高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策

高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策1网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策学习中心：辽宁沈阳奥鹏学习中心2层次：本科专业：土木工程年级：2007年秋季学号：学生：陈秋松指导教师：完成日期：年月日高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策2内容摘要随着城市建设的迅猛发展，高层建筑数量越来越多，大体积混凝土基础的施工和工程量庞大的主体结构混凝土施工已然成为常态。大体积混凝土基础具有结构体积大、承受荷载大、水泥水化热大、内部受力相对复杂等结构特点；而主体结构的混凝土施工亦存在大量问题。在施工实践中，我们不仅需要合理组织人、机、料等多种生产要素，还应积极考虑天气、城市交通等外界因素的影响。因此，加强各环节施工控制成为保证高层建筑混凝土质量的必要条件。关键词：高层建筑；混凝土；强度不足；施工；质量问题；转换层高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策3目录内容摘要………………………………………………………………………目录………………………………………………………………………引言……………………………………………………………第一章概述…………………………………………………………………1.高层建筑的产生和发展………………………………………………………2.我国高层建筑发展概况………………………………………………………第二章高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策…………1、大体积地基基础混凝土施工中存在的问题及对策………………………1.1、施工过程中存在的主要问题……………………………………………1.2、避免产生裂缝的方法……………………………………………………1.3、施工工艺…………………………………………………………………2、主体结构混凝土施工中存在的问题及对策…………………………………2.1、混凝土强度不足…………………………………………………………2.1.1、混凝土强度不足产生的原因…………………………………………2.1.2、施工过程中混凝土强度不足时的处理方法………………………2.2、混凝土施工过程中产生蜂窝及其防治…………………………………2.2.1、蜂窝产生的原因………………………………………………………2.2.2、蜂窝的防治措施………………………………………………………2.3、混凝土施工过程中产生麻面及其防治…………………………………2.3.1、麻面产生的原因………………………………………………………2.3.2、麻面的防治措施………………………………………………………2.4、混凝土施工过程中产生孔洞及其防治…………………………………2.4.1、孔洞产生的原因………………………………………………………2.4.2、孔洞的防治措施………………………………………………………2.5、混凝土裂缝………………………………………………………………2.5.1、干缩裂缝成因及处理措施……………………………………………2.5.2、塑性收缩裂缝及预防…………………………………………………2.5.3、沉陷裂缝及预防………………………………………………………2.6、混凝土速凝、假凝产生的原因及防治…………………………………高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策42.7、混凝土坍落度损失过大产生的原因及防治……………………………2.8、混凝土离析产生的原因及防治…………………………………………第三章应用实例…………………………………………………………应用实例一：谈高层建筑转换层大体积混凝土施工技术……………………应用实例二：厦门某高层住宅工程楼板裂缝分析和处理措施………………………………………………………………………………致谢语…………………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策5引言混凝土是目前世界上建筑工程中使用量最大、使用范围最广的工程材料。专家指出，混凝土在工程领域发挥着其他材料无法替代的作用，已经成为现在社会文明的基石，是人类社会文明史发展的见证。随着城市建设的迅猛发展，高层建筑数量越来越多，在施工实践中，加强各环节施工控制成为保证高层建筑混凝土质量的必要条件。本文将着重阐述高层建筑大体积地基基础混凝土和主体结构混凝土施工中存在的问题及解决方法。高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策6第一章概述1.高层建筑的产生和发展19世纪，随着钢铁、机械、电气以及电梯工业技术的进步，随着城市的快速增长，高层建筑也成长起来。促进高层建筑发展有三大因素：一是技术上的可能性；二是经济上的可行性；三是由于城市人口剧增，用地紧张导致的必然性。正是由于这些因素，现代高层建筑在较短的时间内得到了蓬勃的发展，被人称为20世纪的图腾，对现代城市的形态及结构布局产生了巨大的影响。2.我国高层建筑发展概况解放前，在上海、广州、天津等城市，由国外设计建造了少量高层建筑。新中国成立后，五十年代我国开始自行设计建造高层建筑，如北京的民族饭店(14层)、民航大楼(16层)等。六十年代建成的广州宾馆(27层)，其高度与解放前最高的上海国际饭店相同。七十年代北京、上海、广州等地建成了一批剪力墙结构住宅和旅馆。1975年广州白云宾馆(剪力墙结构33层、112米)的建成，标志着我国自行设计建造的高层建筑高度开始突破100米。八十年代我国高层建筑发展进入兴盛时期，十年内全国(不包括香港、澳门、台湾)建成10层以上的高层建筑面积约4000万平方米，高度100米以上的共有12幢。1985年建成的深圳国际贸易中心(筒中筒结构、50层、160米)是八十年代最高的建筑。九十年代我国高层建筑进入飞跃发展的阶段。截至1998年末，全国(不包括香港、澳门、台湾)建成的10层以上高层建筑面积约2亿5千万平方米，高度100米以上的高层建筑达200幢，其中150米以上的100幢，200米以上的20幢，300米以上的3幢，最高的上海金茂大厦88层、365米、塔尖高度420米。