超高層建筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究

胡競暉

摘 要：本文以超高層建筑中的混凝土工程施工為研究案例，著重從施工關(guān)鍵技術(shù)管理及質(zhì)量控制兩個(gè)角度分析介紹了關(guān)于超高層建筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工及澆筑技術(shù)，并提出了其中存在的問題和弊端，針對性提出了解決對策。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；大體積混凝土結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

在超高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑施工實(shí)踐中，其施工質(zhì)量的好壞主要取決于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，一旦大體積混凝土澆筑、振搗及后期養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題，將帶來無法挽回的病害和缺陷，為超高層建筑長期安全服役埋下巨大的安全隱患。尤其是澆筑結(jié)構(gòu)的耐久性、防火性及耐腐蝕、抗裂性將受到嚴(yán)重?fù)p害。

1國內(nèi)超高層大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工缺陷和不足分析

1.1施工項(xiàng)目現(xiàn)場管理制度及手段存在缺陷

同傳統(tǒng)的多層建筑相比，超高層建筑施工中需要涉及大量的大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，大體積混凝土澆筑施工同普通混凝土結(jié)構(gòu)施工相比，施工技術(shù)難度更高，質(zhì)量控制措施更復(fù)雜，給施工項(xiàng)目現(xiàn)場的管理手段和制度提出了新的要求和挑戰(zhàn)。但需要注意的是，目前國內(nèi)相當(dāng)一部分超高層建筑施工項(xiàng)目現(xiàn)場存在嚴(yán)重的施工管理制度缺陷及落后問題，項(xiàng)目部施工管理制度缺失、不健全，缺乏大體積混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)控制流程是最主要的問題之一。此外，部分施工項(xiàng)目部為了追求短期利益，盲目擴(kuò)大項(xiàng)目盈利空間，在利益驅(qū)使下在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中存在較為嚴(yán)重的認(rèn)為削減施工流程，施工工序把控不到位、偷工減料的問題，均直接影響到超高層建筑混凝土施工質(zhì)量。

1.2超高層建筑大體積混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)問題分析

在具體的超高層建筑大體積混凝土施工實(shí)踐中，除了施工現(xiàn)場管理制度及質(zhì)量控制體系等軟實(shí)力方面的影響外，關(guān)鍵施工技術(shù)的影響更加重要，大體積混凝土施工技術(shù)直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體施工質(zhì)量，必須重視混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)控制和管理工作。目前在關(guān)鍵施工技術(shù)方面主要存在以下影響問題。第一，大體積混凝土原材料質(zhì)量控制不到位，同普通混凝土相比，大體積混凝土對密實(shí)性、抗壓、拉性能、施工和易性、水化熱指標(biāo)等有更加嚴(yán)格的控制，但目前在具體的施工項(xiàng)目中，存在混凝土原材料質(zhì)量控制不到位的問題和現(xiàn)象，涉及到混凝土材料的水泥、骨料、外加劑、摻和料及水量的質(zhì)量把控不嚴(yán)格，混凝土骨料級配較差，水膠比控制指標(biāo)偏高，配合比優(yōu)化工作缺失等問題普遍存在，最終導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度發(fā)展不足、抗?jié)B性、抗裂性達(dá)不到設(shè)計(jì)要求引起大體積混凝土表面應(yīng)力不足、裂縫出現(xiàn)并快速發(fā)展等病害。第二，大體積混凝土澆筑施工控制不到位，混凝土澆筑質(zhì)量直接決定了混凝土的強(qiáng)度形成和耐久性、抗?jié)B性等綜合指標(biāo)，部分施工項(xiàng)目現(xiàn)場存在澆筑工序不合理、人為削減澆筑工序，混凝土結(jié)構(gòu)振搗不充分等問題，均不同程度影響了整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目的總體質(zhì)量。

2超高層建筑大體積混凝土施工質(zhì)量控制對策分析

2.1加強(qiáng)對混凝土原材料質(zhì)量的整體把控

在超高層建筑結(jié)構(gòu)大體積混凝土澆筑實(shí)踐中，為了從根本上解決質(zhì)量問題，第一，必須加強(qiáng)混凝土原材料的質(zhì)量控制和管理，建立適合超高層建筑大體積混凝土施工的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，量化相關(guān)指標(biāo)，嚴(yán)格做好施工材料進(jìn)場試驗(yàn)檢測工作，確?；炷猎牧腺|(zhì)量可靠。第二，應(yīng)做好超高層建筑混凝土澆筑的配合比設(shè)計(jì)工作，著重控制好混凝土的塌落度、水膠比等參數(shù)，對于大體積混凝土澆筑施工工況，混凝土塌落度應(yīng)介于185-195mm之間，且凝結(jié)時(shí)間應(yīng)不低于9h，為了保證配合比設(shè)計(jì)合理，應(yīng)提前進(jìn)行配合比試配優(yōu)化，嚴(yán)格參照混凝土結(jié)構(gòu)施工相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。第三，對于超高層建筑混凝土施工必須選用水化熱較低的硅酸鹽水泥，降低水泥在水化過程中的放熱指標(biāo)，可考慮摻加細(xì)度模數(shù)為I級的粉煤灰和S95級礦粉，改善水化熱指標(biāo)，并利用好混凝土結(jié)構(gòu)的后期強(qiáng)度發(fā)展，可以添加減水劑以推遲水化熱釋放時(shí)間。第四，借助力學(xué)平衡理論，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分選用收縮補(bǔ)償混凝土，以消解混凝土早期干縮和水化熱引起的溫度兩種裂縫，在混凝土中摻加纖維材料，以抵消混凝土在凝結(jié)硬化過程中出現(xiàn)的拉應(yīng)力。

