淺談高層建筑基礎大體積混凝土施工技術

崔利軍

摘要：高層建筑基礎對于建筑結構的穩定性和安全性至關重要，而高層建筑基礎的施工關鍵在于大體積混凝土。本文在總結高層建筑基礎大體積混凝土特點的基礎上，對高層建筑基礎大體積混凝土的鋼筋工程、模板工程和混凝土工程分別進行了施工技術探討。

關鍵詞： 高層建筑基礎 大體積混凝土 施工技術

1 高層建筑基礎大體積混凝土的特點

高層建筑基礎大體積混凝土如箱形基礎和筏式底板，有以下特點：（1）均為地下或半地下建筑，有防水要求，鋼筋混凝土必須控制裂縫開展，一般不存在承載力不足問題。（2）結構形式常采用現澆鋼筋混凝土超靜定結構，溫差和收縮變化復雜約束作用較大，容易引起開裂。（3）超靜定的地下建筑結構，一般都能滿足承載力要求，有較大的安全度，控制溫度收縮作用是控制裂縫的主要因素。（4）混凝土標號高，水泥用量多，水灰比大，收縮變形較大，經常會出現收縮裂縫。（5）這些結構一般均為配筋結構，其構造配筋率約為0.2%～0.5%，控制裂縫必須考慮鋼筋作用。（6）水化熱升溫較高，降溫散熱較快，收縮和降溫共同作用是引起混凝土裂縫的主要原因。（7）控制裂縫的方法主要是靠改進構造設計，合理配筋及改進澆筑方案，加強養護等方法提高結構的抗裂性能。

2 鋼筋工程施工

大體積混凝土結構的鋼筋具有數量多、直徑大、分布密、上下層鋼筋高差大等特點。為保證上層鋼筋的標高和位置準確無誤，應設立鋼筋支架支撐上層鋼筋。鋼筋支架可由粗鋼筋或型鋼制作，每隔一定距離（一般2m左右）設置一個，相互間有一定的拉結，保持穩定。如支架除去支撐上層鋼筋外，亦傳遞操作層的施工荷載，若鋼筋支架的強度和穩定性不足，宜改用型鋼支架，并計算確定。粗鋼筋的連接，可用氣壓焊、對接焊、錐螺紋和套筒擠壓連接，目前直螺紋連接也己經被廣泛采用。有一部分粗鋼筋要在基坑內底板處進行連接，故多用錐螺紋或套筒擠壓連接。

2.1 鋼筋擠壓連接

鋼筋擠壓連接亦稱鋼筋套筒冷壓連接，它是將需連接的變形的鋼筋插入特制鋼套筒內，利用擠壓機使鋼套筒產生塑性變形，使它緊緊咬住變形鋼筋以實現連接。目前廣泛應用的鋼筋擠壓連接技術，有鋼筋徑向擠壓和鋼筋軸向擠壓兩種。

2.1.1 鋼筋徑向擠壓連接

鋼筋徑向擠壓連接是利用擠壓機徑向擠壓鋼套筒，使套筒產生塑性變形，套筒內壁變形嵌入鋼筋變形處，由此產生抗剪力來傳遞鋼筋連接處的軸向力。徑向擠壓連接適用于直徑20～40mm的帶肋鋼筋的連接。套筒之間凈距要求不小于25mm，鋼筋應符合國家標準《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GBI499-91）的規定。連接鋼套筒，其抗拉強度ft≥460N/mm2，屈服強度fy≥310N/mm2，伸長率δ≥20%，套筒的設計屈服承載力和極限承載力一般應比鋼筋的標準屈服承載力和極限承載力大10%以上。

2.1.2 鋼筋軸向擠壓連接

軸向擠壓連接是用擠壓和壓模對鋼套筒和插入的兩根鋼筋沿其軸線方向進行擠壓，使鋼套筒產生塑性變形與變形鋼筋咬合而進行連接。它用于同直徑或相差一個型號直徑的鋼筋連接。鋼套筒材質應符合GB5310-85標準的優質碳素結構要求，與鋼筋直徑要配套。擠壓用設備，有擠壓機、超高壓泵站等。鋼筋軸向擠壓連接，一般采用預先壓接半個鋼筋接頭，運往作業地點后再擠壓連接另半個鋼筋接頭。鋼筋軸向擠壓連接的質量檢查，與鋼筋徑向擠壓連接相同。

