城建工程大體積混凝土施工技術(shù)綜述

時(shí)間:2022-07-15 10:45:11

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城建工程大體積混凝土施工技術(shù)綜述

摘要:大體積混凝土施工技術(shù)是我國(guó)城建工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)之一,其應(yīng)用水平在很大程度上影響著建筑工程的質(zhì)量。為降低安全事故的發(fā)生概率,施工單位必須重視大體積混凝土的施工工作?;诖耍疚慕Y(jié)合某超高層主樓建筑,闡述了城建工程大體積混凝土施工技術(shù),以期為同行提供一定的參考。

關(guān)鍵詞:城建工程;大體積混凝土;施工技術(shù)

大體積混凝土施工很容易受到內(nèi)外部因素的影響,導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)不同程度的變化。例如,溫度是影響大體積混凝土質(zhì)量的重要因素之一,倘若施工單位無(wú)法及時(shí)把控溫度變化,澆筑后的大體積混凝土就有很大概率產(chǎn)生明顯裂縫,進(jìn)而引發(fā)一系列質(zhì)量問(wèn)題。因此,在運(yùn)用大體積混凝土施工技術(shù)前,施工人員務(wù)必系統(tǒng)化分析施工環(huán)境和施工要點(diǎn),盡可能規(guī)避各種不良影響因素。

1大體積混凝土施工特征及其結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)缺陷

1.1大體積混凝土施工特征

大體積混凝土是指橫斷面大于1m的混凝土結(jié)構(gòu)。與其他混凝土結(jié)構(gòu)相比,大體積混凝土施工具有如下特點(diǎn)。其一,大型高層建筑或大型設(shè)備對(duì)大體積混凝土施工企業(yè)提出了更高的操作要求。比如在設(shè)計(jì)高層建筑的箱形結(jié)構(gòu)時(shí),設(shè)計(jì)人員無(wú)須預(yù)設(shè)施工縫,以免影響大體積混凝土澆筑過(guò)程的連續(xù)性。其二,因?yàn)榇篌w積混凝土多為一次性澆筑,且在實(shí)際澆筑期間,水泥水熱化產(chǎn)生的大量熱量將集中在混凝土內(nèi)部,難以發(fā)散,所以因溫度應(yīng)力過(guò)大而影響施工質(zhì)量的情況時(shí)有發(fā)生。對(duì)此,施工單位在大體積混凝土澆筑施工期間,應(yīng)明確施工流程,合理運(yùn)用施工技術(shù),以確保工程質(zhì)量及進(jìn)度符合預(yù)期。

1.2大體積混凝土結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)缺陷

大體積混凝土一旦出現(xiàn)裂縫,往往會(huì)帶來(lái)一系列負(fù)面影響。首先,建筑項(xiàng)目的整體功能將難以有效發(fā)揮。在高層建筑項(xiàng)目中,大體積混凝土結(jié)構(gòu)常用于地下連續(xù)墻、筏板等結(jié)構(gòu)。大量實(shí)踐表明,地下室滲漏已經(jīng)成為大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后的首要隱患,這些結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)難度和修補(bǔ)成本通常較高,不僅延誤工期還會(huì)影響高層建筑項(xiàng)目的應(yīng)用效能。其次,建筑結(jié)構(gòu)的剛度將受到不同程度的損害。例如,多條裂縫同時(shí)出現(xiàn),很可能意味著建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到了較大影響。最后,大體積混凝土的耐用性和持久性可能會(huì)降低。裂縫的出現(xiàn)為腐蝕性物質(zhì)侵蝕大體積混凝土結(jié)構(gòu)提供了可乘之機(jī),進(jìn)而引發(fā)鋼筋腐蝕、混凝土變質(zhì)、混凝土強(qiáng)度降低等問(wèn)題,以致對(duì)大體積混凝土的耐用性和持久性造成不利影響。

2工程概況

某超高層主樓建筑面積為611541m2,地上建筑100層。其中,主塔樓基坑核心筒區(qū)域深度為30m,塔樓底板混凝土厚4m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50,抗?jié)B等級(jí)為P10,整體澆筑量為30000m3,混凝土類型為一次性澆筑高強(qiáng)高性能大體積混凝土。

