高層建筑施工中高強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制

李俊杰（廣州天源混凝土有限公司）

高層建筑施工中高強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制

李俊杰
（廣州天源混凝土有限公司）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市化進(jìn)程的快速進(jìn)行，高層建筑的建筑規(guī)模與速度不斷提高，為了保證工程建設(shè)的質(zhì)量，將高強(qiáng)混凝土作為主要的建筑原料，雖然在很大程度上實(shí)現(xiàn)了高層建筑建筑施工質(zhì)量的提升，但是高強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制依舊存在著一些缺陷，影響著高層建筑建筑質(zhì)量的提升。本文旨在結(jié)合我國(guó)高層建筑施工中高強(qiáng)混凝土的實(shí)際應(yīng)用情況和本人在實(shí)際工作中澆筑的高層建筑中的高強(qiáng)混凝土，在相關(guān)理論的指導(dǎo)下，對(duì)高層建筑高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)在土木建設(shè)項(xiàng)目中的要點(diǎn)進(jìn)行深入探討。力求從多個(gè)角度，對(duì)高層建筑高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效的質(zhì)量控制，為其在實(shí)際工程應(yīng)用中提供一定的理論支持。

高強(qiáng)混凝土；高層建筑；施工建設(shè)；質(zhì)量控制

高強(qiáng)混凝土作為一種高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)建材，在當(dāng)代建筑施工中扮演著十分重要的角色。其性能的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，隨著其在建筑中的廣泛應(yīng)用，自身的缺陷與弊端也逐漸暴露出來(lái)，影響到使用的效果，降低工程建設(shè)的質(zhì)量。為了防止高強(qiáng)混凝土的缺陷在實(shí)踐中表現(xiàn)出來(lái)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)高效的處理，提升高強(qiáng)混凝土在高層建筑中的使用效果，解決工程建設(shè)中這一棘手問(wèn)題，保證工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)建筑開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，以此來(lái)保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，加速城市建設(shè)。

1　高層建筑帶來(lái)的問(wèn)題

科技的發(fā)展以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，多層建筑的形式出現(xiàn)了新的變化。城市用地的擴(kuò)展與城市人口的增速不相適應(yīng)，這就容易造成城市用地緊張，以及房地產(chǎn)價(jià)格的提高。而城市建設(shè)的步伐卻不斷加快，在房地產(chǎn)價(jià)格高、城市建設(shè)用地有限的情況下，為了更充分地利用空間，降低建設(shè)費(fèi)用。建設(shè)者更傾向于選擇高層建筑，而高層建筑在發(fā)展中因其建筑的復(fù)雜性，和其他外部因素遇到了許多難解的問(wèn)題。

1.1高層建筑的高度問(wèn)題

為確保施工過(guò)程的安全，以及高層建筑的使用安全，就要保證建筑在合適的高度，在能夠保證安全的范圍內(nèi)盡可能的高。這樣不僅可以拓展使用空間，滿足城市建設(shè)的要求，但是面臨的施工難度和技術(shù)難度也非常大，這樣一來(lái)，不僅會(huì)對(duì)工程的完成質(zhì)量造成一定的負(fù)面影響，同時(shí)也會(huì)加重施工過(guò)程中工程管理的難度。

1.2高層建筑的周期問(wèn)題

高層建筑的施工復(fù)雜、難度高，這就使得高層建筑的建筑周期偏長(zhǎng)，而且也會(huì)很難做到一次性交付使用。建設(shè)者往往會(huì)采用階段開(kāi)發(fā)建設(shè)的方法來(lái)達(dá)到盡早收回成本，獲取收益的目的。所謂的階段開(kāi)發(fā)建設(shè)是指，先將一部分建設(shè)完成的工程交付使用，以獲取收益。同時(shí)又繼續(xù)進(jìn)行未完成的施工，形成了一種使用與施工并行的現(xiàn)象。這樣就大大縮短了高層建筑的建筑周期，可以盡早地實(shí)現(xiàn)高層建筑的社會(huì)功能，但這樣施工也存在一些弊端，因?yàn)榻ㄖ氖褂媚康牟煌捎玫墓芾矸绞揭膊煌?，這就會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題。比如施工管理中的問(wèn)題：進(jìn)程管理的難度變高，難以形成高效科學(xué)的管理；還有施工人員的安全問(wèn)題，會(huì)給施工人員帶來(lái)了一定的人身安全方面的危險(xiǎn)［1］。

