超高層建筑的混凝土如何澆筑？

超高層泵送混凝土技術(shù)和塔吊技術(shù)

（一）超高層泵送混凝土技術(shù)

（1）泵送混凝土施工的重點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

工程一般均采用商品混凝土，混凝土的輸送采用泵送為主，塔吊運(yùn)輸為輔。

1）重點(diǎn)

A、可能有許多基礎(chǔ)梁截面尺寸大，尤其是核芯筒的承臺(tái)尺寸大，加上底板，屬大體積混凝土的施工，在施工過程中應(yīng)采取措施防止溫度裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，為確保混凝土質(zhì)量，承臺(tái)、基礎(chǔ)梁、底板須一起澆筑，不留施工縫（除設(shè)計(jì)要求施工縫和后澆帶除外），故在澆 筑此部位的混凝土?xí)r，應(yīng)采取針對(duì)性有效的施工和技術(shù)措施以控制裂縫的產(chǎn)生，確保承臺(tái)、底板、基礎(chǔ)梁混凝土的自身密實(shí)性，保證底板層不發(fā)生開裂等質(zhì)量通病，杜絕結(jié)構(gòu)混凝土發(fā)生滲漏水現(xiàn)象。

B、地下室可能有超長(zhǎng)且厚度達(dá)600mm及以上的外墻、底板可能厚500mm以上，必須采取相應(yīng)措施以確保外墻和底板不出現(xiàn)裂縫和滲水現(xiàn)象。

C、高柱可能較多，要保證高柱的質(zhì)量。

D、柱、墻可能有C50及以上的高強(qiáng)混凝土，如何配制高強(qiáng)混凝土，如何保證高強(qiáng)高性能混凝土的施工質(zhì)量。

E、工程可能有型鋼剪力墻、型鋼大梁和柱，在澆筑混凝土?xí)r如何保證型鋼組合鋼結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量，必須采取相應(yīng)措施以確保施工質(zhì)量。

F、框架大梁的施工，也是一個(gè)重點(diǎn)，必須采取相應(yīng)措施，方可確保施工質(zhì)量和安全。

2）應(yīng)對(duì)措施

A、大體積混凝土的施工，略。

B、對(duì)于型鋼組合鋼結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量，澆筑混凝土應(yīng)注意以下措施，以保證施工質(zhì)量：

① 由于型鋼混凝土柱、墻為結(jié)構(gòu)重要部位，應(yīng)采用質(zhì)量穩(wěn)定的預(yù)拌商品混凝土。

② 對(duì)于柱、墻內(nèi)有型鋼的部分，構(gòu)件內(nèi)由鋼筋、型鋼、預(yù)應(yīng)力筋組成，構(gòu)件內(nèi)空隙較小，組成復(fù)雜，故為保證型鋼混凝土柱、墻混凝土澆筑質(zhì)量，型鋼混凝土柱、墻混凝土單獨(dú)澆筑，施工縫留在梁底下50mm，柱或剪力墻混凝土采用塔吊吊運(yùn)?；炷翝仓皯?yīng)先填入50-100mm厚且與混凝土配合比相同的減石子混凝土?；炷磷杂蓛A落高度不得大于2m，否則應(yīng)用軟管溜下混凝土?；炷翝仓r(shí)應(yīng)在型鋼柱兩側(cè)同時(shí)下料,混凝土澆筑的分層厚度控制在500mm以內(nèi)，同時(shí)用標(biāo)尺 桿嚴(yán)格控制。由于型鋼混凝土柱內(nèi)的鋼筋較密，應(yīng)使用Φ30高頻振搗棒，振搗時(shí)振搗棒不得碰撞型鋼柱，分層振搗，每次振搗時(shí)間不得超過20S，待表面泛漿不再下沉，氣泡溢出即可，嚴(yán)禁過振。當(dāng)上層混凝土振搗棒應(yīng)插入下層混凝土50—100mm。

③ 對(duì)于管狀型鋼柱，在澆筑混凝土前，鋼管側(cè)壁應(yīng)留置放氣孔，以保證管內(nèi)混凝土的密實(shí)性，在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)保證管內(nèi)混凝土高于管外混凝土。

鋼柱混凝土澆筑示意圖：

C、對(duì)于高柱采用兩次澆筑，柱與梁原則分開澆筑，施工縫留在梁底下50mm,高柱采用串筒或?qū)Ч軡仓炷恋姆椒ǎ执螡仓r(shí)，每次澆筑混凝土均澆至頂層模板口以下200mm，拆除柱模時(shí)，保留頂層模板不拆。這樣，可使施工縫處混凝土光滑平整，不流淌水泥砂 漿，避免施工縫部位的通病——“裙子現(xiàn)象”。

高柱除了混凝土澆筑需注意，模板的支撐要特別注意，需對(duì)模板支撐體系應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，并經(jīng)單位總工程師及監(jiān)理工程師審批后嚴(yán)格按方案執(zhí)行。

