全國高層建筑大體積混凝土施工（共42）

高層層建建筑筑施施工工第四四章章高高層層建建筑筑大大體體積積混混凝凝土土施施工工一、、大大體體積積混混凝凝土土定定義義、、特特點點、、應應用用二、、大大體體積積混混凝凝土土溫溫度度裂裂縫縫三、、大大體體積積混混凝凝土土溫溫度度裂裂縫縫控控制制措措施施四、、大大體體積積混混凝凝土土施施工工工工程程實實例例一、、大大體體積積混混凝凝土土定定義義、、特特點點、、應應用用美國國混混凝凝土土學學會會（（ACI）規(guī)規(guī)定定：：任任何何就就地地澆澆筑筑的的大大體體積積混混凝凝土土，，其其尺尺寸寸之之大大，，必必須須采采取取措措施施解解決決水水化化熱熱及及隨隨之之引引起起的的體體積積變變形形問問題題，，以以最最大大限限度度減減少少開開裂裂。。日本建筑筑學會標標準（JASS5）規(guī)定：：結(jié)構(gòu)斷斷面最小小厚度在在80cm以上，同同時水化化熱引起起混凝土土內(nèi)的最最高溫度度與外界界氣溫之之差，預預計超過過25℃的混凝土土，稱為為大體積積混凝土土。根據(jù)《大體積混混凝土施施工規(guī)范范》（GB50496-2009），大體體積混凝凝土定義義為：混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)物實實體最小小尺寸等等于或大大于1m，或預計計會因為為水泥水水化熱引引起混凝凝土內(nèi)外外溫差過過大而導導致裂縫縫的混凝凝土。大體積混混凝土特特點：結(jié)構(gòu)厚實實，鋼筋筋密，混混凝土量量大；工程條件件復雜（（一般都都是地下下現(xiàn)澆鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)）；施工技術(shù)術(shù)要求高高；水泥水化化熱較大大（溫度度差預計計超過25度）；易使結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)生溫溫度變形形。大體積混混凝土應應用：高層建筑筑的箱型型基礎或或筏型基基礎，多多有厚度度較大的的混凝土土底底板，，還常有有深梁；；高層建筑筑的樁基基常有厚厚大的承承臺；上部結(jié)構(gòu)構(gòu)也有大大體積混混凝土，，如巨型型柱、防防輻射結(jié)結(jié)構(gòu)等;橋梁工程程中大直直徑樁基基礎，斜斜拉橋橋橋塔的一一些部位位，連續(xù)續(xù)梁橋墩墩臺梁等等。二、大體體積混凝凝土溫度度裂縫大體積混混凝土由由于截面面大，水水泥用量量大，水水泥水化化釋放的的水化熱熱會產(chǎn)生生較大的的溫度變變形，由由此形成成的溫度度應力是是導致產(chǎn)產(chǎn)生裂縫縫的主要要原因。。混凝土水水化熱溫溫升的規(guī)規(guī)律是:混凝土的的溫度隨隨齡期增增長變化化，具有有升溫較較快，約約在48～72h左右達到到溫度峰峰值。某大型工工程基礎礎底板水水化熱溫溫升的測測溫曲線線底板厚度度：4.5m入模溫度度：13℃℃最高溫度度：63.9℃最高溫升升：50.9℃大體積混混凝土由由溫度應應力產(chǎn)生生裂縫種種類：混凝土澆澆筑初期期，水泥水水化產(chǎn)生生大量水水化熱，，使混凝凝土溫度度很快上上升，但但由于混混凝土表表面散熱熱條件較較好，熱熱量可向向大氣中中散發(fā)，，因而溫溫度上升升較少；；而混凝凝土內(nèi)部部由于散散熱條件件較差，，熱量散散發(fā)少。。