上海云峰大廈項(xiàng)目清水混凝土的質(zhì)量控制研究

計(jì)震華

（上海云峰建設(shè)有限公司，上海 201103）

0 引 言

清水混凝土的質(zhì)量要求是精美絕倫、完美無暇。這是對施工企業(yè)項(xiàng)目質(zhì)量管理水平的一種極大的挑戰(zhàn)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，各種因素對清水混凝土最終的裝飾面效果影響的權(quán)重為：40% 取決于模板體系的選擇；40% 取決于混凝土澆筑時的施工質(zhì)量管理；20% 取決于成品保護(hù)和后期的透明保護(hù)噴涂施工。由于目前我國國內(nèi)清水混凝土的應(yīng)用不廣泛，設(shè)計(jì)理念也不相同，而且國內(nèi)至今尚未形成統(tǒng)一的清水混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，給上海云峰大廈項(xiàng)目(以下簡稱為“大廈項(xiàng)目”)帶來了比較多的困難。大廈項(xiàng)目在實(shí)施前，參考了國內(nèi)外其他清水混凝土施工項(xiàng)目質(zhì)量管理的有關(guān)文獻(xiàn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對業(yè)主單位提出的質(zhì)量要求了進(jìn)行反復(fù)論證，通過多次實(shí)體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)及方案設(shè)計(jì)優(yōu)化比對，在普通混凝土結(jié)構(gòu)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定了項(xiàng)目清水混凝土的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

1 大廈項(xiàng)目簡介及質(zhì)量控制難點(diǎn)分析

大廈項(xiàng)目的總建筑面積 32624 m2，分為A、B、C、D 4個區(qū)14棟單體建筑，每棟均為地上 2層、地下 1層；結(jié)構(gòu)形式為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深 3.82 m，檐口標(biāo)高 7.6 m，層高 3 m；每種戶型的2層均為清水混凝土外立面裝飾，面積約 3000 m2。清水混凝土的具體結(jié)構(gòu)型式為：自 3.03 m 標(biāo)高(首層頂板底)向上，高 3.82 m，墻厚 200 mm；外觀設(shè)計(jì)為955 mm×955 mm的模板拼縫分格效果，豎向 4個分格、橫向最長的近26個分格，要求螺栓眼間距 478 mm，均勻分布，孔徑 30 mm～35 mm，凹進(jìn)墻面 10 mm。

清水混凝土墻有多個門窗。每個窗口有多達(dá) 24個陰陽角，給模板的配制帶來一定難度。各戶型南北兩端有寬5.20 m、懸挑 0.95 m～1.9 m 不等的異型窗套。窗套的結(jié)構(gòu)型式復(fù)雜。截面尺寸較大，陰陽角和斜角多，其中個別窗套的陰陽角最多可達(dá) 34個。業(yè)主要求窗套外側(cè)有螺栓眼且內(nèi)側(cè)不得出現(xiàn)螺栓眼，因此窗套模板無法設(shè)置對拉螺栓，給模板的加固帶來了很高的難度。所有清水混凝土與普通混凝土交界處，均設(shè)置 10 m 寬×10 m 深的明縫作為分格，與外檐的做法區(qū)別開來。

小區(qū)大門值班室設(shè)計(jì)為異型清水混凝土結(jié)構(gòu)，型式較復(fù)雜。墻、板均為0.5 m 厚混凝土結(jié)構(gòu)，且有 9 m 跨度的單跨板和3 m 跨度的懸挑板；清水混凝土的外觀設(shè)計(jì)為1 m×2 m的模板拼縫分格；墻、板均設(shè)置螺栓眼，間距 500 mm，均勻分布，孔徑 30 mm～35 mm。值班室中部有直徑為1.8 m、厚度為100 mm的薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，圓筒頂部 1 m 范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)效果也為清水混凝土。業(yè)主明確要求不留螺栓眼，給圓筒模板的加固帶來了一定的難度。

2 清水混凝土工程試驗(yàn)

本項(xiàng)目在正式展開清水混凝土施工前，曾先后進(jìn)行了 6次實(shí)體試驗(yàn)。針對模板選型、模板加工及安裝、鋼筋綁扎、混凝土原材料及配合比的確定等內(nèi)容，采用多種不同方案反復(fù)論證、試驗(yàn)加以比對，以實(shí)體試驗(yàn)為指導(dǎo)，在實(shí)際工作中進(jìn)一步加以優(yōu)化。

2.1 鋼筋保護(hù)層試驗(yàn)