1995年发布的世界最高的100栋建筑中上海金茂大厦、深圳地王大厦(81层、325米)和广州中天广场(80层、322米)分别列为第4、13和14名。另有460米高的上海环球金融中心是目前国内最高的建筑。特别值得一提的是，我国正在兴建的上海中心大厦。上海中心大厦，位于浦东的陆家嘴功能区，占地3万多平方米，所处地块东至东泰路，南依银城南路，北靠花园石桥路，西临银城中路。其主体建筑结构高度为580米，总高度632米，是目前中国国内规划中的第一高楼。“上海中心”总投入将达148亿元，2012年结构封顶且部分投入运营，2014年竣工交付使用，届时，将成为中国第一高楼，即所谓的“定海神座”。由此可见，高层建筑是城市发展的必然产物。高层只有在城市的滋润下才能较快地蓬勃发展，而城市的发高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策7展也依赖高层的支持！高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策8第二章高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策1.大体积地基基础混凝土施工中存在的问题及对策1.1、施工过程中存在的主要问题施工过程中容易产生温度裂缝，大体积混凝土温度裂缝产生的原因：①.水泥水化热。水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的2-5d左右，从而使混凝土内部温度升高。尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。②.混凝土的收缩。混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩3种。在硬化初期主要是水泥水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。③.外界气温、湿度变化。大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对裂缝的产生有着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。1.2、避免产生裂缝的方法①.选用水化热低的水泥品种。水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象不仅影响施工速度，同时影响施工质量。②.优化混凝上配合比，掺加外加料和外加剂，减少水泥用量。外加剂的种类繁多，但一般常用的有两种：减水剂和活性粉料-粉煤灰。掺木质素磺酸钙（简称木钙）减水剂（水泥用量的0.25%），可延迟水化热释放速度，热峰也有所降高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策9低，可以缓凝，在大体积混凝土中可以避免冷接缝，提高工作性及流动性，对收缩及抗拉强度几乎没有影响。掺粉煤灰能改善混凝土的粘塑性，还可降低水化热约15%（掺水泥用量的15%）。③.大体积混凝土的骨料控制粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。粗骨料应选取粒径大、强度高、级配好的骨料，以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小混凝土裂缝的开展。④.改善约束条件，削减温度应力。在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层，如技术条件许可，施工时宜采用刷热沥青作为滑动层，以消除嵌固作用，释放约束应力。⑤.提高混凝土的抗拉强度，包括：控制集料含泥量。砂、石含泥量过大，不仅增加混凝土的收缩，而且降低混凝土的抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量，将石子含泥量控制在1%以下，中砂含泥量控制在2%以下，减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响；改善混凝土施工工艺。可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法；加强早期养护，提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量；在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋，以改善应力分布，防止裂缝的出现。⑥.加强施工过程控制：（1）降温曲线确定。混凝土水化热升温时间很短，大约在浇筑后的2-5d，混凝土的弹性模量很低，基本上处于塑性及弹塑性状态，约束应力很低。降温阶段，弹性模量迅速增加，约束拉应力也随时间增加，在某时刻超过抗拉强度便出现贯穿性裂缝。实践中偏安全地以截面中部的最高温度降温曲线代替平均降温曲线。（2）严格控制混凝上的入模温度在30℃以下。（3）埋设冷却管，在第一批开始混凝土初凝时由专人负责往冷却管内注入凉水降温，通过冷却排水，带走混凝土体内的热量。（4）浇筑混凝土时，采用薄层浇筑，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌和物堆积过大高差，混凝土的分层厚度控制在20-30cm.（5）如结构物厚度较厚，一次浇筑混凝土方量较大时，采用分层浇筑，通过增加表面系数，利于混凝土内部散热，分层厚度0.5m左右。（6）加强振捣，以期获得密实的混凝土，提高密实度和抗拉强度，浇筑后，及时排除表面积水，进行一次抹面，防止早期收缩裂缝的出现。（7）混凝土浇筑高层建筑结构混凝土施工中存在的问题及对策10后，搭设遮阳布棚，避免阳光曝晒承台表面。（8）混凝土浇筑后，混凝土表面用上工布覆盖保温，并洒水养生，使硅缓慢降温、缓慢干燥，减少混凝土内外温差。1.3、施工工艺主要从浇筑的方面出发，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：（1）全面分层：即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。（2）分段分层：混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一