2.2 鋼筋錐螺紋套管連接

鋼筋錐螺紋套管連接的鋼套管內壁在工廠專用機床上加工有錐螺紋，有用于連接Ⅱ、Ⅲ級鋼直徑16～40mm同徑、異徑鋼筋連接用的鋼套管。鋼筋的對接端頭也在鋼筋套絲機上加工有與套管匹配的錐螺紋。鋼筋連接時，經對螺紋檢查無油污和損傷后，先用手旋入鋼筋，然后用扭矩板手緊固至規定的扭矩后即完成。這種鋼筋連接全靠機械力保證，無明火作業，無焊接接頭存在的受材料可焊性影響、氣孔、裂紋、對中性差、質量不穩定等缺點，而且施工速度快。根據我國試驗和使用的結果，證明這種機械連接，其抗拉或抗壓強度，均能滿足為鋼筋屈服強度fy的1.25倍的要求。

3 模板工程施工

模板是保證工程結構外形和尺寸的關鍵，而混凝土對模板的側壓力是確定模板尺寸的依據。大體積混凝土采用泵送工藝，其特點是速度快，澆筑面集中，不可能同時將混凝土均勻地分送到澆筑混凝土的各個部位，而使某一部分的混凝土升高很大，然后再移動輸送管，依次澆筑另一部分的混凝土。因此采用泵送工藝的大體積混凝土的模板應根據實際受力狀況，對模板和支撐系統等進行計算，以確保模板體系具有足夠的強度和剛度。

高層建筑基礎大體積混凝土結構墊層面積較大，墊層澆筑后其面層不可能在同一水平面。因此宜在基礎鋼模板下端統長鋪設一根50mm×100mm小方木，用水平儀找平，以確保基礎鋼模板安裝后其上表面能在同一標高上。另外沿基礎縱向兩側及橫向于混凝土澆筑最后結束的一側，在小方木上開設50mm×300mm的排水孔，以便將大體積混凝土澆筑時產生的泌水和浮漿排出。箱形基礎的底板模板，多將組合鋼模板按照模板配板設計組裝成大塊模板進行安裝，不足處以異形模板補充。模板要支撐牢固，防止在混凝土側壓力作用下產生變形。有的工程基礎底板邊線距離支護樁很近，難以支設模板，其底板側模可用砌磚模代替。然而用磚砌模板混凝土澆筑后無法檢查混凝土的澆筑質量，因此事先要與有關質量檢查部門聯系并取得許可。

4 混凝土工程施工

高層建筑基礎大體積混凝土用量巨大，宜用商品混凝土，利用混凝土泵車進行澆筑。混凝土泵型號的選擇，主要根據單位時間需要的澆筑量及泵送距離。如基礎尺寸不很大，用布料桿直接澆筑時，宜選用帶布料桿的混凝土泵車。否則，需布管的采用一次接長至最遠處、邊澆邊拆的方式。

由于泵送混凝土的流動性大，如基礎厚度不很大，多斜面分層循序推進、一次到頂。這種自然流淌形成斜坡的混凝土澆筑方法，能較好地適應泵送工藝。混凝土的振搗也要適應斜面分層澆筑工藝，一般在每個斜面層的上、下各布置一道振動器。上面的一道布置在混凝土卸料處，保證上部混凝土的搗實。

下面一道振動器布置在近坡腳處，確保下部混凝土密實。隨著混凝土澆筑的向前推進，振動器也相應跟上。

大流動性混凝土在澆筑和振搗過程中，上涌的泌水和浮漿順混凝土坡面流到坑底，混凝土墊層在施工時已預先留有一定坡度，可使大部分泌水順墊層坡度通過側模底部預留孔排出坑外。少量來不及排除的泌水隨著混凝土向前澆筑推進而被趕至基坑頂部，由模板頂部的預留孔排出。當混凝土大坡面的坡腳接近頂端模板時，改變混凝土澆筑方向，即從頂端往回澆筑，與原斜坡相交成一個集水坑，另外加強兩側模板處的混凝土澆筑強度，這樣集水坑逐漸在中間縮小成水潭，用軟軸泵及時排除。采用這種方法基本上排除了最后階段的所有泌水。

高層建筑大體積混凝土的表面水泥漿較厚，在澆筑后要進行處理。一般先初步按設計標高用長刮尺刮平，然后在初凝前用鐵滾筒碾壓數遍，再用木蟹打磨壓實，以閉合收水裂縫，經12h左右再用塑料薄膜和草袋覆蓋充分澆水濕潤養護。

參考文獻：

[1] 趙志絡，趙帆.高層建筑施工[M].北京：中國工業出版社，1997.

[2] 鋼筋混凝土結構設計規范編寫組.鋼筋混凝土結構設計規范（GBJ10-89）[S].1989.

[3] 國家建委建筑科學研究院主編.鋼筋混凝土結構研究報告選集[M].北京：中國建筑工業出版社，1997

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