普通混凝土結(jié)構(gòu)的墻體外觀經(jīng)常會出現(xiàn)水平方向的橫紋。為了避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，分別對 20 mm、25 mm、30 mm 三種規(guī)格尺寸的鋼筋保護(hù)層進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果顯示：保護(hù)層為30 mm的方案能有效避免結(jié)構(gòu)的外觀出現(xiàn)紋絡(luò)，但是保護(hù)層過大容易導(dǎo)致表層混凝土開裂。經(jīng)過比對，最終確定以 25 mm 為清水混凝土墻體鋼筋保護(hù)層的尺寸。

2.2 模板體系試驗(yàn)

考慮到清水混凝土的飾面效果，分別選用酚醛覆膜多層板、PVC 板、防火板、膠合板等作為清水混凝土模板，進(jìn)行了多次試驗(yàn)。結(jié)果顯示：以 PVC 板、防火板為模板材料的清水混凝土光澤度較高，但都有較多氣泡，而且由于材質(zhì)本身剛度不夠容易引起模板變形；膠合板的效果最差，有紋理、無光澤。經(jīng)過比對，最終選定用雙層酚醛覆膜多層板作為清水混凝土的模板材料。其優(yōu)點(diǎn)是：有足夠的剛度；混凝土成形后表面光澤度好，沒有氣泡；可以周轉(zhuǎn)使用于其他非清水結(jié)構(gòu)的施工，節(jié)約成本。但也存在自重大、加工復(fù)雜、有尺寸限制等不足。

2.3 混凝土澆筑試驗(yàn)

為了在正式施工中能夠分段進(jìn)行清水結(jié)構(gòu)施工，在實(shí)體試驗(yàn)期間進(jìn)行了清水混凝土的施工縫銜接試驗(yàn)。結(jié)果顯示：對截面較小的部位，分次澆筑的混凝土施工縫不很明顯；但對于近4 m 高的清水混凝土墻則無法保證分段施工的施工縫的效果。因此，最終確定各戶型的清水混凝土墻體一次澆筑成型，不設(shè)置施工縫。

2.4 異型窗套上表面質(zhì)量試驗(yàn)

本工程異型結(jié)構(gòu)多，其中難度較大的一處是異型窗套的下挑檐的上表面。該部位寬約 1 m，長約 4 m。業(yè)主最初要求這個部位的清水混凝土與墻面清水混凝土具有同樣的成型效果。但經(jīng)過多次實(shí)體試驗(yàn)證明：用模板封蓋這個部位澆筑，模板內(nèi)的氣泡無法排出，模板拆除后容易形成很多大的氣泡；即使留置排氣孔也無法解決這個難題。經(jīng)過與多位專家及業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位反復(fù)論證，一致認(rèn)為：該部位用模板進(jìn)行清水混凝土施工作業(yè)是不切合實(shí)際的。最終確定該部位的做法改為抹壓。也由此證明，在比較大的截面的上表面無法實(shí)現(xiàn)清水混凝土的裝飾效果，目前只有采取壓光的方法來進(jìn)行本色裝飾。

2.5 對拉螺栓試驗(yàn)

螺栓眼的效果對清水混凝土墻體的整體觀感至關(guān)重要。在清水實(shí)體試驗(yàn)期間，分別采用了錐體螺栓、PVC 套管等方案，但拆模后效果都不理想。錐體螺栓剛度高，能保證孔眼的管用做螺栓套管。其特點(diǎn)是：強(qiáng)度、剛度高，孔眼成型效果好，操作方便，拆模后容易退出；但造價較高。經(jīng)綜合比較，選擇 PVC 套管的方案。

2.6 大廈項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定

經(jīng)過對實(shí)體工程的試驗(yàn)并在總結(jié)、歸納國內(nèi)外其他成功實(shí)施清水混凝土項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)后，在現(xiàn)行 GB 50204-2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程設(shè)計(jì)文件，會同業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位和監(jiān)理單位，共同確定了大廈項(xiàng)目清水混凝土質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及施工要求(項(xiàng)目竣工時國內(nèi)還沒有統(tǒng)一的有關(guān)清水混凝土施工的質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范)。具體要求見下表1、表2和表3。

