某高層建筑大樓,由1棟42層辦公樓和一棟6層商業(yè)樓組成,塔樓結(jié)構(gòu)為筒中筒,裙樓為剪力墻結(jié)構(gòu)。工程底板面積為12335m2,混凝土總用量23693m3,鋼筋總用量6970t。底板設(shè)有兩條后澆帶,將其劃分了四段,其中第三段底板厚度最大,為3.4m,其余三段的厚度為1.2m。混凝土等級為C40、S12和R60。
1.1.1 配合比設(shè)計
配合比設(shè)計的重點是原材料的選擇和配合比的確定。在本次工程施工中,主要選用了525#普通硅酸鹽水泥,單位水泥用量為287 kg;砂子選用了中粗砂,其細度模數(shù)為2.4~2.7,用量為740kg;石子選用花崗巖碎石,粒徑為10~40mm,用量為1065kg;摻合料采用電廠提供的二級粉煤灰,摻和量約為水泥用量的10%;外加劑選用高效減水劑,使用量根據(jù)試配確定,約為10.68kg;水165kg,膨脹劑CEA 39kg。
1.1.2 設(shè)備的選用
測溫設(shè)備和測溫點的布置:該項工程在可能出現(xiàn)較大溫差的位置都設(shè)置了測溫點,共計43個測位。測溫熱電偶自混凝土澆筑時起,1周的測溫頻率為30min/次;當溫差超過20℃時,則提高測溫頻率。對于3.4m厚底板,在保溫、保養(yǎng)過程中還要加強晚間溫度控制,當出現(xiàn)異?,F(xiàn)象時,應(yīng)立即采取相應(yīng)的措施。
鋼筋的加工一方面應(yīng)保證其表面潔凈、無損傷,另一方面應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙要求。綁扎之前對施工圖紙、鋼筋型號、直徑、尺寸等內(nèi)容與配料單進行核對。綁扎過程中應(yīng)注意:鋼筋的交點必須用鐵絲扎牢;梁和柱的箍筋,應(yīng)與受力鋼筋垂直設(shè)置。
1.3.1 澆筑方向及順序
該項工程中,混凝土澆筑共用時76h,澆筑的方向從北往南;澆筑的方法:分層、分段、分點、1個坡度;澆筑原則:循序漸進、逐層遞進。對于超厚底板的澆筑,共分三層進行。其中第一層1m,由7臺泵共同澆筑至H軸,當泵管退至H軸時,再將其連至F軸進行第二層澆筑;第二層也是澆筑lm,當泵管再通至H軸時,將1,3,5,7泵管接至F軸進行第三層澆筑,第三層澆筑1.3~1.5m。同時剩余泵從H軸向南繼續(xù)澆筑第一層,循環(huán)往復(fù),避免了接澆的混凝土之間冷縫的出現(xiàn)。
1.3.2 振搗器布置和泌水處理
根據(jù)工程實踐具體情況,共布置了4臺混凝土振搗器,其位置分別在泵管出料口1臺,中間位置1臺,坡腳處為了振搗底板的底層鋼筋網(wǎng)片的混凝土,因此布置了2臺。大體積混凝土的一個常見特點就是上、下分層間如果施工間隔時間較長,容易產(chǎn)生沁水層,不僅會降低混凝土強度,還會引起脫皮、酥軟等不良后果。由此應(yīng)對沁水問題進行及時處理。常用的方法:自流方式和抽吸方式。
(1)選用中低熱的水泥品種:根據(jù)混凝土升溫熱源的來源,在施工過程中可從兩方面人手:選用水化熱較低的水泥和降低單位水泥用量。可選用325#、425#礦渣硅酸鹽水泥,這類水泥的水化熱相對于普通硅酸鹽水泥來說,水化熱量可減少25%左右。
(2)利用混凝土的后期強度:試驗表明單位混凝土水泥用量與水泥水化熱的混凝土溫度成正比關(guān)系,也即是單位用量每增加10k g,則溫度上升1℃ ,由此可根據(jù)結(jié)構(gòu)實際承受荷載情況,增加混凝土設(shè)計強度,以減少單位混凝土水泥用量。
(3)摻加外加劑:選擇適當?shù)耐饧觿┛山档退嘤昧考八療?,減緩混凝土收縮。如在混凝土中摻人一定量的木鈣減水劑,不僅能顯著改善混凝土和易性,而且能減少10%左右的拌合水及水泥。
實踐表明,由于粉煤灰具有一定的活性,將其適量地摻入到混凝土中,不僅可有效地改善混凝土的后期強度,而且能有效地減少混凝土的水化熱,對于減少混凝土表面裂縫有著重要的促進作用。一般來說,摻入量為水泥重量的15%。
為了滿足工程預(yù)定要求及發(fā)揮出水泥的最有效作用,粗骨料的最大粒徑應(yīng)達到最佳。對于大體積混凝土工程來說,首先應(yīng)用自然連續(xù)級配的粗骨料配制混凝土,以保證混凝土的和易性及較高的抗壓強度。石子的規(guī)則應(yīng)根據(jù)工程的施工情況,盡量選取級配良好、粒徑較大的石子,這樣不僅可以減少水泥用量,也可減少混凝土的收縮和泌水,能夠有效地降低混凝土溫升。但需要注意的是骨料的粒徑不宜過大,否則容易引起離析現(xiàn)象。在具體工程實踐中,既要做好混凝土的攪拌、澆筑、振搗,又要做好骨料的級配設(shè)計。
細骨料主要包括碎石、河砂等,其級配對混凝土性能影響較大。如細砂和特細砂容易使混凝土離析,且需水量大,會提高水泥的用量;級配較好的中砂可用于有特殊要求的混凝土;適宜細度模數(shù)的中、粗砂,每單位可減少用水量約20kg,減少水泥用量約28kg,降低了混凝土的溫升。
總的來說,為了確保高層建筑超厚底板大體積混凝土施工質(zhì)量,就必須要控制好因變形產(chǎn)生的裂縫問題。由此一方面應(yīng)深入研究大體積混凝土裂縫的成因,并制定出相應(yīng)的解決措施;另一方面還要做好鋼筋工程、溫度監(jiān)控、澆筑工程及后期養(yǎng)護等方面的施工質(zhì)量控制,才能滿足混凝土的強度、耐久性、抗?jié)B等要求,并實現(xiàn)建筑整體的經(jīng)濟和社會效益。
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