摘要: 高強、高泵程、斜鋼管柱混凝土施工是超高層結(jié)構(gòu)施工中的復(fù)雜問題之一, 本文結(jié)合具體工程實例探討混凝土施工各主要環(huán)節(jié)的技術(shù)措施, 取得超高層混凝土泵送澆筑施工的一些經(jīng)驗, 可為類似工程提供借鑒參考。
關(guān)鍵詞: 超高層; 斜鋼管柱; 混凝土施工; 高泵程
高層建筑結(jié)構(gòu)混凝土施工技術(shù)是影響工程質(zhì)量的重要因素之一, 相關(guān)的研究也較多[1～6] , 為了滿足建筑外觀與結(jié)構(gòu)安全的需要, 斜鋼管混凝土柱和高強混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用逐漸增多?？紤]到建筑高度的影響, 高強混凝土、高泵程混凝土以及斜鋼管柱腳混凝土施工成為工程建設(shè)中需要解決的復(fù)雜問題。本文結(jié)合某工程實例, 對高強、高泵程、斜鋼管柱腳的混凝土施工技術(shù)進行總結(jié)和研究, 為類似工程提供借鑒參考。
1 高強與高泵程混凝土施工
1.1 工程概況
某工程主體由4 座塔樓組成, 混凝土工程采取豎向與水平構(gòu)件分開澆筑的方法組織施工, 各塔樓樓層設(shè)計混凝土強度等級見表1。
由表1 可見, 本工程1#、2# 樓的2 層以下豎向構(gòu)件及3#、4# 樓的13 層以下墻柱構(gòu)件均采用C60 高強混凝土, 應(yīng)做好混凝土配制、輸送、澆筑、養(yǎng)護及試件制作等工作。
1.2 混凝土施工要求
⑴ 施工前應(yīng)根據(jù)混凝土設(shè)計強度, 綜合考慮泵送混凝土的有關(guān)技術(shù)參數(shù), 摻入適量的外加劑來調(diào)整混凝土的性能, 以滿足設(shè)計和施工要求?；炷翍?yīng)按設(shè)計配合比進行配制, 施工時還應(yīng)結(jié)合氣候變化等情況隨時作出調(diào)整。
?、?混凝土施工必須在鋼筋綁扎和通過驗收, 模板安裝和灑水濕潤后進行。
?、?泵送施工時, 輸送管線應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑方案進行設(shè)計布置, 盡量縮短管線長度, 少用彎管或軟管, 以減小輸送阻力。同一區(qū)段內(nèi)混凝土必須連續(xù)澆筑, 避免因中斷施工而形成“施工冷縫”。
?、?混凝土澆搗后應(yīng)在12h 內(nèi)指派專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護, 不得少于14 天。對于豎向混凝土表面, 拆模時應(yīng)在其暴露部位涂刷無水養(yǎng)生液, 水平表面則采取草簾遮蓋灑水等方法進行養(yǎng)護。
?、?混凝土施工中應(yīng)注意防止裂縫產(chǎn)生, 采取各種措施提高其抗剪切性能, 優(yōu)化配合比設(shè)計; 加強澆筑過程的控制和施工過程的協(xié)調(diào), 有序地進行作業(yè),做好二次振搗, 消除混凝土塑性階段的裂縫, 并及時保溫和蓄熱養(yǎng)護, 以確保施工質(zhì)量。
1.3 高泵程混凝土施工
本工程屬超高層建筑, 泵送高度大, 且基本上采用高強混凝土, 故高泵程混凝土輸送成為施工中的一個難點, 擬采用一泵泵送到位的高泵程澆筑施工方法, 并結(jié)合工程特點在以下兩方面采取相應(yīng)措施:
?、?泵送預(yù)拌混凝土的施工性能混凝土的質(zhì)量和配合比直接影響輸送泵的效率和性能, 以及工程施工質(zhì)量和造價, 故混凝土泵使用時必須了解混凝土中各種材料的品質(zhì)、配合比及制備質(zhì)量的要求等。混凝土泵送應(yīng)按照J(rèn)GJ T10- 95《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》和JGJ 55- 2000《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》進行, 同時根據(jù)實際情況作出調(diào)整, 具體操作中還應(yīng)注意以下方面:
?、?配制高性能外加劑, 采用萘系縮聚物、共聚羧酸系以及高效減水劑, 要求攪拌后2h 混凝土坍落度損失小于2cm, 并摻入適量的引氣劑。此外, 引入含絮凝劑的泵送劑, 以克服混凝土在高壓狀態(tài)下的泌水和離析現(xiàn)象。
?、?選用級配優(yōu)良的粗細骨料, 要求顆粒形狀和級配良好, 以利于改善混凝土的流動性與抗變形能力, 提高混凝土強度, 骨料總體粒徑較小可使混凝土有足夠的潤滑漿量, 既能提高流動性又能保持穩(wěn)定。
③ 在混凝土中摻加Ⅰ級粉煤灰, 可改善其流動性, 且需水量較小, 水膠比不變時增大混凝土坍落度。
?、?優(yōu)化混凝土配合比, 高泵程預(yù)拌混凝土要求具有較好的和易性、穩(wěn)定性和可泵性, 且對硬化后強度、彈性模量和耐久性等指標(biāo)均要求較高。通過分析混凝土性能要求, 對配合比進行優(yōu)化, 并考慮各種施工環(huán)境和工況進行試配和性能檢測, 同時現(xiàn)場制作混凝土試塊和同等養(yǎng)護, 以檢測混凝土性能, 最終獲得其最優(yōu)施工配合比。
