淺析高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
摘要:帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑施工的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)換層的施工方案的確定，它直接影響到施工階段的結(jié)構(gòu)安全、工程質(zhì)量和施工成本。本文介紹了轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的施工特點以及施工控制要點。重點對其中的混凝土工程的施工技術(shù)進行了分析。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)換層；混凝土工程；施工技術(shù)
一、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工特點
部分豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層處被打斷，使豎向力的傳遞被迫發(fā)生轉(zhuǎn)折，而轉(zhuǎn)換層就是實現(xiàn)轉(zhuǎn)折功能的大型水平構(gòu)件。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑是一受力復(fù)雜、不利抗震的結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)及其支撐系統(tǒng)有自身的特點。
?。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)尺寸大，樓面支撐荷載重
帶轉(zhuǎn)換層體系內(nèi)力的改向是通過引發(fā)截面內(nèi)力來實現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較復(fù)雜，同時為保證上部結(jié)構(gòu)水平剪力順利傳往下部，對轉(zhuǎn)換層樓面水平剛度有嚴格要求規(guī)范一般要求樓板厚度不小于，故一般轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸較大、樓面荷載較重。
（二）分層澆筑，利用先澆部分構(gòu)件承載
轉(zhuǎn)換層水平構(gòu)件高跨比大，截面彎曲時水平纖維相對錯動不可忽略，平截面假定不再適用，一般呈現(xiàn)短深梁或厚板的受力特性。采用二次疊澆法進行施工時應(yīng)對疊和構(gòu)件進行仔細分析，考慮分層處水平剪力對構(gòu)件的影響，必要時應(yīng)與設(shè)計單位配合，進行一次設(shè)計，確保一次疊澆構(gòu)件在施工階段和正常使用狀態(tài)下的承載能力。
（三）結(jié)合下部結(jié)構(gòu)，靈活布置支撐系統(tǒng)
為減少對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響，避免轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上下層發(fā)生剛度突變和剪力突變，設(shè)計不落地支撐系統(tǒng)時可以結(jié)合下部結(jié)構(gòu)進行靈活合理的布置。
?。ㄋ模┩ㄟ^下部豎向構(gòu)件卸荷
根據(jù)轉(zhuǎn)換層設(shè)計時“強化下部、弱化上部”的原則，結(jié)構(gòu)設(shè)計加強轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度、弱化上部結(jié)構(gòu)剛度，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在由地震荷載參加組合的工況下，下部豎向構(gòu)件軸壓比限值有嚴格的控制，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性這使轉(zhuǎn)換層下部豎向構(gòu)件在施工階段比一般豎向構(gòu)件具備更大的延性和承載力儲備，可以利用下部承載力富余的豎向構(gòu)件作為支撐的傳力構(gòu)件。
?。ㄎ澹├娩摴羌芑蝾A(yù)應(yīng)力卸荷
在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中使用鋼骨混凝土和預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以減輕自重、改善結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。設(shè)計模板支撐時可以利用己經(jīng)成型的水平鋼骨或預(yù)應(yīng)力平衡部分或全部施工荷載，極大改善支撐受力性能，這種措施適用于轉(zhuǎn)換層與上部結(jié)構(gòu)沒有形成整體工作的情況如上部采用的是小柱網(wǎng)框架或開口剪力墻、壁式框架等結(jié)構(gòu)形式。