3）混凝土原材料的質(zhì)量要求

混凝土的輸送采用泵送為主，塔吊運(yùn)輸為輔，故配料應(yīng)按照泵送混凝土工藝配料。

A、地下室底板、承臺(tái)、基礎(chǔ)梁可能為S6以上抗?jié)B混凝土，其中要求摻入普通硅酸鹽水泥，混凝土中盡可能減小 水泥用量，合理選用減水劑，最大水灰比為0.40，最小水泥用量為300kg/m3，鋁酸三鈣含量≤8%，最大氯離子含量0.06%，最大堿含量為3kg/m3。降低砂率（應(yīng)控制在38%以下），地下室底板、外側(cè)墻均需要采用微膨脹混凝土，要求7天的限制膨脹率為0.03%（在水中），同時(shí)要求混凝土三個(gè) 月的限制膨脹率應(yīng)大于-0.02%（在空氣中）。一般膨脹劑的摻入量為水泥用量的10-12%。

其余部位的混凝土要求水灰比≤0.55，最大氯離子含量≤0.06%，最大堿含量不大于3kg/m3，最小水泥用量為300kg/m3。

B、水泥進(jìn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)其品種、級(jí)別、包裝或散裝倉(cāng)號(hào)、出廠日期等進(jìn)行檢查，同時(shí)要提供水泥的出廠合格證和出廠檢驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、安定性及其它必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175等的規(guī)定，水泥應(yīng)使用散裝水泥。

C、混凝土中摻用的外加劑，應(yīng)選用質(zhì)量性能穩(wěn)定、適宜泵送的外加劑。外加劑的壓力泌水、減水率、凝結(jié)時(shí)間、坍落度保留值等指標(biāo)應(yīng)滿足混凝土泵送施工要求，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》GB8076、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119-2003 等的規(guī)定。外加劑應(yīng)有產(chǎn)品說(shuō)明書、出廠檢驗(yàn)報(bào)告及合格證、性能檢測(cè)報(bào)告，進(jìn)場(chǎng)應(yīng)取樣復(fù)驗(yàn)合格，有害物含量檢測(cè)報(bào)告應(yīng)由法定檢測(cè)部門出具，并應(yīng)檢驗(yàn)外加劑與水泥的適應(yīng)性。

D、混凝土在選用粉煤灰時(shí)，摻合料的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596等的規(guī)定，摻合料的摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定，一般不宜超過水泥用量的30%，摻合料應(yīng)有出廠合格證及出廠檢測(cè)報(bào)告，進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)取樣復(fù)驗(yàn)合格。

E、普通混凝土在選石子時(shí)，應(yīng)注意石子粒徑與輸送管的管徑之比，對(duì)于泵送高度在50m以下時(shí)，對(duì)碎石應(yīng)不大 于1：3，對(duì)卵石不大于1：2.5；對(duì)于泵送高度在50m到100m時(shí)，宜為1：3至1：4；對(duì)于泵送高度在100m以上時(shí)，宜為1：4至1：5。骨料顆 料應(yīng)級(jí)配良好，石子進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)取樣復(fù)驗(yàn)合格，所用的粗、細(xì)骨料的質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》JGJ53的規(guī)定。

F、普通混凝土在選砂子時(shí)，砂品種及質(zhì)量符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》JGJ52 的規(guī)定，砂宜采用中砂，砂的細(xì)度模數(shù)為2.3到3.2，粒徑在0.315mm以下的細(xì)料所占的比例不應(yīng)小于15%?；炷恋暮奥室嗽?/span>38%以下，砂進(jìn)場(chǎng) 后應(yīng)取樣復(fù)驗(yàn)合格，合格后方可使用。

G、拌制混凝土宜采用飲用水，當(dāng)采用其它水源時(shí)，水質(zhì)應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63的規(guī)定。

H、根據(jù)有關(guān)規(guī)定，凡用于工程的混凝土其水泥、外加劑、摻合料及砂、石等材料必須有法定檢測(cè)單位出具的堿含量或集料活性檢驗(yàn)報(bào)告，并符合要求。

L、所用的材料必須經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可使用。

M、依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325的要求，砂、石、水泥、商品混凝 土應(yīng)有法定檢測(cè)單位出具的放射性能檢測(cè)報(bào)告，并應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和環(huán)境控制規(guī)范要求。混凝土外加劑中釋放氨的限量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑中釋放氨的限量》GB18588的規(guī)定。

N、嚴(yán)格對(duì)商品混凝土供應(yīng)廠家的實(shí)力、信譽(yù)等進(jìn)行考察和評(píng)價(jià)，確?；炷潦┕べ|(zhì)量的優(yōu)良和施工的順利進(jìn)行。

4）混凝土的澆筑方法

混凝土的輸送采用泵送為主，塔吊運(yùn)輸為輔，如承臺(tái)、底板、基礎(chǔ)梁、梁板混凝土采用泵送澆筑，對(duì)結(jié)構(gòu)柱、剪力墻混凝土采用泵送與塔吊相結(jié)合澆筑方式施工。

5）混凝土澆筑施工準(zhǔn)備

混凝土澆筑是一項(xiàng)連續(xù)性要求很高的工作，事先一定要作好施工準(zhǔn)備工作，主要從以下幾個(gè)方面著手：

A、混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件澆筑前應(yīng)對(duì)模板、鋼筋、預(yù)埋件（特別要注意型鋼柱、型鋼梁部位）的位置、標(biāo)高、軸線、數(shù)量及牢固情況和各種管道、線路安裝進(jìn)行綜合檢查，并已進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收，確保其準(zhǔn)確無(wú)誤。

