摘要: 高強、高泵程、斜鋼管柱混凝土施工是超高層結構施工中的復雜問題之一, 本文結合具體工程實例探討混凝土施工各主要環節的技術措施, 取得超高層混凝土泵送澆筑施工的一些經驗, 可為類似工程提供借鑒參考。
關鍵詞: 超高層; 斜鋼管柱; 混凝土施工; 高泵程
高層建筑結構混凝土施工技術是影響工程質量的重要因素之一, 相關的研究也較多[1～6] , 為了滿足建筑外觀與結構安全的需要, 斜鋼管混凝土柱和高強混凝土結構的應用逐漸增多?？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中需要解決的復雜問題。本文結合某工程實例, 對高強、高泵程、斜鋼管柱腳的混凝土施工技術進行總結和研究, 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件分開澆筑的方法組織施工, 各塔樓樓層設計混凝土強度等級見表1。
由表1 可見, 本工程1#、2# 樓的2 層以下豎向構件及3#、4# 樓的13 層以下墻柱構件均采用C60 高強混凝土, 應做好混凝土配制、輸送、澆筑、養護及試件制作等工作。
1.2 混凝土施工要求
⑴ 施工前應根據混凝土設計強度, 綜合考慮泵送混凝土的有關技術參數, 摻入適量的外加劑來調整混凝土的性能, 以滿足設計和施工要求?；炷翍丛O計配合比進行配制, 施工時還應結合氣候變化等情況隨時作出調整。
?、?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。
⑶ 泵送施工時, 輸送管線應根據混凝土澆筑方案進行設計布置, 盡量縮短管線長度, 少用彎管或軟管, 以減小輸送阻力。同一區段內混凝土必須連續澆筑, 避免因中斷施工而形成“施工冷縫”。
?、?混凝土澆搗后應在12h 內指派專人負責養護, 不得少于14 天。對于豎向混凝土表面, 拆模時應在其暴露部位涂刷無水養生液, 水平表面則采取草簾遮蓋灑水等方法進行養護。
?、?混凝土施工中應注意防止裂縫產生, 采取各種措施提高其抗剪切性能, 優化配合比設計; 加強澆筑過程的控制和施工過程的協調, 有序地進行作業,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護, 以確保施工質量。
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, 并結合工程特點在以下兩方面采取相應措施:
?、?泵送預拌混凝土的施工性能混凝土的質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、配合比及制備質量的要求等?；炷帘盟蛻凑認GJ T10- 95《混凝土泵送施工技術規程》和JGJ 55- 2000《普通混凝土配合比設計規程》進行, 同時根據實際情況作出調整, 具體操作中還應注意以下方面:
?、?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下的泌水和離析現象。
?、?選用級配優良的粗細骨料, 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。
?、?優化混凝土配合比, 高泵程預拌混凝土要求具有較好的和易性、穩定性和可泵性, 且對硬化后強度、彈性模量和耐久性等指標均要求較高。通過分析混凝土性能要求, 對配合比進行優化, 并考慮各種施工環境和工況進行試配和性能檢測, 同時現場制作混凝土試塊和同等養護, 以檢測混凝土性能, 最終獲得其最優施工配合比。
?、?混凝土泵送施工
① 設備選擇: 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離析和坍落度損失過大等現象, 采用一泵到頂的泵送方案, 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 臺回轉半徑28m 的HG28D 布料機配合施工。
?、?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, 管路設計時應減少彎管、錐形管的數量, 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、結構構件等應連接牢固。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: 泵送前應先用水泥漿將泵管內部潤滑, 泵送過程中應保持送料連續, 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, 其設計效果及其剖面如圖1。由于澆筑量較小, 現場操作場地狹窄, 故其灌漿施工較復雜, 故要求從支模到混凝土配制、輸送、澆筑、振搗、養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
?、?模板與操作架支設: 柱腳四周鏤空部分采用18mm 厚木模板以吊模形式支設, 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高度。模板支設時沿柱腳四周預留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按照前文所述的要求進行, 在實際生產中還應根據氣候和原材料等情況作相應調整。
⑶ 混凝土澆筑與振搗: 為保證澆筑質量和密實度, 柱腳混凝土應連續澆筑和分層振搗, 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6 個振搗孔, 內部設4 個振搗點( 如圖3b) ,振搗時間以混凝土表面出現浮漿為宜, 振搗后將柱
腳外圍的預留振搗孔用模板封閉; ②澆筑第2、3 層混凝土, 至少設4 個振搗點( 如圖3c) , 應均勻分布以防漏振, 且振動棒應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。
?、?混凝土養護: 混凝土澆筑完畢后7d 內應對其進行灑水養護, 保持混凝土處于濕潤狀態, 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 應注意的問題
?、倌０逯гO前應先復核柱腳定位是否準確, 插筋位置是否準確; ②由于柱腳內鋼筋較密集, 混凝土配制時應嚴格控制粗骨料的級配, 以保證施工質量;③澆筑前使用空氣壓縮機清理柱腳內的雜物, 并噴水濕潤混凝土接觸面, 但不得有積水; ④混凝土澆筑前應了解天氣情況, 盡量避開雨天作業, 澆筑時如遇降雨應立即停工, 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, 避免出現施工冷縫。
3 結論
3.1 混凝土本身的技術性能是高泵程混凝土施工的關鍵因素, 通過對其性能和強度的試配、優選和全面評價, 驗證后才能投入生產, 且加強生產過程中的質量控制, 以確保結構混凝土質量。
3.2 超高層混凝土泵送施工壓力大, 常規的輸送設備難以滿足要求, 因此在保證混凝土合理配制的基礎上, 應特別注意泵送設備的可靠性與輸送管道的合理布置, 且施工中應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。
參考文獻
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