高层建筑大体积混凝土施工技术研究

 

  改革开放以来，我国经济迅速腾飞，城市化建设速度不断加快，越来越多高楼大厦拔地而起，为城市现代化建设作出了积极的贡献。大体积混凝土是高层建筑常见的一种施工结构形式，由于水泥水化热作用，极易产生混凝土裂缝问题。为此，必须做好温控工作，避免混凝土结构开裂，提高施工质量。

  某高层建筑 10#楼基础部分共分为 3 块，具体为 4． 3 m 厚核心筒筏板、0． 9 m 厚抗水板、4． 3 m 厚柱下条形基础。经地质勘察结果可知，中风化石灰岩为基础持力层。在本工程中采用C40 混凝土强度等级，P10 抗渗等级。根据工程施工进度安排，浇筑大体积混凝土的时间在 1 月份，通过往年本地区气候资料显示，0℃ ～ 8℃ 为本地区 1 ～ 2 月份的平均气温范围。在此温度条件下，大体积混凝土将会具有很高的水化热现象，由于混凝土内外温差较大，很容易引发混凝土裂缝。为此，在本工程施工中必须做好温控处理。

  2． 1 原材料选择

  1) 水泥。根据施工现场具体情况，采用本地 P． 042． 5 型号水泥作为混凝土水泥材料，保证其各项指标满足设计要求。2) 粉煤灰。在粉煤灰选择时，基于运输距离和经济性原则，可采用本地区具有资质厂家产品合格的粉煤灰材料，保证满足Ⅱ级指标。3) 矿渣。采用粒化高炉渣粉作为混凝土矿渣材料。4) 粗骨料。采用 0． 5 ～ 2． 5 cm 粒径的优质碎石，保证其各项指标满足规范要求。5) 细骨料。采用 2． 7 ～ 2． 9 细度模数的细骨料，其含泥量可控制在 0． 3% 左右，保证满足Ⅱ类砂标准规定。6) 外加剂Ⅰ( 减水剂) 。为保证混凝土拌和质量，可采用减水剂材料，即聚梭酸减水剂，此类减水剂可达到 26% 减水率。7) 外加剂Ⅱ( 抗裂剂) 。

为减少混凝土开裂发生率，可适当掺加抗裂剂，本工程采用 SY － T 复合纤维抗裂剂。

  2． 2 配合比设计

  通过材料选择及试验分析，最终确定本工程大体积混凝土配合比为水泥∶水∶砂子∶石子∶外加剂Ⅰ∶外加剂Ⅱ∶粉煤灰∶矿渣 = 1∶0． 75∶4． 18∶4． 19∶0． 038∶0． 19∶0. 45∶0． 45。

  3． 1 浇筑前施工准备
  根据施工现场具体情况，浇筑大体积混凝土前，须合理布设冷却管。冷却管尺寸为 2 mm 壁厚，32 mm 外径。利用套丝作为连接转弯和直管的接头，安装过程中，应合理运用麻丝和防水胶带，确保接头无渗漏水现象，具有稳固性。130 cm 为冷却管与管的距离，将第一道、第二道管分别布设在距离地基顶部 150 cm 与底部 150 cm 处，150 cm 为两管的水平间距。此外，其进出水口应比混凝土面高出 100 cm 左右，同时，将流量调节的水阀等装置安设到出水口位置。在钢筋支架梁上安放水管网，并把水管和横梁紧紧绑扎，避免浇筑混凝土时，水管出现变形或接头松掉。待安装完水管后，即可进行通水检测，保证水流通畅，且不会出现渗漏情况。核心筒筏板等 3 块为本次大体积混凝土浇筑范围，根据工程量实际情况，为保证浇筑过程不间断，具有连续性，所需车辆类型为 56 m( 臂长) 臂架泵 1 辆; 车载柴油泵 4 辆; 混凝土罐车25 辆，每泵 5 辆; 混凝土运输车 10 辆。