因為溫溫度上升升較多，，內(nèi)外形形成溫度度梯度，，變形不不同形成成內(nèi)約束束。結(jié)果果混凝土土內(nèi)部產(chǎn)產(chǎn)生壓應應力，面面層產(chǎn)生生拉應力力，當該該拉力超超過混凝凝土的抗抗拉強度度時，混混凝土表表面就產(chǎn)產(chǎn)生裂縫縫。大體積混凝凝土由溫度度應力產(chǎn)生生裂縫種類類：混凝土澆筑筑后數(shù)日，水泥水化化熱基本上上已釋放，，混凝土從從最高溫度度逐漸降溫溫，降溫的的結(jié)果引起起混凝土收收縮，再加加上由于混混凝土中多多余水分蒸蒸發(fā)、碳化化等引起的的體積收縮縮變形，受受到地基和和結(jié)構(gòu)邊界界條件的約約束（外約約束），不不能自由變變形，導致致產(chǎn)生溫度度應力（拉拉應力），，當該溫度度應力超過過混凝土抗抗拉強度時時，則從約約束面開始始向上開裂裂形成溫度度裂縫。微觀裂縫（（0.05mm以下）宏觀裂縫（（0.05mm以上）混凝土裂縫縫粘著裂縫：：骨料與水泥泥石粘結(jié)面面上的裂縫縫；水泥石裂縫縫：骨料間水泥泥漿中的水水泥石裂縫縫；骨料裂縫：：存在于骨料料本身的裂裂縫；宏觀裂縫：：是微觀裂裂縫擴展的的結(jié)果。1-粘著裂縫；；2-水泥石裂縫縫；3-骨料裂縫大體積混凝凝土內(nèi)出現(xiàn)現(xiàn)的裂縫，，按其深度度一般可分分為：(1)表面裂縫(2)深層裂縫(3)貫穿裂縫貫穿裂縫切切斷了結(jié)構(gòu)構(gòu)斷面，破破壞結(jié)構(gòu)整整體性、穩(wěn)穩(wěn)定性和耐耐久性等，，危害嚴重重；深層裂縫部部分切斷了了結(jié)構(gòu)斷面面，也有一一定的危害害性；表面裂縫雖雖然不屬于于結(jié)構(gòu)性裂裂縫，但在在混凝土收收縮時，由由于表面裂裂縫處斷面面削弱且產(chǎn)產(chǎn)生應力集集中，能促促使裂縫進進一步開展展。大體積混凝凝土內(nèi)出現(xiàn)現(xiàn)的裂縫，，按其出現(xiàn)現(xiàn)的時間分分：(1)早期裂縫：混凝土澆澆筑后28d內(nèi)出現(xiàn)的裂裂縫；(2)中期裂縫：混凝土澆澆筑后28-180d內(nèi)出現(xiàn)的裂裂縫；(3)后期裂縫：在180d以后出現(xiàn)的的裂縫。按其對結(jié)構(gòu)構(gòu)使用功能能和耐久性性影響分類類：有害裂縫：：隨其發(fā)展可可能影響到到結(jié)構(gòu)的性性能、使用用功能和耐耐久性的裂裂縫，一般般為深層或或貫穿性裂裂縫，且其其寬度超過過了最大裂縫寬寬度的限值值。無害裂縫：：只是影響結(jié)結(jié)構(gòu)的外觀觀，對結(jié)構(gòu)構(gòu)的性能、、使用功能能和耐久性性不會產(chǎn)生生大的影響響的裂縫。。大體積混凝凝土內(nèi)出現(xiàn)現(xiàn)的裂縫，，按其產(chǎn)生生原因：(1)荷載作用下下的裂縫（（約占10%）；(2)變形作用下下的裂縫（（約占80%）；(3)耦合作用下下的裂縫（（約占10%）；國內(nèi)外有關關規(guī)范對裂裂縫寬度都都有相應相相應的規(guī)定定，一般都都是根據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)工作條條件和鋼筋筋種類而定定。