高层建筑大体积混凝土施工技术研究

兰超鹏，王团结

（郑州工业应用技术学院，河南 郑州 451100）

高层建筑大体积混凝土施工技术研究

兰超鹏，王团结

（郑州工业应用技术学院，河南 郑州 451100）

大体积混凝土施工，对高层建筑结构体系举足轻重，因此一直是整个工程施工过程中最为重要的环节.然而，大体积混凝土，却存在着原材料消耗大、浇筑条件复杂、施工要求高、容易产生裂缝以及养护要求高等问题.为了保证施工质量，本文对高层建筑大体积凝土的特点、施工技术以及提升质量方案措施进行了详细研究，希望笔者的研究对同行们有些许的启迪或启示.

高层建筑；大体积混凝土；施工技术

1 高层建筑和大体积混凝土

1.1 高层建筑

何谓高层建筑？依据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)1.0.2条规定，高层建筑有三种情形：第一种，10层及l0层以上的住宅建筑；第二种，房屋高度大于28m的住宅建筑；第三种，房屋高度大于24m的其他民用高层建筑[1].

1.2 大体积混凝土

何谓大体积混凝土？一般而言，大体积混凝土有两种情形[2]：

其一，大体量混凝土，其结构物实体的最小几何尺寸大于lm的；

其二，混凝土中预计会有胶凝材料水化，且引起的温度变化和物理收缩会导致有害裂缝产生.

筏板基础上的大体积混凝土，目前在高层建筑的蓬勃发展下，业已成为高层建筑主要应用形式.

2 高层建筑大体积混凝土的特点

总结而言，高层建筑大体积混凝土，有以下几大特点：

2.1 原材料消耗大

大体积混凝土，顾名思义，其体积数倍于普通混凝土，产品的浇筑也需要消耗大量原材料.所以，大体积混凝土原材料需求大，成为其最为重要的特性.

2.2 浇筑条件复杂

目前，大体积混凝土基本上是地下完成现浇工艺，这一工艺一般意味着复杂的整体浇筑工程条件，相应的，大体积混凝土对浇筑技术要求也更高.

2.3 施工要求高

大体积混凝土体积庞大且结构厚实，为保持其整体性，避免存留任何缝隙，在浇筑过程必须连续浇筑，以确保其成型产品达到工艺要求.

2.4 产生裂缝问题

在实际浇筑过程中，完全消除裂缝达到施工要求是不可能的.因为水泥水化热比较大，且囿于大体积混凝土庞大的体积，内部产生热量散发不出去，加之外部加热温度上升快，内外夹击，温差产生，压力也随之产生，混凝土裂缝不可避免.

2.5 养护要求高

同样还是缘于大体积混凝土的庞大体积，为避免其建构和铸件出现裂缝，养护工作就成为重中之重.只有做好了维护工作，才可避免大体积混凝土会出现问题，以防影响整个项目施工进度和质量.

3 高层建筑大体积混凝土施工技术

3.1 施工部署

高层建筑大体积混凝土施工技术，首要的是施工部署，即撰写专项施工方案.施工部署主要有两个方面的内容：

其一是安排施工进度，划分浇筑区域.

大体积混凝土浇筑前，必须做好以下几方面的工作：①高层建筑垫层铺设；②钢筋绑扎；③模板支设；④施工技术交底.必须指出的是，大体积混凝土的浇筑需要分块分段进行，划分浇筑区域一定要周全考虑到各个方面的因素，包括不限于建筑结构分界、施工现场人机安排、荷载等具体问题.其二即是人材机安排.①施工部署的重要步骤即是人员安排.各施工部分职责务必在施工前明确划分，施工中则要求其科学开展，符合国家规范标准及要求.各个施工工序施工工人，必须持证上岗、专业操作.施工过程中，在未经得项目部批准的情况下，各施工工序不允许出现随意调换工人的情形.②材料机械的安排，同样需要在施工前，罗列主要设备与相关材料的详细信息：需要台套数、型号、陈放地点、运输路线.

3.2 浇筑方案

优秀的浇筑方案是高层建筑大体积混凝土施工技术必需的环节.根据不同情形，本文主要设计了以下两种浇筑方案：

浇筑梁板混凝土的时机，选在梁柱节点高区与地下室外墙混凝土初凝前.另外，在合适的距离加设钢丝网，以防梁、板低强度等级混凝土流入柱、核心筒墙，影响质量，造成浪费.

表1 浇筑方案设计表

3.3 浇筑方式及流程

高层建筑大体积混凝土浇筑方式及流程，要结合浇筑方案、浇筑方量、混凝土供应情况、机械及人员以及气温等，科学安排如下：

①主体结构每个自然层，作为两个施工段，即两次浇筑.