B、澆筑前應(yīng)清除模板內(nèi)垃圾、木片、刨花、鋸屑、泥土等雜物，確保模板內(nèi)干凈，鋼筋上的污染物應(yīng)清除干凈。

C、檢查支撐系統(tǒng)是否穩(wěn)定，剛度是否達(dá)到要求，支架與模板結(jié)合處出現(xiàn)變形應(yīng)及時(shí)調(diào)正；校正已變形和移位的鋼筋。

D、木模應(yīng)澆水潤(rùn)濕，并將縫隙塞嚴(yán)，以防漏漿。

E、各種施工機(jī)械、設(shè)備完好，無(wú)故障。

F、組織施工班組進(jìn)行質(zhì)量和安全技術(shù)交底，班組必須熟悉圖紙，明確施工部位的各種技術(shù)因素要求（混凝土的澆筑線路、強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、初凝時(shí)間等）。做好勞動(dòng)力安排、交接班制度、工種協(xié)調(diào)配合等施工組織安排，做好安全設(shè)施檢查、安全交底工作。

G、與供水、電部門聯(lián)系，避免水電供應(yīng)中斷，了解天氣變化情況，準(zhǔn)備防雨、防臺(tái)風(fēng)措施，作好各項(xiàng)應(yīng)急應(yīng)變工作準(zhǔn)備。

H、為保證混凝土澆筑前相關(guān)工序均符合要求，應(yīng)建立在混凝土澆筑施工前各專業(yè)會(huì)簽和混凝土澆筑申請(qǐng)制度。經(jīng)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后，方可組織混凝土的施工。

（2）混凝土澆筑施工工藝

1）混凝土澆筑一般要求

A、在混凝土澆筑過程中，應(yīng)控制好混凝土的均勻性和密實(shí)性?；炷涟韬衔镞\(yùn)至澆筑地點(diǎn)后，應(yīng)立即澆筑入模?；炷猎谶\(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時(shí)間不應(yīng)超過混凝土的初凝時(shí)間。

B、加強(qiáng)商品混凝土的驗(yàn)收制度，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的坍落度、和易性和輸送混凝土的時(shí)間，嚴(yán)防混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。并作好如下記錄：

①混凝土強(qiáng)度等級(jí)是否符合本次混凝土澆筑要求；

②運(yùn)料車到達(dá)的日期和時(shí)間；

③運(yùn)料車的車牌號(hào)和車場(chǎng)的名字；

④澆搗混凝土完成澆搗的時(shí)間；

⑤混合料的品種；使用外加劑，其種類、名稱和數(shù)量；

⑥澆筑混凝土的位置；

⑦是否從本次混凝土中采集立方體試塊或同條件養(yǎng)護(hù)試塊；

⑧設(shè)計(jì)規(guī)定和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的塌落度情況。

C、派專人護(hù)筋護(hù)模及各專業(yè)的預(yù)埋件。

各專業(yè)預(yù)埋件：各專業(yè)工程施工人員應(yīng)負(fù)責(zé)保護(hù)好各自的預(yù)埋件，防止在混凝土澆筑過程中，被施工人員踩壞或移位，發(fā)現(xiàn)有此現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)予以糾正修復(fù)。

D、混凝土澆筑過程中應(yīng)在板筋上架馬凳鋪設(shè)腳手板走道，不得在板筋上行走，以防止板筋被踩彎和偏位，發(fā)現(xiàn)鋼筋偏位及時(shí)調(diào)正。

E、有主次梁的樓板，宜順著次梁方向澆筑，施工縫應(yīng)設(shè)在梁、板1/3跨度范圍內(nèi)。

F、在澆筑豎向構(gòu)件時(shí)，應(yīng)先澆筑50～100mm厚與混凝土同強(qiáng)度等的水泥砂漿，以防漏漿，保證豎向構(gòu)件腳底不漏漿，減少出現(xiàn)因漏漿而交的蜂窩和麻面現(xiàn)象。

2）混凝土的澆筑及注意事項(xiàng)

A、對(duì)于非鋼骨混凝土的梁板與柱墻，為達(dá)到高層建筑工程的抗震效果，按照施工時(shí)盡量少留施工縫的原則，梁板與柱墻一起澆筑，澆筑方法應(yīng)由一端開始用“趕漿法”，即先澆筑梁，根據(jù)梁高分層階梯形澆筑，當(dāng)達(dá)到板底位置時(shí)再與板的混凝土一起澆筑，隨著階梯形不斷延伸，梁板混凝土澆筑連續(xù)向前進(jìn)行。對(duì)于梁板與柱墻一起澆筑的混凝土，梁板與柱墻相接的核芯區(qū)在柱、墻邊應(yīng)用鋼絲網(wǎng)進(jìn)行封堵來(lái)區(qū)分高低標(biāo)號(hào)混凝土。澆筑示意圖如下：

B、對(duì)于工程稍大一些梁，在澆筑梁時(shí)應(yīng)注意澆筑與振搗必須緊密配合，第一層下料慢些，梁底充分振實(shí)后再下第二層料，用“趕漿法”保持水泥漿包裹石子向前推進(jìn)，每層均應(yīng)振實(shí)后再下料，梁底部位應(yīng)振實(shí)，振搗時(shí)不得觸動(dòng)鋼筋及預(yù)埋管線、預(yù)埋件等。

