劉偉娟

【摘要】超高層建筑可以有效緩解當今建筑工程建設(shè)迅速發(fā)展、建筑用地資源緊缺之間的矛盾，已經(jīng)成為建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向。超高層建筑有著高度高、層數(shù)多、重量大的特征，這就對基礎(chǔ)提出了較高的要求。為保障超高層建筑的穩(wěn)定性，應(yīng)加大對新技術(shù)、新材料的研究與應(yīng)用。現(xiàn)對超高層建筑及樁基礎(chǔ)進行了分析，并探討了水下高性能混凝土的制作與應(yīng)用要點。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑;樁基;水下高性能混凝土

近年來，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進程不斷加快，建筑工程作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要組成部分，其數(shù)量也不斷增多、規(guī)模也不斷擴大。但是，建筑用地資源是有限的，為了實現(xiàn)對有限建筑用地資源的高效利用，高層、超高層建筑應(yīng)運而生。伴隨科技的發(fā)展，超高層建筑施工工藝技術(shù)不斷改進、優(yōu)化，為實現(xiàn)超高層建筑建設(shè)質(zhì)量的提高奠定了良好的基礎(chǔ)。由于超高層建筑的高度較高，如何確保其穩(wěn)定性已經(jīng)成為制約超高層建筑持續(xù)發(fā)展的一個重要因素。

1、超高層建筑及其樁基

超高層建筑指的是高度在100米以上、層數(shù)在40層以上的建筑物。超高層建筑的高度較高，其重心也相對較高，承受著較大的豎向荷載，對傾斜比較敏感，一旦受到地震荷載、風荷載的作用，便容易出現(xiàn)較大的傾覆力矩，影響超高層建筑的穩(wěn)定性。因此，超高層建筑的基礎(chǔ)、地基應(yīng)具備良好的承載性能，確保超高層建筑在地震荷載、風荷載的作用下仍保持足夠穩(wěn)定。目前，樁基是超高層建筑最為常用的一種基礎(chǔ)形式。樁基主要是由設(shè)置在土中的樁與承接建筑上部結(jié)構(gòu)的承臺組成。樁基可以將上部建筑的荷載傳遞給具有較大承載力的土層中，或使軟弱土層相互擠壓，提高土壤的密實度與承載力，進而預(yù)防地基沉降，保障建筑物的安全性與穩(wěn)定性。

2、超高層建筑超深樁基水下高性能混凝土

2.1工程概況

某超高層建筑工程項目，為綜合體建筑，集辦公、商場、公寓、酒店于一體，總建筑面積600000平方米，項目主體是由主塔、副塔、裙房、地下室、地下車庫等組成，主塔407米，副塔308米，基坑面積32600平方米，深度23米。主塔、副塔采取樁基，為超深鉆孔灌注樁，樁數(shù)818根，單樁設(shè)計極限承載力為30 000千牛，采用C50水下混凝土。

2.2水下高性能混凝土的制作

水下混凝土主要由水泥、骨料、外加劑組成。水泥采用的是P·O 52.5普通硅酸鹽水泥，礦物摻合料采用S75級礦渣粉、F類Ⅱ級粉煤灰。選擇骨料時，選擇級配合理、質(zhì)地堅硬、無堿、含泥量低的活性材料，粗集料為5～25毫米連續(xù)級配的碎石，針片狀顆粒占比2.7%，壓碎指標7.8%;細集料為山砂+機制砂的混合砂，機制砂為連續(xù)級配，MB值<1.4，細度模數(shù)為2.5～2.9。外加劑選擇PCA-800型聚羧酸高性能減水劑，與膠凝材料有著良好的適應(yīng)性，減水率>25%，固含量15%。