3大體積混凝土施工技術(shù)分析

3.1合理選取大體積混凝土原材料

3.1.1水泥為避免大體積混凝土作業(yè)期間出現(xiàn)水泥水化熱過(guò)于強(qiáng)烈、熱量難以散發(fā)等問(wèn)題,施工單位應(yīng)采用水化熱低、安全性能高的礦渣水泥。這種水泥具有凝結(jié)硬化速率較低、早期強(qiáng)度較小等特點(diǎn),不僅有助于水泥熱量的均勻釋放,同時(shí)還能延遲放熱高峰。此外,施工單位還應(yīng)在符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,盡可能減少水泥用量,一般以不超過(guò)450kg/mm3為宜。3.1.2粗骨料施工人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)斷面尺寸及鋼筋間距來(lái)合理選取粗骨料粒徑,同時(shí)應(yīng)采取連續(xù)級(jí)配的方式進(jìn)行粗骨料的分類或混合。由于粗骨料與大體積混凝土的和易性較佳,并且具有一定的抗壓強(qiáng)度,所以在作業(yè)期間,施工人員可通過(guò)使用粗骨料來(lái)減少水及水泥的使用量,進(jìn)而達(dá)到緩解水泥水化熱、降低大體積混凝土溫度的目的。此外,粗骨料中常含泥、泥塊、片狀顆粒等雜質(zhì),施工人員在使用前務(wù)必仔細(xì)篩除和清理。在該項(xiàng)目中,施工人員采用的是16mm~31.5mm和5mm~25mm兩種規(guī)格的碎石,碎石篩分(見(jiàn)表1)后按照1:11的比例進(jìn)行調(diào)配,處理后碎石的泥塊含量為0%。3.1.3細(xì)骨料細(xì)骨料的平均粒徑大約為0.5mm,含泥量一般不超過(guò)5%。如果施工單位所使用的混凝土是以中、粗砂為主要原料,那么在配制過(guò)程中,施工人員就要減少水和水泥的使用量,以緩解水泥水化熱、降低混凝土溫升,進(jìn)而避免大體積混凝土出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。3.1.4粉煤灰在大體積混凝土澆筑期間,適當(dāng)將粉煤灰添加在混凝土中,可大幅提高混凝土的和易性,進(jìn)一步緩解水泥水化熱。如果施工人員在混凝土中同時(shí)添加礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰,那么它們最多可替代普通水泥總用量的25%,這不僅能有效降低水泥水化熱對(duì)大體積混凝土抗?jié)B抗裂性能的負(fù)面影響,同時(shí)還有利于推動(dòng)后續(xù)澆筑作業(yè),進(jìn)而提高城建工程的整體施工質(zhì)量。除直接添加外,施工人員還可以通過(guò)外摻法在大體積混凝土內(nèi)部注入粉煤灰,即在不減少配合比內(nèi)水泥用量的基礎(chǔ)上,依據(jù)混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)一步精準(zhǔn)控制混凝土的粉煤灰摻和量。[2]3.1.5外加劑在配制混凝土過(guò)程中,除上述材料外,施工人員還需要在混凝土中加入減水劑(2kg/m3),以減少水泥用量,盡可能延緩水化熱峰值的影響。這一處理方式能有效增強(qiáng)混凝土的補(bǔ)償收縮性和抗裂性。如果需要延長(zhǎng)終凝時(shí)長(zhǎng),那么施工人員可以在混凝土中注入緩凝劑,以有效避免水化熱等問(wèn)題。在此過(guò)程中,施工人員應(yīng)嚴(yán)格把控注入時(shí)長(zhǎng),以免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響緩凝劑效用的有效發(fā)揮。

3.2混凝土澆筑技術(shù)