C、對(duì)于需澆筑的框架柱，應(yīng)嚴(yán)格控制模板的加固是否到位，嚴(yán)防有漲模和坍蹋現(xiàn)象發(fā)生。

D、混凝土自吊斗口下落的自由傾落高度不宜超過2m，超高時(shí)，必須加設(shè)串筒。

E、由于梁、柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋較密，且此部位的板厚標(biāo)高不易控制，因此在綁扎梁柱節(jié)點(diǎn)處的鋼筋時(shí)，在符合設(shè)計(jì)的要求下，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整箍筋的高度和主筋盡量減少鋼筋的重疊措施，同時(shí)考慮到有部分柱子鋼筋直徑較大、較密，在無(wú)法用φ50的振動(dòng)棒的振密實(shí)的情況下，必須采用小直徑的振動(dòng)棒進(jìn)行振搗密實(shí)。

F、一般梁、板應(yīng)同時(shí)澆筑，澆筑方法應(yīng)由一端開始用“趕漿法”，即先澆筑梁，根據(jù)梁高分層階梯形澆筑，當(dāng)達(dá)到板底位置時(shí)再與板的混凝土一起澆筑，隨著階梯形不斷延伸，梁板混凝土澆筑連續(xù)向前進(jìn)行。

G、澆筑板混凝土的虛鋪厚度應(yīng)略大于板厚，用平板振動(dòng)器垂直澆筑方向來(lái)回振搗，并用鐵插尺檢查混凝土厚度，振搗完畢后用木抹子抹平。施工縫處或有預(yù)留埋件及插筋處用木抹子找平。澆筑板混凝土?xí)r嚴(yán)禁用振搗棒鋪攤混凝土。

H、樓梯段混凝土自下而上澆筑，先振實(shí)底板混凝土，達(dá)到踏步位置時(shí)再與踏步混凝土一起澆搗，不斷連續(xù)向上推進(jìn)，并隨時(shí)用木抹子（或塑料抹子）將踏步上表面抹平。

I、柱子混凝土應(yīng)一次澆筑完畢，如出現(xiàn)意外，需留施工縫時(shí)應(yīng)留在基礎(chǔ)的頂面、主梁下面。柱混凝土應(yīng)分層振搗，使用插入式振動(dòng)器的每層厚度不大于500mm，并邊投料邊振搗（可先將振動(dòng)棒插入柱底部，使振動(dòng)棒產(chǎn)生振動(dòng)，再投入混凝土），振動(dòng)棒不得觸動(dòng)鋼筋和預(yù)埋件。除上面振搗外，下面要有人隨時(shí)敲打模板。在澆筑柱混凝土的全過程中應(yīng)注意保護(hù)鋼筋的位置，要隨時(shí)檢查模板是否變形、位移、螺栓和拉桿是否有松動(dòng)、脫 落、以及漏漿等現(xiàn)象，并應(yīng)有專人進(jìn)行管理。

J、澆筑完畢后，應(yīng)隨時(shí)將伸出的搭接鋼筋整理到位，以便下一層或下一工序連接。

K、在澆筑屋面梁板混凝土?xí)r，必須重視混凝土的施工質(zhì)量，澆搗必須密實(shí)，確保屋面梁板不產(chǎn)生開裂和滲水現(xiàn)象。

L、后澆帶處的混凝土一般在兩個(gè)月后澆灌，且宜用強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的混凝土或用同等級(jí)膨脹混凝土澆灌。

地下室頂板及樓板，板帶內(nèi)的鋼筋先做分離處理，澆筑板帶混凝土前將兩側(cè)分離鋼筋加焊，后澆帶處的梁鋼筋混凝土可連通，如下圖所示：

M、地下室水平施工縫澆筑混凝土前，應(yīng)將其表面浮漿和雜物清除，先鋪凈漿，再鋪30-50mm厚的1：1水泥砂漿或涂刷混凝土界面處理劑及并及時(shí)澆筑混凝土。

N、地下室底板與外墻板交接處的施工縫應(yīng)在距離底板面500mm左右較合適在澆筑地下室外墻，事先需安裝好止水鋼板后，才能澆筑混凝土，外墻的施工縫留在基礎(chǔ)梁（或結(jié)構(gòu)梁）面上來(lái)500mm，見下圖：

O、肋形樓蓋應(yīng)沿著次梁的方向澆灌混凝土，其施工縫應(yīng)留置在次梁跨中的1/3區(qū)段內(nèi)；如澆灌平板樓蓋，施工縫應(yīng)平行于板的短邊。

P、鋼筋混凝土柱、墻的施工縫通常設(shè)在樓層梁下及板面處。

3）泵送混凝土澆筑順序及機(jī)械設(shè)備的選用

A、當(dāng)采用輸送管輸送混凝土?xí)r，應(yīng)由遠(yuǎn)而近澆筑；

B、同一區(qū)域的混凝土，應(yīng)先豎向結(jié)構(gòu)后水平結(jié)構(gòu)的順序，分層連接澆筑。

C、當(dāng)不允許留施工縫時(shí)，區(qū)域之間、上下層之間的混凝土澆筑間歇時(shí)間，不得超過混凝土的初凝時(shí)間。

D、由于工程屬超高層建筑，故選用泵機(jī)時(shí)，應(yīng)注意泵送高度。

4）插入式振動(dòng)器的使用要點(diǎn)