表1 大廈項(xiàng)目清水混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板安裝允許偏差

表2 大廈項(xiàng)目清水混凝土預(yù)埋件、孔洞、圖案允許偏差

3 質(zhì)量管理體系與質(zhì)量控制措施

3.1 建立質(zhì)量管理體系

建立以施工單位經(jīng)理為首的質(zhì)量管理體系。施工企業(yè)安全質(zhì)量檢查部門負(fù)責(zé)對工程進(jìn)行定期檢查，控制宏觀質(zhì)量狀況。項(xiàng)目經(jīng)理是整個工程質(zhì)量控制的總負(fù)責(zé)人。根據(jù)工程質(zhì)量計(jì)劃，嚴(yán)格執(zhí)行對質(zhì)量控制點(diǎn)要的控制，使分部分項(xiàng)工程質(zhì)量有目標(biāo)、有標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)把材料采購和進(jìn)場質(zhì)量驗(yàn)收關(guān)，嚴(yán)格執(zhí)行材料采購責(zé)任制和驗(yàn)收責(zé)任制。

表3 大廈項(xiàng)目清水混凝土外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.2 采取質(zhì)量控制措施

3.2.1 鋼筋綁扎的質(zhì)量控制

由于清水混凝土墻的對拉螺栓位置均為固定位置，為避免螺栓眼與鋼筋位置沖突，在模板安裝就位前先在樓板上彈出螺栓眼的位置線，豎向在鋼筋骨架上設(shè)標(biāo)識桿；遇到螺栓眼位置與鋼筋位置沖突時，將相鄰的幾排鋼筋進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保對拉螺栓的安裝位置。

墻體鋼筋設(shè)置梯子筋以控制水平筋排距。梯子筋以 φ12鋼筋制作，橫桿長度 170，端頭涂灰色防銹漆，不得頂清水墻體模板；梯子筋間距 1.5 m。墻體鋼筋上部設(shè)水平梯子筋以控制立筋位置，上口設(shè)雙 F 卡控制鋼筋和模板的相對位置。

墻體拉鉤綁扎時，彎鉤掛在清水混凝土墻外側(cè)鋼筋，直鉤掛在內(nèi)側(cè)鋼筋；避免直鉤后彎時的尺寸偏差導(dǎo)致保護(hù)層過小。

鋼筋綁扎火燒絲的切斷長度不可過長或過短，以滿足綁扎要求即可；清水墻鋼筋在室內(nèi)非清水一側(cè)綁扎，綁絲小辮彎向結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

3.2.2 模板選型的質(zhì)量控制

根據(jù)實(shí)體試驗(yàn)墻的施工情況及表面觀感效果，清水混凝土結(jié)構(gòu)采用 15 mm 厚酚醛覆膜多層板作為清水混凝土模板的面板，背襯 15 mm 厚的多層板。

實(shí)體試驗(yàn)時，為保證清水墻不顯露出釘眼，背板與面板的連接做法為自攻螺絲從背板背面擰緊面板。但在實(shí)際大面積展開施工時，此方法只適用于截面小的結(jié)構(gòu)；而在 20余 m的長墻配模時，面板與背板會出現(xiàn)脫開的情況，直接影響截面尺寸及表面的平整度。后來改為從面板正面采用氣釘與背板釘死。出模后效果較好，氣釘眼觀感與混凝土表面細(xì)小氣泡效果基本一致。

模板小楞采用 50 mm×100 mm 木方，凈距約 250 mm；橫龍骨采用雙根 100 mm×100 mm 木方或 40 mm×80 mm 方鋼；豎龍骨采用雙根φ48 mm 鋼管。為了保證清水墻下口的效果，避免漏漿、爛根等質(zhì)量通病影響清水墻的整體觀感，清水混凝土墻體模板下跨至首層非清水墻體 150 mm，利用首層墻體螺栓眼支撐清水混凝土模板并固定死模板下口，使可能發(fā)生的漏漿等通病不在清水墻范圍內(nèi)出現(xiàn)；在首層無墻體的位置支設(shè)排架作為清水模板的支撐，與首層頂板模板連成一體。

3.2.3 模板拆除的質(zhì)量控制

混凝土澆筑完畢 1 d～2 d 后，可以釋放墻體模板螺栓、拆除豎向結(jié)構(gòu)模板并及時松動螺栓套管，用略細(xì)的鋼管從清水墻面一側(cè)向非清水墻面一側(cè)將螺栓套管打出，避免時間過長取不出來。拆模時嚴(yán)禁生砸硬撬；螺栓套管無法直接拔出時，待混凝土強(qiáng)度增長以后，用專用工具將最外側(cè)約 15 mm的套管從孔內(nèi)切除，以保證清水混凝土孔眼效果。

