高層建筑大體積混凝土施工的研究

李玉明 張磊

摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要，高層建筑已經(jīng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域應(yīng)用，高層建筑的施工一般避免不了大體積混凝土施工環(huán)節(jié)，然而大體積混凝土施工因其特性往往會(huì)給工程施工帶來(lái)難度，因此研究大體積混凝土的特性，并做好大體積混凝土施工對(duì)于高層建筑工程的建設(shè)十分重要，該文就從高層建筑大體積混凝土的特性、高層建筑大體積混凝土施工的常見(jiàn)問(wèn)題和原因分析以及高層建筑大體積混凝土施工要點(diǎn)做了簡(jiǎn)單闡述，可以給在高層建筑工程利用大體積混凝土施工的單位提供參考和建議。

關(guān)鍵詞：高層建筑；大體積；混凝土特點(diǎn)；施工要點(diǎn)

一、前言

隨著新時(shí)代發(fā)展以及城鎮(zhèn)化建設(shè)推進(jìn)，高層建筑已經(jīng)成為了人們新時(shí)代追求高質(zhì)量生活的必要需求。在高層建筑施工中，大體積混凝土已經(jīng)開(kāi)始逐步被廣泛應(yīng)用。由于體積變大，對(duì)于混凝土施工的尺寸和結(jié)構(gòu)在安全角度以及受力角度都帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，其可直接影響建筑工程的持久性和耐用性。特別是對(duì)于高層建筑的大體積混凝土施工，一旦一點(diǎn)出了問(wèn)題就會(huì)可能波及整體工程給其帶來(lái)不可估量的影響。因此掌握好高層建筑大體積混凝土的特性以及施工要點(diǎn)，對(duì)于建筑行業(yè)具有十分重要的意義。

二、高層建筑大體積混凝土的特性

混凝土簡(jiǎn)稱(chēng)為砼是一種廣泛應(yīng)用于土木工程的復(fù)合材料。其嚴(yán)格意義上是指某凝膠材料利用其膠性將集料膠合成一種整體工程復(fù)合材料。一般我們講的混凝土主要是以水泥作為凝膠材料，并用砂石作為集料并配以一定比例的水經(jīng)過(guò)攪拌進(jìn)而制成水泥混凝土，俗稱(chēng)混凝土。對(duì)于大體積混凝土其具備了以下諸多明顯的特點(diǎn)：1、從表象上看，其體積大，結(jié)構(gòu)大，占地面積也大；2、大體積混凝土受其結(jié)構(gòu)影響造成其所需連續(xù)澆注量較大，相比普通混凝土其對(duì)整體機(jī)構(gòu)性要求較高，因此當(dāng)其水化熱時(shí)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度高于普通混凝土；3、如果混凝土的厚度大于1500mm時(shí)，為了降低其水化熱給其結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不良影響，對(duì)于水平分層施工的設(shè)置就必須進(jìn)行從新考慮；4、在高層建筑施工領(lǐng)域，通常對(duì)于大體積混凝土機(jī)構(gòu)應(yīng)用于地下建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，因此受外界溫度變化相對(duì)較小，但是地下環(huán)境的特性給其帶來(lái)了潮濕性環(huán)境特點(diǎn)，因此對(duì)于大體積混凝土其防潮抗?jié)B性要求相比其他混凝土要求較高。

三、高層建筑大體積混凝土施工的常見(jiàn)問(wèn)題和原因分析

高層建筑特別是建筑頂層，由于建筑垂直位置較高，其受到空氣、溫度、濕度等變化因素幅度影響較大，再加之日曬風(fēng)速等影響給高層建筑大體積的混凝土施工帶來(lái)了諸多不便。而在諸多問(wèn)題當(dāng)中最為常見(jiàn)的也是最容易出現(xiàn)的便是裂紋的產(chǎn)生，裂紋產(chǎn)生的原因既有外部環(huán)境因素，同時(shí)也有材料本身和施工技術(shù)因素，總結(jié)起來(lái)可以分為三類(lèi)：1、材料裂紋，該問(wèn)題屬于材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，其主要是受砂石料中含有雜質(zhì)或泥土超量，或者采用了不合格安定性的水泥，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能達(dá)標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。2、溫度應(yīng)力裂紋，該裂紋是大體積混凝土最為常見(jiàn)的裂紋，受混凝土硬化過(guò)程影響，混凝土中的水泥成份水化時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱進(jìn)而導(dǎo)致其內(nèi)部溫度急劇上升，然而由于大體積混凝土的占地面積較大，其受到外部環(huán)境溫度影響的因素也就較大，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí)其溫度的拉應(yīng)力就會(huì)高于混凝土的抗拉強(qiáng)度，進(jìn)而產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂紋，一般當(dāng)大體積混凝土的內(nèi)外溫差達(dá)到25℃以上時(shí)該種裂紋極易出現(xiàn)；3、收縮性裂紋，一般情況下混凝土的用水量以及水泥用量會(huì)對(duì)混凝土的收縮量產(chǎn)生正比例影響，即混凝土的水泥用量越大其收縮量就越大，用水量越大其收縮量也越大，由于大體積混凝土在水泥用量和用水量上均較大，因此其收縮量也就越大進(jìn)而造成收縮性裂紋的產(chǎn)生。除上述因素外，混凝土的養(yǎng)護(hù)表面蒸發(fā)量如果過(guò)快也會(huì)導(dǎo)致其大體積混凝土裂紋的產(chǎn)生。