2　高強(qiáng)混凝土建筑施工在高層建筑的分析

高層建筑作為一種人類利用先進(jìn)生產(chǎn)工具改造自然的活動(dòng)，不僅對(duì)建筑工具有較高的依賴，對(duì)建筑工藝也有較高的要求和依賴。高層建筑是以現(xiàn)代建筑技術(shù)作為支持，并不斷進(jìn)行創(chuàng)新與突破得到的結(jié)果。正是由于這些技術(shù)的使用，使得高層建筑能夠越來(lái)越多地出現(xiàn)在城市建筑中。

2.1高層建筑的選材問(wèn)題

高層建筑的層數(shù)多，危險(xiǎn)性較高，為了保證高層建筑的安全，就要保證高層建筑的穩(wěn)定性，提高其抵御自然災(zāi)害比如狂風(fēng)、地震等的破壞能力。因此對(duì)高層建筑建筑材料的選取有很高的要求。通常建筑者會(huì)選擇使用高強(qiáng)混凝土，因?yàn)閷⒏邚?qiáng)混凝土用于高層建筑的基坑建設(shè)能夠極大地提升建筑物自身的穩(wěn)定性與使用性能，延長(zhǎng)高層建筑的使用壽命。

為確保高層建筑的安全和穩(wěn)定，還要打好地基。如果從建筑理論的角度來(lái)看，高層建筑的基坑建設(shè)的控制模式可以分為兩種：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)，這樣更方便對(duì)高層建筑的基坑建設(shè)進(jìn)行高效的管理。較早使用的為開(kāi)環(huán)控制，這也是在當(dāng)今高層建筑的基坑建設(shè)中使用歷史最長(zhǎng)的控制模式。但是其本身也存在有弊端，開(kāi)環(huán)控制缺少對(duì)信息進(jìn)行收集，分析和反饋的環(huán)節(jié)，而對(duì)信息了解的缺失就會(huì)造成施工建設(shè)隊(duì)伍對(duì)基坑建設(shè)的實(shí)際情況不了解，更不可能根據(jù)基坑建設(shè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，這樣就大大降低了基坑建設(shè)的準(zhǔn)確性，威脅了高層建筑的安全。而閉環(huán)控制在對(duì)信息的處理環(huán)節(jié)要比開(kāi)環(huán)控制好很多，這樣一來(lái)，就可以做到對(duì)基坑建設(shè)過(guò)程的有效監(jiān)督和控制，從而保證了對(duì)高層建筑進(jìn)行科學(xué)高效管理，保證了施工建設(shè)的質(zhì)量，這也是如今大多數(shù)高層建筑基坑建設(shè)中使用閉環(huán)控制的一個(gè)很重要的原因［2］。

但是無(wú)論是選用開(kāi)環(huán)控制還是閉環(huán)控制，高強(qiáng)混凝土都是基坑建設(shè)的第一選擇。高強(qiáng)混凝土作為一種技術(shù)創(chuàng)新能夠有效地提升混凝土自身的各種參數(shù)，增強(qiáng)其各種技術(shù)指標(biāo)，以高強(qiáng)混凝土的科學(xué)配比技術(shù)為支撐，增強(qiáng)我國(guó)高層建筑在設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)的科學(xué)性、高效性，在提升高層建筑使用性的同時(shí)，使我國(guó)建筑企業(yè)在面對(duì)激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)之中占有更多的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，從而為建筑企業(yè)提供更多的發(fā)展機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身的健康高速發(fā)展。

2.2高層建筑的溫度問(wèn)題

溫度的變化容易引起高層建筑的高強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。因?yàn)楦邔咏ㄖ母邚?qiáng)混凝土在使用過(guò)程中對(duì)外部因素變化較為敏感，因此高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)容易受外部因素的影響而受到損壞，產(chǎn)生裂縫是最常見(jiàn)的損壞問(wèn)題之一。高強(qiáng)度混凝土主要由鋼筋和水泥組成，這兩者在使用時(shí)要保持外部因素的穩(wěn)定，無(wú)論是低溫還是高溫都會(huì)容易導(dǎo)致兩者發(fā)生物理變化，因物理形態(tài)受到損壞而產(chǎn)生裂縫。比如在對(duì)大型的澆筑混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行模具拆除工作時(shí)，有時(shí)在短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生比較高幅度的溫差比變化，而正是這種溫度的變化，使高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部在受內(nèi)力作用的影響下產(chǎn)生物理上的形變，出現(xiàn)裂縫。基本上所有高層建筑的高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)因外界的溫差變化而產(chǎn)生裂縫都是在氣候條件惡劣的環(huán)境中造成的。