A、作業(yè)時(shí)，要使振動(dòng)棒自然沉入混凝土，不得用力猛插，宜垂直插入，并插到尚未初凝的下層混凝土中50～100mm，以使上下層相互結(jié)合。

B、振動(dòng)棒各插點(diǎn)間距應(yīng)均勻，插點(diǎn)間距不應(yīng)超過振動(dòng)棒有效半徑的1.25倍，最大不超過50cm。振搗時(shí)，應(yīng)注意“快插慢拔”的操作方法，確保構(gòu)件振搗密實(shí)。

C、振動(dòng)棒在混凝土內(nèi)振搗時(shí)間，每插點(diǎn)約20～30s，見到混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，表面泛出水泥漿和外觀均勻?yàn)橹?。振搗時(shí)應(yīng)將振動(dòng)棒上下抽動(dòng)50～100mm，使混凝土振實(shí)均勻。

D、作業(yè)中要避免將振動(dòng)棒觸及鋼筋、芯管及預(yù)埋件等，更不得采取通過振動(dòng)棒振動(dòng)鋼筋的方法來(lái)促使混凝土振實(shí)；作業(yè)時(shí)振動(dòng)棒插入混凝土中的深度不應(yīng)超過棒長(zhǎng)的2/3～3/4，更不宜將軟管插入混凝土中，以防水泥漿侵蝕軟管而損壞機(jī)件。

E、振動(dòng)器不得在初凝的混凝土上及干硬的地面上試振。

（3） 高強(qiáng)混凝土工程重點(diǎn)和難點(diǎn)的解決方案

（A）高強(qiáng)混凝土的應(yīng)對(duì)配制措施

配制高強(qiáng)混凝土需解決的技術(shù)問題

1）低水灰比,大坍落度。由于混凝土在低水灰比的情況下,坍落度很小,甚至沒有坍落度,致使其成型和搗實(shí)都很困難,無(wú)法滿足攪拌站及泵送需要,為此,在配制高強(qiáng)混凝土?xí)r,需解決在低水灰比的情況下,增大坍落度問題。

2）坍落度損失問題。預(yù)拌的商品混凝土，施工工地往往與攪拌站相距很遠(yuǎn)，要把混凝土從攪拌站運(yùn)到工地需用較長(zhǎng)的時(shí)間?；炷猎谶\(yùn)輸?shù)倪^程中，其坍落度隨時(shí)間的增加而減小，這對(duì)高強(qiáng)混凝土來(lái)說(shuō)無(wú)疑又增加了難度。

3）混凝土可泵性問題。高強(qiáng)度混凝土常用于高層建筑, 高強(qiáng)和泵送幾乎是不可分割的，所以對(duì)高強(qiáng)混凝土要解決混凝土可泵送的要求。關(guān)鍵是合理?yè)饺胍环N高性能的外加劑。以解決混凝土可泵送的要求。

（B）高強(qiáng)混凝土的配制和試驗(yàn)

1）水泥

配制高強(qiáng)混凝土采用的水泥最好是強(qiáng)度高且同時(shí)具有良好的流變性能，對(duì)于高達(dá)C50以上的高強(qiáng)混凝土，水泥可采用P.O42.5及以上強(qiáng)度的普通 硅酸鹽水泥或硅酸鹽水尼，水泥標(biāo)號(hào)配備的原則應(yīng)是相對(duì)應(yīng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的0.9-1.5倍，水泥用量必須控制在500-700Kg/m3范圍，水泥中鋁酸 三鈣[3CaO·Al2O3]的含量小于8%為好，并且應(yīng)和目前所使用的外加劑有良好的相容性,同時(shí)需綜合考慮水泥的水化熱高、需水量大、水泥和高效減水劑相容性差、易導(dǎo)致混凝土抗裂性能的降低等問題。另外配制高強(qiáng)混凝土配比時(shí)對(duì)水泥要進(jìn)行對(duì)比和反復(fù)的物理力學(xué)性能試驗(yàn),綜合考慮水泥的初凝時(shí)間、終凝時(shí)間、抗壓強(qiáng)度等因素。

2）粗、細(xì)集料

骨料的性質(zhì)與混凝土性質(zhì)密切相關(guān)，骨料的強(qiáng)度、孔結(jié)構(gòu)、顆粒形狀和尺寸、骨料的彈性模量等都直接影響該混凝土的相關(guān)性質(zhì)。大體上，混凝土強(qiáng)度上 限隨石料的強(qiáng)度成正比例提高。因此在配制高強(qiáng)混凝土?xí)r，對(duì)骨料的選擇和要求是比較嚴(yán)格的，粗骨料多采用堅(jiān)固石灰?guī)r（抗壓強(qiáng)度 100～120Mpa）和花崗巖（抗壓強(qiáng)度120～140MPa），顆粒大小應(yīng)選用小粒徑骨料，粒度分布應(yīng)盡可能達(dá)到密實(shí)填充，這是因?yàn)樾×降拇止橇吓c水泥漿接觸界面相對(duì)狹窄，過渡層更窄，其間不易形成大的缺陷，故在配制高強(qiáng)混凝土?xí)r宜試驗(yàn)選用10～25mm連續(xù)級(jí)配的碎石較好。

