高层建筑大体积混凝土施工的研究

李玉明 张磊

摘 要：随着现代社会发展需要，高层建筑已经在越来越多的领域应用，高层建筑的施工一般避免不了大体积混凝土施工环节，然而大体积混凝土施工因其特性往往会给工程施工带来难度，因此研究大体积混凝土的特性，并做好大体积混凝土施工对于高层建筑工程的建设十分重要，该文就从高层建筑大体积混凝土的特性、高层建筑大体积混凝土施工的常见问题和原因分析以及高层建筑大体积混凝土施工要点做了简单阐述，可以给在高层建筑工程利用大体积混凝土施工的单位提供参考和建议。

关键词：高层建筑；大体积；混凝土特点；施工要点

一、前言

随着新时代发展以及城镇化建设推进，高层建筑已经成为了人们新时代追求高质量生活的必要需求。在高层建筑施工中，大体积混凝土已经开始逐步被广泛应用。由于体积变大，对于混凝土施工的尺寸和结构在安全角度以及受力角度都带来了新的挑戰，其可直接影响建筑工程的持久性和耐用性。特别是对于高层建筑的大体积混凝土施工，一旦一点出了问题就会可能波及整体工程给其带来不可估量的影响。因此掌握好高层建筑大体积混凝土的特性以及施工要点，对于建筑行业具有十分重要的意义。

二、高层建筑大体积混凝土的特性

混凝土简称为砼是一种广泛应用于土木工程的复合材料。其严格意义上是指某凝胶材料利用其胶性将集料胶合成一种整体工程复合材料。一般我们讲的混凝土主要是以水泥作为凝胶材料，并用砂石作为集料并配以一定比例的水经过搅拌进而制成水泥混凝土，俗称混凝土。对于大体积混凝土其具备了以下诸多明显的特点：1、从表象上看，其体积大，结构大，占地面积也大；2、大体积混凝土受其结构影响造成其所需连续浇注量较大，相比普通混凝土其对整体机构性要求较高，因此当其水化热时会导致内部温度高于普通混凝土；3、如果混凝土的厚度大于1500mm时，为了降低其水化热给其结构带来的不良影响，对于水平分层施工的设置就必须进行从新考虑；4、在高层建筑施工领域，通常对于大体积混凝土机构应用于地下建筑的基础结构当中，因此受外界温度变化相对较小，但是地下环境的特性给其带来了潮湿性环境特点，因此对于大体积混凝土其防潮抗渗性要求相比其他混凝土要求较高。

三、高层建筑大体积混凝土施工的常见问题和原因分析

高层建筑特别是建筑顶层，由于建筑垂直位置较高，其受到空气、温度、湿度等变化因素幅度影响较大，再加之日晒风速等影响给高层建筑大体积的混凝土施工带来了诸多不便。而在诸多问题当中最为常见的也是最容易出现的便是裂纹的产生，裂纹产生的原因既有外部环境因素，同时也有材料本身和施工技术因素，总结起来可以分为三类：1、材料裂纹，该问题属于材料内部结构性问题，其主要是受砂石料中含有杂质或泥土超量，或者采用了不合格安定性的水泥，使其内部结构不能达标，进而导致裂纹的产生。2、温度应力裂纹，该裂纹是大体积混凝土最为常见的裂纹，受混凝土硬化过程影响，混凝土中的水泥成份水化时会产生大量的热进而导致其内部温度急剧上升，然而由于大体积混凝土的占地面积较大，其受到外部环境温度影响的因素也就较大，当混凝土内外温差较大时其温度的拉应力就会高于混凝土的抗拉强度，进而产生温度应力裂纹，一般当大体积混凝土的内外温差达到25℃以上时该种裂纹极易出现；3、收缩性裂纹，一般情况下混凝土的用水量以及水泥用量会对混凝土的收缩量产生正比例影响，即混凝土的水泥用量越大其收缩量就越大，用水量越大其收缩量也越大，由于大体积混凝土在水泥用量和用水量上均较大，因此其收缩量也就越大进而造成收缩性裂纹的产生。除上述因素外，混凝土的养护表面蒸发量如果过快也会导致其大体积混凝土裂纹的产生。

四、控制大体积混凝土裂缝的几种措施

1.合理配筋

在构造设计方面进行合理配筋，对混凝土结构的抗裂有很大作用。工程实践证明，当混凝土墙板的厚度为400～600mm时，采取增加配置构造钢筋的方法，可使构造筋起到温度筋的作用，能有效提高混凝土的抗裂性能。配置的构造筋应尽可能采用小直径、小间距。例如配置直径6～14mm、间距控制在100～150mm。按全截面对称配筋比较合理，这样可大大提高抵抗贯穿性开裂的能力。进行全截面配筋，含筋率应控制在0.3%～0.5%之间为好。对于大体积混凝土，构造筋对控制贯穿性裂缝作用不太明显，但沿混凝土表面配置钢筋，可提高面层抗表面降温的影响和干缩。

2.设置滑动层

由于边界存在约束才会产生温度应力，如在与外约束的接触面上全部设置滑动层，则可大大减弱外约束。如在外约束的两端的1/4～1/5的范围内设置滑动层，则结构的计算长度可折减约一半，为此，遇有约束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层等时，可在接触面上设置滑动层，对减少温度应力将起到显著作用。滑动层的做法有：涂刷两道热沥青加铺一层沥青油毡；或铺设10～20mm厚的沥青砂；或铺设50mm厚的砂或石屑层等。

3.设置应力缓和沟

设置应力缓和沟，即在结构的表面，每隔一定距离（一般约为结构厚度的1/5）设一条沟，设置应力缓和沟后，可将结构表面的拉应力减少20%～50%，可有效地防止表面裂缝。这种方法是日本清水建筑工程公司研究出的一种防止大体积混凝土开裂的方法。我国已用于直径 60mm、底板厚3.5～5.0m、容量1.6万m3的地下罐工程，并取得良好效果。

五、结语

综上所述，随着高层建筑的发展需求加大，大体积混凝土施工已经成了现代高层建筑不可缺少的施工环节。由于大体积混凝土无论从体积、结构以及占地面积均较大，这样就造成了大体积混凝土具有了相比普通混凝土更具施工难度的特性，其主要造成的施工难点危害便是裂纹，主要表现在材料裂纹、温度应力裂纹以及收缩性裂纹。因此做好大体积混凝土施工就必须需要做好大体积混凝土材料的控制、浇筑技术的实施、温度控制以及养护技术。

参考文献：

[1] 刘亮 浅谈大体积混凝土施工技术及预防措施 《科技致富向导》-2012第06期.

[2] 龚剑，李宏伟 大体积混凝土施工中的裂缝控制 《施工技术》-2012第03期.