高層建筑超厚底板大體積混凝土施工技術(shù)研究

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【摘 要】隨著建筑高度不斷提升，對高層建筑基礎(chǔ)的要求也越來越高。底板大體積混凝土作為基礎(chǔ)的主要承重結(jié)構(gòu)，對于高層建筑的基礎(chǔ)承載力起到了至關(guān)重要作用。隨著建筑高度的不斷增加，基礎(chǔ)底板混凝土厚度也隨之不斷增加。但是由于混凝土材料的獨(dú)特特性，當(dāng)?shù)装寤炷梁穸仍黾拥揭欢ǔ潭葧r，會出現(xiàn)大量的溫度應(yīng)力裂縫。本文根據(jù)多年施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及對混凝土施工技術(shù)的理論分析，關(guān)于超厚底板混凝土的施工提出了幾點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】高層建筑 施工技術(shù) 溫度裂縫 大體積混凝土 超厚底板

1概述

近些年來，由于我國的經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，我國的建筑業(yè)得到了迅速的發(fā)展。大量的高層建筑在全國各地的使用日趨廣泛。但是超厚混凝土底板作為高層建筑的主要承重結(jié)構(gòu)，即是建筑結(jié)構(gòu)中的重點(diǎn)部位也是施工過程中的難點(diǎn)部位[1]。超厚型底板的施工過程中由于大體積混凝土的施工難度大，極易形成溫縮裂縫[2]。如何有效的減少大體積混凝土底板出現(xiàn)溫縮裂縫是當(dāng)今建筑工程中的重要研究課題。由于大體積的混凝土結(jié)構(gòu)在進(jìn)行澆筑時會產(chǎn)生大量的水化熱[3]，迅速增加的水化熱會直接導(dǎo)致溫差的增大[4]，溫差的增大會直接導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫?，F(xiàn)有關(guān)于防止大體積混凝土的主要方法為采用保溫與蓄水養(yǎng)護(hù)的方法降低溫差梯度，從而減少溫差裂縫的產(chǎn)生[5]。但是由于高層建筑大體積底板的質(zhì)量要求較高以及結(jié)構(gòu)重要性等原因，現(xiàn)有的技術(shù)難以滿足高層建筑對大體積超厚底板的質(zhì)量要求。本文分別從模板、鋼筋以及混凝土三個方面進(jìn)行了相關(guān)的理論研究，從而對超厚底板大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)論述：

（1）通過對唯象理論進(jìn)行相關(guān)研究，提出了大體積混凝土施工技術(shù)中導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫縮裂縫的主要原因；

（2）根據(jù)溫縮裂縫的主要產(chǎn)生原因，結(jié)合具體實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)中的技術(shù)總結(jié)，提出了可以有效方法大體積混凝土施工中防止產(chǎn)生溫縮裂縫的技術(shù)措施。

2、大體積超厚混凝土底板施工技術(shù)研究

現(xiàn)有的高層建筑由于自身結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，在基礎(chǔ)部位大量采用超厚底板作為主要的承重結(jié)構(gòu)。這一類的大體積混凝土結(jié)構(gòu)由于自身抗壓強(qiáng)度較大，一般情況下不會因?yàn)橥饬Χa(chǎn)生裂縫。溫縮裂縫則會在混凝土受到嚴(yán)重的傷害。對實(shí)際施工過程中大體積超厚底板混凝土的具體施工技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究，可以找到導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)溫縮裂縫的主要原因。

2.1大體積混凝土底板模版工程施工技術(shù)特點(diǎn)研究

混凝土結(jié)構(gòu)的外形與尺寸能否滿足設(shè)計(jì)要求主要取決于模板的實(shí)際施工質(zhì)量。特別是現(xiàn)在的高層建筑施工大多數(shù)采用泵送混凝土進(jìn)行施工，泵送混凝土施工具有流動性大、澆筑面集中以及澆筑速度快等幾個特點(diǎn)。所以常規(guī)模板不能有效的滿足施工技術(shù)需要，針對泵送混凝土這一施工技術(shù)，模板設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際受力狀況進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)力計(jì)算，保證模板的剛度與強(qiáng)度滿足施工要求。

2.2大體積混凝土底板鋼筋工程施工技術(shù)特點(diǎn)研究

由于大體積混凝土底板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大等特點(diǎn)，直接決定了鋼筋工程的復(fù)雜。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對于大體積超厚底板混凝土的鋼筋工程施工技術(shù)有以下幾點(diǎn)建議：

（1）設(shè)立由型鋼制作的鋼筋支架，借助鋼筋支架支撐上層鋼筋。采用這種技術(shù)可以有效的防止在澆筑過程中鋼筋籠發(fā)生的變形；

（2）由于大體積混凝土之間易產(chǎn)生不均衡力，這些不均衡力會直接導(dǎo)致鋼筋籠的損壞，從而降低底板質(zhì)量。采用鋼筋擠壓連接可以有效的減少鋼筋籠的損壞；

（3）采用工廠化施工，再工廠內(nèi)采用工業(yè)制造的方式對鋼筋重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行制造，在實(shí)際施工時將構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行組裝。采用這種方法可以保證鋼筋工程質(zhì)量并降低現(xiàn)場管理難度。