細(xì)骨料應(yīng)選用潔凈的、顆位接近圓形的天然中粗河砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)在2.5～3.0為好，同時(shí)，砂的級(jí)配應(yīng)當(dāng)好，大于5mm和小于0.31mm的數(shù) 量宜少，否則級(jí)配較差，使得成型的混凝土強(qiáng)度偏低，最好在0.5～0.6mm之間，累計(jì)篩余大于70%，0.315mm累計(jì)篩余達(dá)到90%，0.15mm累計(jì)篩余率達(dá)98%，此外，砂需盡可能的降低含水率，采遙天然砂應(yīng)較人工砂需水量小，對(duì)硬化后期混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)有利。

砂率的選擇：混凝土中粗骨料是抵抗收縮的主要材料。在配合比完全相同的情況下,混凝土干縮率隨砂率增大而增大,砂率降低,即增加粗骨料用量,對(duì)控制混凝土裂紋有顯著效果。因此泵送混凝土在滿足泵送要求前提下,宜盡可能降低砂率。從泵送混凝土的可泵性考慮,砂率不宜過小,在混凝土試配的過程,當(dāng)砂率小于40%時(shí),混凝土拌合物的粘性過大,當(dāng)砂率大于40%后,混凝土的和易性得到改善,且對(duì)混凝土強(qiáng)度無(wú)明顯影響,為此砂率宜選取40%左右較合適。

3）高效減水劑

強(qiáng)度等級(jí)超過C50的高強(qiáng)混凝土，水灰比已經(jīng)很低（強(qiáng)度80MPa的混凝土水灰比小于0.3)且對(duì)強(qiáng)度非常敏感，混凝土流動(dòng)性和坍落度主要依靠減水劑來(lái)調(diào)節(jié)，所以，高效減水劑的使用對(duì)配制高強(qiáng)混凝土有著至關(guān)重要的作用，主要有：

A、在保證混凝土工作性及水泥用量不變的條件下，可大幅度減少用水量。

B、在保證混凝土用水量及水泥用量不變的條件下，可增大混凝土拌和物的流動(dòng)性。當(dāng)前施工中，一般選用非引氣性高效減水劑，如現(xiàn)行使用較廣FDN、SN等，用量一般掌握在水泥用量的0.8%～2.0%左右即可，具體摻量比例應(yīng)以試驗(yàn)確定為準(zhǔn)。

4）混凝土摻合料

在高強(qiáng)混凝土中摻加粉煤灰可提高混凝土拌合物工作度，減少用水量，使混凝土中空隙減小，提高其強(qiáng)度和抗?jié)B性，同時(shí)由于粉煤灰中的多數(shù)顆粒為表面 光滑、致密的玻璃微珠，在新拌混凝土中，粉煤灰玻璃微珠能起到滾珠軸承的作用，因而可以減少拌合物的內(nèi)摩擦力，起到增大流動(dòng)性和減少的作用。另外，也可減少混凝土本身的收縮。施工中對(duì)粉煤灰要求其燒失量小于5%，Mg含量小于5%，SO2小于5%，摻量一般為水泥重的10%～30%，具體摻量以試驗(yàn)為準(zhǔn)

5）拌合水

水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)，一般來(lái)說(shuō)PH>4 的水即可使用，水的用量有嚴(yán)格限制，一般控制水灰比 (W/C)小于0.33，應(yīng)嚴(yán)格通過試驗(yàn)確定。

6）混凝土配合比

在配置混凝土?xí)r,應(yīng)注意骨料級(jí)配、含砂率、水泥用量以及混凝土的塌落度之間相互作用的關(guān)系。以往泵送混凝土的施工經(jīng)驗(yàn)表明,坍落度在 90～130mm 的情況下均可順利進(jìn)行泵送施工。為保證高強(qiáng)混凝土施工的可泵性,應(yīng)充分考慮坍落度的損失,輸送距離、輸送高度、時(shí)間等因素,混凝土出機(jī)配制坍落度應(yīng)控制在 180～220mm左右,水灰比宜控制在0.28～0.35范圍內(nèi)。

7）混凝土配合比的修正

為了縮小室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制上的差異,并考慮施工現(xiàn)場(chǎng)材料吸水性、含水量有所不同，提高最優(yōu)配合比的準(zhǔn)確性、可靠性，需進(jìn)一步對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的材料做多組重復(fù)試驗(yàn),直到滿足要求且結(jié)果比較穩(wěn)定為止。

配制該混凝土?xí)r,應(yīng)與監(jiān)理單位、施工單位一起密切配合，重點(diǎn)監(jiān)督，對(duì)于C60混凝土，其混凝土3d抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)45MPa以上,現(xiàn)場(chǎng)C60混凝土必須留置標(biāo)準(zhǔn)試塊，以便評(píng)定混凝土質(zhì)量的水平。

