超高圓柱施工技術(shù)研究

顧昊

【摘 要】本文結(jié)合工程實例，對大體積超高圓柱的施工進行了探討，并總結(jié)大體積超高砼圓柱的模板、砼澆筑的施工方法，為類似工程的施工提供了借鑒。

【關(guān)鍵詞】大體積；超高；圓柱；質(zhì)量控制

0.工程概況

該工程，總用地面積約10萬平方米，總建筑面積約14萬平方米。建筑物共分4區(qū)，共有展廳8個，展廳層高11米。建筑物結(jié)構(gòu)型式采用普通鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁板樓蓋。每個分區(qū)展廳的基本單元尺寸126m×86m，展廳部分柱距30m×18m，主要柱截面尺寸有φ2000、φ1800等。一、二層展廳柱高11米，三層展廳柱高達22.88米。

1.施工部署

由于柱體的高度大，若一次澆筑成型，則對鋼筋、模板的安裝和混凝土的澆筑造成一定的難度，且難以保證施工質(zhì)量。因此對大圓柱的施工采取分段安裝澆筑的方法，不但可加快施工進度，減少周轉(zhuǎn)料的投入，并且可保證施工質(zhì)量。

對于層高11米的圓柱，沿高度均分2段，即從底板起第一次澆筑4.5米，第二次澆筑4.5米，剩余部分和梁板一起澆筑。

層高22.88米的圓柱，沿高度均分5段，即從二層展廳樓板起，每隔4.5米作為一段澆筑，剩下的澆筑至梁底下30cm處，最后從梁底至板面一起澆筑。

2.圓柱的質(zhì)量控制

考慮到φ2000圓柱的支模高度及混凝土澆筑的特點，本文以圓柱模板安裝及混凝土澆筑為關(guān)鍵控制內(nèi)容進行闡述。

2.1模板的質(zhì)量控制

圓柱模板采用2片半圓形定型組合鋼模板，每段圓柱模板安裝高度為4800mm，由兩個3000mm高的半圓鋼模疊加兩個1500mm高的鋼模，用兩個300mm高的半圓鋼模套環(huán)進行接駁，套環(huán)起到連接上下鋼模的作用。待套環(huán)以下的圓柱混凝土達到規(guī)定的拆模強度后，可以將4500mm高的圓柱鋼模拆除，直接套進套環(huán)里。

將鋼模板用塔吊逐個吊放到安裝位置，從下而上逐個進行拼裝，對準接口后逐個壓緊模板螺栓，柱模拼裝時對拼縫緊密程度嚴格控制，相鄰兩模板表面高低差控制在1mm以內(nèi)，以保證內(nèi)部混凝土密實，表面光滑平整。

在圓柱模板底部四周預(yù)留φ20地錨鋼筋，露出地面約100mm。四根斜撐鋼管在距柱邊2500mm位置，與地面呈≤60°夾角設(shè)置，柱腳底鋼模加設(shè)四根橫向可調(diào)支撐，在水平方向按90°夾角分開。柱模上安設(shè)四根纜繩，用法蘭螺絲緊固，并通過螺絲松緊纜繩來調(diào)整柱模的垂直，纜繩在水平方向按90°夾角分開，與地面以45°～60°夾角固定在樓板上。由于圓柱的高度大，每次垂直度的測量要以初始控制點為依據(jù)，防止積累誤差。

圓柱施工的操作平臺采用鋼管搭設(shè)而成，鋼管腳手架的搭設(shè)需考慮到翻模用的吊裝空間。柱身首段完成后，柱其它段的施工可以借助腳手架作穩(wěn)定，利用高支模水平桿端加頂托頂住鋼模板，以增強鋼模板與高支模的整體穩(wěn)定性。

2.2混凝土的質(zhì)量控制

2.2.1原材料、配合比的選擇

由于圓柱截面尺寸大且高，混凝土體積量大，在水泥水化熱作用下所放出的熱量使混凝土內(nèi)的溫度不斷上升，混凝土表面和內(nèi)部溫差很大，表面與內(nèi)部混凝土收縮不一致，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，而混凝土的早期抗拉強度和彈性模量很低，會造成混凝土的表面極易出現(xiàn)裂縫。這就要求混凝土和易性要好，而且要合理選擇混凝土的配合比，盡量選用水化熱低的水泥，在滿足設(shè)計強度要求、保證混凝土等級的前提下，盡可能減少水泥用量，使用適用的緩凝減水劑，降低水灰比，可降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內(nèi)部溫升，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。

