分層逐階澆筑時，會產(chǎn)生澆筑長度向下延伸且逐層遞增的狀況，因此，每一次進(jìn)行澆筑時都需要將高度減小100mm，從500到400，400到300，300到200，至此方才終至。依照此方法進(jìn)行基底部分的澆筑作業(yè)，直至混凝土基底澆筑徹底完工。
2.5混凝土振搗
為了確保混凝土澆注能夠進(jìn)行充分的振搗作業(yè)，必須事先確認(rèn)插點加以振搗棒的埋設(shè)，以此對混凝土進(jìn)行緊密的振搗作業(yè)，這就需要采用正確的振搗方法來對其施工作業(yè)。第一，對于振搗棒之間的位移距離需控制在400mm內(nèi)，且時間需在20—30s中，并且在進(jìn)行作業(yè)時，需采取快速插入，緩慢拔取的方式進(jìn)行施工作業(yè)，此時，需以混凝土的實際澆筑情況為依據(jù)，確保其下部無沉降、氣孔等現(xiàn)象出現(xiàn)，且在表層無灰色泥漿涌出，并且插進(jìn)深度約為50mm，這是為了充分較少上下兩層區(qū)域的銜接處出現(xiàn)較大接縫問題的發(fā)生;第二，由于在施工中必須充分保障混凝土具備較高的抗裂水平，這就需要進(jìn)行再次振搗作業(yè)。在進(jìn)行除此振搗作業(yè)期間，考慮到混凝土分層澆筑時的坡度逐層遞增，坡長依次延伸，這就需要于坡度兩端分別進(jìn)行振搗裝備的安裝設(shè)置;第三，在進(jìn)行二次振搗作業(yè)時，必須確保混凝土還未至初凝狀態(tài)，并且一直到期表層無氣孔、沉降、灰色泥漿涌出等狀況出現(xiàn)，方能停止振搗作業(yè)。
2.6混凝土養(yǎng)護(hù)
(1)抹平。考慮到基底底部處的混凝土極易因溫差變化產(chǎn)生溫度應(yīng)力致使混凝土表層出現(xiàn)裂縫狀況，因此，在進(jìn)行澆筑作業(yè)后，需進(jìn)行抹平操作，且至少需達(dá)到三次作業(yè)次數(shù)。
(2)覆膜。為了對混凝土內(nèi)部進(jìn)行充分保濕，需對基底的底板與梁臺處進(jìn)行塑料膜和麻袋的覆膜作業(yè)，并以澆筑完成的初始時間為起點，確保時間高于14天，’并需要依據(jù)混凝土內(nèi)部的溫度變化狀況為準(zhǔn)，直至其保持恒溫時，方能撤膜，停止養(yǎng)護(hù)。
2.7底板混凝土的溫度監(jiān)測
由于大體積混凝土在澆搗后的硬化過程中，水泥與水進(jìn)行著劇烈的水化反應(yīng)并釋放出大量的熱量，然而由于體積大，熱傳導(dǎo)性差，幾乎是絕熱的，在升溫階段，水化熱大量積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不易散發(fā)，導(dǎo)致混凝土的熱阻效應(yīng)。混凝土中心區(qū)域的大量熱量由于熱阻的存在而無法暢通地傳導(dǎo)出來，使區(qū)域的溫度急劇上升并高居不下。而混凝土表面熱量因良好的散熱條件而迅速散去，導(dǎo)致表面溫度的急劇下降。“熱脹冷縮”使混凝土處于受拉狀態(tài)。早期的混凝土抗拉強(qiáng)度是極低的，為抗壓強(qiáng)度的十分之一，一旦拉應(yīng)力大于這一極其微小的抗拉極限強(qiáng)度，貫穿性的溫差裂縫便在所難免，從而破壞混凝土的整體性，降低基礎(chǔ)的承載力和耐久性。為了避免綜上所述的危害，就需要在大體積混凝土澆搗之前，在各預(yù)定位置預(yù)埋熱傳感裝置，以便在混凝土澆搗后(主要在前期)及時了解各點的實際溫度情況。在同一測區(qū)的測點，當(dāng)其內(nèi)表溫差達(dá)到報警臨界溫度(一般為25℃)時，應(yīng)及時采取適當(dāng)而必要的措施，使內(nèi)表溫差在達(dá)到極限臨界溫度(一般為30℃)前所采取的降溫措施產(chǎn)生效果。
2.8應(yīng)急措施
需密切關(guān)注測溫期間氣溫變化情況，如出現(xiàn)突然降溫天氣，應(yīng)事先準(zhǔn)備油布在支撐上架設(shè)保溫棚，棚內(nèi)設(shè)置保溫設(shè)備。
以溫度控制確定撤去保溫層的時間，撤除保溫層要在中心溫度與表面溫度、表面溫度與大氣溫度差值不大于25℃的情況下逐層進(jìn)行，。每撤一層立即測溫。
3結(jié)語
綜上所述，在進(jìn)行超高層建筑的大體積混凝土施工作業(yè)中，必須確保建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以此保障建筑構(gòu)建質(zhì)量，這就需要對大體積混凝土施工中的每一個步驟加以嚴(yán)格把控。本文以實際超高層建筑的基底施工為例，為了有效確保混凝土所具備的剛度和強(qiáng)度等優(yōu)越性能，必須從以下幾方面人手：(1)嚴(yán)格進(jìn)行原料的選取，根據(jù)施工所要求達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行水泥、粉煤灰、砂子以及添加劑類型的選擇;(2)確定各個原料之間的配合比;(3)注意混凝土及攪拌機(jī)械的運輸作業(yè)過程，確保混凝土的混合攪拌質(zhì)量;(4).在基底澆筑作業(yè)中，采用泵送水泥及分層澆筑的方式，進(jìn)行大體積混凝土的分層澆筑作業(yè);(5)充分做好振搗作業(yè)的準(zhǔn)備工作，選擇合適的插入點，嚴(yán)格依照振搗步驟加以施工作業(yè)。另外，混凝土的養(yǎng)護(hù)工作也非常重要，養(yǎng)護(hù)期間要加強(qiáng)混凝土的濕度和溫度控制。通過上述方法，實現(xiàn)對大體積混凝土施工作業(yè)的全程把控，以此防范因施工不到位所導(dǎo)致的混凝土裂縫問題出現(xiàn)，保障建筑品質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
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【2]王澤裕.超高層建筑大體積混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制Ⅱ]工業(yè)，2016(6):33.
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