我國的的混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設計規(guī)規(guī)范（GB50010-2010）對混凝土土結(jié)構(gòu)的最最大允許裂裂縫寬度亦亦有明確規(guī)規(guī)定：(1)在正常的空空氣環(huán)境中中，裂縫允許寬寬度為0.3-0.4mm；(2)在輕微腐蝕蝕介質(zhì)中，，裂縫允許寬寬度為0.2-0.3mm；(3)在嚴重腐蝕蝕介質(zhì)中，，裂縫允許寬寬度為0.1-0.2mm。裂縫寬度限限值產(chǎn)生裂縫的的主要原因因大體積混凝凝土施工階階段產(chǎn)生的的溫度裂縫縫，是其內(nèi)內(nèi)部矛盾發(fā)發(fā)展的結(jié)果，一一方面是混混凝土內(nèi)外外溫差產(chǎn)生生應力和應應變，另一一方面是結(jié)構(gòu)的外約約束和混凝凝土各質(zhì)點點間的內(nèi)約約束阻止這這種應變，，一旦溫度應力超超過混凝土土所能承受受的抗拉強強度，就會會產(chǎn)生裂縫縫。1.水泥水化熱熱；2.約束條件；；4.混凝土收縮縮變形。3.外界氣溫變變化；三、大體積積混凝土溫溫度裂縫控控制措施根據(jù)我國大大體積混凝凝土結(jié)構(gòu)施施工經(jīng)驗，，為防止產(chǎn)產(chǎn)生溫度裂裂縫，應著著重在控制混凝土土溫升；延緩混凝土土降溫速率率；減少混凝土土收縮、提提高混凝土土極限拉伸伸值；改善約束和和完善構(gòu)造造設計方面采取措措施。（一）控制制混凝土溫溫升大體積混凝凝土結(jié)構(gòu)在在降溫階段段，由于降降溫和水分分蒸發(fā)的等等原因產(chǎn)生生收縮，再再加上存在在外約束不不能自由變變形而產(chǎn)生生溫度應力力。因此控控制水泥水水化熱溫升升，即減小小了降溫溫溫差。1.選用中低熱熱的水泥品品種大體積混凝凝土結(jié)構(gòu)施施工多用32.5級和42.5級礦渣硅酸酸鹽水泥，，如42.5級（即原425號）礦渣硅硅酸鹽水泥泥其3d的水化熱為為180kJ/kg，而同等級級的普通硅硅酸鹽水泥泥則為250kJ/kg，水化熱量量減少28%。2.利用混凝土土的后期強強度試驗數(shù)據(jù)證證明，每立立方米的混混凝土水泥泥用量每增增減10kg，水泥水化化熱將使混混凝土的溫溫度相應升升降1℃。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)實際承受受荷載情況況，對結(jié)構(gòu)構(gòu)的剛度和和強度進行行復算并取取得設計和和質(zhì)量檢查查部門的認認可后，可可采用f45、f60或f90替代f28作為混凝土土設計強度度，使得每每立方米混混凝土水泥泥用量減少少40-70kg左右，混凝凝土水化熱熱溫升相應應減少4-7℃。3.摻加減水劑劑木質(zhì)素磺磺酸鈣木質(zhì)素磺酸酸鈣屬陰離離子表面活活性劑，對對水泥顆粒粒有明顯的的分散效應應，并能使使水的表面面張力降低低而引起加加氣作用。。因此在混混凝土中摻摻入水泥重重量0.25%的木質(zhì)素磺磺酸鈣，不不僅能使混混凝土和易易性有明顯顯的改善，，同時又減減少了10%左右的拌合合水，節(jié)約約10%左右的水泥泥，從而降降低了水化化熱，大大大減少了出出現(xiàn)溫度裂裂縫的可能能性。