高层建筑工程大体积混凝土施工技术研究

【摘要】高层建筑工程作为建筑事业重要的组成部分，其施工质量问题越来越引起人们的关注。大体积混凝土施工作为高层建筑结构体系施工的重要环节，其施工技术水平的高低将直接影响到高层建筑工程的整体质量。本文主要对高层建筑工程大体积混凝土裂缝产生原因、原材料选择及技术应用进行了分析与探究。

【关键词】大体积混凝土；施工技术；高层建筑；应用；要求；危害

随着国民经济发展速度的不断加快及科学技术的不断进步，我国城市化建设也愈加完善，这都为高层建筑工程规模的扩大提供了可靠地依据。在社会主义市场经济高速发展的今天，市场竞争压力越来越重，更对建筑工程质量提出了更高地要求。大体积混凝土施工作为高层建筑结构施工中的重要组成部分，其施工质量对高层建筑结构的稳定性和安全性至关重要。

一、大体积混凝土裂缝产生的原因

1、水泥水化热

水泥在水化过程中要产生大量的热量，是大体积砼内部热量的主要来源。由于大体积砼截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使砼内部的温度升高。砼内部的最高温度，大多发生在浇筑后的3～5d，当砼的内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成比，温差越大，温度应力也越大。当砼的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝。这就是大体积砼容易产生裂缝的主要原因。

2、约束条件

大体积钢筋砼与地基浇筑在一起，当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。由于砼的弹性模量小，徐变和应力松弛度大，使砼与地基连接不牢固，因而压应力较小。但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过砼的抗拉强度，砼就会出现垂直裂缝。

3、外界气温变化

大体积砼在施工期间，外界气温的变化对大体积砼的开裂有重大影响。砼内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和砼的散热温度三者的叠加。外界温度越高，砼的浇筑温度也越高。外界温度下降，尤其是骤降，大大增加外层砼与砼内部的温度梯度，产生温差应力，造成大体积砼出现裂缝。因此控制砼表面温度与外界气温温差，也是防止裂缝的重要一环。

4、混凝土的收缩变形

混凝土拌合中，只有约20%的水分是水泥水化所必需的，其余80%要被蒸发。砼中多余水分的蒸发是引起砼体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响，若存在约束，就会产生收缩应力而出现裂缝。

二、大体积混凝土原材料选择

1、水泥

考虑到普通水泥水化热较高，应用与大体积混凝土时，大量水泥水化热不易散发，因此，大体积混凝土的水泥则选用水化热低，安全性好的矿渣水泥，如矿渣硅酸盐水泥，其凝结硬化速度慢，早期强度低，释放水化热速度慢，利于水泥热量较均匀放出，可推迟放热高峰。

2、骨料

粗骨料的粒径选择除按结构断面尺寸和钢筋间距选择外，粗骨料宜选用连续级配，因连续级配粗骨料有较好的和易性，抗压强度较高，可同时减少用水量与水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升，从而可减少混凝土的泌水与收缩；粗骨料粒径为5 mm～25 mm，最大粒径尽量选用较大尺寸，严格控制尖片状含量，含泥量≤l %，并不能混有其他有机杂质和使用海砂。 细骨料的平均粒径>0.5 mm，含泥量≤5 %；当选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土时，应减少相应的用水量和水泥用量，以减少水泥水化热，降低混凝土温升，从而减少混凝土收缩。

3、粉煤灰

由于粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，因此，当采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%，以降低水泥水化热，并便于混凝土的浇筑。但考虑到掺加粉煤灰的混凝土会影响混凝土的抗渗抗裂功能，则粉煤灰采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量，按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

4、外加剂

在混凝土拌制的过程中，可每立方米混凝土掺入2 kg减水剂，以减少水泥用量，降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性；可掺入缓凝剂延长混凝土的终凝时间，以减少水化热的集中产生，但要注意缓凝时间过长会对早期长度不利。另外，大体积混凝土使用的各种原材、掺合料、外加剂均应具有产品合格证书和性能检测报告；其品种、规格、性能必须符合现行国家产品标准和地方建设主管部门颁发的相关规定，同时应符合施工组织设计的规定。

三、大体积混凝土施工技术在高层建筑工程中的应用

1、模板工程施工

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。另外沿基础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。

2、混凝土工程施工

高层建筑基础大体积混凝土用量巨大，宜用商品混凝土，利用混凝土泵车进行浇筑。混凝土泵型号的选择，主要根据单位时间需要的浇筑量及泵送距离。如基础尺寸不很大，用布料杆直接浇筑时，宜选用带布料杆的混凝土泵车。否则，需布管的采用一次接长至最远处、边浇边拆的方式。

大流动性混凝土在浇筑和振捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面流到坑底，混凝土垫层在施工时已预先留有一定坡度，可使大部分泌水顺垫层坡度通过侧模底部预留孔排出坑外。少量来不及排除的泌水随着混凝土向前浇筑推进而被赶至基坑顶部，由模板顶部的预留孔排出。当混凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，改变混凝土浇筑方向，即从顶端往回浇筑，与原斜坡相交成一个集水坑，另外加强两侧模板处的混凝土浇筑强度，这样集水坑逐渐在中间缩小成水潭，用软轴泵及时排除。采用这种方法基本上排除了最后阶段的所有泌水。

四、结束语

综上所述，高层建筑大体积混凝土施工中，必须控制好原材料的质量，做好施工准备工作，提高施工技术的科学性、有效性，同时做到有效控制混凝土浇筑温度，并加大混凝土养护力度，只有这样才能有效提升高层建筑大体积混凝土的施工质量，确保高层建筑的整体施工质量和效益。

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