某高層建筑大樓,由1棟42層辦公樓和一棟6層商業樓組成,塔樓結構為筒中筒,裙樓為剪力墻結構。工程底板面積為12335m2,混凝土總用量23693m3,鋼筋總用量6970t。底板設有兩條后澆帶,將其劃分了四段,其中第三段底板厚度最大,為3.4m,其余三段的厚度為1.2m。混凝土等級為C40、S12和R60。
1.1.1 配合比設計
配合比設計的重點是原材料的選擇和配合比的確定。在本次工程施工中,主要選用了525#普通硅酸鹽水泥,單位水泥用量為287 kg;砂子選用了中粗砂,其細度模數為2.4~2.7,用量為740kg;石子選用花崗巖碎石,粒徑為10~40mm,用量為1065kg;摻合料采用電廠提供的二級粉煤灰,摻和量約為水泥用量的10%;外加劑選用高效減水劑,使用量根據試配確定,約為10.68kg;水165kg,膨脹劑CEA 39kg。
1.1.2 設備的選用
測溫設備和測溫點的布置:該項工程在可能出現較大溫差的位置都設置了測溫點,共計43個測位。測溫熱電偶自混凝土澆筑時起,1周的測溫頻率為30min/次;當溫差超過20℃時,則提高測溫頻率。對于3.4m厚底板,在保溫、保養過程中還要加強晚間溫度控制,當出現異常現象時,應立即采取相應的措施。
鋼筋的加工一方面應保證其表面潔凈、無損傷,另一方面應嚴格按照設計圖紙要求。綁扎之前對施工圖紙、鋼筋型號、直徑、尺寸等內容與配料單進行核對。綁扎過程中應注意:鋼筋的交點必須用鐵絲扎牢;梁和柱的箍筋,應與受力鋼筋垂直設置。
1.3.1 澆筑方向及順序
該項工程中,混凝土澆筑共用時76h,澆筑的方向從北往南;澆筑的方法:分層、分段、分點、1個坡度;澆筑原則:循序漸進、逐層遞進。對于超厚底板的澆筑,共分三層進行。其中第一層1m,由7臺泵共同澆筑至H軸,當泵管退至H軸時,再將其連至F軸進行第二層澆筑;第二層也是澆筑lm,當泵管再通至H軸時,將1,3,5,7泵管接至F軸進行第三層澆筑,第三層澆筑1.3~1.5m。同時剩余泵從H軸向南繼續澆筑第一層,循環往復,避免了接澆的混凝土之間冷縫的出現。
1.3.2 振搗器布置和泌水處理
根據工程實踐具體情況,共布置了4臺混凝土振搗器,其位置分別在泵管出料口1臺,中間位置1臺,坡腳處為了振搗底板的底層鋼筋網片的混凝土,因此布置了2臺。大體積混凝土的一個常見特點就是上、下分層間如果施工間隔時間較長,容易產生沁水層,不僅會降低混凝土強度,還會引起脫皮、酥軟等不良后果。由此應對沁水問題進行及時處理。常用的方法:自流方式和抽吸方式。
(1)選用中低熱的水泥品種:根據混凝土升溫熱源的來源,在施工過程中可從兩方面人手:選用水化熱較低的水泥和降低單位水泥用量。可選用325#、425#礦渣硅酸鹽水泥,這類水泥的水化熱相對于普通硅酸鹽水泥來說,水化熱量可減少25%左右。
(2)利用混凝土的后期強度:試驗表明單位混凝土水泥用量與水泥水化熱的混凝土溫度成正比關系,也即是單位用量每增加10k g,則溫度上升1℃ ,由此可根據結構實際承受荷載情況,增加混凝土設計強度,以減少單位混凝土水泥用量。
(3)摻加外加劑:選擇適當的外加劑可降低水泥用量及水化熱,減緩混凝土收縮。如在混凝土中摻人一定量的木鈣減水劑,不僅能顯著改善混凝土和易性,而且能減少10%左右的拌合水及水泥。
實踐表明,由于粉煤灰具有一定的活性,將其適量地摻入到混凝土中,不僅可有效地改善混凝土的后期強度,而且能有效地減少混凝土的水化熱,對于減少混凝土表面裂縫有著重要的促進作用。一般來說,摻入量為水泥重量的15%。
為了滿足工程預定要求及發揮出水泥的最有效作用,粗骨料的最大粒徑應達到最佳。對于大體積混凝土工程來說,首先應用自然連續級配的粗骨料配制混凝土,以保證混凝土的和易性及較高的抗壓強度。石子的規則應根據工程的施工情況,盡量選取級配良好、粒徑較大的石子,這樣不僅可以減少水泥用量,也可減少混凝土的收縮和泌水,能夠有效地降低混凝土溫升。但需要注意的是骨料的粒徑不宜過大,否則容易引起離析現象。在具體工程實踐中,既要做好混凝土的攪拌、澆筑、振搗,又要做好骨料的級配設計。
細骨料主要包括碎石、河砂等,其級配對混凝土性能影響較大。如細砂和特細砂容易使混凝土離析,且需水量大,會提高水泥的用量;級配較好的中砂可用于有特殊要求的混凝土;適宜細度模數的中、粗砂,每單位可減少用水量約20kg,減少水泥用量約28kg,降低了混凝土的溫升。
總的來說,為了確保高層建筑超厚底板大體積混凝土施工質量,就必須要控制好因變形產生的裂縫問題。由此一方面應深入研究大體積混凝土裂縫的成因,并制定出相應的解決措施;另一方面還要做好鋼筋工程、溫度監控、澆筑工程及后期養護等方面的施工質量控制,才能滿足混凝土的強度、耐久性、抗滲等要求,并實現建筑整體的經濟和社會效益。
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[2]潘植明.高層建筑超厚底板大體積混凝土施工技術研究[J].建筑技術開發,2016(11).
[3]馬偉鋒.高層建筑超厚底板大體積混凝土施工技術[J].福建建筑,2016(03).