水下混凝土的配合比設(shè)計。本工程中，考慮到水下施工條件，為確保水下高性能混凝土可以滿足樁基設(shè)計要求，將C50水下混凝土的強度等級提高至C60進行配制?，F(xiàn)場坍落度設(shè)計為220毫米±20毫米，坍落擴展度600毫米±50毫米。應(yīng)確保拌合物的黏度適中及抗離析性能、流動性良好，為達到這一要點，其配合比設(shè)計中，需遵循如下原則：第一，根據(jù)GB/T50476-2008、JGJ55-2011及配制強度，對試驗混凝土的耐久性指標、力學性能進行計算，確定C50水下混凝土的用水量175千克/立方米、水膠比0.37;第二，通過添加細磨礦物粉，實現(xiàn)混凝土性能的優(yōu)化，礦物粉的摻量為20%～30%，根據(jù)以往經(jīng)驗、前期試配結(jié)果，確定礦渣粉摻量10%、粉煤灰摻量12%;第三，若是水下混凝土的砂率不合適，則可能引起離析、泵性不佳的問題，因此，確定砂率為47%～52%;第四，為確保拌和物的保坍性、黏聚性、流動性符合要求，采取高效能減水劑，來對配方進行優(yōu)化，混凝土凝結(jié)時間控制在10～12小時，并科學設(shè)計減水劑摻量。經(jīng)過多次試驗后，水下高性能混凝土的最終配合比：水泥：水：粗骨料：細骨料：粉煤灰：礦渣：外加劑=413：180：868：833：63：53：7.9，水膠比0.34，砂率49%，設(shè)計密度2 410千克/立方米。經(jīng)多次驗證，并進行試生產(chǎn)后，該配合比的水下混凝土的保坍性、黏聚性、流動性良好，3天抗壓強度、28天抗壓強度分別為42.6、69.8兆帕，28天抗氯離子滲透性能、抗?jié)B性能良好，符合設(shè)計要求。

2.3水下高性能混凝土澆筑

超高層建筑超深樁基施工中，應(yīng)用水下高性能混凝土的時候，采取導管法來進行水下澆筑。所使用的導管，確保其內(nèi)壁光滑平整、管道平直，管徑應(yīng)當和樁徑相匹配，以避免澆筑時間增加或者是出現(xiàn)頂管問題，對φ800毫米～1500毫米的樁，在選擇導管的時候，應(yīng)選擇內(nèi)徑250毫米、壁厚不小于5毫米的導管，且底管長度應(yīng)不小于4米，采取絲扣連接的方式，導管安裝完成后，應(yīng)確保其底部與孔底的距離為300～500毫米。使用導管前，應(yīng)開展水密承壓試驗，確保導管質(zhì)量合格。

在二次清孔，且確保各指標符合要求后，立即進行混凝土澆筑施工。超深樁基水下混凝土澆筑施工質(zhì)量，在很大程度上受到初灌量的影響。混凝土澆筑之前，應(yīng)按照適當?shù)母辉Ｏ禂?shù)，對首批混凝土的使用量進行科學計算。水下混凝土初灌量，應(yīng)符合導管埋入混凝土深度>0.8米的要求，從而確?；炷量梢詫Ч苤械哪酀{完全排出，完成水下封底。

水下混凝土澆筑過程中，如果導管埋入混凝土之中的深度較深，則會加大頂升阻力，導致局部夾泥現(xiàn)象的產(chǎn)生，或者是由于混凝土泛出阻力較大，導致上部混凝土無法順利澆筑。如果導管埋入混凝土之中的深度過淺，則容易導致新澆筑的混凝土沖翻頂面，產(chǎn)生斷樁、夾泥等質(zhì)量問題。因此，應(yīng)當對提拔導管的速度進行嚴格控制，確保導管始終埋于混凝土之中，導管埋入混凝土之中的深度為2～6米，不可將導管提出混凝土澆筑面。與此同時，還要安排專人負責測量混凝土澆筑面的上升情況、導管埋深，并做好記錄。

水下混凝土澆筑過程中，也要對最后一次澆筑量進行嚴格控制，超灌高度應(yīng)當高于設(shè)計樁頂標高1.0米以上，避免樁身出現(xiàn)頸縮問題，并嚴格控制混凝土充盈系數(shù)，確保其不超出1.0～1.2，從而保障水下混凝土澆筑施工質(zhì)量。

2.4施工效果

本工程中，混凝土澆筑總量約為51500平方米，采取超聲波、鉆芯取樣、低應(yīng)變動檢測等方法對成樁樁基的質(zhì)量進行檢測發(fā)現(xiàn)，樁身完整、密實，靜載強度符合設(shè)計要求，應(yīng)用效果良好。

結(jié)語：

綜上所述，實際應(yīng)用水下高性能混凝土的時候，應(yīng)根據(jù)超高層建筑的實際情況，合理確定水下混凝土的配合比，并要加強對水下混凝土澆筑的質(zhì)量控制，以確保超高層建筑樁基施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1]齊延龍.水下混凝土深樁基施工工藝及質(zhì)量控制要點分析[J].智能城市，2018，4（24）：155-156.

[2]趙興華.長、大直徑樁基高性能混凝土設(shè)計與優(yōu)化探討[J].西部交通科技，2018（04）：133-136.

[3]程忠赫.超長緩凝高性能水下樁基混凝土配合比與施工性能研究[J].中國標準化，2017（04）：210-211.