詳述高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)的要點(diǎn)

    論文關(guān)鍵詞： 高層建筑基礎(chǔ) 大體積混凝土 施工技術(shù)

    論文摘要：高層建筑基礎(chǔ)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要，而高層建筑基礎(chǔ)的施工關(guān)鍵在于大體積混凝土。本文在總結(jié)高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土的鋼筋工程、模板工程和混凝土工程分別進(jìn)行了施工技術(shù)探討。
　　1 高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土的特點(diǎn)
　　高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土如箱形基礎(chǔ)和筏式底板，有以下特點(diǎn)：（1）均為地下或半地下建筑，有防水要求，鋼筋混凝土必須控制裂縫開(kāi)展，一般不存在承載力不足問(wèn)題。（2）結(jié)構(gòu)形式常采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，溫差和收縮變化復(fù)雜約束作用較大，容易引起開(kāi)裂。（3）超靜定的地下建筑結(jié)構(gòu)，一般都能滿足承載力要求，有較大的安全度，控制溫度收縮作用是控制裂縫的主要因素。（4）混凝土標(biāo)號(hào)高，水泥用量多，水灰比大，收縮變形較大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。（5）這些結(jié)構(gòu)一般均為配筋結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造配筋率約為0.2%～0.5%，控制裂縫必須考慮鋼筋作用。（6）水化熱升溫較高，降溫散熱較快，收縮和降溫共同作用是引起混凝土裂縫的主要原因。（7）控制裂縫的方法主要是靠改進(jìn)構(gòu)造設(shè)計(jì)，合理配筋及改進(jìn)澆筑方案，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方法提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
　　2 鋼筋工程施工
　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋具有數(shù)量多、直徑大、分布密、上下層鋼筋高差大等特點(diǎn)。為保證上層鋼筋的標(biāo)高和位置準(zhǔn)確無(wú)誤，應(yīng)設(shè)立鋼筋支架支撐上層鋼筋。鋼筋支架可由粗鋼筋或型鋼制作，每隔一定距離（一般2m左右）設(shè)置一個(gè)，相互間有一定的拉結(jié)，保持穩(wěn)定。如支架除去支撐上層鋼筋外，亦傳遞操作層的施工荷載，若鋼筋支架的強(qiáng)度和穩(wěn)定性不足，宜改用型鋼支架，并計(jì)算確定。粗鋼筋的連接，可用氣壓焊、對(duì)接焊、錐螺紋和套筒擠壓連接，目前直螺紋連接也己經(jīng)被廣泛采用。有一部分粗鋼筋要在基坑內(nèi)底板處進(jìn)行連接，故多用錐螺紋或套筒擠壓連接。
　　2.1 鋼筋擠壓連接
　　鋼筋擠壓連接亦稱鋼筋套筒冷壓連接，它是將需連接的變形的鋼筋插入特制鋼套筒內(nèi)，利用擠壓機(jī)使鋼套筒產(chǎn)生塑性變形，使它緊緊咬住變形鋼筋以實(shí)現(xiàn)連接。目前廣泛應(yīng)用的鋼筋擠壓連接技術(shù)，有鋼筋徑向擠壓和鋼筋軸向擠壓兩種。
　　2.1.1 鋼筋徑向擠壓連接
　　鋼筋徑向擠壓連接是利用擠壓機(jī)徑向擠壓鋼套筒，使套筒產(chǎn)生塑性變形，套筒內(nèi)壁變形嵌入鋼筋變形處，由此產(chǎn)生抗剪力來(lái)傳遞鋼筋連接處的軸向力。徑向擠壓連接適用于直徑20～40mm的帶肋鋼筋的連接。套筒之間凈距要求不小于25mm，鋼筋應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GBI499-91）的規(guī)定。連接鋼套筒，其抗拉強(qiáng)度f(wàn)t≥460N/
　　mm2，屈服強(qiáng)度f(wàn)y≥310N/mm2，伸長(zhǎng)率δ≥20%，套筒的設(shè)計(jì)屈服承載力和極限承載力一般應(yīng)比鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)屈服承載力和極限承載力大10%以上。
