高层建筑混凝土结构施工技术

　　摘要：本文从建筑物在施工期混凝土结构的荷载和对高层建筑物中混凝土结构裂缝产生的原因方面分析，提出了相应的裂缝控制措施和混凝土结构的加固方法，以供参考。
　　关键字：混凝土;结构加固;裂缝控制;施工技术
　　目前，我国的建筑工程中，混凝土结构在建筑行业占据着主导地位，而任何一座混凝土结构物都会由于种种原因存在不同程度的裂缝，混凝土结构出现裂缝后，既损坏外观，又对整体结构的安全构成威胁，影响了使用功能。因此，对高层建筑物中混凝土结构裂缝的研究是具有重要意义的。
　　1混凝土的技术性能
　　混凝土在未凝结硬化前，称为混凝土拌合物(或称新拌混凝土)。它必须具有良好的和易性，便于施工，以保证能获得良好的浇筑质量；混凝土拌合物凝结硬化后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安全地承受设计荷载，并应具有必要的耐久性。
　　2施工期混凝土结构荷载
　　2.1施工期混凝土结构荷载的种类
　　1)从作用时间上可分成永久荷载、可变荷载和偶然荷载三种。施工期永久荷载是指钢筋混凝土构件和模板支撑系统临时结构的自重，是永久不变的，一直到建筑物废弃；施工期可变荷载是施工人员重量，材料本身自重，施工设备重量等可移动的和浇筑混凝土时冲击荷载，捣实混凝土时振动荷载以及风荷载；施工期偶然作用主要是地震和火灾。
　　2)从作用方向上可以分为水平荷载、竖向荷载、附加竖向荷载和特殊施工荷载。水平荷载包括风荷载、混凝土运料车启动和刹车时产生的水平力，以及温度应力等；竖向荷载是指钢筋自重、新浇筑混凝土自重、模板、施工人员及施工设备重量、捣实混凝土时产生的振动荷载等；
　　2.2施工期混凝土结构荷载取值
　　恒荷载主要由钢筋混凝土结构自重和模板支撑重量产生，取值按实际对模板和支撑的重量进行，一般取为楼板重量的倍数，对于钢筋混凝土结构自重，假定均值/标准值=1.06，变异系数=0.074；施工期活载荷统计参数的取值在由条件决定；风荷载中模板支撑设计中必须考虑，但施工中的结构通透性好时，风阻系数就小。支撑体系能均布风荷载，一般是在活荷载上乘以1.2的系数来考虑风荷载的影响。
　　3高层建筑混凝土结构转换层产生裂缝的原因
　　3.1徐变裂缝
　　混凝土在新浇筑时弹性模量小，徐变大，升温引起的压应力小。当温度逐渐降低时，截面会因为表面散热过快导致的内外非线性的温度差，表面收缩变形受到内约束后，由于此时混凝土弹性模量变大,徐变小,单位温差产生的应力就比较大，在混凝土表面出现裂缝。大多数温度裂缝是上宽下窄状，有时也出现中间宽,两端窄的棱形裂缝。
　　3.2构件横向裂缝
　　在钢筋混凝土受弯构件中，当截面的受拉边缘混凝土拉应力超过抗拉强度时，构件将在抗拉能力最弱截面产生第一条裂缝，并继续向两边回缩。一般的，距裂缝越远混凝土的回缩越小，钢筋应力逐渐下降，混凝土应力逐渐增加。在裂缝两侧，由于钢筋长度方向粘结应力分布不均匀，当混凝土应力重新增加到等于抗拉强度处将会出现第二条裂缝。裂缝出现后，随着荷载不断增加，钢筋的拉伸应变将大大超过混凝土的拉伸应变，裂缝不断开展。当裂缝超过最大裂缝允许值时，就会影响结构安全。
　　3.3温度裂缝
　　温度裂缝通常是由于混凝土收缩与冷缩产生的。在内部和外部条件的下，当混凝土不能自由收缩与冷缩时，会在混凝土内部引起的约束拉力而产生裂缝。实验表明，混凝土完成总收缩量的60%～85%需要一年时间，而实际工程中许多温度收缩裂缝在一年左右出现。裂缝宽度大小不一，冬季较宽，夏季较窄，该裂缝的出现会进一步引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化。
　　3.4塑性收缩裂缝
