超高层特殊部位的混凝土施工技术研究

朱春燕

（甘聒第六建筑工程聢份有限公司，甘聒）

超高层特殊部位的混凝土施工技术研究

朱春燕

（甘聒第六建筑工程聢份有限公司，甘聒）

随着国民经济的发展，国内大中型城市的城市建设步伐越来越快。城市中的标志性高层建筑不断耸立,而超高层建筑的施工技术正是关键之一。

本文首先对超高层工程的特点，施工难点及其安全、经济、合理的工程施工方案进行分析。然后对工程施工中关键点的控制进行了重点研究与分析，主要研究与分析了超高层泵送混凝土问题、核心筒变形控制等关键性问题。

超高层；混凝土；施工；泵送

一、超高混凝土泵送施工技术

超高层泵送技术具有以下要点：

1、合理布管

布管应根据砼的浇注方案设置，并少用弯管和软管，尽可能缩短管线长度。本工程竖向输管道布置在管道井处，在墙面上用膨胀螺栓安装一系列支座，每根管道均由两个支座固定。为了减少管道内砼的反压力，在泵的出口要求布置100m长的一段水平管及若干弯管。

2、合理适用的砼配合比

配合比设计的原则是既要满足强度、耐久性的要求，又要经济合理，具有良好的可泵性，因此除通常需要考虑的因素外，对于超高层的混凝土泵送，还必须处理好如水泥用量、粗骨料、坍落度和粉煤灰及外加剂等几个方面的因素。

3、保证砼的连续供给

针对砼粘性好、凝结快的特性，为保证砼的均质性，搅拌车在向泵机喂料前先反向高速转动20～30s，泵送过程应迅速连续地进行并不停地搅拌，避免因砼在泵送过程中滞留过长的时间而造成凝结堵管的现象。

4、正确掌握泵送方法

压送前应用水充分润湿泵的料斗、泵室、输送管道等与砼接触的部分，检查管路无异常后方可采用水泥砂浆润滑压送。开始泵送时泵机应首先处于低速运转状态，注意观察泵的压力和各部分工作情况，待顺利泵送后方可提高到正常压送速度。当砼泵送困难、泵的压力突然升高时会导致管路产生振动，可用槌敲击管路，找出堵塞的管段，采用正反泵点动处理或拆卸清理等方法解决，经检查确认无堵塞后继续泵送，以免损坏泵机。

二、特殊部位的混凝土施工技术

1、核心筒混凝土施工技术

核心筒筒壁混凝土浇灌按‚长条流水作业，分段浇筑，均匀布料，严格分层，均匀上升‛的原则进行，并有计划、匀称地变换浇灌的起止点和方向，每段浇注时要从两边对称浇筑施工，防止结构的倾斜和扭转。、筒体混凝土应在同一模板高度内连续浇灌，如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前一层混凝土初凝前将次层混凝土浇筑完毕，不得留置施工缝；因故不能连续施工而产生的施工缝，应按设计要求处理。对混凝土应进行仔细振捣，确保压实致密，面层光滑。

当中施工最为关键的问题是：混凝土配合比设计，尽量减少热效应；校直控制；以及模板系统应适应爬升时的内外筒墙厚变化。由于内筒的体形由塔底至塔顶没有太大变化，所以输管道可做直通布置，采用泵送方法进行混凝土浇灌。

2、钢管混凝土施工技术

（1）原材料要求及配合比设计针对实际施工条件的限制，此处采用自密实混凝土新技术。需要注意的是，自密实混凝土配合比的设计，应当满足泵送、免振的施工要求。

（2）施工工艺流程

①钢管柱施工工艺

搭设操作钢管操作平台（经安全部门检查验收）‱钢管中的混凝土表面进行凿毛处理并清扫干净‱吊装钢管柱就位对中‱临时固定‱调整平面位置及设计倾斜角度‱钢管柱对接焊牢‱超声波探伤检查‱资料报验‱浇筑螺旋斜圆柱钢管高强混凝土。

②混凝土的浇筑

钢管混凝土柱的浇筑需在斜撑、环梁、楼层梁或临时支撑等构件完成后方可进行。为了保证钢管内壁与核心混凝土粘接，浇筑混凝土前必须检查钢管内是否有杂物和油污。

混凝土下落时，管内空气能够排出。钢管柱吊装与焊接完毕后，需对钢管内部进行清理，并搭设混凝土浇注操作平台。

由于外筒每根钢柱与内筒的距离沿高度不断变化，甚至在同一标高层亦不相同，所以如果单靠一般泵送系统在外筒的24根柱内浇灌混凝土是不可行的，这会使输送管道布置困难及装拆费时。