2.2.2混凝土澆筑

由于圓柱的高度大，混凝土澆筑量多，混凝土的澆筑要分段進行，柱混凝土的分段澆筑按照前述施工部署進行，即：高度11m的圓柱分三次澆筑，高度22.88m的圓柱則分五次澆筑；圓柱混凝土必須澆筑至300mm高的套環(huán)一半的位置。

澆搗混凝土前，柱模板低口縫位用1：3水泥砂漿將其密封，復(fù)測柱模的平面軸線、垂直度（或斜柱的傾斜度）以及鋼筋保護層厚度。

澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)保證混凝土均勻密實不發(fā)生離析現(xiàn)象，澆筑時采用分層分段法澆筑混凝土，分層分段澆筑混凝土并振搗密實，可以使混凝土早期的水化熱能盡快散失。由于圓柱每次澆筑高度均超過3m，故在混凝土澆筑時，必須采用串筒進行下料。

泵送混凝土的施工節(jié)奏快、時間緊，如果混凝土振搗不密實，容易形成蜂窩，并形成各種受力裂縫的起點。柱混凝土澆筑使用插入式振動密實，振動器插點應(yīng)均勻排列，遵循快插慢拔的原則。每段獨立高柱的混凝土必須分層澆筑，500mm左右為一層振實，嚴禁一次到頂振搗。在混凝土澆筑后1～2h可對其進行復(fù)振，復(fù)振可提高強度5%～15% ，同時復(fù)振時混凝土液化還可愈合一些早期裂縫。

2.2.3 混凝土養(yǎng)護

溫度裂縫的產(chǎn)生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，要進行有效的控制，就必須進行科學(xué)預(yù)測，以保證控制的準確性。對溫度應(yīng)力的控制現(xiàn)場一般是進行溫控。在澆筑混凝土?xí)r，采用溫度傳感片和測溫儀，從澆筑開始測溫（包括入模溫度，環(huán)境溫度），并及時抹壓（特別是初凝前）和保溫保濕養(yǎng)護。澆筑完后根據(jù)溫控指標，及時調(diào)整保溫保濕養(yǎng)護條件。

柱身養(yǎng)護采用薄膜密封自然養(yǎng)護的方法，采用不透水、氣的塑料薄膜把柱身全部嚴密地覆蓋起來，在養(yǎng)護過程中保持薄膜內(nèi)有凝結(jié)水。養(yǎng)護期不得少于14天。

2.2.4溫度監(jiān)測

采用電子測溫儀器同時測量柱混凝土中心溫度與混凝土的表面溫度，測量混凝土中心溫度的測溫傳感器埋設(shè)在方柱截面的中心位置，測量混凝土表面溫度的測溫傳感器埋設(shè)在距混凝土表面50mm處。每四小時測溫一次，測溫14天。

溫度監(jiān)測控制要求：

（1）測溫點的布置必須具有代表性和可比性。測溫點采用預(yù)留測溫孔洞方法測溫，每個測溫點要布置上、中、下處的測溫探頭。

（2）測溫制度—測溫時間由混凝土入模到該溫度監(jiān)測點開始，先測試其混凝土入模時溫度，之后七天每四小時測一次，同時應(yīng)測大氣溫度。

（3）測溫工具的選用—測溫用JDC-2型電子測溫儀測溫，當發(fā)現(xiàn)溫差超過25°時，應(yīng)及時加強保溫（加蓋一層濕潤麻袋加薄膜）或延緩拆除保溫材料，以降低混凝土產(chǎn)生溫差應(yīng)力和避免出現(xiàn)裂縫。

3.結(jié)語

該工程，總用地面積約10萬平方米，總建筑面積約14萬平方米。建筑物共分4區(qū)，共有展廳8個，展廳層高11米。建筑物結(jié)構(gòu)型式采用普通鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁板樓蓋。每個分區(qū)展廳的基本單元尺寸126m×86m，展廳部分柱距30m×18m。

（1）針對圓柱高度大、混凝土澆筑量多的特點，合理采取分段安裝、澆筑的方法，不但可加快施工進度，減少周轉(zhuǎn)料的投入，并且可保證施工質(zhì)量。

（2）合理采用“二摻技術(shù)”，通過摻加緩凝早強減水劑、摻合料，使混凝土延緩水化熱峰值的出現(xiàn)及提高早期強度以增強混凝土的抗裂縫能力。

（3）合理選擇混凝土保溫方法，控制大體積混凝土內(nèi)部溫差防止裂縫產(chǎn)生，采用薄膜密封自然養(yǎng)護（必要時加蓋一層濕潤麻袋）方式，既能達到控制裂縫的目的，也可以節(jié)約材料，加快工期，具有優(yōu)越性。 [科]