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展，一般不存在承載力不足問題。（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)號高，水泥用量多，水灰比大，收縮變形較大，經(jīng)常會出現(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，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ft≥460N/
　　mm2，屈服強(qiáng)度fy≥310N/mm2，伸長率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程是：鋼筋、套筒驗(yàn)收→鋼筋斷料、劃套筒套入長度標(biāo)記→套筒按規(guī)定長度套入鋼筋，安裝壓接模具→開動液壓泵逐道壓套筒→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個同規(guī)格相同制作條件的接頭為一批，每批隨機(jī)取3個試件進(jìn)行抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。當(dāng)連續(xù)個驗(yàn)收批合格后，可以1000個相同規(guī)格相同制作備件的接頭作為一個驗(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型號直徑的鋼筋連接。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)先壓接半個鋼筋接頭，運(yùn)往作業(yè)地點(diǎn)后再擠壓連接另半個鋼筋接頭。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級鋼直徑16～40mm同徑、異徑鋼筋連接用的鋼套管。鋼筋的對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，經(jīng)對螺紋檢查無油污和損傷后，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，無明火作業(yè)，無焊接接頭存在的受材料可焊性影響、氣孔、裂紋、對中性差、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fy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，不可能同時將混凝土均勻地分送到澆筑混凝土的各個部位，而使某一部分的混凝土升高很大，然后再移動輸送管，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)長鋪設(shè)一根50mm×100mm小方木，用水平儀找平，以確�；�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)，在小方木上開設(shè)50mm×300mm的排水孔，以便將大體積混凝土澆筑時產(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)模可用砌磚模代替。然而用磚砌模板混凝土澆筑后無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，利用混凝土泵車進(jìn)行澆筑�；炷�土泵型號的選擇，主要根據(jù)單位時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，宜選用帶布料桿的混凝土泵車。否則，需布管的采用一次接長至最遠(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)輸車的臺數(shù)按下式計(jì)算：
　　
　　 式中：Ng—混凝土攪拌運(yùn)輸車臺數(shù)；Qa—混凝土泵單位時間計(jì)劃泵送量（m3/h）；Qb—混凝土攪拌運(yùn)輸車的裝載量（m3）；L—混凝土攪拌運(yùn)輸車往返一次的行程（km）；V—混凝土攪拌運(yùn)輸車的平均車速（km/h）；T—往返一次內(nèi)的因裝料、卸料、沖洗、停歇等的總時間（h）。
　　由于泵送混凝土的流動性大，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，一般在每個斜面層的上、下各布置一道振動器。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)，振動器也相應(yīng)跟上。
　　 大流動性混凝土在澆筑和振搗過程中，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已預(yù)先留有一定坡度，可使大部分泌水順墊層坡度通過側(cè)模底部預(yù)留孔排出坑外。少量來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，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：中國工業(yè)出版社，1997.
　　[2] 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范編寫組.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ10-89)[S].1989.
　　[3] 國家建委建筑科學(xué)研究院主編.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)研究報告選集[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

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