在混凝土澆筑期間,施工人員應(yīng)遵循核心筒墻、柱、梁、板的混凝土澆筑順序,并科學(xué)控制澆筑方式和時(shí)長(zhǎng)。在澆筑墻體時(shí),施工人員需確保墻體厚度在5cm左右、高度在45cm左右,同時(shí)盡可能在兩小時(shí)內(nèi)完成澆筑作業(yè);在澆筑柱體時(shí),施工人員應(yīng)采用裝配鋼絲網(wǎng)片的方式;對(duì)于梁、板混凝土的澆筑,施工人員需確保施工過(guò)程中坡度統(tǒng)一,并在筏板凝固后進(jìn)行二次澆筑,以進(jìn)一步提高澆筑質(zhì)量。需要注意的是,在實(shí)際澆筑過(guò)程中,泵管堵管等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。因此,在混凝土配制完成后,施工單位應(yīng)系統(tǒng)化核驗(yàn)混凝土的泵送屬性,同時(shí)在混凝土正式澆筑前隨機(jī)抽驗(yàn)混凝土的坍落度與擴(kuò)展度,以確?;炷翝仓軌蝽樌M(jìn)行。在該超高層主樓建筑項(xiàng)目中,施工人員采用了整體推移的澆筑方式,并預(yù)先抹平了部分混凝土。為防止抹平后混凝土表層因降溫速度過(guò)快而產(chǎn)生裂縫,施工人員在抹平部位采取了“塑料薄膜+彩條布+毛氈”的三層覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)措施。

3.3混凝土泌水處理技術(shù)

在泌水處理環(huán)節(jié),該項(xiàng)目的施工人員選擇在底板混凝土中灌注高性能聚羧酸減水劑。為防止底板混凝土在后期使用過(guò)程中受到雨雪氣候的影響而出現(xiàn)積水,施工人員做好了在泌水流向方位設(shè)置潛水泵的準(zhǔn)備工作。另外,由于底板混凝土澆筑完成后很容易出現(xiàn)由砂漿與泌水混合而成的浮漿,所以施工人員準(zhǔn)備使用小型污水泵對(duì)其進(jìn)行抽離。對(duì)此,施工人員應(yīng)確保抽出的浮漿能夠及時(shí)排放至基坑附近的排水溝,且不會(huì)抽到水泥漿。[3]

3.4混凝土溫測(cè)技術(shù)

為進(jìn)一步提高大體積混凝土的施工質(zhì)量,施工人員還需要對(duì)各施工層混凝土進(jìn)行科學(xué)溫測(cè),以準(zhǔn)確調(diào)控混凝土的實(shí)時(shí)溫度,進(jìn)而預(yù)防不良裂縫的產(chǎn)生。一般而言,施工人員可選擇電阻型溫度計(jì)作為溫度傳輸設(shè)施。在測(cè)量混凝土溫度過(guò)程中,施工人員應(yīng)事先選取并標(biāo)記好測(cè)溫方位,保證測(cè)溫線與鋼筋合理連接后再分步驟測(cè)量測(cè)溫點(diǎn)或測(cè)溫線,以避免溫度應(yīng)力影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。除此以外,施工人員還可以把高效緩凝減水劑加入混凝土中以延緩緩凝時(shí)長(zhǎng),進(jìn)而達(dá)到延緩溫度峰值的目的;或把塊石放入混凝土中,以進(jìn)一步緩解混凝土水化熱現(xiàn)象。與此同時(shí),考慮大體積混凝土厚度大、水化熱大等固有特征,施工人員可在混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻水管,利用流動(dòng)的冷卻水來(lái)分散混凝土內(nèi)部的熱能,進(jìn)而達(dá)到降低混凝土內(nèi)部溫度的目的。

3.5混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)

在大體積混凝土澆筑完成后,為進(jìn)一步降低混凝土內(nèi)外溫差的影響,提升混凝土抗力,相關(guān)施工人員還需要及時(shí)做好針對(duì)性養(yǎng)護(hù)處理。比如,施工人員應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況及時(shí)在混凝土表面覆蓋塑料布和防寒氈,以維持混凝土周圍的溫度和濕度,避免混凝土表層因水分蒸發(fā)過(guò)快而產(chǎn)生不良裂縫。在該超高層主樓建筑項(xiàng)目中,底板混凝土的澆筑時(shí)間為12月26~29日,施工現(xiàn)場(chǎng)溫度極低。因此,在混凝土澆筑完成后,施工人員及時(shí)進(jìn)行蓄熱養(yǎng)護(hù),第一時(shí)間覆蓋保溫材料并監(jiān)測(cè)混凝土的溫度變化,時(shí)刻確保大體積混凝土的中心溫度不超過(guò)70℃、絕熱溫升不超過(guò)45℃。最終,該項(xiàng)目的大體積混凝土在內(nèi)外溫差、表面與環(huán)境溫差、降溫速率等指標(biāo)方面均符合規(guī)定要求,工程項(xiàng)目順利竣工。

