摘要: 高强、高泵程、斜钢管柱混凝土施工是超高层结构施工中的复杂问题之一, 本文结合具体工程实例探讨混凝土施工各主要环节的技术措施, 取得超高层混凝土泵送浇筑施工的一些经验, 可为类似工程提供借鉴参考。
关键词: 超高层; 斜钢管柱; 混凝土施工; 高泵程
高层建筑结构混凝土施工技术是影响工程质量的重要因素之一, 相关的研究也较多[1～6] , 为了满足建筑外观与结构安全的需要, 斜钢管混凝土柱和高强混凝土结构的应用逐渐增多。考虑到建筑高度的影响, 高强混凝土、高泵程混凝土以及斜钢管柱脚混凝土施工成为工程建设中需要解决的复杂问题。本文结合某工程实例, 对高强、高泵程、斜钢管柱脚的混凝土施工技术进行总结和研究, 为类似工程提供借鉴参考。
1 高强与高泵程混凝土施工
1.1 工程概况
某工程主体由4 座塔楼组成, 混凝土工程采取竖向与水平构件分开浇筑的方法组织施工, 各塔楼楼层设计混凝土强度等级见表1。
由表1 可见, 本工程1#、2# 楼的2 层以下竖向构件及3#、4# 楼的13 层以下墙柱构件均采用C60 高强混凝土, 应做好混凝土配制、输送、浇筑、养护及试件制作等工作。
1.2 混凝土施工要求
⑴ 施工前应根据混凝土设计强度, 综合考虑泵送混凝土的有关技术参数, 掺入适量的外加剂来调整混凝土的性能, 以满足设计和施工要求。混凝土应按设计配合比进行配制, 施工时还应结合气候变化等情况随时作出调整。
⑵ 混凝土施工必须在钢筋绑扎和通过验收, 模板安装和洒水湿润后进行。
⑶ 泵送施工时, 输送管线应根据混凝土浇筑方案进行设计布置, 尽量缩短管线长度, 少用弯管或软管, 以减小输送阻力。同一区段内混凝土必须连续浇筑, 避免因中断施工而形成“施工冷缝”。
⑷ 混凝土浇捣后应在12h 内指派专人负责养护, 不得少于14 天。对于竖向混凝土表面, 拆模时应在其暴露部位涂刷无水养生液, 水平表面则采取草帘遮盖洒水等方法进行养护。
⑸ 混凝土施工中应注意防止裂缝产生, 采取各种措施提高其抗剪切性能, 优化配合比设计; 加强浇筑过程的控制和施工过程的协调, 有序地进行作业,做好二次振捣, 消除混凝土塑性阶段的裂缝, 并及时保温和蓄热养护, 以确保施工质量。
1.3 高泵程混凝土施工
本工程属超高层建筑, 泵送高度大, 且基本上采用高强混凝土, 故高泵程混凝土输送成为施工中的一个难点, 拟采用一泵泵送到位的高泵程浇筑施工方法, 并结合工程特点在以下两方面采取相应措施:
⑴ 泵送预拌混凝土的施工性能混凝土的质量和配合比直接影响输送泵的效率和性能, 以及工程施工质量和造价, 故混凝土泵使用时必须了解混凝土中各种材料的品质、配合比及制备质量的要求等。混凝土泵送应按照JGJ T10- 95《混凝土泵送施工技术规程》和JGJ 55- 2000《普通混凝土配合比设计规程》进行, 同时根据实际情况作出调整, 具体操作中还应注意以下方面:
① 配制高性能外加剂, 采用萘系缩聚物、共聚羧酸系以及高效减水剂, 要求搅拌后2h 混凝土坍落度损失小于2cm, 并掺入适量的引气剂。此外, 引入含絮凝剂的泵送剂, 以克服混凝土在高压状态下的泌水和离析现象。
② 选用级配优良的粗细骨料, 要求颗粒形状和级配良好, 以利于改善混凝土的流动性与抗变形能力, 提高混凝土强度, 骨料总体粒径较小可使混凝土有足够的润滑浆量, 既能提高流动性又能保持稳定。
③ 在混凝土中掺加Ⅰ级粉煤灰, 可改善其流动性, 且需水量较小, 水胶比不变时增大混凝土坍落度。
④ 优化混凝土配合比, 高泵程预拌混凝土要求具有较好的和易性、稳定性和可泵性, 且对硬化后强度、弹性模量和耐久性等指标均要求较高。通过分析混凝土性能要求, 对配合比进行优化, 并考虑各种施工环境和工况进行试配和性能检测, 同时现场制作混凝土试块和同等养护, 以检测混凝土性能, 最终获得其最优施工配合比。