窗套挑檐及頂板模板在同條件試塊抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 100% 后方可拆除，避免因過早拆除導(dǎo)致的混凝土開裂。

3.2.4 原材料及配比的質(zhì)量控制

混凝土的配合比設(shè)計(jì)和原材料的質(zhì)量控制對清水混凝土的質(zhì)量影響很大。水泥、外加劑和粉煤灰等應(yīng)使用同一廠家、同一品牌和同一批次的產(chǎn)品；砂石應(yīng)盡量采用同一貨源，并保證連續(xù)供應(yīng)。水泥應(yīng)盡量選用色澤亮、黑的產(chǎn)品，以提高清水混凝土的觀感效果。

清水結(jié)構(gòu)原設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C20。考慮到混凝土中水泥摻量對清水混凝土的色澤影響較大，摻量越多顏色越顯青灰色，因此同設(shè)計(jì)單位協(xié)商后，設(shè)計(jì)人員做出設(shè)計(jì)變更，將混凝土強(qiáng)度等級改為C30，混凝土原材料采用 P.O 42.5 普通硅酸鹽水泥。為了獲得較好的外觀效果，應(yīng)優(yōu)先選用拉法基、淺野、琉璃河等大廠的低堿水泥；水泥用量控制在 300 kg/m3左右，水灰比≤0.5。選用細(xì)度模數(shù)為2.6左右的中砂和粒徑為5 mm～20 mm 級配良好的機(jī)碎石；砂石含泥量控制在常規(guī)混凝土指標(biāo)以下。摻合料除粉煤灰外，摻加適量礦粉以提高混凝土的密實(shí)度。

清水混凝土施工的澆筑工藝要求也很高。具體表現(xiàn)在：應(yīng)連續(xù)澆筑并精心設(shè)計(jì)施工縫位置，避免因施工冷縫的出現(xiàn)而影響觀感質(zhì)量；混凝土振搗應(yīng)均勻、密實(shí)，消除和杜絕蜂窩、麻面、孔洞、爛根和爛角等通病產(chǎn)生。這些缺陷一旦產(chǎn)生，就會對清水混凝土的外觀質(zhì)量造成不可修復(fù)的影響，因此清水混凝土澆筑質(zhì)量的控制，尤為關(guān)鍵。

3.2.5 施工縫的質(zhì)量控制

清水混凝土一次澆筑成型，不留施工縫。對首層墻上口平整度差的部位，要拉通線找直、抹水泥砂漿找平，避免墻體模板下口與墻面貼不緊密而漏漿。首層結(jié)構(gòu)混凝土的施工縫留置在墻中，2層頂板在清水結(jié)構(gòu)施工完畢后澆筑；接茬部位完成鑿毛、清理后，方可安裝清水模板。

4 質(zhì)量缺陷的補(bǔ)救措施

4.1 觀感質(zhì)量缺陷的補(bǔ)救措施

4.1.1 麻面的治理方法

在有麻面的混凝土表面用水泥砂漿修補(bǔ)。首先將麻面處用鋼絲刷子刷凈，用壓力水清洗并濕潤；然后用 1∶2的水泥砂漿壓實(shí)、抹平并認(rèn)真養(yǎng)護(hù)。

4.1.2 “蜂窩”的治理方法

當(dāng)“蜂窩”面積小、深度較淺時，可采用 1∶1的水泥砂漿修補(bǔ)。修補(bǔ)前將蜂窩處松散灰塊和石子剔鑿干凈，并用壓力水清洗干凈，填漿后壓平、抹光并認(rèn)真養(yǎng)護(hù)。當(dāng)蜂窩面積大、深度較淺時，可采用噴射水泥砂漿方法修補(bǔ)。先鑿除、搗實(shí)、壓平、抹光，然后進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)。

4.1.3 缺棱掉角的治理方法

當(dāng)混凝土表面損傷或棱角缺損較小時，先將缺損處用鋼絲刷子刷凈，剔除松動石子或灰漿；然后用壓力水沖洗、潤濕，用 1∶2 水泥砂漿抹平壓光。

4.2 明縫的補(bǔ)救措施

本工程的明縫設(shè)置為清水混凝土與普通混凝土的分界線，明縫外口寬 10 mm、深 10 mm；實(shí)體試驗(yàn)時用硬木條釘在面板上。效果基本達(dá)到要求，但拆模時不易起出。在正式施工時用鋁合金條作為分格條釘在清水模板上。拆模后達(dá)到了線條順直、平整光滑的效果。