3.6底板混凝土質(zhì)量控制技術(shù)

在建筑大體積混凝土施工過(guò)程中,一旦受到溫度應(yīng)力的作用及影響,底板結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生裂縫,進(jìn)而影響到建筑物的整體結(jié)構(gòu)安全,因此,加強(qiáng)底板混凝土質(zhì)量控制具有重要的意義。3.6.1合理配置澆筑設(shè)施在配置澆筑設(shè)施時(shí),施工人員必須充分考慮地泵是否會(huì)出現(xiàn)堵管問(wèn)題,同時(shí)定期排查并疏通堵管,以確保地泵長(zhǎng)期保持峰值澆筑強(qiáng)度。在該超高層主樓建筑項(xiàng)目中,地泵澆筑強(qiáng)度為30m3/h,溜槽和汽車泵的澆筑強(qiáng)度則相對(duì)平穩(wěn)??紤]出現(xiàn)機(jī)械設(shè)施故障的可能性,施工人員在計(jì)算折減系數(shù)后配置了相應(yīng)的澆筑設(shè)施。3.6.2混凝土振搗澆筑準(zhǔn)備大體積混凝土的振搗工作應(yīng)注意以下幾點(diǎn):施工單位應(yīng)采取總體推移式持續(xù)澆筑的手法,即先從下層以每層500mm的厚度逐漸循環(huán)上移,并借助標(biāo)尺桿把控進(jìn)度;在夜間作業(yè)過(guò)程中,施工人員應(yīng)在標(biāo)尺桿周邊懸掛手電筒以便照明;為避免產(chǎn)生冷縫,施工人員在澆筑過(guò)程中應(yīng)在下一層混凝土初凝前振搗上層混凝土,同時(shí)嵌入下層混凝土5cm,以確保上下層澆筑的時(shí)間間隔低于混凝土初凝時(shí)長(zhǎng);在澆筑下層混凝土之前,施工人員必須對(duì)前一層混凝土進(jìn)行二次振搗,以確保相鄰兩層的混凝土較好地融合在一起(其中,橫向振搗交界面的直徑同樣為500mm)。另外,在混凝土振搗期間,各溜槽口應(yīng)安置8臺(tái)振搗棒,各汽車泵口與地泵口則分別配備4臺(tái)?;炷琳駬v期間總計(jì)需要設(shè)置3道振搗:第一道安排在混凝土坡腳,以提升下部混凝土的密實(shí)程度[4];第二道安排在混凝土坡中;第三道則安排在混凝土的坡頂。同時(shí),振搗棒嵌入下層混凝土的實(shí)際深度不可低于50mm,且振搗棒的移動(dòng)間隔距離最好保持在400mm左右。施工人員需保證振搗棒快插慢拔、插點(diǎn)勻稱,同時(shí)逐點(diǎn)轉(zhuǎn)移振搗。每次振點(diǎn)延續(xù)周期為20s~30s,切勿遺漏,直到混凝土表面泛漿且不再沉落為止。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,在城建工程施工期間,相關(guān)管理人員務(wù)必嚴(yán)格把關(guān),在充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況的基礎(chǔ)上,合理運(yùn)用大體積混凝土施工技術(shù),以有效避免施工質(zhì)量問(wèn)題及安全事故,從而進(jìn)一步延長(zhǎng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)及城建工程的使用年限。

參考文獻(xiàn):

[1]王秋霞,魏耀君.淺析城建工程大體積混凝土施工技術(shù)研究[J].農(nóng)家參謀·種業(yè)大觀,2015(007):33,35.

[2]張向科,呂志飛.淺析城建工程大體積混凝土施工技術(shù)研究[J].工業(yè)C,2020(21):24-26.

[3]夏利偉,李建豪.城建工程大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)研究[J].2020(27):2-6.

[4]韓亞丹,徐兵.淺析城建工程大體積混凝土施工技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2018(2):22-24.

作者:趙山 單位:甘肅第六建設(shè)集團(tuán)股份有限公司