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基于高层建筑基础大体积混凝土浇筑问题分析与探讨

 摘要:本文主要从施工工艺上分析高层建筑基础大体积混凝土浇筑的规程、应采取的措施和注意事项。本文是个人的一些见解和观点,可与同行共同探讨。 

  关键词:大体积混凝土; 浇筑; 

  中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号: 

  前言 

  高层建筑的基础多为桩基、箱基,有时二者结合应用。桩基承台或箱基底板皆属大体积混凝土,这些大体积砼基础结构,在施工时,不但要加以周密组织(做好网络计划),而且还要保证其浇筑后的整体性,更要采取措施防止温度裂缝,这往往是浇筑大体积砼要解决的关键问题。 

  一、高层建筑基础大体积混凝土的特点高层建筑基础大体积混凝土如箱形基础和筏式底板,有以下特点:(1)均为地下或半地下建筑,有防水要求,钢筋混凝土必须控制裂缝开展,一般不存在承载力不足问题。(2)结构形式常采用现浇钢筋混凝土超静定结构,温差和收缩变化复杂约束作用较大,容易引起开裂。(3)超静定的地下建筑结构,一般都能满足承载力要求,有较大的安全度,控制温度收缩作用是控制裂缝的主要因素。(4)混凝土标号高,水泥用量多,水灰比大,收缩变形较大,经常会出现收缩裂缝。(5)这些结构一般均为配筋结构,其构造配筋率约为0.2%~0.5%,控制裂缝必须考虑钢筋作用。(6)水化热升温较高,降温散热较快,收缩和降温共同作用是引起混凝土裂缝的主要原因。(7)控制裂缝的方法主要是靠改进构造设计,合理配筋及改进浇筑方案,加强养护等方法提高结构的抗裂性能。(8)凡捣制厚大混凝土层时,必须要注意选择水泥的品种,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。还有特性水泥,如耐酸水泥、耐热水泥、抗硅酸盐水泥、膨胀水泥、复合水泥、早强水泥等,是要根据它们的特性选择使用的。二、粗钢筋的连接和钢支架问题分析 

  高层建筑的基础配筋量都较大,上下两皮都配钢筋,而且每一皮又多为两层,双向配筋,这些钢筋的直径一般较大的为25mm以上,长度较长,一般都需要连接,粗钢筋的连接以对焊最为经济,速度也快,但不能把整根钢筋都在地面上用焊机对焊后再吊下坑去绑扎,因为长度过长无法吊运,人工搬运更困难,因此必须在坑内连接接头。这些接头的连接目前应用较多的是套筒冷压连接和锥螺纹套筒连接。前者要用液压设备使套筒冷压变形,紧紧扣住变形钢筋进行连接;后者要用测力扳手拧动钢筋旋入锥镖纹套筒达到一定的扭矩值。这两种连接方式都能满足要求。但同时也要注意使接头错开,不要在同一截面上。钢筋支架的作用是支撑上皮钢筋和施工荷载,多用粗钢筋或型钢制作,底端与已绑扎好的下皮钢筋点焊固定,隔一定距离彼此间用剪刀撑固定,以防倾倒。 

  三、模板型式的选择问题分析 

  大体积混凝土基础模板只有侧模,再就是电梯井等深坑的模板以及后浇带模板。基础侧模多用定型组合钢模板进行组拼,在地面上拼成一定尺寸的大块模板再进行组装。有时基础边线距离红线较近,施工支护结构后往往不再留有施工间隙(一般0.8m左右),这时可采用砖模,即砌筑一砖至一砖半(基础高时)的砖墙,内表抹以水泥沙浆,用作基础侧模。用砖模时,浇筑基础混凝土后不再拆除,因而无法从侧面观察混凝土浇筑质量,为此需要事先取得建设单位和质监部门的认可。有时连砌筑砖模.也不可能,就用木板隔离后浇筑基础混凝土,侧压力直接传给支护结构的挡墙。 