四、控制大體積混凝土裂縫的幾種措施

1.合理配筋

在構(gòu)造設(shè)計(jì)方面進(jìn)行合理配筋，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂有很大作用。工程實(shí)踐證明，當(dāng)混凝土墻板的厚度為400～600mm時(shí)，采取增加配置構(gòu)造鋼筋的方法，可使構(gòu)造筋起到溫度筋的作用，能有效提高混凝土的抗裂性能。配置的構(gòu)造筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。例如配置直徑6～14mm、間距控制在100～150mm。按全截面對(duì)稱(chēng)配筋比較合理，這樣可大大提高抵抗貫穿性開(kāi)裂的能力。進(jìn)行全截面配筋，含筋率應(yīng)控制在0.3%～0.5%之間為好。對(duì)于大體積混凝土，構(gòu)造筋對(duì)控制貫穿性裂縫作用不太明顯，但沿混凝土表面配置鋼筋，可提高面層抗表面降溫的影響和干縮。

2.設(shè)置滑動(dòng)層

由于邊界存在約束才會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，如在與外約束的接觸面上全部設(shè)置滑動(dòng)層，則可大大減弱外約束。如在外約束的兩端的1/4～1/5的范圍內(nèi)設(shè)置滑動(dòng)層，則結(jié)構(gòu)的計(jì)算長(zhǎng)度可折減約一半，為此，遇有約束強(qiáng)的巖石類(lèi)地基、較厚的混凝土墊層等時(shí)，可在接觸面上設(shè)置滑動(dòng)層，對(duì)減少溫度應(yīng)力將起到顯著作用?；瑒?dòng)層的做法有：涂刷兩道熱瀝青加鋪一層瀝青油氈；或鋪設(shè)10～20mm厚的瀝青砂；或鋪設(shè)50mm厚的砂或石屑層等。

3.設(shè)置應(yīng)力緩和溝

設(shè)置應(yīng)力緩和溝，即在結(jié)構(gòu)的表面，每隔一定距離（一般約為結(jié)構(gòu)厚度的1/5）設(shè)一條溝，設(shè)置應(yīng)力緩和溝后，可將結(jié)構(gòu)表面的拉應(yīng)力減少20%～50%，可有效地防止表面裂縫。這種方法是日本清水建筑工程公司研究出的一種防止大體積混凝土開(kāi)裂的方法。我國(guó)已用于直徑 60mm、底板厚3.5～5.0m、容量1.6萬(wàn)m3的地下罐工程，并取得良好效果。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著高層建筑的發(fā)展需求加大，大體積混凝土施工已經(jīng)成了現(xiàn)代高層建筑不可缺少的施工環(huán)節(jié)。由于大體積混凝土無(wú)論從體積、結(jié)構(gòu)以及占地面積均較大，這樣就造成了大體積混凝土具有了相比普通混凝土更具施工難度的特性，其主要造成的施工難點(diǎn)危害便是裂紋，主要表現(xiàn)在材料裂紋、溫度應(yīng)力裂紋以及收縮性裂紋。因此做好大體積混凝土施工就必須需要做好大體積混凝土材料的控制、澆筑技術(shù)的實(shí)施、溫度控制以及養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉亮 淺談大體積混凝土施工技術(shù)及預(yù)防措施 《科技致富向?qū)А?2012第06期.

[2] 龔劍，李宏偉 大體積混凝土施工中的裂縫控制 《施工技術(shù)》-2012第03期.