浇筑流程为：Ⅰ.浇筑柱、核心筒墙混凝土；Ⅱ.安装梁、模板，梁板钢筋工程；Ⅲ.浇筑梁、板混凝土.

②主体结构每个自然层，作为一个施工段，即一次性浇筑.

浇筑流程为：Ⅰ.浇筑核心筒墙；Ⅱ.浇筑柱混凝土；Ⅲ.浇筑梁、板混凝土.

3.4 工艺优化

首先，施工前，对大体积混凝土的工作量科学计算并进行精确定量，比如运输路径，运输重量，搅拌量等.其他准备配套工作也要安排到位，如运输车罐内积水清排，运输中拌合物的添加种类、添加质量、添加频率等，相应防雨、防风、防晒设备的准备等[3].

其次，施工中，分次浇筑将建筑结构划分为多个部分，为杜绝建筑因外部环境产生裂缝，后浇主筋选择不断开，而是当作平直缝处理.同时，施工中设置基层钢丝网，此举一是形成侧模支护，二是阻止地下水渗透[5].

最后，施工后，大体积混凝土的拆模工作，也可能会伴随建筑裂缝的产生，杜绝此类事件发生就要充分评估温度、风力等因素的影响.

3.5 后期养护

大体积混凝土养护工作，可以分为两类，即人工养护与自然养护两种方式.

自然养护，通常是指在大约5摄氏度常温状态下，通过覆盖麻袋、草席与棉帘等手段，保持大体积混凝土表面温度.

人工养护，则可以控制混凝土的温度与湿度，控制手段有蒸汽养护、蓄水养护等养护措施，最大程度地提升大体积混凝土的强度.

4 高层建筑大体积混凝土浇筑质量提升做法

4.1 合理设计配比

提升浇注质量最有效的方法之一是控制混凝土形成原材料的配比.在大体积混凝土浇筑过程中，原材料配比是否合理，不但直接影响大体积混凝土的强度，还会因水和水泥的使用量，影响水化热，影响混凝土的和易性.

当然除了合理设计原材料配比，我们在既定配比情况下，也可以通过添加其他成分降低水化热，如添加粉煤灰、矿渣水泥等.

4.2 合理控制温度

合理控制温度实际上是高层建筑大体积混凝土质量控制的核心工作.如何合理控制温度呢，从应用实践来看，主要包括以下几点[4]：

其一，控制混凝土入模温度.混凝土人模温度控制，可在浇筑过程中使用低温水与低温砂岩，并在缩短混合时间上多做文章.

其二，控制时机，除了缩短混合时间外，还有打开模具时间.打开模具的时机，应该选择内外温差较为合适时，当温差高于内部和表面温度25℃，则采取相应保温措施，才可打开模具.

第三，温度监测与监控，为时时温度监控，可通过嵌入测温点内外温度监控方式解决.

4.3 优化浇筑措施

大体积混凝土浇筑中，可以实施一些优化措施，以确保铸件的强度与质量.

当大体积混凝土结构的平面尺寸太大时，全面分层块浇筑，注意铸件可以选择从中间向两端，也可以两端进行浇筑.

另外，分层浇筑方法，从实务操作来看，较适用于结构长度三倍多比工件的厚度.还有无论一次浇筑还二次浇筑，施工顺序，应该是自下而上，从底部开始，向上移动.

最后，进住施工现场前，每个地方初始设置的混凝土保护层要单独设置工作面，另外还需统筹考虑铸件预埋件、螺栓等[5].

5 结语

高层建筑大体积混凝土，大大便利了建筑工程的施工与建造，并已经越来越广泛地应用于现代建筑的施工现场.但是由于大体积混凝土本身体积庞大、浇筑条件复杂、容易产生裂缝以及养护困难等特点，如何进行科学、合理、有效的施工，确保满足建筑工程的强度与质量要求，得以符合施工建设的工期和质量等要求，既是一个很好的理论探讨问题，也是很好的实践应用方向.

〔1〕田金红．高层建筑厚板转换层混凝土施工技术研究[J]．中国房地产业，20l1(03)．

〔2〕周建亮，刘志国．超大体积混凝土施工技术例析,以青岛市开发区国际贸易中心为倒[J]．青岛理工大学学报，2010 (01)．

〔3〕李福民．关于高层建筑施工质量控制问题探讨[J]．China s Foreign Trade，20l0(24)．

〔4〕国家建委建筑科学研究院．钢筋混凝土结构研究报告选集[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．

〔5〕钢筋混凝土结构设计规范编写组．钢筋混凝土结构设计规范(gbj10-89)[S].1989．

TU974

A

1673-260X（2016）11-0050-02

2016-08-11

河南省教育厅课题（hmx20140231）