因?yàn)橥獠繙囟鹊淖兓鸬母邔咏ㄖ邚?qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，在裂縫產(chǎn)生早期，在裂縫產(chǎn)生的部分呈現(xiàn)出獨(dú)特的特點(diǎn)。在箱型機(jī)構(gòu)之中，一旦橋面和支柱頂端之間有著溫差，并且這一溫差超出了一定的范疇，就極其容易在橋面與支柱頂端連接的箱面結(jié)構(gòu)之中，產(chǎn)生較大的裂縫。在結(jié)構(gòu)組件厚度不同的高層建筑高強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)之中，由于在同一溫度下，兩者受內(nèi)力作用產(chǎn)生的形變量存在差異，其形變幅度有所差異，厚度較高的混凝土結(jié)構(gòu)受溫度影響所產(chǎn)生的形變量較小、形變速度較慢，而厚度較低的結(jié)構(gòu)與之正相反，其形變量較大，形變速度較快，兩種高層建筑高強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)在形變量與形變速度上的差異使得二者之間的連接處容易產(chǎn)生裂縫，發(fā)生斷裂。

在進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)新舊混凝土結(jié)構(gòu)相接觸的情況，而新舊交界處往往在溫度變化的影響之下，更容易受溫差因素的影響，發(fā)生裂縫，產(chǎn)生形變。隨著時(shí)間的變化與推移，混凝土受到外界因素的作用，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷受到侵襲，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不斷被削弱，在同一溫度環(huán)境中，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)上存在的差異，使其在同一內(nèi)力作用下，形變量與形變速度存在著明顯的差別，這就造成新舊混凝土結(jié)構(gòu)連接處容易產(chǎn)生裂縫，發(fā)生斷裂。

除以上產(chǎn)生裂縫的原因外，還有因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土塑性收縮造成的結(jié)構(gòu)裂縫［3］。當(dāng)高層建筑的高強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)處于施工過(guò)程中時(shí)，在施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)發(fā)生混凝土結(jié)構(gòu)的降溫冷卻和凝固，在這個(gè)過(guò)程中混凝土的體積容易發(fā)生比較明顯的變化，會(huì)發(fā)生體積的收縮。而混凝土的體積在收縮時(shí)，又會(huì)受到周邊填充物，比如鋼筋等的支撐和阻擋。正是這些阻擋使高層建筑高強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮裂縫。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查分析結(jié)果，我們可以看出，因?yàn)樗苄允湛s而產(chǎn)生裂縫所占的比率，在所有造成高層建筑高強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因里處于較高的位置。根據(jù)實(shí)際情況分析，高強(qiáng)混凝土塑性收縮所產(chǎn)生作用力相當(dāng)于溫度應(yīng)力的10%～30%，再受到化學(xué)反應(yīng)水化作用的影響，高強(qiáng)混凝土中的水泥因水化作用，其固相體積不斷擴(kuò)大，除水泥以外，混凝土的其他結(jié)構(gòu)也會(huì)受到水化作用的影響，所占的體積發(fā)生變化。在這個(gè)變化過(guò)程中高層建筑高強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生多種化學(xué)物質(zhì)，而這些化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生會(huì)直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)化學(xué)收縮的強(qiáng)度和能力。

混凝土的內(nèi)部是一個(gè)復(fù)雜的體系，有著較為復(fù)雜的構(gòu)造。伴隨著混凝土結(jié)構(gòu)中水化作用的加深和影響，混凝土的水分會(huì)不斷流失，造成混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的濕度降低，混凝土結(jié)構(gòu)中的毛細(xì)孔得不到充足的水分，然后就會(huì)處于一種不飽和的狀態(tài)。在不飽和的狀態(tài)下，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的毛細(xì)孔承受的壓力就會(huì)有差異，這些壓力的不同以及壓力的變化會(huì)導(dǎo)致高層建筑高強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生收縮裂縫。收縮裂縫與溫差裂縫相比，有著自身顯著的特點(diǎn)。混凝土結(jié)構(gòu)中的收縮裂縫是從結(jié)構(gòu)的表面發(fā)生的，并逐漸向混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部延伸，最終造成裂縫的產(chǎn)生。這些裂縫不僅會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用效果，還會(huì)對(duì)建筑施工的過(guò)程質(zhì)量造成負(fù)面影響。