（C）高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)開裂防治措施

混凝土強(qiáng)度等級(jí)大量采用C50及以上，在采用泵送條件下，其混凝土收縮與水化熱大大增加，約束應(yīng)力裂縫很難避免，張拉前開裂，張拉后不閉合，裂縫控制難度較大，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)裂縫允許寬度是嚴(yán)格的，預(yù)應(yīng)力筋腐蝕屬“應(yīng)力腐蝕”并有可能脆性斷裂，預(yù)兆性較小，裂縫擴(kuò)展速度快，當(dāng)裂縫深度小于0.1倍的 結(jié)構(gòu)厚度時(shí)出現(xiàn)表面裂縫，當(dāng)裂縫深度趨于0.1~0.5倍的結(jié)構(gòu)厚度之間時(shí)出現(xiàn)淺層裂縫，當(dāng)裂縫深度趨于0。5~1。0倍的結(jié)構(gòu)厚度時(shí)出現(xiàn)縱深裂縫，當(dāng)裂縫深度等于結(jié)構(gòu)厚度時(shí)出現(xiàn)貫穿裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫一般出現(xiàn)在一個(gè)月之內(nèi)，中期裂縫約在6個(gè)月之內(nèi)，其后1~2年或更長(zhǎng)時(shí)間屬于后期裂縫。

對(duì)于出現(xiàn)以上幾種裂縫進(jìn)行技術(shù)分析研究，其影響混凝土結(jié)構(gòu)收縮和產(chǎn)生裂縫的主要因素：1、水泥用量越大，含水量越高，坍落度越大，收縮越大，一般高強(qiáng)混凝土比中低強(qiáng)度收縮大。2、砂巖作骨料收縮幅度增加，骨料粒粒徑越粗，收縮越小，骨料粒徑越細(xì)，砂率越高，收縮越大。3、環(huán)境濕度越大，收縮越小，越干燥收縮越大，早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，收縮越小，混凝土收縮和環(huán)境降溫同時(shí)發(fā)生，收縮和裂縫產(chǎn)生加劇。4、水泥活性越高， 顆料越大。5、暴露面積越大，包羅面積越小，收縮越大。6、外加劑及摻合料選擇不當(dāng)，嚴(yán)重增加收縮。

高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治要求：在材料方面通過混凝土試配，優(yōu)選材料和配合比，優(yōu)選緩凝型外加劑及摻和料，先擇合適的 級(jí)配骨料，嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量，做好設(shè)備及計(jì)量裝置的檢驗(yàn)。在施工方面以控制混凝土坍落度及水灰比，做好保溫澆水保濕養(yǎng)護(hù)的抹壓等技術(shù)措施，和商品混凝土攪拌站進(jìn)行協(xié)調(diào)，做好混凝土的級(jí)配及外加劑的優(yōu)選，加強(qiáng)對(duì)氣候的跟蹤，合理安排混凝土澆筑施工期，降低混凝土的入模溫差。

（二）超高層塔式起重機(jī)技術(shù)

塔式起重機(jī)根據(jù)其類型分為外附式及內(nèi)爬式。塔式起重機(jī)型號(hào)、 類型及布置情況結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn)選擇。

1、內(nèi)爬式塔吊

（1）特點(diǎn)

1)制作成本低。塔身標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度 48m左右, 不需隨樓層升高而增加塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié), 所以整臺(tái)塔吊所耗鋼材少, 總制作成本(售價(jià))低, 比同樣施工能力的附著式塔吊低20%~30%。

2)使用費(fèi)用低。附著式塔吊需構(gòu)筑塔吊基礎(chǔ)和附墻預(yù)埋件, 有效施工能力小,相應(yīng)吊裝量小。內(nèi)爬式塔吊安裝在建筑物內(nèi)部的特設(shè)開間結(jié)構(gòu)上, 無(wú)需另構(gòu)筑塔吊基礎(chǔ),且有效施工能力大, 每小時(shí)的吊次比外墻附著式塔吊多20%~ 30%, 相應(yīng)的作業(yè)臺(tái)班吊裝量比同樣施工高度的附著式塔吊高 30%以上, 所以總使用費(fèi)用比同樣施工能力的附著式塔吊的使用費(fèi)用低。

3)安全性好。在狹窄工地起伏式起重臂作業(yè)的安全性比水平式起重臂的好。如日本的內(nèi)爬式塔吊采用起伏式起重臂。另外由于內(nèi)爬式塔吊塔身不高, 塔吊底座和部分塔節(jié)位于建筑的內(nèi)部空間, 所以整座塔吊的受風(fēng)面積小, 抗強(qiáng)風(fēng)和臺(tái)風(fēng)能力強(qiáng), 抗震能力也強(qiáng)。這對(duì)多臺(tái)風(fēng)和地震的地區(qū)而言, 此優(yōu)點(diǎn)十分突出。

4)由于塔節(jié)少并且無(wú)水平支撐桿等附件, 所以塔吊組件材料庫(kù)占地面積較小, 塔身在建筑物內(nèi)部, 能適應(yīng)狹窄工地的施工。

（2）內(nèi)爬式塔吊缺點(diǎn)：

為基座位于建筑物軀體上, 需要預(yù)埋埋件,此處結(jié)構(gòu)需補(bǔ)強(qiáng), 一般情況下可利用結(jié)構(gòu)鋼筋設(shè)置暗柱。

（3）內(nèi)爬式塔吊的安裝

考慮到內(nèi)爬式塔吊的工作覆蓋面和安裝井道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 一般內(nèi)爬式塔吊安裝于電梯井內(nèi)。