⑵ 混凝土泵送施工
① 设备选择: 本工程混凝土输送的最大高度达187m, 为保证泵送过程中混凝土不出现离析和坍落度损失过大等现象, 采用一泵到顶的泵送方案, 使用2 台HBT60C 混凝土输送泵( 可输送至250m 高度)进行施工, 为提高混凝土浇筑效率, 使用2 台回转半径28m 的HG28D 布料机配合施工。
② 布管工艺: 在高泵程混凝土施工中, 为了尽量降低输送管道的总压力, 管路设计时应减少弯管、锥形管的数量, 尽量采用大弯管。由于管道压力较大, 故泵管之间及其与输送泵、结构构件等应连接牢固。为了减小水平布管的长度, 在输送泵出口处安装特制液压阻断阀。
③ 混凝土泵送工艺: 泵送前应先用水泥浆将泵管内部润滑, 泵送过程中应保持送料连续, 采用2 台搅拌运输车同时就位并轮流下料, 以保证输送泵连续不间断工作, 气温较高时在泵管上加盖麻袋和浇水降温, 混凝土浇筑后及时将泵车和泵管清洗干净。
2 斜钢管混凝土柱脚施工
本工程设计有斜钢管混凝土柱脚共30 个, 采用C70 混凝土,每个柱脚需浇筑约3.8m3 混凝土, 其设计效果及其剖面如图1。由于浇筑量较小, 现场操作场地狭窄, 故其灌浆施工较复杂, 故要求从支模到混凝土配制、输送、浇筑、振捣、养护等工序均采取有效的施工和保障措施。
2.1 主要施工技术
⑴ 模板与操作架支设: 柱脚四周镂空部分采用18mm 厚木模板以吊模形式支设, 通过在底板上层钢筋上焊接钢筋头及脚手架钢管来控制模板的搭设高度。模板支设时沿柱脚四周预留6 个混凝土振捣孔, 其完成效果如图2 所示。
⑵ 混凝土配制与输送: 柱脚高强混凝土的配制应按照前文所述的要求进行, 在实际生产中还应根据气候和原材料等情况作相应调整。
⑶ 混凝土浇筑与振捣: 为保证浇筑质量和密实度, 柱脚混凝土应连续浇筑和分层振捣, 如图3, 具体步骤如下: ①第1 层混凝土浇筑至底板面, 柱脚外围布设6 个振捣孔, 内部设4 个振捣点( 如图3b) ,振捣时间以混凝土表面出现浮浆为宜, 振捣后将柱
脚外围的预留振捣孔用模板封闭; ②浇筑第2、3 层混凝土, 至少设4 个振捣点( 如图3c) , 应均匀分布以防漏振, 且振动棒应伸至两层混凝土交接面以下5cm 处, 重点注意插筋附近的混凝土振捣。
⑷ 混凝土养护: 混凝土浇筑完毕后7d 内应对其进行洒水养护, 保持混凝土处于湿润状态, 在混凝土强度未达到1.2N mm2 时不得在其上踩踏或施工。
2.2 应注意的问题
①模板支设前应先复核柱脚定位是否准确, 插筋位置是否准确; ②由于柱脚内钢筋较密集, 混凝土配制时应严格控制粗骨料的级配, 以保证施工质量;③浇筑前使用空气压缩机清理柱脚内的杂物, 并喷水湿润混凝土接触面, 但不得有积水; ④混凝土浇筑前应了解天气情况, 尽量避开雨天作业, 浇筑时如遇降雨应立即停工, 并对刚浇筑的柱脚用彩条布遮盖;⑤同一柱脚混凝土浇筑时, 吊斗吊运的间隔时间不得超过混凝土的初凝时间, 避免出现施工冷缝。
3 结论
3.1 混凝土本身的技术性能是高泵程混凝土施工的关键因素, 通过对其性能和强度的试配、优选和全面评价, 验证后才能投入生产, 且加强生产过程中的质量控制, 以确保结构混凝土质量。
3.2 超高层混凝土泵送施工压力大, 常规的输送设备难以满足要求, 因此在保证混凝土合理配制的基础上, 应特别注意泵送设备的可靠性与输送管道的合理布置, 且施工中应注意不使用存在裂纹或表面凹陷的管道, 管箍必须紧牢以防爆裂伤人; 及时进行故障处理和更换必要的易损件; 停机后及时清洗并注意泵机的保养。
参考文献
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