  四、模板工程施工问题分析模板是保证工程结构外形和尺寸的关键,而混凝土对模板的侧压力是确定模板尺寸的依据。大体积混凝土采用泵送工艺,其特点是速度快,浇筑面集中,不可能同时将混凝土均匀地分送到浇筑混凝土的各个部位,而使某一部分的混凝土升高很大,然后再移动输送管,依次浇筑另一部分的混凝土。因此采用泵送工艺的大体积混凝土的模板应根据实际受力状况,对模板和支撑系统等进行计算,以确保模板体系具有足够的强度和刚度。凡捣制厚大混凝土层时,必须要注意控制每次捣制混凝土的厚度,摊铺混凝土每次不能超过500mm,并注意施工时的操作方法。高层建筑基础大体积混凝土结构垫层面积较大,垫层浇筑后其面层不可能在同一水平面。因此宜在基础钢模板下端统长铺设一根50mm×100mm小方木,用水平仪找平,以确保基础钢模板安装后其上表面能在同一标高上。另外沿基纵向两侧及横向于混凝土浇筑最后结束的一侧,在小方木上开设50mm×300mm的排水孔,以便将大体积混凝土浇筑时产生的泌水和浮浆排出。箱形基础的底板模板,多将组合钢模板按照模板配板设计组装成大块模板进行安装,不足处以异形模板补充。模板要支撑牢固,防止在混凝土侧压力作用下产生变形。有的工程基础底板边线距离支护桩很近,难以支设模板,其底板侧模可用砌砖模代替。然而用砖砌模板混凝土浇筑后无法检查混凝土的浇筑质量,因此事先要与有关质量检查部门联系并取得许可。五、大体积混凝土的浇筑问题分析 

  采用泵送硅灌筑有利于加快浇筑速度,保证基础的整体性。泵有移动式泵车配布料杆和固定式泵配钢管输送两种。移动式泵车的臂长有限,高层输送有困难,用王基础和低层结构,高层用固定式配接水平与垂直输送钢管。施工过程中,要加强管理,若搅拌站、运输东、泵及输送管等任何一种设备的故障都会造成整个浇筑系统的中断,所以开班前必须对所有设备进行全面检查,还应对砂率、石子粒径、砼的塌落度进行科学的控制。另外,在泵送前用水泥砂浆润滑水平管道,灌筑完毕及时冲洗干净。搅拌第一盘时多加水泥以补偿硅的水泥损失,管道尽量少配弯头,固定要牢固,多采取一些防堵措施。砼多采用斜面分层一次浇筑到顶的浇筑方法,注意不要漏振,要及时排除硅的泌水,保证浇筑质量,在浇筑时还要注意保护测温用的元件和线路。 

  六、防止产生温度裂缝的技术措施分析 

  大体积混凝土要着重防止产生温度裂缝,否则,轻则削弱截面,降低防水能力;重则破坏基础结构的整体性,降低承载能力。一旦产生温度裂缝再进行修补和加固是十分困难的。 

  造成温度裂缝的原因是水泥水化热,水泥水化热量大,浇筑后使混凝土内部温度升温过高,造成过大的内外温度差(大于25 ℃ ),产生内约束,在混凝土浇筑初期会使混凝土产生裂缝。混凝土内部温升过高,降温时降温很大,会产生较大的收缩,由于外约束的作用,在降温阶段也会产生温度裂缝。为此,要防止产生温度裂缝,设法降低水泥水化热是十分重要的。所以要选用水化热低的水泥品种(如矿渣硅酸盐水泥),而且要尽量降低水泥用量,在这方面可采用60d的混凝土强度(即混凝土60d才达到设计强度,而不是通常的28d);掺加减水剂和粉煤灰;选用大直径的粗骨料和中粗砂等。掺加一定数量的微膨胀剂(如UEA),对防止产生温度裂缝很有效。大体积混凝土浇筑后还需要测温。测温用热电偶测温元件,事先埋设于混凝土内有代表性的部位,用导线与测量仪器相连。混凝土浇筑产生水泥水化热后,就可及时测出混凝土内各点的升温值,以此来控制内外温差,避免混凝土开裂。 

  参考文献: 

   [1] 赵志络,赵帆.高层建筑施工[M].北京:中国工业出版社,1997. 

  [2] 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. 

  [3] 国家建委建筑科学研究院主编.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 

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