  3． 2 浇筑大体积混凝土

  按照施工要求，依次将 5 台泵排开进行施工分层浇筑，待完成西侧条基浇筑后，整体向东推进，并浇筑核心筒及其他区域。混凝土振捣施工中，可采用插入式振捣棒，按矩形( 500 mm× 500 mm) 的间距布设振捣点，避免漏振。振捣过程中，严禁钢筋被振捣，导致混凝土流动，因此，需要合理控制振捣棒和模板之间的距离，不得小于 20 cm。当混凝土初凝前，需及时进行二次振捣。根据本工程现状，可基本确定 16． 5 h 为混凝土初次凝结时间。因此，在完成浇筑之后的第 12 h 便可开展二次振捣作业。经大量实践证明，二次振捣对于混凝土抗裂性能至关重要，可有效增强混凝土密度，提高其抗压强度，避免裂缝出现。在浇筑混凝土过程中，要指派专人对各项施工流程进行随时检查，尤其是模板、支架等位置，应避免出现变形、位移等现象。一旦发生上述问题，须马上暂停浇筑，并做好处理。本工程施工在 1 月和 2 月，浇筑温度较低，但对于大体积混凝土施工而言，必须做好混凝土入模温度控制，不得在 5℃以下，应控制在 12℃ 左右。由于该工程混凝土倾落高度在 2 m 以上，因此，可采用串筒法进行浇筑输送，防止出现混凝土离析问题。此外，还要将竖向短钢筋焊接到混凝土表面钢筋上，基础顶的标高控制点以短钢筋顶部为准，并做好混凝土表面收面平整度合理控制。当浇筑到顶部之后，须及时抹压表部，并将网片状钢筋压入混凝土表面，避免混凝土开裂。

  在水泥水化热作用下，大体积混凝土内部温度增高，由于施工气温在 0℃ ～ 8℃ ，混凝土内外温差过大，将会导致温度裂缝大量出现。结合本工程实际情况，可采用以下大体积混凝土温控措施。1) 混凝土浇筑入模温度的控制。大体积混凝土施工过程中，须合理控制混凝土浇筑入模温度，尽可能做好保温工作，防止出现混凝土温度在 5℃ 以下的情况。2) 分层法施工。混凝土浇筑过程中，应采用分层法进行施工，一层一层浇筑，直到顶部。3) 混凝土养护施工。在本工程中，核心筒筏板、外框柱下条基础为此次浇筑的重点，为避免混凝土内外温差过大，可采用 2 种方法进行温控处理。( 1) 保温养护。通过养护方式，在完成浇筑施工后，做好混凝土表面保温、保湿作业，一般情况下，可将塑料薄膜铺设于其上，或铺设彩条布等，保证覆盖时间充足。待浇筑和振捣混凝土时，一般也须先覆盖浇筑、振捣的部位，随后向后进行一步一步覆盖，保证覆盖面积满足施工要求。( 2) 冷却水循环降温。为了合理控制混凝土内外温差，也可通过冷却水循环降温的方式达到温控效果，这种方法可将其内外温差控制在 25℃ 以下。该温控措施须进行混凝土表面2 周养生，在此期间必须随时检查养护效果，保证混凝土表面始终处于湿润状态。4) 加强温度监控。为保证混凝土内外温度在合理范围内，必须做好温度监控工作。一般可采用无线通系统进行测温点平面布置图的准确绘制，并做好所有测温点的编号，数据采集时间定为 30 min/次，并向云服务器传送。通过这种测温系统，可以实时看到混凝土温度变化状态，并进行温度差值曲线图的绘制。当温差在设定值以上时，便可自动发出预警和提醒。待浇筑完混凝土之后，混凝土水化热反应在 3 ～ 5 d 时便可到达峰值，随后会逐步下降。根据温测情况，可以合理选择温控措施，保证能够准确控制温差，提高温控效果。

  随着建筑业发展规模的不断扩大，大体积混凝土结构也得到了广泛应用。作为一项复杂、系统化的施工工艺，在大体积混凝土施工中开裂问题是一大难题。为了解决此问题，必须重视大体积混凝土施工技术的选择，做好混凝土浇筑施工，采取切实可行的温控措施，只有这样才能避免温度裂缝，才能提高施工技术水平，保障工程质量。
 

 

［1］ 李 佳 侁． 建 筑 工 程 中 大 体 积 混 凝 土 浇 筑 施 工 技 术分析［J］． 住宅与房地产，2019( 3) : 151．211