二 施工技術(shù)控制要點
基于混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的上述特點，在確定施工方案時應(yīng)重點考慮以下幾個方面的問題
?。ㄒ唬┺D(zhuǎn)換板的自重、施工荷載以及所承受的上部結(jié)構(gòu)荷載往往非常大，所以應(yīng)選擇合理、可行的模板支撐方案，并根據(jù)轉(zhuǎn)換板的結(jié)構(gòu)特點進行模板支撐體系的設(shè)計。
?。ǘ┰O(shè)置模板支撐系統(tǒng)以后，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工階段的受力狀態(tài)與使用階段的不同，應(yīng)對轉(zhuǎn)換層及下部樓層的樓板進行施工階段的承載力驗算。轉(zhuǎn)換板本身受下部支撐體系的作用或混凝土施工方法的影響，在板中易產(chǎn)生設(shè)計時未考慮到的附加內(nèi)力，故需對轉(zhuǎn)換板在施工階段的受力狀態(tài)做具體的分析和計算，必要時可采取一定的構(gòu)造措施來抵抗這些附加內(nèi)力。
（三）對于大體積混凝土轉(zhuǎn)換板，施工時應(yīng)考慮采取減小混凝土溫度差值、溫度變化以及混凝土收縮徐變的措施，防止新澆混凝土產(chǎn)生溫度裂縫和收縮裂縫。
?。ㄋ模┺D(zhuǎn)換板承受的荷載很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定。
（五）應(yīng)及時做好轉(zhuǎn)換板施工期間板的變形、混凝土施工溫度的監(jiān)測，及時掌握各種對施工質(zhì)量不利的情況，并及時采取措施進行預(yù)防和糾正。
三 混凝土工程的施工分析
高層建筑的轉(zhuǎn)換板，一般厚度較大，而且體積較大，大體積混凝土與普通鋼筋混凝土相比，具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高的特點。除了必須滿足普通混凝土的強度、剛度、整體性和耐久性要求外，主要就是如何控制溫度變形裂縫的發(fā)生和開展。因此，在大體積混凝土施工中，必須考慮溫度應(yīng)力的影響，并設(shè)法降低混凝土內(nèi)部的最高溫度，減小其內(nèi)外溫差。而溫度應(yīng)力的大小，又涉及結(jié)構(gòu)物的平面尺寸、結(jié)構(gòu)厚度、約束條件、含鋼量、混凝土的各種組成材料的特性等多種因素。所以，必須采取溫度差和溫度應(yīng)力雙控制的方法以確?；炷恋馁|(zhì)量。
?。ㄒ唬┰牧弦?nbsp;
（1）水泥:在滿足強度和耐久性等要求的前提下，宜選用低熱或中熱的礦渣水泥、火山灰水泥(發(fā)熱量270-290Kj/kg)，嚴禁使用安定性不合格的水泥。
?。?）骨料
粗骨料碎石和卵石均可，應(yīng)采取連續(xù)級配。其最大粒徑不得大于鋼筋最小凈距的3/4。當采用泵送混凝土時，為了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量。骨料中不得含有有機雜質(zhì)，其含泥量應(yīng)小于等于1%。
細骨料宜選用粗砂或中砂，含泥量應(yīng)小于等于3%。當采用泵送混凝土時，其粗細率以2.6-2.8為宜?？刂萍毶耙?.3二篩孔的通過率為15%-30%；0.15mm篩孔的通過率為5%-10%。
粉煤灰為了減少水泥用量，可摻入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰的燒失去量應(yīng)小于15%,SO3應(yīng)小于3%,SiO2應(yīng)大于40%，并應(yīng)對水泥無不良反應(yīng)。
外加劑為了滿足和易性和減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要求，宜在混凝土中摻入適量的緩凝型減水劑。
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（二）混凝土用料設(shè)計
為尋求大體積混凝土合理的配合比，首先分析一下其產(chǎn)生溫度裂縫的原因，眾所周知，大體積混凝土溫度裂縫主要是由于水泥水化產(chǎn)生的熱量，使大體積混凝土內(nèi)外溫差過大所致。這是由于混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，一般認為混凝土的熱膨脹系數(shù)約為6—13 10-60C,混凝土是熱的不良導(dǎo)體，散熱很慢，澆注后的大體積混凝土內(nèi)部溫度遠比外部高，溫差可達60℃左右，造成內(nèi)脹外縮，在外表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而開裂，其次從混凝土用集料品種看，熱膨脹系數(shù)大小對混凝土溫度應(yīng)力及結(jié)構(gòu)的溫度變形有很大影響，選取用熱膨脹系數(shù)小的骨料可減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，提高抗裂性。