　　鋼筋徑向擠壓連接的工藝過(guò)程是：鋼筋、套筒驗(yàn)收→鋼筋斷料、劃套筒套入長(zhǎng)度標(biāo)記→套筒按規(guī)定長(zhǎng)度套入鋼筋，安裝壓接模具→開(kāi)動(dòng)液壓泵逐道壓套筒→卸下壓接模具等→接頭外觀檢查。
　　徑向擠壓接頭的檢驗(yàn)，首先外觀質(zhì)量在自檢基礎(chǔ)上每批隨機(jī)抽取10%的接頭作外觀檢驗(yàn)。鋼套筒必須要有原材料試驗(yàn)單，其力學(xué)、化學(xué)性能要符合要求；鋼筋伸入套筒必須在規(guī)定范圍內(nèi)；接頭處的彎折不得大于4o；接頭不得有裂縫、凹坑、劈裂；壓接道數(shù)和壓痕分布符合要求。然后分批取樣進(jìn)行機(jī)械性能檢驗(yàn)，以500個(gè)同規(guī)格相同制作條件的接頭為一批，每批隨機(jī)取3個(gè)試件進(jìn)行抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。當(dāng)連續(xù)個(gè)驗(yàn)收批合格后，可以1000個(gè)相同規(guī)格相同制作備件的接頭作為一個(gè)驗(yàn)收批。
　　2.1.2 鋼筋軸向擠壓連接
　　軸向擠壓連接是用擠壓和壓模對(duì)鋼套筒和插入的兩根鋼筋沿其軸線方向進(jìn)行擠壓，使鋼套筒產(chǎn)生塑性變形與變形鋼筋咬合而進(jìn)行連接。它用于同直徑或相差一個(gè)型號(hào)直徑的鋼筋連接。鋼套筒材質(zhì)應(yīng)符合GB5310-85標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)要求，與鋼筋直徑要配套。擠壓用設(shè)備，有擠壓機(jī)、超高壓泵站等。鋼筋軸向擠壓連接，一般采用預(yù)先壓接半個(gè)鋼筋接頭，運(yùn)往作業(yè)地點(diǎn)后再擠壓連接另半個(gè)鋼筋接頭。鋼筋軸向擠壓連接的質(zhì)量檢查，與鋼筋徑向擠壓連接相同。
　　2.2 鋼筋錐螺紋套管連接
　　鋼筋錐螺紋套管連接的鋼套管內(nèi)壁在工廠專用機(jī)床上加工有錐螺紋，有用于連接Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼直徑16～40mm同徑、異徑鋼筋連接用的鋼套管。鋼筋的對(duì)接端頭也在鋼筋套絲機(jī)上加工有與套管匹配的錐螺紋。鋼筋連接時(shí)，經(jīng)對(duì)螺紋檢查無(wú)油污和損傷后，先用手旋入鋼筋，然后用扭矩板手緊固至規(guī)定的扭矩后即完成。這種鋼筋連接全靠機(jī)械力保證，無(wú)明火作業(yè)，無(wú)焊接接頭存在的受材料可焊性影響、氣孔、裂紋、對(duì)中性差、質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，而且施工速度快。根據(jù)我國(guó)試驗(yàn)和使用的結(jié)果，證明這種機(jī)械連接，其抗拉或抗壓強(qiáng)度，均能滿足為鋼筋屈服強(qiáng)度f(wàn)y的1.25倍的要求。
　　3 模板工程施工
　　模板是保證工程結(jié)構(gòu)外形和尺寸的關(guān)鍵，而混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力是確定模板尺寸的依據(jù)。大體積混凝土采用泵送工藝，其特點(diǎn)是速度快，澆筑面集中，不可能同時(shí)將混凝土均勻地分送到澆筑混凝土的各個(gè)部位，而使某一部分的混凝土升高很大，然后再移動(dòng)輸送管，依次澆筑另一部分的混凝土。因此采用泵送工藝的大體積混凝土的模板應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力狀況，對(duì)模板和支撐系統(tǒng)等進(jìn)行計(jì)算，以確保模板體系具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
　　高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土結(jié)構(gòu)墊層面積較大，墊層澆筑后其面層不可能在同一水平面。因此宜在基礎(chǔ)鋼模板下端統(tǒng)長(zhǎng)鋪設(shè)一根50mm×100mm小方木，用水平儀找平，以確保基礎(chǔ)鋼模板安裝后其上表面能在同一標(biāo)高上。另外沿基礎(chǔ)縱向兩側(cè)及橫向于混凝土澆筑最后結(jié)束的一側(cè)，在小方木上開(kāi)設(shè)50mm×300mm的排水孔，以便將大體積混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的泌水和浮漿排出。箱形基礎(chǔ)的底板模板，多將組合鋼模板按照模板配板設(shè)計(jì)組裝成大塊模板進(jìn)行安裝，不足處以異形模板補(bǔ)充。模板要支撐牢固，防止在混凝土側(cè)壓力作用下產(chǎn)生變形。有的工程基礎(chǔ)底板邊線距離支護(hù)樁很近，難以支設(shè)模板，其底板側(cè)�？捎闷龃u模代替。然而用磚砌模板混凝土澆筑后無(wú)法檢查混凝土的澆筑質(zhì)量，因此事先要與有關(guān)質(zhì)量檢查部門(mén)聯(lián)系并取得許可。