4.摻加粉煤灰灰外摻料由于粉煤灰灰具有一定定的活性，，不但可替替代部分水水泥，而且且粉煤灰顆顆粒呈球形形，具有“滾珠效應”而起潤滑作作用，能改改善混凝土土的流動性性，并可增增加混凝土土可泵性，，降低混凝凝土的水化化熱。5.粗細骨料選選擇大體積混凝凝土宜優(yōu)先先采用以自自然連續(xù)級配的的粗骨料配制混凝土土。因為用用連續(xù)級配配粗骨料配配制的混凝凝土具有較較好的和易易性、較少少的用水量量和水泥用用量以及較較高的抗壓壓強度。在在石子規(guī)格格上可根據(jù)據(jù)施工條件件，盡量選選用粒徑較較大，級配配良好的石石子。相關關試驗結(jié)果果表明，采采用5-40mm石子比采用用5-25mm石子每立方方米混凝土土可減少用用水量15kg左右，在相相同水灰比比的情況下下，水泥用用量可減少少20kg左右。細骨料以采采用中、粗粗砂為宜。。試驗資料料表明，當當采用細度度模數(shù)為2.79，平均粒徑徑為0.38的中、粗砂砂比采用細細度模數(shù)為為2.12，平均粒徑徑為0.336的細砂，減減少用水量量20-25kg/m3，水泥用量量相應減少少28-35kg/m3，降低了混混凝土的溫溫升和減少少了混凝土土的收縮。。6.控制混凝土土的出機溫溫度和澆筑筑溫度為了降低大大體積混凝凝土總溫升升和減少結(jié)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外外溫差，控控制出機溫溫度和澆筑筑溫度同樣樣很重要。。混凝土從攪攪拌機出料料后，經(jīng)攪攪拌運輸車車運輸、卸卸料、泵送送、澆筑、、振搗、平平倉等工序序后的混凝凝土溫度稱稱為澆筑溫溫度。（二）延緩緩混凝土降降溫速率大體積混凝凝土澆筑后后，為了減減少升溫階階段內(nèi)外溫差，防止產(chǎn)生生表面裂縫縫；給予適適當?shù)某睗駶耩B(yǎng)護條件件，防止混混凝土表面面脫水產(chǎn)生生干縮裂縫；使水泥順順利進行水水化，提高高混凝土極極限拉伸值值；以及使使混凝土的的水化熱降溫速率延延緩，減小結(jié)構(gòu)構(gòu)計算溫差差，防止產(chǎn)產(chǎn)生過大的的溫度應力力和產(chǎn)生溫溫度裂縫，，對混凝土土進行保濕和保溫溫養(yǎng)護是重要的。。混凝土養(yǎng)護護邊施工邊鋪鋪養(yǎng)護袋泵管施工縫澆筑抹平覆蓋塑料膜膜保濕覆蓋草袋保保溫（三）減少少混凝土收收縮、提高高混凝土的的極限拉伸伸值通過改善混混凝土的配配合比和施施工工藝，，可以在一一定程度上上減少混凝凝土的收縮縮和提高其其極限拉伸伸值，這對對防止產(chǎn)生生溫度裂縫縫亦起一定定的作用。。對澆筑后的的混凝土進進行二次振搗，能排除混混凝土因泌泌水在粗骨骨料、水平平鋼筋下部部生成的水水分和空隙隙，提高混混凝土與鋼鋼筋的握裹裹力，防止止因混凝土土沉落而出出現(xiàn)的裂縫縫，減小內(nèi)內(nèi)部微裂，，增加混凝凝土密實程程度，使混混凝土的抗抗壓強度提提高10%-20%左右，從而而提高抗裂裂性。二次振搗時時機：將運轉(zhuǎn)著的的振動棒以以其自身的的重力逐漸漸插入混凝凝土中進行行振搗，混混凝土仍可可恢復塑性性的程度是是使振動棒棒小心拔出出時混凝土土仍能自行行閉合，而而不會在混混凝土中留留下孔穴，，此時施加加二次振搗搗最適宜。（四）改善善邊界約束束和構(gòu)造設設計1.