再次，從骨料的粒徑看，骨料粒徑較大的混凝土，其水泥漿量較少，熱膨脹系數(shù)小，可減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，提高抗裂性。通過上述分析，大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因是明顯的，在當今混凝土配合比設(shè)計和施工中通常采用如下幾點措施:①低水化熱的水泥和盡量減小水泥用量；②盡量減少用水量，提高混凝土強度；③合理使用混凝土外加劑；④選用熱膨脹系數(shù)小的骨料和較大的骨料粒徑；⑤預(yù)冷原材料；⑥合理分縫、分塊，減輕約束；⑦在混凝土中預(yù)埋冷卻水管；⑧在混凝土表面絕熱，調(diào)節(jié)表面溫度下降速率；⑨拋投石塊。
從上面通常采用的措施可看出，這多種措施中，除施工過程中可采取的措施外，從混凝土配合比設(shè)計的角度看，主要應(yīng)從①一③著手，進行配合比設(shè)計。進行配合比設(shè)計時注意:①設(shè)計配合比時盡量利用混凝土60d或90d的后期強度，以滿足減少水泥用量的要求。但必須征得設(shè)計單位的同意和滿足施工荷載的要求。②混凝土配合比，應(yīng)根據(jù)使用的材料通過試配確定。水灰比應(yīng)小于等于0.6。砂率應(yīng)控制在0.33-0.37(泵送時宜為0.4-0.45)。坍落度應(yīng)根據(jù)配合比要求嚴加控制。當采用商品混凝土泵送時，坍落度的增加應(yīng)通過調(diào)整砂率和摻用減水劑或高效減水劑解決，嚴禁在現(xiàn)場隨意加水以增加坍落度，并應(yīng)將坍落度控制在10-14cm為宜。
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大體積混凝土施工前的準備工作，除按一般混凝土施工前必須進行的物質(zhì)準備、機具準備、技術(shù)準備和現(xiàn)場準備外，應(yīng)根據(jù)其施工的特殊性，做好附屬材料和輔助設(shè)備的準備工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水設(shè)備、水泵、測溫設(shè)備等。尤其要做好施工方案的編制工作。施工方案編制的重點，應(yīng)該是:①根據(jù)減少約束的要求，確定分層分塊的尺寸及層間、塊間的結(jié)合措施。②通過熱工計算，確定混凝土入模溫度以及對材料加熱或降溫的措施。③確定混凝土攪拌、運輸和澆筑的方案。④制定混凝土的保溫方案。⑤保證工程質(zhì)量、安全施工和消防措施的制訂?；炷凉こ淘谑┕ぶ幸⒁庖韵乱c：
大體積混凝土的施工，一般宜在低溫條件下進行，即最高溫度小于等于300C時為宜。氣溫大于300C時，應(yīng)采取相應(yīng)的降低溫差的減少溫度應(yīng)力的措施。
混凝土的配制，應(yīng)嚴格掌握各種原材料的配合比。混凝土的攪拌時間，自全部拌合料裝入攪拌筒內(nèi)起到卸料止，一般應(yīng)不少于1.5-2min。雨季施工期間，應(yīng)勤測粗細骨料的含水量，并隨時調(diào)整用水量和粗細骨料用量。
攪拌后的混凝土，應(yīng)及時運至澆筑地點入模澆筑。在運送過程中，要防止混凝土離析、灰漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。如發(fā)生離析現(xiàn)象，必須進行人工二次拌合后方可入模。
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大體積混凝土的澆筑，應(yīng)根據(jù)整體連續(xù)澆筑的要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)尺寸的大小、鋼筋疏密、混凝土供應(yīng)條件等具體情況，選用以下三種方法:
全面分層。即將整個結(jié)構(gòu)澆筑層分為數(shù)層澆筑，當已澆筑的下層混凝土尚未初凝時，即升始澆筑第二層，如此逐層進行，直至澆筑完成。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物的平面尺寸不太大的工程，施工時宜從短邊開始，沿長邊推進;也可分為兩段，從中間向兩端，從兩端向中間同時進行。
分段(塊)分層。適用于厚度較薄而面積或長度較大的工程。施工時從底層一端開始澆筑混凝土，進行到一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。
斜面分層。適用于結(jié)構(gòu)的長度超過厚度三倍的工程，振搗工作應(yīng)從澆筑層底層開始，逐漸上移，此時向前推薦的澆筑混凝土攤鋪坡度應(yīng)小于1:3，以保證分層混凝土之間的施工質(zhì)量。
分層的厚度決定于振搗器的棒長和振動力的大小，也要考慮混凝土的供應(yīng)量大小和可能澆筑量的大小，一般為20—30cm。插入式振搗器應(yīng)伸入下層50cm為宜。
