高層住宅季節(jié)性施工混凝土防開裂技術(shù)研究

鄭國磊，郭相源，宋江彬

（中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

高層建筑工程施工需要面對季節(jié)變更問題，混凝土施工受到季節(jié)性影響尤其嚴(yán)重，不同地區(qū)的不良季節(jié)如南方地區(qū)的雨季、北方地區(qū)的冬季等對混凝土結(jié)構(gòu)的施工會產(chǎn)生限制和制約。受溫度、濕度等季節(jié)與環(huán)境因素的影響，混凝土容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。國內(nèi)外的學(xué)者普遍認(rèn)為，影響混凝土早期開裂的因素很多，包括溫度變形、自收縮變形、干燥收縮變形、抗拉強(qiáng)度、彈性模量等[1]。因此，季節(jié)性因素對混凝土的開裂具有重要影響，如何在季節(jié)性施工的基礎(chǔ)上來探索混凝土防開裂的技術(shù)具有重要的工程意義。

1 高層住宅季節(jié)性施工的特點(diǎn)

高層住宅的施工周期大都比較長，難免會出現(xiàn)跨季節(jié)施工的情況，不同季節(jié)決定了周圍溫度、濕度等環(huán)境迥然不同。各地區(qū)的不同時(shí)間段也面臨著不同氣候，如北方地區(qū)需要經(jīng)歷較長的寒冷冬季，施工需面臨氣溫低的威脅，而南方地區(qū)需要經(jīng)歷較長的雨季，施工需面臨濕度大的情況。一般來講，季節(jié)性施工主要是指雨季施工和冬季施工[2]。

1.1 雨季施工特點(diǎn)

雨季的降水居多且持續(xù)時(shí)間長，濕度和水分大。雨季面臨著大量的降水，雨水的沖刷和浸泡會對高層住宅的結(jié)構(gòu)和地基等造成很大程度的破壞，因此除了面對突如其來的降雨之外，還需要防止因此造成的高層住宅巨大破壞，來減小高層住宅施工的影響和損失。雨季的高層住宅施工具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

1）工期拖延 高層住宅的土方工程、屋面工程通常因?yàn)榻涤晔艿阶璧K，且雨季的長期持續(xù)會導(dǎo)致高層住宅工期的長期拖延。

2）準(zhǔn)備工作較為繁復(fù) 雨季的大雨、大風(fēng)等惡劣天氣會嚴(yán)重影響高層住宅的穩(wěn)定性，大風(fēng)會導(dǎo)致高層結(jié)構(gòu)的震蕩和抖動，需要做好結(jié)構(gòu)的振動控制等方面的準(zhǔn)備。而大雨對混凝土施工的要求較高，為了保證高層住宅的施工質(zhì)量，需要進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)、材料、人員等的準(zhǔn)備。

3）需要進(jìn)行工期和施工的統(tǒng)籌規(guī)劃 如果遇到必須在雨季施工的高層住宅工程，需要合理組織統(tǒng)籌規(guī)劃，不宜施工的工程應(yīng)當(dāng)安排推遲和延后，同時(shí)露天的高處作業(yè)、起重吊裝等需要提前準(zhǔn)備并安排。

4）施工現(xiàn)場的排水問題 雨季面臨滑坡、泥石流、洪水堆積、廢水橫流等危險(xiǎn)，因此雨季施工應(yīng)高度重視排水

1.2 冬季施工特點(diǎn)

冬季氣溫低，大多數(shù)北方地區(qū)會出現(xiàn)降霜、結(jié)冰現(xiàn)象。冬季的高層住宅施工條件和環(huán)境對施工的影響極為不利，同時(shí)冬季氣溫低，各種安全事故多發(fā)，給高層住宅帶來巨大損失，影響工程的使用壽命。高層住宅的冬季施工特點(diǎn)如下。

1）由于冬季氣候影響，高層住宅施工現(xiàn)場容易發(fā)生多種安全事故。

2）高層住宅的工程施工問題具有隱蔽性和滯后性。隱蔽性阻礙了高層住宅施工過程中問題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使得施工人員忽略施工問題，導(dǎo)致巨大的工程隱患。滯后性導(dǎo)致了高層住宅中施工問題的滯后，給事故處理帶來很大難度和風(fēng)險(xiǎn)，滯后的工程問題往往使人忽視工程后續(xù)的改進(jìn)和重新規(guī)劃，影響高層住宅的使用壽命。