2.3大體積混凝土底板混凝土澆筑施工技術(shù)特點(diǎn)研究

由于大體積混凝土底板工程施工中混凝土的澆筑大多數(shù)條件下采用的是商品混凝土。所以對于商品混凝土的澆筑施工進(jìn)行相應(yīng)的施工管控直接決定了大體積混凝土底板的澆筑質(zhì)量。根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，針對現(xiàn)有施工技術(shù)現(xiàn)提出了以下幾點(diǎn)施工技術(shù)改進(jìn)措施：

（1）在進(jìn)行相應(yīng)的混凝土底板澆筑時，可以將攪拌車、混凝土攪拌機(jī)以及混凝土泵車進(jìn)行位置固定。簡化調(diào)度難度，增加工作效率；

（2）采用多斜面分層澆筑法進(jìn)行澆筑，并一次澆筑至頂。采用這種澆筑施工技術(shù)可以有效的利用混凝土的流動性；

（3）在混凝土底板澆筑到頂部時，改變澆筑辦法方向，借助混凝土自身流動性形成相應(yīng)的積水潭，再采用相應(yīng)的軟泵將水排出?？梢杂行У慕档突炷撩谒?。

3大體積超厚混凝土底板防裂技術(shù)研究

針對大體積混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫的主要發(fā)展機(jī)理是由于溫縮應(yīng)變產(chǎn)生的。根據(jù)上述的施工經(jīng)驗(yàn)雖然可以有效的防止溫縮裂縫的發(fā)展，但是仍然不能滿足高層建筑對底板混凝土質(zhì)量的要求。通過對以上防裂措施的研究與改進(jìn)，對大體積超厚混凝土地板的防裂措施進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)研究。得到了有效防止裂縫產(chǎn)生的技術(shù)措施。

3.1減小混凝土極限拉伸值與收縮

減小混凝土產(chǎn)生溫縮裂縫的關(guān)鍵問題在于減小混凝土的收縮值以及拉伸值。根據(jù)現(xiàn)有混凝土材料特性進(jìn)行的相關(guān)研究采用以下措施可以有效減小混凝土的拉伸與收縮值：

（1）改進(jìn)混凝土配合比從而降低混凝土的收縮與拉伸值。特別是降低混凝土收縮值，可以有效的減小溫縮裂縫的產(chǎn)生；

（2）在進(jìn)行二次振搗時，采用熱振搗的方式進(jìn)行相應(yīng)的振搗施工。即將運(yùn)轉(zhuǎn)的震動棒依靠自身重力作用插入混凝土中進(jìn)行相應(yīng)的振搗，人工調(diào)整震動棒的振動位置，依靠震動棒自身重力緩慢下沉至混凝土下層；

（3）在進(jìn)行混凝土振搗之前校驗(yàn)振搗系數(shù)，保證有效的振搗效果。由于混凝土材料特性不同會導(dǎo)致振搗系數(shù)出現(xiàn)較大差異，建議在進(jìn)行振搗施工前取用同批次混凝土進(jìn)行相應(yīng)的振搗試驗(yàn)，測量振搗系數(shù)，保證振搗效果。

3.2調(diào)整邊界約束以及相應(yīng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)

由于邊界原因以及構(gòu)造設(shè)計(jì)是導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)溫縮裂縫的主要原因，所以對邊界約束以及構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整可以有效的減小大體積混凝土出現(xiàn)溫縮裂縫的技術(shù)措施。根據(jù)常年施工經(jīng)驗(yàn)以及理論研究成果的總結(jié)可以得到以下幾點(diǎn)措施：

（1）施工設(shè)計(jì)時對澆筑工作進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，減小轉(zhuǎn)角以及空洞等設(shè)計(jì)數(shù)量，盡量在滿足承載力要求的前提下避免出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象。如果無法有效避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，就在變截面處增加鋼筋數(shù)量的布置，增大有效的抵抗力；

（2）由于溫縮應(yīng)力具有一定的傳導(dǎo)性，所以可以在相應(yīng)的施工過程中設(shè)置應(yīng)力緩和溝，這樣的措施可以有效的減小溫縮應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的損壞，有效的降低由于溫縮應(yīng)力而產(chǎn)生的張拉應(yīng)力；

（3）合理設(shè)置結(jié)構(gòu)間的滑動層：由于邊界條件的約束會導(dǎo)致超厚大體積混凝土，特別是超厚大體積底板混凝土在發(fā)生溫縮變化時，由于約束力轉(zhuǎn)化為內(nèi)部張拉力，而導(dǎo)致的溫縮裂縫大量出現(xiàn)。所以在澆筑前可以在外約束的兩端澆筑熱瀝青作為滑動層，通過滑動層的緩沖作用以有效的減小溫縮應(yīng)力，從而有效的削減溫縮裂縫出現(xiàn)的情況。

4 結(jié)語

本文通過對混凝土產(chǎn)生溫縮裂縫的主要原因進(jìn)行分析，并針對高層建筑中大體積超厚混凝土底板結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的溫縮應(yīng)力研究。研究得到了針對高層建筑中大體積混凝土底板結(jié)構(gòu)中有效防止溫縮裂縫產(chǎn)生的技術(shù)。并結(jié)合主要技術(shù)措施進(jìn)行相關(guān)的理論分析，在設(shè)計(jì)與理論方面提出了防止高層建筑大體積超厚底板混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫縮裂縫的實(shí)際施工技術(shù)措施。

參考文獻(xiàn)：

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[4]趙志縉，趙帆.高層建筑施工.1997.

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