（3）自密实混凝土的养护及质量检查

①混凝土终凝后，可进行注水养护，水的深度宜为 200mm。对于钢管外面，应当采用覆盖湿润麻袋的降温措施。

②采用敲击法全数检查钢管内的混凝土浇注质量。对怀疑处，采用超声波进行检测，检查的构件数量不宜小于25%，且不少于3根。

③对于不密实的空鼓部位，可采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔镶补焊接封密牢固。

三、超高层混凝土核心筒整体变形实施控制技术

1、结构自重和施工活荷载作用阶段下的变形控制

（1）结构外筒的变形比混凝土核心筒的变形小的多。整个结构在自重和施工活荷载的作用下，内外筒之间由于变形的协调，发生内力重分布，以适应结构的承载能力。

（2）在计算和分析中，考虑建筑物自重、温度变化、混凝土弹性模量、收缩、徐变随时间的变化而对轴向变形产生影响。

（3）建筑物自重的影响。结构自重是造成竖向构件轴向变形的主要因素。为补偿结构自重引起竖向变形，在混凝土结构中配置相应的钢筋，提高结构强度和刚度。

（4）核心筒施工的时间因素对工程施工有一定的影响，核心筒的施工时间越长，建筑物在自重作用下的轴向变形越小，但是总的轴向变形会加大。

（5）由于轴向变形压缩的影响，核心筒结构的底部层高偏低，到达上面结构施工时，结构标准层的层顶标高与设计标高不一样。应该依据设计结果，计算出轴向变形，在底部结构施工时，预先留出富裕层间高度来，最终达到建筑物的总标高高度。

2、温度效应引起的位移变形控制措施

影响高层结构温度效应的因素很多。结构体系、温差、建筑物高度、梁的刚度、柱的刚度都是影响因素。对此，关于温度效应的控制措施如下：

（1）对结构采取有效的保温隔热措施。在温度变化剧烈的地方采用一些保温隔热材料，减小温度变化引起的温度应力。转换层也应注意保温、隔热，避免该层过分通风，与其上下层间产生较大的温差引起温度应力。

（2）采取构造措施，适应结构温度变形和内力的措施。如混凝土搅拌过程中，添加少量化学添加剂，补偿混凝土收缩，堵塞毛细孔。但只靠克服缺陷仍不能完全解决后期温度变化引起的内力，还需采用以下措施：①设置刚性加强层可在一定程度上调整竖向构件间的不均匀变形；②尽量合理安排施工工期，缩短工期，可减小施工过程中结构的温度变形和内力；

3、收缩与徐变引起的位移变形控制措施

对于超高结构，设计时应考虑到混凝土徐变收缩引起的竖向变形差，控制结构竖向变形应当从设计、施工、监测三个方面结合起来。应尽早确定混凝土的配合比及施工方案，方便对按实际配合比调配的混凝土进行试验，并不断修正混凝土徐变和收缩变形的估算结果；同时在施工过程中，进行实时监测，对混凝土收缩和徐变的预测值不断进行修正，再处理再设计。

在综合考虑结构的力学性能和经济性的基础上，建议从下面几个方面考虑：

①提高侧向刚度，减少水平位移。

②在结构合适的位置设置柔性节点以适应结构的竖向变形差。

③在测量定位标高时，提前考虑收缩与徐变，依据设计要求进行调整标高。以补偿内外筒的竖向变形差异。

④分别调整内外筒竖向构件的配筋率、面积体积比、应力强度比，使各个竖向构件的徐变、收缩特性基本一致，从而减小竖向变形差。

四、结论

超高层建筑的普及使得该方面的建筑技术重要性日趋显著。本文分析了超高层混凝土泵送施工技术，以及对特殊部位的混凝土施工技术进行了浅析。

高层建筑既是一种社会、经济、文化发展的产物，又是一种解决当代社会发展、造福人类、实施可持续发展战略的一种有效方式，同时它也是一种涉及经济、社会、技术、艺术及多学科领域综合成果的一种独特建筑现象。本文对超高层建筑技术做出的研究，希望能够对此方面的发展有所帮助。

[1] 马保国，新型泵送混凝土技术及施工，北京：化学工业出版社，2006.71～293

[2] 包世华，张铜生，高层建筑结构设计和计算·上册，北京：清华大学出版社，2005.1～78

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1674-3954（2011）02-0059-02