安裝平衡臂、 起重臂和配重三種工況屬于塔吊安裝過程中較危險(xiǎn)的工況, 此時(shí)懸臂構(gòu)件作用于塔身上產(chǎn)生較大的傾覆力矩和垂直向下的作用力。為保證安裝工序的安全, 采取如下措施: 1) 制作一個(gè)井字形的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。該基礎(chǔ)由 4 根Ⅰ36a 工字鋼兩兩上下重疊而成,并埋設(shè)于電梯井內(nèi), 然后利用一條報(bào)廢的半節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)將塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)連接起來(lái)。2)安裝抗扭加強(qiáng)架。鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)制作完畢后在電梯井的兩側(cè)壁上預(yù)留 4 個(gè)等高的洞以安裝兩根工字鋼橫梁, 在工字鋼橫梁上再安裝一道抗扭加強(qiáng)架 。

利用1 臺(tái)外爬式塔吊, 依照外爬式塔吊的安裝程序, 將內(nèi)爬式塔吊的各部構(gòu)件安裝完畢。

（4）內(nèi)爬式塔吊的爬升

內(nèi)爬式塔吊共設(shè) 3 道加強(qiáng)架, 從下至上分別為承重加強(qiáng)架、抗扭加強(qiáng)架和過渡加強(qiáng)架, 相鄰加強(qiáng)架的間距在 7～11m。三道加強(qiáng)架均擱置于兩道工字鋼橫梁上。加強(qiáng)架與工字鋼橫梁間通過螺栓連接, 而工字鋼橫梁則擱置于電梯井壁預(yù)留洞內(nèi),并通過螺栓連接或焊接方式與預(yù)埋于電梯井壁的牛腿牢固地連接起來(lái)。加強(qiáng)架均為可拆形式, 以保證循環(huán)利用和功能互換。加強(qiáng)架與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)均為楔式連接。塔吊正常工作狀態(tài)下,通過楔式連接穩(wěn)固塔身；爬升狀態(tài)下,可以方便地拆掉鐵楔，并能在加強(qiáng)架 與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間留下空隙, 以保證塔吊自由爬升。

承重加強(qiáng)架主要用于承受塔吊在各種工況下產(chǎn)生的垂直向下的作用力, 抗扭加強(qiáng)架主要用于承受塔吊在各種工況下產(chǎn)生的扭矩和彎矩, 并作為爬升過程中的爬升軌道。過渡加強(qiáng)架主要作為爬升過程中的爬升軌道, 并最終作為抗扭加強(qiáng)架使用。正常工作狀態(tài)下,塔吊只使用承重加強(qiáng)架和抗扭加強(qiáng)架以穩(wěn)固塔身, 爬升前,還需安裝第三道加強(qiáng)架作為過渡加強(qiáng)架以保證塔吊爬升軌跡的可靠性。爬升前,拆掉三道加強(qiáng)架上的鐵楔。內(nèi)爬式塔吊通過過渡加強(qiáng)架上的液壓頂升機(jī)構(gòu)推動(dòng)塔吊爬升, 爬升高度為承重加強(qiáng)架與抗扭加強(qiáng)架的間距。達(dá)到規(guī)定爬升高度后,楔緊各道加強(qiáng)架上的鐵楔。爬升完畢, 承重加強(qiáng)架轉(zhuǎn)換成下次爬升時(shí)的過渡加強(qiáng)架, 抗扭加強(qiáng)架轉(zhuǎn)換成下次的承重加強(qiáng)架。同時(shí),過渡加強(qiáng)架轉(zhuǎn)換成下次的抗扭加強(qiáng)架,下次爬升時(shí), 這種轉(zhuǎn)換繼續(xù)下去( 圖 2)。

2、外掛內(nèi)爬式塔式起重機(jī)

廣州新電視塔鋼結(jié)構(gòu)工程選用 2臺(tái)澳大利亞 FAVCO 產(chǎn)M900D 型外掛內(nèi)爬式塔式起重機(jī),分別布置于核心筒長(zhǎng)軸兩端, 中心間距25.6m。該塔式起重機(jī)塔身高 60m, 起重臂長(zhǎng) 45.8m, 起重力矩12 000kNm,機(jī)械性能如表1所示。

（1）安裝流程

M900D塔式起重機(jī)安裝流程: 塔式起重機(jī)埋件埋設(shè)→安裝支承架→ 安裝爬升節(jié)(組) → 安裝爬升梯→ 安裝塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)→ 安裝回轉(zhuǎn)底座→ 安裝回轉(zhuǎn)平臺(tái)→ 安裝動(dòng)力包→ 安裝配重壓鐵→ 安裝A 字架→吊至回轉(zhuǎn)平臺(tái)上銷接→ 安裝扒桿→ 穿繞變幅卷?yè)P(yáng)鋼絲繩→ 穿繞起重卷?yè)P(yáng)鋼絲繩及吊鉤→ 調(diào)試起重、 變幅、 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)速度、剎車安全限位裝置、 力矩限位器等→ 安裝完成。

（2）爬升流程

M900D塔式起重機(jī)爬升流程: 安裝第 3 套爬升框架→ 安裝爬升梯 →校正塔身垂直度→爬升→ 驗(yàn)收檢查合格, 恢復(fù)正常吊裝工作。