浅析高层建筑基础大体积混凝土施工技术的要点

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摘要：高层建筑基础对于建筑结构的稳定性和安全性至关重要，而高层建筑基础的施工关键在于大体积混凝土。本文在总结高层建筑基础大体积混凝土特点的基础上，对高层建筑基础大体积混凝土的钢筋工程、模板工程和混凝土工程分别进行了施工技术探讨。

关键词： 高层建筑基础；大体积混凝土；施工技术

Abstract：The high-rise building foundation for building structure stability and security is important, and a high building foundation construction is the key of the mass concrete. Based on the summarization of high-rise building foundation mass concrete based on the characteristics of the high level of mass concrete building foundation reinforcement engineering, template engineering and concrete engineering, the construction technology is discussed.

Keywords: high building foundation; Mass concrete; Construction technology

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

与一般的钢筋混凝土来相比，大体积混凝土就有以下特征：结构厚实、混凝土量大、工程条件复杂、施工技术要求高、水泥水化热易使结构产生温度和收缩变形。高层建筑基础大体积混凝土基础结构的施工方法根据基础型式而定，但都包括钢筋、模板和混凝土三部分施工内容。

1 高层建筑基础大体积混凝土的特点

高层建筑基础大体积混凝土如箱形基础和筏式底板，有以下特点：（1）均为地下或半地下建筑，有防水要求，钢筋混凝土必须控制裂缝开展，一般不存在承载力不足问题。（2）结构形式常采用现浇钢筋混凝土超静定结构，温差和收缩变化复杂约束作用较大，容易引起开裂。（3）超静定的地下建筑结构，一般都能满足承载力要求，有较大的安全度，控制温度收缩作用是控制裂缝的主要因素。（4）混凝土标号高，水泥用量多，水灰比大，收缩变形较大，经常会出现收缩裂缝。（5）这些结构一般均为配筋结构，其构造配筋率约为0.2%～0.5%，控制裂缝必须考虑钢筋作用。（6）水化热升温较高，降温散热较快，收缩和降温共同作用是引起混凝土裂缝的主要原因。（7）控制裂缝的方法主要是靠改进构造设计，合理配筋及改进浇筑方案，加强养护等方法提高结构的抗裂性能。（8）凡捣制厚大混凝土层时，必须要注意选择水泥的品种，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。还有特性水泥，如耐酸水泥、耐热水泥、抗硅酸盐水泥、膨胀水泥、复合水泥、早强水泥等，是要根据它们的特性选择使用的。

2 钢筋工程施工

大体积混凝土结构的钢筋具有数量多、直径大、分布密、上下层钢筋高差大等特点。为保证上层钢筋的标高和位置准确无误，应设立钢筋支架支撑上层钢筋。钢筋支架可由粗钢筋或型钢制作，每隔一定距离（一般2m左右）设置一个，相互间有一定的拉结，保持稳定。如支架除去支撑上层钢筋外，亦传递操作层的施工荷载，若钢筋支架的强度和稳定性不足，宜改用型钢支架，并计算确定。粗钢筋的连接，可用气压焊、对接焊、锥螺纹和套筒挤压连接，目前直螺纹连接也己经被广泛采用。有一部分粗钢筋要在基坑内底板处进行连接，故多用锥螺纹或套筒挤压连接。凡捣制厚大混凝土层选择使用混凝土添加剂（掺合活性材料）时应该注意的问题。

2.1 钢筋挤压连接

钢筋挤压连接亦称钢筋套筒冷压连接，它是将需连接的变形的钢筋插入特制钢套筒内，利用挤压机使钢套筒产生塑性变形，使它紧紧咬住变形钢筋以实现连接。目前广泛应用的钢筋挤压连接技术，有钢筋径向挤压和钢筋轴向挤压两种。

2.1.1 钢筋径向挤压连接

钢筋径向挤压连接是利用挤压机径向挤压钢套筒，使套筒产生塑性变形，套筒内壁变形嵌入钢筋变形处，由此产生抗剪力来传递钢筋连接处的轴向力。径向挤压连接适用于直径20～40mm的带肋钢筋的连接。套筒之间净距要求不小于25mm，钢筋应符合国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GBI499-91）的规定。连接钢套筒，其抗拉强度ft≥460N/mm2，屈服强度fy≥310N/mm2，伸长率δ≥20%，套筒的设计屈服承载力和极限承载力一般应比钢筋的标准屈服承载力和极限承载力大10%以上。

钢筋径向挤压连接的工艺过程是：钢筋、套筒验收钢筋断料、划套筒套入长度标记套筒按规定长度套入钢筋，安装压接模具开动液压泵逐道压套筒卸下压接模具等接头外观检查。

径向挤压接头的检验，首先外观质量在自检基础上每批随机抽取10%的接头作外观检验。钢套筒必须要有原材料试验单，其力学、化学性能要符合要求；钢筋伸入套筒必须在规定范围内；接头处的弯折不得大于40；接头不得有裂缝、凹坑、劈裂；压接道数和压痕分布符合要求。然后分批取样进行机械性能检验，以500个同规格相同制作条件的接头为一批，每批随机取3个试件进行抗拉强度试验。当连续个验收批合格后，可以1000个相同规格相同制作备件的接头作为一个验收批。

2.1.2 钢筋轴向挤压连接

轴向挤压连接是用挤压和压模对钢套筒和插入的两根钢筋沿其轴线方向进行挤压，使钢套筒产生塑性变形与变形钢筋咬合而进行连接。它用于同直径或相差一个型号直径的钢筋连接。钢套筒材质应符合GB5310-85标准的优质碳素结构要求，与钢筋直径要配套。挤压用设备，有挤压机、超高压泵站等。钢筋轴向挤压连接，一般采用预先压接半个钢筋接头，运往作业地点后再挤压连接另半个钢筋接头。钢筋轴向挤压连接的质量检查，与钢筋径向挤压连接相同。

2.2 钢筋锥螺纹套管连接

钢筋锥螺纹套管连接的钢套管内壁在工厂专用机床上加工有锥螺纹，有用于连接Ⅱ、Ⅲ级钢直径16～40mm同径、异径钢筋连接用的钢套管。钢筋的对接端头也在钢筋套丝机上加工有与套管匹配的锥螺纹。钢筋连接时，经对螺纹检查无油污和损伤后，先用手旋入钢筋，然后用扭矩板手紧固至规定的扭矩后即完成。这种钢筋连接全靠机械力保证，无明火作业，无焊接接头存在的受材料可焊性影响、气孔、裂纹、对中性差、质量不稳定等缺点，而且施工速度快。根据我国试验和使用的结果，证明这种机械连接，其抗拉或抗压强度，均能满足为钢筋屈服强度fy的1.25倍的要求。

3 模板工程施工

模板是保证工程结构外形和尺寸的关键，而混凝土对模板的侧压力是确定模板尺寸的依据。大体积混凝土采用泵送工艺，其特点是速度快，浇筑面集中，不可能同时将混凝土均匀地分送到浇筑混凝土的各个部位，而使某一部分的混凝土升高很大，然后再移动输送管，依次浇筑另一部分的混凝土。因此采用泵送工艺的大体积混凝土的模板应根据实际受力状况，对模板和支撑系统等进行计算，以确保模板体系具有足够的强度和刚度。凡捣制厚大混凝土层时，必须要注意控制每次捣制混凝土的厚度，摊铺混凝土每次不能超过500mm，并注意施工时的操作方法。