高层建筑大体积混凝土施工技术分析

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　　摘要：随着房地产业的蓬勃发展，高层建筑在城市中越来越普遍，成为城市建筑的主体，而高层建筑对混凝土的施工技术提出了更大的要求。高层建筑的底板厚度更厚，底板由于温度应力容易产生裂缝，因此对高层建筑超厚底板大体积混凝土施工技术进行探究，有着十分深刻的工程意义。下文我们先介绍混凝土浇筑的方式和流程，再分析大混凝土裂缝的危害，最后提出防止裂缝的措施。
　　关键词：高层建筑；大体积混凝土；施工技术
　　中图分类号：TV544+.91文献标识码：A文章编号：
　　
　　
　　1.混凝土浇筑方式和流程介绍
　　混凝土的施工可根据一次浇注方量、浇注种类、混凝土供应情况、气温、机械及人员等情况，每个自然层采取分两次浇注或一次性浇注的方法。其具体方式和流程如下：
　　浇注顺序：按结构实际部位，以每个自然层作为一个施工段，即柱、核心筒墙、梁、板混凝土一次性浇筑。混凝土浇筑顺序：浇筑核心筒墙→浇筑柱混凝土→浇筑梁、板混凝土，同时要注意不同标号的砼浇筑划分。
　　体结构中每个自然层作为两个施工段：浇筑柱、核心筒墙混凝土(混凝土浇至梁底向上 15mm 处)→安装梁、模板，梁板钢筋工程+浇筑梁、板混凝土。
　　按照流水施工段划分，分段浇筑，待砼沉实后再浇筑顶部梁板。经实验室确认，砼终凝时间10h左右，每小时砼的输送量为20m3，所以每层每段浇筑量不得大于200m3，并根据浇筑现场实际情况及时调整，保证第一层砼按期覆盖。
　　2.大体积混凝土裂缝的涵义及危害
　　在工业与民用建筑结构中，一般现浇的连续墙式结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起裂缝的结构，通称为“大体积混凝土结构”。大体积混凝土具有结构厚大、浇筑量大，施工条件复杂，且多为现浇超静定结构，施工技术和质量要求较高等特点。因此，除了必须具有足够的强度、刚度、稳定性以外，还应满足结构的整体性与耐久性要求。大体积混凝土裂缝的危害主要有：
　　2.1影响建筑物的功能
　　大体积混凝土结构多为地下连续墙、筏板、箱型基础等，所以开裂后的主要问题之一就是地下室的渗漏问题，这个问题往往又不容易处理，给结构物的使用带来一些附加影响，比如结构的修补堵漏，不但处理困难、花费巨大，而且延长了工程的交付使用时间，降低了结构的使用功能。有时甚至会因为在结构物的使用过程中多次堵漏，出现堵漏成本高于土建成本的现象。
　　2.2降低了建筑结构的刚度
　　裂缝尤其是贯穿性裂缝的出现会使结构（比如基础筏板）的刚度降低，从而影响到结构物功能的正常发挥。
　　2.3影响混凝土的耐久性
　　裂缝的出现使侵蚀性介质容易进入混凝土内部，使钢筋锈蚀，混凝土腐蚀、碳化，损坏混凝土的表面，使混凝土的强度降低，进而影响混凝的耐久性。
　　3.防止大体积混凝土裂缝的措施
　　材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩，具体措施如下。
　　3.1优选原材料
　　3.1.1 水泥
　　由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，或者在保证强度等级的条件下尽量减少水泥用量。
　　3.1.2 掺加粉煤灰
　　为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把部分水泥用粉煤灰代替，掺入粉煤灰主要有以下作用：
　　（1）由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量17%～35%，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；
　　（2）由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；
　　（3）同时，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。
　　值得一提的是，由于粉煤灰的比重较水泥小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的掺合料较多，强度较低，表面容易产生塑性收缩裂缝。因此，粉煤灰的掺量不宜过多，在工程中我们应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。
　　3.2加入外加剂
　　加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能会产生以下影响：
　　3.2.1减水剂对混凝土开裂的影响
　　减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的。
　　3.2.2缓凝剂对混凝土开裂的影响
　　缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率，二是改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失。
　　3.2.3引气剂对混凝土开裂的影响
　　引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在这里值得注意的是：外加剂不能掺量过大，否则会产生负面影响，在GB8076～1977中规定，掺有外加剂的混凝土，28d的收缩比不得大于135%，即掺有外加剂的混凝土收缩比基准混凝土的收缩不得大于35%。
　　3.3采用合理的施工方法
　　3.3.1 混凝土的拌制
　　在混凝土拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度。要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施：一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。
　　3.3.2混凝土浇注、拆模
　　（1）混凝土浇注过程质量控制。浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，-浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。
　　（2）浇注时间控制。尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。
　　（3）混凝土拆模时间控制。混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。
　　3.3.3做好表面隔热保护
　　大体积混凝土的温度裂缝，主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇注后，由于内部较表面散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，但是这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大 ，引起裂缝。另外，当日平均气温在2～3d内连续下降不小于6～8℃时，28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。
　　3.3.4养护
　　混凝土浇注完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒罐，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇注完毕后12～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。
　　3.3.5通水冷却
　　若是在高温季节施工，则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰值，但注意，通水时间不能过长，因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。为了削减内外温差，还应在夏末秋初进行中期通水冷却，中期通水一般采用河水，通水历时两个月左右。后期通水是使混凝土柱状块达到接缝灌浆的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相结合的方案。
　　4.总结语
　　高层建筑大体积混凝土施工是一个系统的工程。不仅要求采取技术措施，同时还要求具备组织措施和管理措施。大体积混凝土施工问题十分复杂，涉及到岩土、结构、建筑材料、施工、环境等多专业、多学科。并且随着各种新材料的不断涌现，各种检测手段的不断发展，对大体积混凝土施工技术的研究也在不断更新变化。目前，相关规范条文的覆盖面还不够完善，很多工程实践中的问题只能依靠经验，还缺乏理论依据，因概念模糊而导致工程事故的屡见不鲜。因此，对高层建筑大体积混凝土工程施工技术的研究任重而道远。

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