分層澆筑時，上層鋼筋的綁扎應(yīng)在下層混凝土經(jīng)一定養(yǎng)護其強度達到1.2N/mm2,混凝土表面溫度與混凝上澆筑后達到穩(wěn)定時的室外溫度之差在250C以下時進行。為了加強分層澆筑層間的結(jié)合，可以采取在下層混凝土表面設(shè)置鍵槽的辦法。鍵槽可用100mm 100mm的木方每隔lm左右留設(shè)。分層澆筑間隔的時間，應(yīng)以混凝土表面溫度降至大氣平均溫度為好，即水化熱溫升的峰值以后，一般為3-5d，因此間隔時間以大于5d為宜。
混凝土應(yīng)采用機械振搗。振搗棒的操作應(yīng)做到“快插慢拔”，在振搗過程中，宜將振動棒上下略有抽動，以使上下振搗均勻。每點振搗時間以20-30s為宜，但還應(yīng)視混凝土表面不再顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為準。分層振搗時，振搗棒應(yīng)插入下層5cm左右，以消除兩層之間的接縫。振搗時要防止振動模板，并應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋、管道、預(yù)埋件等。每振搗完一段，應(yīng)隨即用鐵鍬攤平拍實。
（五）混凝土的養(yǎng)護
混凝土拌和物澆筑成型后應(yīng)及時進行養(yǎng)護。養(yǎng)護的目的是為混凝土正常硬化創(chuàng)造必要的溫度、濕度條件，防止收縮開裂，保證混凝土達到設(shè)計要求的強度。混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋和澆水。具體要求是，普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土不得少于14d，礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥、大壩水泥、礦渣大壩水泥拌制的混凝土不得少于21d。養(yǎng)護方法分為降溫法和保溫法兩種。降溫法即在混凝土澆筑成型后，用蓄水、撒水或噴水養(yǎng)護；保溫法是在混凝土成型后，使用保溫材料覆蓋養(yǎng)護(如塑料薄膜、草袋等)及薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護，可視具體條件選用。
參考文獻
[1]譚繼泉，大體積混凝土施工的裂縫控制，四川建材，2006
[2]胡玉魁，淺述某大廈高位轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)，引進與咨詢，2005
[3]杜榮軍.混凝土工程模板與支架技術(shù)。北京:機械工出版社，2004
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關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)換層；混凝土工程；施工技術(shù)
一、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工特點
部分豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層處被打斷，使豎向力的傳遞被迫發(fā)生轉(zhuǎn)折，而轉(zhuǎn)換層就是實現(xiàn)轉(zhuǎn)折功能的大型水平構(gòu)件。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑是一受力復(fù)雜、不利抗震的結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)及其支撐系統(tǒng)有自身的特點。
?。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)尺寸大，樓面支撐荷載重
帶轉(zhuǎn)換層體系內(nèi)力的改向是通過引發(fā)截面內(nèi)力來實現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較復(fù)雜，同時為保證上部結(jié)構(gòu)水平剪力順利傳往下部，對轉(zhuǎn)換層樓面水平剛度有嚴格要求規(guī)范一般要求樓板厚度不小于，故一般轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸較大、樓面荷載較重。
（二）分層澆筑，利用先澆部分構(gòu)件承載
轉(zhuǎn)換層水平構(gòu)件高跨比大，截面彎曲時水平纖維相對錯動不可忽略，平截面假定不再適用，一般呈現(xiàn)短深梁或厚板的受力特性。采用二次疊澆法進行施工時應(yīng)對疊和構(gòu)件進行仔細分析，考慮分層處水平剪力對構(gòu)件的影響，必要時應(yīng)與設(shè)計單位配合，進行一次設(shè)計，確保一次疊澆構(gòu)件在施工階段和正常使用狀態(tài)下的承載能力。