3　實(shí)現(xiàn)高層建筑施工中高強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制的途徑與方法

⑴混凝土的回收利用問(wèn)題。

高層建筑是一項(xiàng)大工程，必定會(huì)使用大量的混凝土作為建筑材料，而這些混凝土材料不管是在運(yùn)輸過(guò)程還是使用過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)很多利用不當(dāng)而造成浪費(fèi)的現(xiàn)象，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，還會(huì)無(wú)形中加大建筑成本，這就要求建筑者必須要解決好混凝土的回收利用問(wèn)題。

⑵混凝土的配比問(wèn)題。

為了保證建筑的安全，就要保證用于建筑的材料的安全和堅(jiān)固。可以通過(guò)及時(shí)修正的途徑和方法，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度混凝土的科學(xué)配比。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為高強(qiáng)度性能混凝土和普通性能的混凝土相比，并不存在很大的差異，高性能混凝土所具有的特性只是為了滿足對(duì)工程建設(shè)的特殊需要，因此高性能混凝土的配比可以是在普通混凝土配比的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的調(diào)整，而這些調(diào)整可以是多方面的。舉水膠比的例子來(lái)說(shuō)明：高強(qiáng)混凝土配比的實(shí)現(xiàn)和水膠比是正相關(guān)的關(guān)系，因此，我們可以借助公式來(lái)推算出合適的水膠比。通過(guò)公式的推算，可以保證水膠比的準(zhǔn)確性，從而保證混凝土中用水量的準(zhǔn)確，使各種添加劑可以完全的融合起來(lái)保證高性能混凝土的質(zhì)量。

除了水膠比以外，在高強(qiáng)高性能混凝土的配比中，還需要確定砂石的配比。高強(qiáng)高性能混凝土的粗細(xì)集料跟其他混凝土的配置相比要更高一些，一般在1.5～1.8（砂石比例為0.36～0.40）。這樣可以使砂石比例最大限度地滿足工程建設(shè)的需要，保證高強(qiáng)高性能混凝土配比工作的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，提高材料的性能和安全。

⑶對(duì)現(xiàn)澆混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量與施工質(zhì)量進(jìn)行聯(lián)合控制，現(xiàn)澆混凝土的質(zhì)量控制是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，需要我們?cè)趯?shí)際操作過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行區(qū)分，在不同的階段，將質(zhì)量控制的注意力放在不同的領(lǐng)域。例如在現(xiàn)澆混凝土的生產(chǎn)階段，為了保證生產(chǎn)質(zhì)量就需要對(duì)混凝土攪拌機(jī)的計(jì)量精度進(jìn)行調(diào)節(jié)，尤其是對(duì)水量的控制必須精確，只有這樣才能夠保證水量既能夠滿足自密實(shí)混凝土的建筑使用需求，不會(huì)因?yàn)橛盟窟^(guò)多使得混凝土的擴(kuò)展性受到影響，造成建筑材料的浪費(fèi)。同時(shí)在施工質(zhì)量監(jiān)控的過(guò)程中要對(duì)現(xiàn)澆混凝土的使用方式、鋼管內(nèi)混凝土的澆筑方法以及建筑結(jié)構(gòu)的澆筑時(shí)間進(jìn)行安排，只有通過(guò)這種方式才能最大限度地提升現(xiàn)澆混凝土的實(shí)際使用效果，保證建筑開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的順利進(jìn)行?！?/p>

［1］鄧?guó)櫦?淺談建筑設(shè)計(jì)與施工中常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題與預(yù)防［J］.四川建材，2013.

［2］朱學(xué)偉.淺談建筑工程現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)與質(zhì)量控制［J］.城市建筑理論研究（電子版），2014.

［3］杜慶檐.摻硅灰高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度公式［J］.混凝土，2015.