?、?混凝土泵送施工
?、?設(shè)備選擇: 本工程混凝土輸送的最大高度達187m, 為保證泵送過程中混凝土不出現(xiàn)離析和坍落度損失過大等現(xiàn)象, 采用一泵到頂?shù)谋盟头桨? 使用2 臺HBT60C 混凝土輸送泵( 可輸送至250m 高度)進行施工, 為提高混凝土澆筑效率, 使用2 臺回轉(zhuǎn)半徑28m 的HG28D 布料機配合施工。
② 布管工藝: 在高泵程混凝土施工中, 為了盡量降低輸送管道的總壓力, 管路設(shè)計時應(yīng)減少彎管、錐形管的數(shù)量, 盡量采用大彎管。由于管道壓力較大, 故泵管之間及其與輸送泵、結(jié)構(gòu)構(gòu)件等應(yīng)連接牢固。為了減小水平布管的長度, 在輸送泵出口處安裝特制液壓阻斷閥。
③ 混凝土泵送工藝: 泵送前應(yīng)先用水泥漿將泵管內(nèi)部潤滑, 泵送過程中應(yīng)保持送料連續(xù), 采用2 臺攪拌運輸車同時就位并輪流下料, 以保證輸送泵連續(xù)不間斷工作, 氣溫較高時在泵管上加蓋麻袋和澆水降溫, 混凝土澆筑后及時將泵車和泵管清洗干凈。
2 斜鋼管混凝土柱腳施工
本工程設(shè)計有斜鋼管混凝土柱腳共30 個, 采用C70 混凝土,每個柱腳需澆筑約3.8m3 混凝土, 其設(shè)計效果及其剖面如圖1。由于澆筑量較小, 現(xiàn)場操作場地狹窄, 故其灌漿施工較復(fù)雜, 故要求從支模到混凝土配制、輸送、澆筑、振搗、養(yǎng)護等工序均采取有效的施工和保障措施。
2.1 主要施工技術(shù)
?、?模板與操作架支設(shè): 柱腳四周鏤空部分采用18mm 厚木模板以吊模形式支設(shè), 通過在底板上層鋼筋上焊接鋼筋頭及腳手架鋼管來控制模板的搭設(shè)高度。模板支設(shè)時沿柱腳四周預(yù)留6 個混凝土振搗孔, 其完成效果如圖2 所示。
?、?混凝土配制與輸送: 柱腳高強混凝土的配制應(yīng)按照前文所述的要求進行, 在實際生產(chǎn)中還應(yīng)根據(jù)氣候和原材料等情況作相應(yīng)調(diào)整。
?、?混凝土澆筑與振搗: 為保證澆筑質(zhì)量和密實度, 柱腳混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑和分層振搗, 如圖3, 具體步驟如下: ①第1 層混凝土澆筑至底板面, 柱腳外圍布設(shè)6 個振搗孔, 內(nèi)部設(shè)4 個振搗點( 如圖3b) ,振搗時間以混凝土表面出現(xiàn)浮漿為宜, 振搗后將柱
腳外圍的預(yù)留振搗孔用模板封閉; ②澆筑第2、3 層混凝土, 至少設(shè)4 個振搗點( 如圖3c) , 應(yīng)均勻分布以防漏振, 且振動棒應(yīng)伸至兩層混凝土交接面以下5cm 處, 重點注意插筋附近的混凝土振搗。
⑷ 混凝土養(yǎng)護: 混凝土澆筑完畢后7d 內(nèi)應(yīng)對其進行灑水養(yǎng)護, 保持混凝土處于濕潤狀態(tài), 在混凝土強度未達到1.2N mm2 時不得在其上踩踏或施工。
2.2 應(yīng)注意的問題
①模板支設(shè)前應(yīng)先復(fù)核柱腳定位是否準(zhǔn)確, 插筋位置是否準(zhǔn)確; ②由于柱腳內(nèi)鋼筋較密集, 混凝土配制時應(yīng)嚴(yán)格控制粗骨料的級配, 以保證施工質(zhì)量;③澆筑前使用空氣壓縮機清理柱腳內(nèi)的雜物, 并噴水濕潤混凝土接觸面, 但不得有積水; ④混凝土澆筑前應(yīng)了解天氣情況, 盡量避開雨天作業(yè), 澆筑時如遇降雨應(yīng)立即停工, 并對剛澆筑的柱腳用彩條布遮蓋;⑤同一柱腳混凝土澆筑時, 吊斗吊運的間隔時間不得超過混凝土的初凝時間, 避免出現(xiàn)施工冷縫。
3 結(jié)論
3.1 混凝土本身的技術(shù)性能是高泵程混凝土施工的關(guān)鍵因素, 通過對其性能和強度的試配、優(yōu)選和全面評價, 驗證后才能投入生產(chǎn), 且加強生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制, 以確保結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量。
3.2 超高層混凝土泵送施工壓力大, 常規(guī)的輸送設(shè)備難以滿足要求, 因此在保證混凝土合理配制的基礎(chǔ)上, 應(yīng)特別注意泵送設(shè)備的可靠性與輸送管道的合理布置, 且施工中應(yīng)注意不使用存在裂紋或表面凹陷的管道, 管箍必須緊牢以防爆裂傷人; 及時進行故障處理和更換必要的易損件; 停機后及時清洗并注意泵機的保養(yǎng)。
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