設置滑動層層由于邊界存存在約束才才會產(chǎn)生溫溫度應力，，如在與外外約束的接接觸面上全全部設置滑滑動層，則則可大大減減弱外約束束。如在外外約束的兩兩端的1/4-1/5的范圍內(nèi)設設置滑動層層，則結(jié)構(gòu)構(gòu)的計算長長度可折減減約一半，，為此，遇遇有約束強強的巖石類類地基、較較厚的混凝凝土墊層等等時，可在在接觸面上上設置滑動動層，對減減少溫度應應力將起到到顯著作用用?；瑒訉拥淖鲎龇ǎ和克傻赖罒釣r青加加鋪一層瀝瀝青油氈；；或鋪設10-20mm厚的瀝青砂砂；或鋪設設50mm厚的砂或石石屑層等。。2.設置緩沖層層在高、低底底板交接處處和底板地地梁等處，，用30～50mm厚的聚苯乙乙烯泡沫塑塑料做垂直直隔離層，，如圖所示示，以緩沖沖基礎收縮縮時的側(cè)向向壓力。(a)高、低底板板交接處(b)底板地梁處處緩沖層示意意圖1-聚苯乙烯泡泡沫塑料3.合理配筋在構(gòu)造設計計方面進行行合理配筋筋，對混凝凝土結(jié)構(gòu)的的抗裂有很很大作用。。工程實踐踐證明，當當混凝土墻墻板的厚度度為400-600mm時，采取增增加配置構(gòu)構(gòu)造鋼筋的的方法，可可使構(gòu)造筋筋起到溫度度筋的作用用，能有效效提高混凝凝土的抗裂裂性能。配置的構(gòu)造筋筋應盡可能采采用小直徑、小間距。例如配置直直徑6-14mm、間距控制在在100-150mm。按全截面對對稱配筋比較較合理，這樣樣可大大提高高抵抗貫穿性性開裂的能力力。進行全截截面配筋，含含筋率應控制制在0.3％-0.5％之間為好。4.合理分段施工工后澆帶：是在現(xiàn)澆鋼筋筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)中，于施工工期間留設的的臨時性的溫度和收縮變變形縫，該縫根據(jù)工工程安排保留留一定時間，，然后用混凝凝土填筑密實實成為整體的的無伸縮縫結(jié)結(jié)構(gòu)。后澆帶的間距距在正常情況況下其間距一一般為20-30m，保留時間視視其作用而定定，一般不宜宜少于40d，在此期間早早期溫差及30%以上的收縮已已完成。后澆帶的構(gòu)造造有平接式、、T字式、企口式式等三種，如如圖所示。后后澆帶的寬度度應考慮施工工方便，避免免應力集中，，寬度可取700～1000mm。當?shù)厣?、地地下都為現(xiàn)澆澆鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)時。在在設計中應標標明后澆帶的的位置，并應應貫通地上和和地下整個結(jié)結(jié)構(gòu)，但鋼筋不應截截斷。(a)平接式(b)T字式(c)企口式5.合理選擇混凝凝土澆筑方案案可采用分層連續(xù)澆筑筑或分段分層踏步步式推進的澆筑方法。。一般情況下下，應盡量采采用分層連續(xù)續(xù)澆筑。對于于工程量較大大，澆筑面積積也大，一次次連續(xù)澆筑層層厚度不大，，且澆筑能力力不足時的混混凝土工程，，宜采用分段段分層踏步式式推進的澆筑筑方法?；炷翝仓煽筛鶕?jù)面積大大小和混凝土土供應能力采采取全面分層層、分段分層層或斜面分層層連續(xù)澆筑，，分層厚度300-500mm且不大于震動動棒長1.25倍。分段分層層多采取踏步步式分層推進進，一般踏步步寬為1.5-2.5m。斜面分層澆澆灌每層厚30-35cm，坡度一般取取