超高層建筑大體積混凝土施工技術

湯延山

摘 要 大體積混凝土施工技術對于超高層建筑質量有著重要影響，直接關系到施工質量，混凝土技術會因操作不到位誘發混凝土裂縫。在施工建設過程中，為避免出現混凝土裂縫，必須嚴格控制混凝土材料的抗滲與強度指標，注意混凝土硬化期間的內外溫差，對大體積混凝土技術施工技術加強管理監督。此次研究結合實際工程案例分析大體積混凝土施工特點，詳細介紹施工技術與質量管控內容。

關鍵詞 超高層建筑 大體積混凝土 混凝土配比

中圖分類號：TU974 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）06-0022-02

在社會經濟快速發展過程中，響應提升了工程建設技術的發展，出現了一大批高層和超高層建筑。該類建筑施工期間需要應用大體積混凝土技術，混凝土澆筑面積大，需要進行連續施工。大體積混凝土在與水融合過程中會產生大量的熱量，若不采取措施進行規范管理，將造成施工過程中混凝土因溫度差形成裂縫、收縮裂縫等施工隱患，影響整體高層建筑施工質量。為了提高整體工程建設質量，必須考慮多方面因素，減少裂縫生成。

1 工程概況

龍光國際廣場項目工程總用地面積：26666.35m2，總建筑面積：285149.26m2。地下4層，地上1#塔樓58層，高度249.7米，2#塔樓36層，高度176米，地下室埋深18米，鋼筋及非實體材料的消耗均超過一般項目體量。同時，工程施工將跨越三個雨季施工，且南寧年平均降雨量達到1310mm，給本來工期就不富裕且工程量巨大的工程工期目標實現帶來了挑戰。[1]

2 大體積混凝土施工范圍

此次所建造的混凝土結構建筑，最小尺寸約為1m，在施工過程中，會由于水泥水化熱反應，加大混凝土內外溫差，從而出現裂縫的混凝土。本工程基礎底板1#、2#塔樓筏基礎厚度為2.7m（局部厚度為1.2m），承臺厚度為3m，地下車庫底板厚度為0.6m。預計該工程中，大體積混凝土施工范圍包含10000m2。建筑抗震設防烈度為6級，采用減沉樁筏板基礎，底板厚度為2700mm、局部1200mm，承臺厚度為3m，底板砼型號：1#樓為C50，抗滲等級P10。2#樓為C50，抗滲等級P8。

3 施工方案

3.1 原材料

在基礎底板施工期間，為避免出現混凝土裂縫，需要選用普通硅酸鹽水泥，避免產生明顯水化熱反應。礦粉添加量控制為水泥使用量的40%。采用優質粉煤灰，添加量控制為水泥使用量的25%。采用抗裂泵送劑作為外加劑，添加量為水泥用量的3%，選用低堿混凝土膨脹劑使用量為水泥用量的16%。

3.2 混凝土配比

3.2.1 混凝土配比計算

確保混凝土各部分原材料質量符合施工標準后，需要按照配比公式計算或者進行實驗，利用科學理論確定超高層建筑各個部位使用的混凝土重量和施工配比。

在閥板基礎及水坑和成本采用抗滲混凝土，水交比為0.42，砂率為48%。水泥、砂石、粉煤灰、水的配合比分別為1：3.74、1：2.72、1：0.24、1：0.52。坍落度設計值為160-180mm，實際檢測塌落度為180mm，保水性、和易性良好。[2]

3.2.2 混凝土配比控制技術注意事項

進行超高建筑建設之前，需要測量整體建筑的高度，底面積，寬度等數據，結合建筑情況選擇符合建筑需求的原材料進行施工。超高建筑采用的是大體積混凝土施工技術，混凝土中最重要的組成成分水泥會影響到施工質量和使用性能。因此在配置混凝土時，需要考慮水泥的綜合性質例如流動性、強度、抗壓程度，初凝和終凝時間進行選擇，水泥與其他組成材料均需要按照其物質特性進行妥善保管。混凝土中骨料成分起到支撐或填充作用的顆粒狀松散材料，按顆粒直徑分為細骨料和粗骨料。對于細骨料來說，需要配備質量較好的中粗砂（砂細度模數在1.6-3.7），使砂質量占總體砂石質量百分比為43%之內，對砂石粘連泥土量進行嚴格控制，盡量清理掉過多泥土，否則會造成混凝土裂縫。對于粗骨料來說，盡量選擇顆粒直徑較大的原材料，保障質量良好，對于粗骨料中碎片，針狀細石顆粒進行篩選挑除，防止產生施工隱患。在混凝土技術施工期間，可以根據施工情況添加一些化學用劑或者粉煤灰等，用以改善混凝土性能。[3]

3.3 混凝土攪拌、運輸

對于基礎底板施工來說，澆筑施工量比較多。如果應用攪拌機施工，則堅決不能強硬攪拌。同時，對混凝土原材料進行控制，確保混凝土供應符合施工建設要求。對于混凝土運輸來說，單程運輸時間一般為1小時，運輸期間若產生離析現象，應當加快攪拌速率。

3.4 大體積混凝土施工工藝

將大體積混凝土應用到基礎底板中，承臺混凝土、核心筒閥板混凝土對于施工強度的要求不一樣，相應加大混凝土澆筑難度。為避免出現溫度裂縫和施工冷縫，施工采用間歇式澆筑工藝。

分層澆筑原則如下：混凝土澆筑期間必須設置皮桿數;對于核心筒區域來說，必須確保閥板混凝土澆筑高度在500mm，承臺混凝土則為500mm。整個工程施工應用甩槎澆筑工藝，所以混凝土的澆筑長度，都必須大于上一層，直至完成所有混凝土澆筑。

