高层建筑大体积混凝土施工

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　　摘要：本文从大体积混凝土外部因素以及大体积混凝土裂缝的危害出发，重点分析了大体积混凝土的施工措施：控制混凝土的浇筑温度；在混凝土硬化过程中进行人工控温；采取合适的养护措施；合理布置浇筑方案；控制施工工艺。
　　关键词：高层建筑，混凝土，硬化过程，人工控温
　　一、前言
　　目前，随着经济建设的发展，为了充分利用有限的土地资源，高层建筑结构应用已日渐广泛，对建筑施工技术带来新的挑战。随着建筑高度越来越高，高层建筑底板厚度越来越厚，在工程施工中，底板由于温度应力极易产生裂缝，为此，应采取有效措施防止裂缝的产生和发展。在这样的情况下，由于大体积混凝土在施工灌注时采取阶梯式的平面和跑道式的灌注方法，可有效地降低大体积混凝土的升温，克服了混凝土中产生的冷缝现象。因此，本文将重点谈谈高层建筑大体积混凝土施工工艺。
　　二、混凝土的外部因素
　　混凝土浇筑初期，由于结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但抗拉能力却很小，所以温度应力超过抗拉强度时，混凝土的整个截面就会产生贯穿裂缝。降低了建筑结构的刚度，如出现贯穿性裂缝，则会使结构（比如基础筏板）的刚度降低，从而影响到结构物功能的正常发挥。影响混凝土的耐久性，裂缝的出现使侵蚀性介质容易进入混凝土内部，使钢筋锈蚀，混凝土腐蚀、碳化，损坏混凝土的表面，使混凝土的强度降低，进而影响混凝土的耐久性。影响建筑物的防水性，裂缝的出现，则会使建筑物出现渗漏问题；且一旦出现渗漏，不但处理困难、花费巨大，还拖延了工程交付时间，降低了结构的使用功能。
　　三、大体积混凝土裂缝的危害
　　1、影响建筑物的功能
　　大体积混凝土结构多为地下连续墙、筏板、箱型基础等，所以开裂后的主要问题之一就是地下室的渗漏问题，这个问题往往又不容易处理，给结构物的使用带来一些附加影响，比如结构的修补堵漏，不但处理困难、花费巨大，而且延长了工程的交付使用时间，降低了结构的使用功能。有时甚至会因为在结构物的使用过程中多次堵漏，出现堵漏成本高于土建成本的现象。
　　2、降低了建筑结构的刚度
　　裂缝尤其是贯穿性裂缝的出现会使结构（比如基础筏板）的刚度降低，从而影响到结构物功能的正常发挥。
　　3、影响混凝土的耐久性
　　裂缝的出现使侵蚀性介质容易进入混凝土内部，使钢筋锈蚀，混凝土腐蚀、碳化，损坏混凝土的表面，使混凝土的强度降低，进而影响混凝的耐久性。
　　四、大体积混凝土的施工措施
　　 1、控制混凝土的浇筑温度
　　降低浇筑温度不但能降低混凝土中的最高温升，也能直接影响到新旧混凝土间的温差，为控制浇筑温度不大于25~30℃，首先是要控制混凝土原材料的温度。夏季骨料应遮荫堆放，避免日照，对水泥、骨料、拌合水预冷以及用冰水代替水等方法来时间原材料的降温。为减少新拌混凝土的温度回升，应尽量缩短运输时间和缩减转料次数，可边浇筑边覆盖隔热被，也可在工作面现场采用凉棚并喷雾降低工作面气温。
　　2、在混凝土硬化过程中进行人工控温
　　人工控温的方法包括保温法和降温法。保温法即在混凝土表面覆盖保温层或者洒温水养护，提高混凝土表面的温度，使得混凝土内外的温差不会过大。降温法就是在混凝土外部洒水降温，这种使混凝土表面温度接近（甚至低于）环境温度，因此能有效地防止表面裂缝的产生。另外一种降温的方法就使用埋入混凝土中的循环水水管降温。水管冷却进行内部降温的方法不仅降低混凝土内的最高温升和平均温度，还能有效地减小温差，因此直接减少了温度应力。
　　3、采取合适的养护措施
　　早龄期混凝土如果同时暴露在低的环境温度、高的表面温度以及干燥收缩的情况下，很容易产生裂缝。应该安排好拆模时间，在拆模后保护性隔热以防止暴露在低得环境温度下，在夏季应避免太阳直射，覆盖洒水保湿来减轻收缩效应。为了保持混凝土表面温度与内部温度以及外界大气的温差在规定范围内，需要设置隔热层以免温度的骤然变化，使表面混凝土的温度能缓慢地接近环境温度。但是隔热层也不能过厚或设置时间过长，否则内部混凝土温度会降不下来，另外在混凝土浇筑初期，整个混凝土处于升温阶段，这时表面混凝土可能受压，此时设隔热层可能反而有害。
　　4、合理布置浇筑方案
　　对于结构尺寸不太大的混凝土构件可采用分层连续浇筑法，从短边开始沿长边方向进行。对于厚度不大而面积较大的构件，宜采用分层分段踏步式推进的斜面浇筑方法，而对于长度大大超过厚度的混凝土构件，一般采用斜面分层法，混凝土浇筑顺序应保证新浇筑的混凝土不出现冷缝，采用薄层浇筑，层间结合按施工缝处理，并要控制好层间间歇时间，间歇时间过长，已浇筑混凝土的弹性模量增长得过高，约束会过大以致在新老混凝土结合面产生裂缝，间歇时间过短，已浇筑的混凝土还处于升温阶段，表面温度较高时就已被覆盖，不利于散热，同时也加快新浇筑混凝土的温升，相互影响就有可能超过允许的最高温升，加大了混凝土产生裂缝的可能性，因此适当的覆盖时间应选择在已浇筑混凝土温度已降到一定值，即新浇筑混凝土温升倒加到已浇筑混凝土中后，已浇筑混凝土温度回升值不大于元混凝土最高温度。
　　5、控制施工工艺
　　强度标准差是反映混凝土生产水平的主要指标，值越小说明混凝土的生产水平越高，如果混凝土的质量不均匀，混凝土浇筑后存在薄弱环节，更加容易由于收敛应力而产生裂缝，另外，保持一定的混凝土浇筑强度，对于防止混凝土裂缝也是重要的，在同等温度应力影响下，开裂多是在抗拉强度较低的混凝土部分发生，并且相邻的混凝土之间的温度变形相互约束，当抗拉强度较低部分的混凝土的相邻混凝土变形收缩时，就会把抗拉强度低得混凝土拉裂，如果在初始混凝土开始凝固前浇筑完毕，就能避免这种不利结果，实际上，一方面要采取掺加外加剂手段尽量延缓混凝土的凝结时间，另一方面要提高混凝土的浇筑强度，但要注意混凝土缓凝时间过长会对早期强度发展不利，而早期强度却是防止混凝土开裂所需要的，所以缓凝和早强必须二者兼顾。
　　四、总结
　　综上所述，高层建筑大体积混凝土施工中，应控制好其对原材料的要求，选择适宜的水泥、粗细骨料、粉煤灰及外加剂，并在此基础上，采用科学的施工措施，严格控制好混凝土的浇筑温度，加强混凝土的养护等。只要这样，才能防止高层建筑大体积混凝土出现裂缝，并可保证工程的施工质量。

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