（三）結(jié)合下部結(jié)構(gòu)，靈活布置支撐系統(tǒng)
為減少對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響，避免轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上下層發(fā)生剛度突變和剪力突變，設(shè)計不落地支撐系統(tǒng)時可以結(jié)合下部結(jié)構(gòu)進行靈活合理的布置。
?。ㄋ模┩ㄟ^下部豎向構(gòu)件卸荷
根據(jù)轉(zhuǎn)換層設(shè)計時“強化下部、弱化上部”的原則，結(jié)構(gòu)設(shè)計加強轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度、弱化上部結(jié)構(gòu)剛度，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在由地震荷載參加組合的工況下，下部豎向構(gòu)件軸壓比限值有嚴格的控制，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性這使轉(zhuǎn)換層下部豎向構(gòu)件在施工階段比一般豎向構(gòu)件具備更大的延性和承載力儲備，可以利用下部承載力富余的豎向構(gòu)件作為支撐的傳力構(gòu)件。
?。ㄎ澹├娩摴羌芑蝾A(yù)應(yīng)力卸荷
在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中使用鋼骨混凝土和預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以減輕自重、改善結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。設(shè)計模板支撐時可以利用己經(jīng)成型的水平鋼骨或預(yù)應(yīng)力平衡部分或全部施工荷載，極大改善支撐受力性能，這種措施適用于轉(zhuǎn)換層與上部結(jié)構(gòu)沒有形成整體工作的情況如上部采用的是小柱網(wǎng)框架或開口剪力墻、壁式框架等結(jié)構(gòu)形式。
二 施工技術(shù)控制要點
基于混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的上述特點，在確定施工方案時應(yīng)重點考慮以下幾個方面的問題
?。ㄒ唬┺D(zhuǎn)換板的自重、施工荷載以及所承受的上部結(jié)構(gòu)荷載往往非常大，所以應(yīng)選擇合理、可行的模板支撐方案，并根據(jù)轉(zhuǎn)換板的結(jié)構(gòu)特點進行模板支撐體系的設(shè)計。
?。ǘ┰O(shè)置模板支撐系統(tǒng)以后，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工階段的受力狀態(tài)與使用階段的不同，應(yīng)對轉(zhuǎn)換層及下部樓層的樓板進行施工階段的承載力驗算。轉(zhuǎn)換板本身受下部支撐體系的作用或混凝土施工方法的影響，在板中易產(chǎn)生設(shè)計時未考慮到的附加內(nèi)力，故需對轉(zhuǎn)換板在施工階段的受力狀態(tài)做具體的分析和計算，必要時可采取一定的構(gòu)造措施來抵抗這些附加內(nèi)力。
（三）對于大體積混凝土轉(zhuǎn)換板，施工時應(yīng)考慮采取減小混凝土溫度差值、溫度變化以及混凝土收縮徐變的措施，防止新澆混凝土產(chǎn)生溫度裂縫和收縮裂縫。
?。ㄋ模┺D(zhuǎn)換板承受的荷載很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定。
（五）應(yīng)及時做好轉(zhuǎn)換板施工期間板的變形、混凝土施工溫度的監(jiān)測，及時掌握各種對施工質(zhì)量不利的情況，并及時采取措施進行預(yù)防和糾正。
三 混凝土工程的施工分析
高層建筑的轉(zhuǎn)換板，一般厚度較大，而且體積較大，大體積混凝土與普通鋼筋混凝土相比，具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高的特點。除了必須滿足普通混凝土的強度、剛度、整體性和耐久性要求外，主要就是如何控制溫度變形裂縫的發(fā)生和開展。因此，在大體積混凝土施工中，必須考慮溫度應(yīng)力的影響，并設(shè)法降低混凝土內(nèi)部的最高溫度，減小其內(nèi)外溫差。而溫度應(yīng)力的大小，又涉及結(jié)構(gòu)物的平面尺寸、結(jié)構(gòu)厚度、約束條件、含鋼量、混凝土的各種組成材料的特性等多種因素。所以，必須采取溫度差和溫度應(yīng)力雙控制的方法以確?；炷恋馁|(zhì)量。
?。ㄒ唬┰牧弦?nbsp;
（1）水泥:在滿足強度和耐久性等要求的前提下，宜選用低熱或中熱的礦渣水泥、火山灰水泥(發(fā)熱量270-290Kj/kg)，嚴禁使用安定性不合格的水泥。
?。?）骨料