3）高層住宅冬季施工的準(zhǔn)備時(shí)間短，由于趕工期現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致冬季施工的準(zhǔn)備時(shí)間較短，在一些技術(shù)要求復(fù)雜的高層住宅施工過程中，倉促施工往往會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。

4）冬季施工需要著重考慮能源供應(yīng)問題與火災(zāi)防護(hù)問題。由于溫度對施工的限制以及低溫對施工人員的影響，冬季需要考慮施工過程中的能源供應(yīng)計(jì)劃，落實(shí)取暖措施。取暖還意味著火災(zāi)幾率的增大，因此冬季的高層住宅施工還具有時(shí)刻關(guān)注火災(zāi)防護(hù)的特點(diǎn)。

5）冬季施工需要考慮凍融問題。春天后的施工問題和混凝土養(yǎng)護(hù)是高層住宅施工中不得不考慮的問題。

2 混凝土開裂的原因

高層住宅工程對混凝土質(zhì)量要求高。但由于季節(jié)性施工的影響，混凝土極易出現(xiàn)裂縫，對高層住宅造成不能忽視的安全隱患，影響使用功能及使用壽命。混凝土裂縫通常由于使用過程中的荷載作用造成，同時(shí)也受其他因素影響，影響混凝土開裂的因素有以下幾點(diǎn)。

2.1 設(shè)計(jì)問題

高層住宅的設(shè)計(jì)過程中可能存在一些問題，如施工圖紙不夠詳細(xì)或存在部分設(shè)計(jì)缺陷等。這些問題都會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。有時(shí)，高層住宅會出現(xiàn)垂直裂縫，而這些垂直裂縫除了可能由于溫度帶來的殘余應(yīng)力導(dǎo)致，還可能由于高層住宅結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了問題，導(dǎo)致地基的不規(guī)則沉降，進(jìn)而導(dǎo)致高層住宅的最終豎向裂縫。

2.2 混凝土材料問題。

高層住宅的材料選擇，即水泥和粗骨料的選擇需要達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)和國家規(guī)范。高層住宅施工過程中，材料的選購如果無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，比如外加劑選取不當(dāng)、骨料和水泥含有雜質(zhì)、鋼筋質(zhì)量不合格等，都容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.3 季節(jié)性施工的環(huán)境問題

材料本身就具有熱脹冷縮的特征，高層住宅的季節(jié)性施工導(dǎo)致的環(huán)境因素會明顯影響混凝土裂縫產(chǎn)生。當(dāng)溫度出現(xiàn)明顯變化時(shí)，容易由于溫度應(yīng)力超過混凝土本身應(yīng)力極限導(dǎo)致混凝土微裂縫的擴(kuò)展，最終導(dǎo)致非常明顯肉眼可見的裂縫現(xiàn)象，混凝土裂縫會導(dǎo)致鋼筋暴露，當(dāng)鋼筋暴露在氯離子與水分子含量高的環(huán)境中時(shí)，便會發(fā)生迅速的電化學(xué)腐蝕。此外還有混凝土材料的配合比不科學(xué)等問題。

3 高層住宅混凝土防開裂技術(shù)

3.1 季節(jié)性施工的安全管理措施

季節(jié)性是高層住宅項(xiàng)目在施工過程中不可避免的因素，高層住宅季節(jié)性施工安全管理措施的具體措施有以下幾個(gè)方面。

冬季做好冰雪清理與防滑工作，嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)定。同時(shí)，冬季要加強(qiáng)防火措施，避免明火取暖。夏季防暑降溫措施要實(shí)行安全管理，注意降溫設(shè)備的使用和添置，做好檢查維修。雨季需要定期檢查各類用電設(shè)備，關(guān)注施工場地的排水系統(tǒng)通暢與否，汛期加強(qiáng)排水，保證各類工程設(shè)備正常使用。

高層住宅季節(jié)性施工安全管理完善措施有：

①提高季節(jié)性高層住宅施工安全管理意識；高層住宅的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要提高季節(jié)性安全意識；②要采取針對性比較強(qiáng)的季節(jié)性高層住宅施工安全管理措施；③完善施工現(xiàn)場的監(jiān)督機(jī)制等。