2.2進(jìn)一步提高混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)的總體把控能力

除了做好原材料層面的質(zhì)量控制外，必須加強(qiáng)施工階段的質(zhì)量控制能力，在具體的超高層建筑大體積混凝土澆筑施工過程中，涉及到的基本環(huán)節(jié)有：混凝土拌和、混凝土運(yùn)輸、混凝土泵送、混凝土澆筑及振搗、混凝土養(yǎng)生等。首先，應(yīng)保證混凝土拌和質(zhì)量，選用質(zhì)量可靠的拌合站，保證混凝土拌和的均勻性，第二，加強(qiáng)混凝土材料運(yùn)輸調(diào)配，選用混凝土攪拌車運(yùn)輸混凝土材料，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級設(shè)定對應(yīng)的攪拌罐轉(zhuǎn)速，保證混凝土在運(yùn)輸過程中，施工和易性不受影響，控制好出罐溫度，保證出罐后混凝土材料的和易性、塌落度、水膠比等關(guān)鍵指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。第三，混凝土澆筑過程中，必須連續(xù)、勻速進(jìn)行，不同批次混凝土澆筑時(shí)間間隔不能超過混凝土的初凝時(shí)間。振搗要求是在分層澆灌過程中，坍落度較大，運(yùn)用振搗設(shè)備將下部坡度的混凝土和上部的混凝土同時(shí)振搗密實(shí)，振搗的時(shí)候，要保證是直上直下的插入，快插慢拔，成行列，振動時(shí)間以表面浮漿和不冒氣泡為標(biāo)準(zhǔn)。第四，混凝土養(yǎng)護(hù)階段，應(yīng)保證養(yǎng)護(hù)的濕度及溫度兩大指標(biāo)均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，為了保證混凝土結(jié)構(gòu)表面的張力，應(yīng)進(jìn)行多層抹面施工，保證多次抹平后及時(shí)覆蓋保溫、保濕，以防止混凝土結(jié)構(gòu)表面因水分快速蒸發(fā)引起的嚴(yán)重表面干縮裂縫。第五，為了防止出現(xiàn)應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外層溫差過大導(dǎo)致的溫度裂縫，進(jìn)而影響混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、抗裂性和抗?jié)B性，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外層溫差水平，在預(yù)先選定的位置埋設(shè)溫度傳感器，一旦出現(xiàn)溫差過大的問題，必須及時(shí)采取相應(yīng)措施。

2.3加強(qiáng)大體積混凝土裂縫控制能力，優(yōu)化施工現(xiàn)場管理質(zhì)量

為了提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力，應(yīng)在混凝土內(nèi)部提前摻加泵送劑，以提供混凝土結(jié)構(gòu)的表面抗裂性和極限抗拉強(qiáng)度。泵送劑在提升混凝土抗拉能力方面，主要原理是通過吸收多余的混凝土能量，以控制和約束內(nèi)部的細(xì)微裂縫出現(xiàn)和發(fā)展，從而間接提高混凝土表面的抗拉強(qiáng)度。嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度，防止水化熱的積聚，進(jìn)而減少溫度應(yīng)力。采用二次振搗的施工工藝可以提高混凝土的密實(shí)度。采用二次抹面的施工工藝可以防止混凝土表面收縮裂縫的產(chǎn)生。采取降低混凝土內(nèi)外溫差和減慢降溫速率來達(dá)到降低混凝土澆筑體的自約束應(yīng)力，進(jìn)而避免裂縫的產(chǎn)生。此外，還應(yīng)該做好施工現(xiàn)場的優(yōu)化管理。發(fā)揮項(xiàng)目監(jiān)理部門和業(yè)主單位的監(jiān)督管理職能，保證施工環(huán)節(jié)均能在具體施工中有所響應(yīng)，保證環(huán)節(jié)之間的銜接質(zhì)量，最大程度提升大體積混凝土結(jié)構(gòu)整體澆筑水平。在混凝土材料運(yùn)輸、澆筑、振搗及養(yǎng)護(hù)階段，必須加強(qiáng)現(xiàn)場管理能力，落實(shí)施工流程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理工作和水平。

3總結(jié)

若想提升現(xiàn)有的超高層建筑大體積混凝土澆筑質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)要求，必須加強(qiáng)施工技術(shù)管理和質(zhì)量控制工作，保證各項(xiàng)施工流程均達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)，同時(shí)，還要加強(qiáng)施工現(xiàn)場的管理能力，避免影響到工程質(zhì)量和技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，像這樣全面的混凝土施工質(zhì)量控制，將實(shí)現(xiàn)質(zhì)量水平的提高，為超高層建筑后期的施工打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡煒凌，顏剛文，王念念等.基于有害裂縫控制的大體積混凝土成套施工技術(shù)研究[J].施工技術(shù)，2014，43（9）：60-62，68.

[2]李引勝，劉富，行宏，等.陜西延長石油科研中心筏板大體積混凝土裂縫控制技術(shù)[J].施工技術(shù)，2015，44（10）：13-15，44.

（作者單位：寧波大學(xué)建筑工程與環(huán)境學(xué)院）