　　塑性收缩一般是由于失水产生的。裂缝形态多为中间宽两端细，不连贯状。塑性收缩裂缝受温度，风和空气湿度的影响最大，由于混凝土在终凝过程中强度很小，在高温或较大风力的影响下，混凝土表面失水过快，造成混凝土体积急剧收缩产生龟裂。
　　
　　4裂缝控制施工技术
　　4.1科学的配制混凝土
　　在商品混土中凝渗入适量的粉煤灰，减少水泥用量，能有效降低水泥水化热；在混凝土中加入适量的DL-3型缓凝减水剂，可有效延长混凝土的初凝时间，推迟水泥水化热峰值到来的时间，大大提高了混凝土的抗裂强度；适量的UEA型膨胀剂能使混凝土产生预压应力，抵消混凝土收缩时产生的部分拉应力，从而提高混凝土的抗裂能力。
　　4.2分层一次浇筑
　　进行混凝土的浇筑时要按混凝土自然流淌坡度，斜面分层情况，不间断的依次推移，确保混凝土初凝前被上层混凝土覆盖，上下层浇筑时间间隔小于混凝土初凝时间，避免施工冷缝。一次性浇筑面控制在3m内，分4层进行浇筑，并控制好其厚度。
　　4.3混凝土结构的养护
　　对于混凝土的保养一般采用混凝土表面贮水蓄热保温保湿养护措施。当混凝土终凝后在混凝土表面砌筑贮水池并贮水。利用水的养护和蓄热功能在混凝土表面形成一道保温屏障，再在贮水池上面覆盖塑胶薄膜，防止水分蒸发和热量散失，有效隔离了外界雨水和大气温度的变化对贮水池水温的直接影响。该措施有效地控制了混凝土的硬结温度，防止了裂缝的产生。5混凝土结构补强加固法
　　5.1增大截面法
　　该法是利用与原有构件同类的材料来增大截面的面积，进而提高构件的承载能力和刚度，达到加固目的的。对提高构件的抗压、抗弯、抗拉等能力具有很好的效果。该法加固效果好，运用范围广。其通常做法是在原有钢筋混凝土柱的周边，浇筑一层钢筋混凝土围套，再采取一些有效技术让旧钢筋混凝土成为一个整体，达到加固的目的。
　　5.2外包钢法
　　该法是通过加固在构建外侧的型钢或钢板与原有构件的共同作用来提高构件的承载能力和刚度，达到加固目的的。外包钢加固能有效提高构件的抗压和抗弯能力，施工周期短，广泛运用于不允许增大截面尺寸构建的加固。
　　5.3粘贴法
　　该法是通过粘结剂将钢板或纤维增强复合材料等粘贴到构件需要加固的部位上，来提高构件承载力和刚度的一种加固方法。在混凝土柱截面周边粘贴封闭钢板或纤维箍，既能提高柱抗剪承载能力还能提高混凝土的强度和构件的延性。此外，在钢筋混凝土受弯构件的受拉区所粘贴的钢板或纤维布能有效提高构件的抗弯能力和刚度。
　　5.4施工措施
　　加强施工，做好混凝土的养护工作，尽可能提高混凝土的实际强度。严格掌握后浇带的封堵时间，使混凝土有充分应力的时间等。
　　
　　6原材料、配合比控制要点
　　新拌混凝土必须具有极好的工作性和黏聚性，绝对不允许出现分层离析的现象；原材料产地必须统一，砂、石的色泽和颗粒级配均匀。
　　在材料和浇筑方法允许的条件下，应采用尽可能低的坍落度和水灰比，采用泵送商品混凝土，控制坍落度为（150±10）mm，尽量减少泌水的可能性。
　　同时控制混凝土含气量不超过1.7％，初凝时间不超过6h-8h.
　　重点审核商品混凝土厂家制定清水混凝土原材料、配合比生产方案，生产过程中检查严格按试验确定的配合比投料，不得带任何随意性，并严格控制水灰比和搅拌时间，随气候变化随时抽验砂子、碎石的含水率，及时调整用水量。
　　
　　
　　结语
　　综上所述,混凝土结构的承载能力和强度决定着高层建筑物的安全性。若不能很好的了解混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施，那么实际生产当中就很难保证施工质量。影响混凝土结构性能的因素很多，需要在实践中不断总结更好的方法来避免或减少裂缝的产生，保证建筑质量。
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