3.2 高層住宅季節(jié)性防開裂施工技術(shù)

3.2.1 高層住宅冬季混凝土施工技術(shù)

1）施工準(zhǔn)備：施工之前要落實(shí)各類工程材料、防寒物資充足，保證供暖供水設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，及時(shí)補(bǔ)充增設(shè)各種溫度計(jì)來對環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)，施工之前要對所有管道和鍋爐等設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，合理安排施工工序和工藝，提前做好防雪防凍措施。

2）混凝土原材料質(zhì)量控制。且對水泥進(jìn)行保溫存儲；粗、細(xì)骨料必須置于防雨雪的棚里，保證骨料清潔，不得含有冰雪及凍塊，且粗、細(xì)骨料拌和前必須置于暖棚內(nèi)，棚內(nèi)升火爐，溫度不低于5℃[4]。

3）混凝土澆筑過程中要及時(shí)測定溫度、坍落度及其他屬性，同時(shí)在新舊交界面上保證不出現(xiàn)施工縫。

4）混凝土養(yǎng)護(hù)需要保證適宜的溫度和濕度。養(yǎng)護(hù)過程做好溫度檢測和覆蓋保溫措施，避免因?yàn)闇夭钸^大導(dǎo)致出現(xiàn)的凍融現(xiàn)象，養(yǎng)護(hù)過程避免直接灑水。

5）重要構(gòu)件，如重要的梁、板、柱、墻等，需要專人看管，做好保溫措施，定期檢查養(yǎng)護(hù)。

3.2.2 高層住宅雨季混凝土施工方法

雨季施工準(zhǔn)備工作應(yīng)納入生產(chǎn)計(jì)劃內(nèi)考慮，一是勞動力安排，二是作業(yè)時(shí)間，搞好雨季所需的材料儲備工作。具體的施工方法與措施如下。

1）施工現(xiàn)場的及時(shí)、全面檢查，包括臨時(shí)設(shè)施、施工機(jī)具等，排查所有可能出現(xiàn)問題的地點(diǎn)。

2）做好施工現(xiàn)場的排水設(shè)施強(qiáng)化，包括疏通完善施工排水管道，確保施工現(xiàn)場雨水及時(shí)排放，保證施工過程通暢。

3）施工材料避免集中堆放，做好防雨防風(fēng)。

4）模板設(shè)置和涂刷要關(guān)注天氣影響，避免因雨水導(dǎo)致的涂刷不均勻和布置不合理。

5）不適宜雨天進(jìn)行的施工就推遲進(jìn)行，不可強(qiáng)求，比如室外抹灰等等。

6）施工現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備要做好防雨、防雷措施，嚴(yán)禁出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。及時(shí)檢查施工現(xiàn)場的防雷設(shè)施及電路。

7）施工過程中要有專人負(fù)責(zé)天氣預(yù)報(bào)，及時(shí)通報(bào)全體施工人員近日天氣狀況，尤其需要注意雨天和6 級以上大風(fēng)天氣。

3.2.3 混凝土防開裂施工技術(shù)

1）改善高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。可以適當(dāng)增加鋼筋用量，合理選擇混凝土強(qiáng)度，設(shè)計(jì)過程中考慮全面，采取有效措施來控制裂縫。

2）加大監(jiān)管力度，包括伸縮縫、施工縫等的監(jiān)管力度。

3）合理選擇混凝土配合比，保證高層住宅所用混凝土不因水灰比等配比問題出現(xiàn)裂縫。

4）養(yǎng)護(hù)過程中采取保溫措施，減少溫度應(yīng)力。

5）及時(shí)排查和修補(bǔ)高層住宅施工過程中出現(xiàn)的混凝土裂縫，及時(shí)進(jìn)行涂層封閉及裂縫封堵處理。

4 結(jié)語

高層住宅在季節(jié)性施工過程中需要著重考慮混凝土的防裂，因此，規(guī)范高層住宅在季節(jié)性施工過程中的防裂技術(shù)，嚴(yán)格控制混凝土裂縫，根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有的放矢的采取措施，是保證高層住宅使用壽命，降低施工和服役過程中不安全因素的重要保障。