4.3 模板拼縫的補(bǔ)救措施

本工程外墻面模板拼縫的分格為955 mm×955 mm。為了提高模板整體剛度且避免漏漿，將 1220 mm×2440 mm的多層板切割成 955 m×1910 m、955 m×2060 m(用于下跨至首層墻體)的標(biāo)準(zhǔn)塊；在板中用裁紙刀將酚醛覆膜面裁透，做出一道假模板拼縫作為大板中部的模板拼縫，寬度約 1.0 m、深度約2 m；將標(biāo)準(zhǔn)塊的面層分成 955 mm×955 mm的兩塊。在實(shí)際施工中，拆模后板中的假縫效果不夠明顯、不夠理想；后來將做法改為用刨刀等工具在大板中部開出寬 2 mm、深 2 mm的V 型槽，出模后效果非常好。

標(biāo)準(zhǔn)塊之間采取硬拼縫的做法，拼縫貼薄海綿條。粘貼時海綿條略窄于面板的厚度，不得與面板相齊，避免滲入混凝土內(nèi)。每 4 塊標(biāo)準(zhǔn)塊組拼成 1 塊 1910 mm×3820 mm 或 1910 mm×3970 mm(用于下跨至首層墻體)的大模板，硬拼縫位置通常以 100 mm×100 mm的木方固定。

4.4 模板陰陽角的補(bǔ)救措施

清水門窗口及窗套部位結(jié)構(gòu)的陰陽角很多。為了保證這些部位線條清晰的效果，將陰陽角的面板切出八字角拼接、背板做出止口咬接，以避免模板安裝及混凝土澆筑過程中拼縫不嚴(yán)、模板錯動造成跑漿而導(dǎo)致角線的失敗。

4.5 螺栓套管的補(bǔ)救措施

正式施工初期的對拉螺栓采用φ16 通長螺桿，套管采用壁厚 3 mm、外徑 32 mm的PPR 管。清水面層模板用開孔器開出φ32 mm的圓孔，套管穿透面板、頂緊背板卡死，避免螺栓眼的位置跑漿，有利于模板截面的控制；套管表面清潔干凈，擦少量脫模劑，便于混凝土拆模后取出；套管在加工時端面應(yīng)垂直、無毛刺，避免螺栓加固后套管歪斜而影響孔眼的成型效果。

套管穿透清水墻的面板而頂緊背板，非清水一側(cè)與常規(guī)做法相同；套管頂模板時其內(nèi)徑比螺栓粗約 10 mm。螺栓安裝時總處在偏心位置，在緊螺栓時易導(dǎo)致模板變形；而且在模板安裝過程中由于螺栓偏心使得套管略有傾斜，導(dǎo)致混凝土擠入套管內(nèi)，最終套管無法取出。后來對改此方法進(jìn)行了改進(jìn)，在 32 mm的PPR 套管內(nèi)再加 1 根 25 mm的PVC 套管穿透模板。這一改進(jìn)做到了螺栓基本不偏心，避免了模板安裝時的變形；且使套管內(nèi)的混凝土易于清理、套管易于退出。

對本工程清水窗套的外側(cè)及大門值班室的頂板底，設(shè)計(jì)師都要求分布有螺栓眼。但由于這些部位都無法設(shè)置對拉螺栓，因此需要刻意做出假螺栓眼以滿足清水的整體效果。施工中采用 50 mm 長的套管，內(nèi)填木塞，以免混凝土進(jìn)入套管內(nèi)無法取出；在模板上開孔，將套管穿透模板固定，滲入結(jié)構(gòu)面約 20 mm，拆模后轉(zhuǎn)動套管即可取出，形成螺栓眼效果。

5 結(jié) 語

在當(dāng)前日益注重環(huán)保、講求返樸歸真建筑風(fēng)格、提倡技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評價、加大質(zhì)量控制力度以規(guī)范為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等大趨勢中，清水混凝土正以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)滿足不同層面的需求。開展與加速對清水混凝土施工技術(shù)的研究，是順應(yīng)全球化趨勢，縮小我國建筑施工水平與國外的差距，提高我國建筑行業(yè)整體水平的一個重要途徑。有理由相信，隨著施工技術(shù)和項(xiàng)目管理水平的提高，對清水混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工的研究不斷深入和完善，以及人們文化素養(yǎng)的提高，清水(不涂裝)混凝土將具有極大的市場潛力和廣泛的發(fā)展前景，也必定會有更多更好的清水混凝土建筑出現(xiàn)在中國城市。

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