　　4 混凝土工程施工
　　高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土用量巨大，宜用商品混凝土，利用混凝土泵車(chē)進(jìn)行澆筑。混凝土泵型號(hào)的選擇，主要根據(jù)單位時(shí)間需要的澆筑量及泵送距離。如基礎(chǔ)尺寸不很大，用布料桿直接澆筑時(shí)，宜選用帶布料桿的混凝土泵車(chē)。否則，需布管的采用一次接長(zhǎng)至最遠(yuǎn)處、邊澆邊拆的方式。
　　混凝土泵的數(shù)量按下式計(jì)算：
　　式中：N—混凝土泵臺(tái)數(shù)；Q—混凝土澆筑數(shù)量（m3/h）；Qo—混凝土泵的實(shí)際平均輸出量（m3/h）；T—施工作業(yè)時(shí)間（h）。應(yīng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工用的商品混凝土，宜用混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)供應(yīng)�；炷�土泵不應(yīng)間斷，宜連續(xù)供應(yīng)，以保證順利泵送�；炷�土攪拌運(yùn)輸車(chē)的臺(tái)數(shù)按下式計(jì)算：
　　
　　 式中：Ng—混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)臺(tái)數(shù)；Qa—混凝土泵單位時(shí)間計(jì)劃泵送量（m3/h）；Qb—混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)的裝載量（m3）；L—混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)往返一次的行程（km）；V—混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)的平均車(chē)速（km/h）；T—往返一次內(nèi)的因裝料、卸料、沖洗、停歇等的總時(shí)間（h）。
　　由于泵送混凝土的流動(dòng)性大，如基礎(chǔ)厚度不很大，多斜面分層循序推進(jìn)、一次到頂。這種自然流淌形成斜坡的混凝土澆筑方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝�；炷�土的振搗也要適應(yīng)斜面分層澆筑工藝，一般在每個(gè)斜面層的上、下各布置一道振動(dòng)器。上面的一道布置在混凝土卸料處，保證上部混凝土的搗實(shí)。
　　下面一道振動(dòng)器布置在近坡腳處，確保下部混凝土密實(shí)。隨著混凝土澆筑的向前推進(jìn)，振動(dòng)器也相應(yīng)跟上。
　　 大流動(dòng)性混凝土在澆筑和振搗過(guò)程中，上涌的泌水和浮漿順混凝土坡面流到坑底，混凝土墊層在施工時(shí)已預(yù)先留有一定坡度，可使大部分泌水順墊層坡度通過(guò)側(cè)模底部預(yù)留孔排出坑外。少量來(lái)不及排除的泌水隨著混凝土向前澆筑推進(jìn)而被趕至基坑頂部，由模板頂部的預(yù)留孔排出。當(dāng)混凝土大坡面的坡腳接近頂端模板時(shí)，改變混凝土澆筑方向，即從頂端往回澆筑，與原斜坡相交成一個(gè)集水坑，另外加強(qiáng)兩側(cè)模板處的混凝土澆筑強(qiáng)度，這樣集水坑逐漸在中間縮小成水潭，用軟軸泵及時(shí)排除。采用這種方法基本上排除了最后階段的所有泌水。
　　高層建筑大體積混凝土的表面水泥漿較厚，在澆筑后要進(jìn)行處理。一般先初步按設(shè)計(jì)標(biāo)高用長(zhǎng)刮尺刮平，然后在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，再用木蟹打磨壓實(shí)，以閉合收水裂縫，經(jīng)12h左右再用塑料薄膜和草袋覆蓋充分澆水濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 趙志絡(luò)，趙帆.高層建筑施工[M].北京：中國(guó)工業(yè)出版社，1997.
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