采用泵車分別澆筑核心筒位置的閥板混凝土，完成澆筑后，按照逆時針方向澆筑承臺混凝土。完成承臺混凝土澆筑之后，整個澆筑量為100立方米，澆筑時間控制在2小時以內。首層混凝土未初凝，再次澆筑核心筒區域的第2層發拌混凝土。由于工程項目采用甩槎分層澆筑法，如果核心筒區域閥板混凝土未凝結，則核心筒、閥板、承臺混凝土均需要應用間歇式交叉澆筑法。

3.5 高性能混凝土施工技術

本工程混凝土強度等級最高為C60P10，通過與當地攪拌站聯合研發，合理選擇外加劑、膠結材料，優化混凝土配合比，以此減小混凝土屈服應力，加大混動性。同時，還可以確保混凝土的塑性黏度，確保骨料在水泥漿中處于懸浮狀態，避免產生泌水、離析問題，確保混凝土流動性，使混凝土可以有效填充模板內的空間，形成均勻的凝膠結構。成功解決了模板內鋼筋密度大不易澆筑的難題。

3.6 大體積混凝土澆筑的注意事項

第一，在振搗施工中，應當確保振搗插入點布設均勻，遵循快插慢拔和層層搭扣原則。

第二，在澆筑水平層時，應當避免混凝土長時間擱置。待至混凝土初凝時，再澆筑下一層混凝土。

第三，混凝土初凝之前，及時開展二次振搗與抹面處理，以此減少沉降，避免產生收縮裂縫。同時，通過此種方式還能夠避免混凝土收縮，增加鋼筋縫隙，以此加強混凝土與鋼筋的連接效果。

第四，混凝土澆筑期間會出現泌水問題，在施工時應當在表面設置坡度，確保泌水可以流入到后澆帶集水坑內，通過集水坑排放到基坑外。[4]

4 大體積混凝土質量控制

4.1 裂縫控制

在混凝土施工期間，若約束應力超過抗拉強度，就會出現裂縫。為了防止出現收縮裂縫和溫度裂縫，必須優化配合比、澆筑溫度、極限拉伸強度，聯合工程特點與施工方法，采取以下質量控制措施：第一，選擇低水化熱的硅酸鹽水泥，嚴格控制混凝土強度。應用減水劑，可以避免混凝土產生大量水化熱反應;第二，在開展基礎底板施工時，應當避免產生干縮裂縫、溫度收縮裂縫。按照水泥含量的6%添加膨脹劑，抵消硬化干縮拉應力，補償收縮應力;第三，適當投加抗裂泵送劑，加強混凝土防裂性能，提升極限抗拉強度。第四，為了延緩混凝土初凝時間，可以應用緩凝劑，確保混凝土初凝時間控制在8h內。

4.2 施工工藝質量控制

第一，對于基礎閥板、承臺來說，混凝土澆筑施工應用甩槎水平澆筑法，以此減少溫度裂縫和施工冷縫。

第二，控制混凝土澆筑速度，避免產生大量水化熱反應，減少溫度應力。

第三，通過二次振搗工藝，能夠提升混凝土密實度。采用二次抹面處理，可避免出現收縮裂縫。

第四，為了使混凝土澆筑約束應力降低，減少裂縫，需要減緩降溫速率，控制混凝土內外溫度差。

4.3 保溫覆蓋措施

大體積混凝土澆筑過程中極易產生水化熱反應，從而導致混凝土上部溫度與環境溫差超過20℃，需要將塑料膜覆蓋在混凝土表面，避免混凝土內外部溫度差過大。通過此種方式還可以進行混凝土養護處理，養護時間控制在14天。在整個養護過程中，工程人員應當檢查混凝土完整情況，以此確保混凝土質量。在拆除保溫覆蓋層時，嚴格按照分層拆解順序。如果混凝土內外部溫度差小于20℃，將保溫覆蓋層拆除。

4.4 混凝土測溫

對于大體積混凝土來說，必須嚴格控制內外部溫差，并做好環境溫度測試，以此掌握混凝土溫度，減少表面裂縫。在混凝土澆筑后3小時，工程人員需要進行測溫，在第一養護階段，需要每相隔兩小時進行一次測溫。在第二養護階段，需要每相隔6小時進行測溫。在測試區域內，應當按照平面分層原則布設測試點，全面反映出底板的溫度變化。整個監測過程中，應當保證混凝土內外部溫差小于25℃，混凝土降溫速率小于2℃/d，入模溫升值小于50℃。

5 結語

綜上所述，超高層建筑大體積混凝土施工會對整體工程質量造成影響，在實際施工中，應當確保混凝土強度與抗滲性能，優化設計材料配比，完善整個施工工藝，并做好保溫覆蓋與測溫工作，以此減少混凝土裂縫，加強施工質量。

參考文獻：

[1] 毛旭，王巧南，張立國，張雪松，林成棟.城市中心超高層建筑底板大體積混凝土溜管澆筑施工技術[J].混凝土，2019，12（10）：100-106.

[2] 田智，黃達琦.超五米厚筏板基礎大體積混凝土施工內部溫升控制分析與研究[J].智能城市，2017，03（11）：32-36.

[3] 古錚，李盛，劉亞朋，王起才，馬莉，于本田.超高層筏板基礎大體積混凝土溫度場分布現場試驗研究[J].材料導報，2018，32（S2）：446-451.

[4] 丁威，陳星，徐璐瑤，胡棟良，雷濤.高強度混凝土——鋼板組合剪力墻混凝土裂縫檢測分析[J].建筑技術，2018，49 （10）：1114-1117.