粗骨料碎石和卵石均可，應(yīng)采取連續(xù)級配。其最大粒徑不得大于鋼筋最小凈距的3/4。當采用泵送混凝土時，為了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量。骨料中不得含有有機雜質(zhì)，其含泥量應(yīng)小于等于1%。
細骨料宜選用粗砂或中砂，含泥量應(yīng)小于等于3%。當采用泵送混凝土時，其粗細率以2.6-2.8為宜?？刂萍毶耙?.3二篩孔的通過率為15%-30%；0.15mm篩孔的通過率為5%-10%。
粉煤灰為了減少水泥用量，可摻入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰的燒失去量應(yīng)小于15%,SO3應(yīng)小于3%,SiO2應(yīng)大于40%，并應(yīng)對水泥無不良反應(yīng)。
外加劑為了滿足和易性和減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要求，宜在混凝土中摻入適量的緩凝型減水劑。
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（二）混凝土用料設(shè)計
為尋求大體積混凝土合理的配合比，首先分析一下其產(chǎn)生溫度裂縫的原因，眾所周知，大體積混凝土溫度裂縫主要是由于水泥水化產(chǎn)生的熱量，使大體積混凝土內(nèi)外溫差過大所致。這是由于混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，一般認為混凝土的熱膨脹系數(shù)約為6—13 10-60C,混凝土是熱的不良導(dǎo)體，散熱很慢，澆注后的大體積混凝土內(nèi)部溫度遠比外部高，溫差可達60℃左右，造成內(nèi)脹外縮，在外表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而開裂，其次從混凝土用集料品種看，熱膨脹系數(shù)大小對混凝土溫度應(yīng)力及結(jié)構(gòu)的溫度變形有很大影響，選取用熱膨脹系數(shù)小的骨料可減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，提高抗裂性。再次，從骨料的粒徑看，骨料粒徑較大的混凝土，其水泥漿量較少，熱膨脹系數(shù)小，可減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，提高抗裂性。通過上述分析，大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因是明顯的，在當今混凝土配合比設(shè)計和施工中通常采用如下幾點措施:①低水化熱的水泥和盡量減小水泥用量；②盡量減少用水量，提高混凝土強度；③合理使用混凝土外加劑；④選用熱膨脹系數(shù)小的骨料和較大的骨料粒徑；⑤預(yù)冷原材料；⑥合理分縫、分塊，減輕約束；⑦在混凝土中預(yù)埋冷卻水管；⑧在混凝土表面絕熱，調(diào)節(jié)表面溫度下降速率；⑨拋投石塊。
從上面通常采用的措施可看出，這多種措施中，除施工過程中可采取的措施外，從混凝土配合比設(shè)計的角度看，主要應(yīng)從①一③著手，進行配合比設(shè)計。進行配合比設(shè)計時注意:①設(shè)計配合比時盡量利用混凝土60d或90d的后期強度，以滿足減少水泥用量的要求。但必須征得設(shè)計單位的同意和滿足施工荷載的要求。②混凝土配合比，應(yīng)根據(jù)使用的材料通過試配確定。水灰比應(yīng)小于等于0.6。砂率應(yīng)控制在0.33-0.37(泵送時宜為0.4-0.45)。坍落度應(yīng)根據(jù)配合比要求嚴加控制。當采用商品混凝土泵送時，坍落度的增加應(yīng)通過調(diào)整砂率和摻用減水劑或高效減水劑解決，嚴禁在現(xiàn)場隨意加水以增加坍落度，并應(yīng)將坍落度控制在10-14cm為宜。
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大體積混凝土施工前的準備工作，除按一般混凝土施工前必須進行的物質(zhì)準備、機具準備、技術(shù)準備和現(xiàn)場準備外，應(yīng)根據(jù)其施工的特殊性，做好附屬材料和輔助設(shè)備的準備工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水設(shè)備、水泵、測溫設(shè)備等。尤其要做好施工方案的編制工作。施工方案編制的重點，應(yīng)該是:①根據(jù)減少約束的要求，確定分層分塊的尺寸及層間、塊間的結(jié)合措施。②通過熱工計算，確定混凝土入模溫度以及對材料加熱或降溫的措施。③確定混凝土攪拌、運輸和澆筑的方案。④制定混凝土的保溫方案。⑤保證工程質(zhì)量、安全施工和消防措施的制訂?；炷凉こ淘谑┕ぶ幸⒁庖韵乱c：
大體積混凝土的施工，一般宜在低溫條件下進行，即最高溫度小于等于300C時為宜。氣溫大于300C時，應(yīng)采取相應(yīng)的降低溫差的減少溫度應(yīng)力的措施。
混凝土的配制，應(yīng)嚴格掌握各種原材料的配合比。混凝土的攪拌時間，自全部拌合料裝入攪拌筒內(nèi)起到卸料止，一般應(yīng)不少于1.5-2min。雨季施工期間，應(yīng)勤測粗細骨料的含水量，并隨時調(diào)整用水量和粗細骨料用量。
攪拌后的混凝土，應(yīng)及時運至澆筑地點入模澆筑。在運送過程中，要防止混凝土離析、灰漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。如發(fā)生離析現(xiàn)象，必須進行人工二次拌合后方可入模。
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大體積混凝土的澆筑，應(yīng)根據(jù)整體連續(xù)澆筑的要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)尺寸的大小、鋼筋疏密、混凝土供應(yīng)條件等具體情況，選用以下三種方法:
全面分層。即將整個結(jié)構(gòu)澆筑層分為數(shù)層澆筑，當已澆筑的下層混凝土尚未初凝時，即升始澆筑第二層，如此逐層進行，直至澆筑完成。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物的平面尺寸不太大的工程，施工時宜從短邊開始，沿長邊推進;也可分為兩段，從中間向兩端，從兩端向中間同時進行。
分段(塊)分層。適用于厚度較薄而面積或長度較大的工程。施工時從底層一端開始澆筑混凝土，進行到一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。
斜面分層。適用于結(jié)構(gòu)的長度超過厚度三倍的工程，振搗工作應(yīng)從澆筑層底層開始，逐漸上移，此時向前推薦的澆筑混凝土攤鋪坡度應(yīng)小于1:3，以保證分層混凝土之間的施工質(zhì)量。
分層的厚度決定于振搗器的棒長和振動力的大小，也要考慮混凝土的供應(yīng)量大小和可能澆筑量的大小，一般為20—30cm。插入式振搗器應(yīng)伸入下層50cm為宜。
分層澆筑時，上層鋼筋的綁扎應(yīng)在下層混凝土經(jīng)一定養(yǎng)護其強度達到1.2N/mm2,混凝土表面溫度與混凝上澆筑后達到穩(wěn)定時的室外溫度之差在250C以下時進行。為了加強分層澆筑層間的結(jié)合，可以采取在下層混凝土表面設(shè)置鍵槽的辦法。鍵槽可用100mm 100mm的木方每隔lm左右留設(shè)。分層澆筑間隔的時間，應(yīng)以混凝土表面溫度降至大氣平均溫度為好，即水化熱溫升的峰值以后，一般為3-5d，因此間隔時間以大于5d為宜。
混凝土應(yīng)采用機械振搗。振搗棒的操作應(yīng)做到“快插慢拔”，在振搗過程中，宜將振動棒上下略有抽動，以使上下振搗均勻。每點振搗時間以20-30s為宜，但還應(yīng)視混凝土表面不再顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為準。分層振搗時，振搗棒應(yīng)插入下層5cm左右，以消除兩層之間的接縫。振搗時要防止振動模板，并應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋、管道、預(yù)埋件等。每振搗完一段，應(yīng)隨即用鐵鍬攤平拍實。
（五）混凝土的養(yǎng)護
混凝土拌和物澆筑成型后應(yīng)及時進行養(yǎng)護。養(yǎng)護的目的是為混凝土正常硬化創(chuàng)造必要的溫度、濕度條件，防止收縮開裂，保證混凝土達到設(shè)計要求的強度。混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋和澆水。具體要求是，普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土不得少于14d，礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥、大壩水泥、礦渣大壩水泥拌制的混凝土不得少于21d。養(yǎng)護方法分為降溫法和保溫法兩種。降溫法即在混凝土澆筑成型后，用蓄水、撒水或噴水養(yǎng)護；保溫法是在混凝土成型后，使用保溫材料覆蓋養(yǎng)護(如塑料薄膜、草袋等)及薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護，可視具體條件選用。
參考文獻
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[2]胡玉魁，淺述某大廈高位轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)，引進與咨詢，2005
[3]杜榮軍.混凝土工程模板與支架技術(shù)。北京:機械工出版社，2004
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