高層建筑土建施工中混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用研究

劉磊

【摘要】高層建筑作為目前我國土建施工的主要形式，對(duì)混凝土施工技術(shù)提出了越老越高的要求，卓越的混凝土施工技術(shù)不僅能保證建設(shè)質(zhì)量，還能提高建筑的使用壽命，對(duì)建筑行業(yè)具有重要價(jià)值。基于此，本文對(duì)混凝土施工的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析，并對(duì)當(dāng)前高層建筑土建施工中混凝土施工中存在的問題進(jìn)行了研究和探討，進(jìn)而從質(zhì)量監(jiān)控、技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)境控制和人員培訓(xùn)等方面提出了一系列對(duì)策和建議，希望能為相關(guān)單位提供借鑒和參考，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;土建施工;混凝土施工技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

17.056

引言：

美國在混凝土施工方面的研究較早，成果也頗為豐富。Wilson1利用計(jì)算機(jī)開發(fā)了有限元計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行溫度應(yīng)力的研究，通過模擬不同溫度條件下混凝土結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，為大壩建設(shè)實(shí)踐提供了若干解決方案。中國的相關(guān)研究起步較晚，但發(fā)展速度卻較快。王鐵夢(mèng)3最先開始混凝土裂縫控制的研究，其成果多用于在工業(yè)和民用建筑中。他對(duì)施工理論及計(jì)算方法給出了具體方案，并制定了YBJ224-91行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)用來對(duì)大體積混凝土的工程項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)范。陳里紅、傅作新等4通過計(jì)算機(jī)仿真程序?qū)⒁?、二、三維有限元的數(shù)值模型進(jìn)行有效組合，驗(yàn)證了在自動(dòng)化程序中融入混凝土新性質(zhì)的有效性，并將其成果運(yùn)用到龍灘砼大壩的數(shù)據(jù)模型中。西安理工大學(xué)研究了咸陽國際機(jī)場案例，推導(dǎo)出網(wǎng)格浮動(dòng)法，提出了“誘導(dǎo)縫”概念，對(duì)開裂是有幾率產(chǎn)生這一結(jié)論進(jìn)行論證，顛覆了開裂并不完全是必然產(chǎn)生的認(rèn)知。

本文主要采用文獻(xiàn)分析法和定性分析法，對(duì)高層建筑土建施工中的混凝土施工技術(shù)進(jìn)行研究。首先，對(duì)國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和研究，進(jìn)行混凝土施工技術(shù)的全面了解，并通過總結(jié)和歸納了解當(dāng)前混凝土施工技術(shù)的發(fā)展方向的研究重點(diǎn)。其次，在對(duì)眾多施工案例的經(jīng)驗(yàn)歸納和總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)混凝土施工技術(shù)進(jìn)行全方位分析，認(rèn)識(shí)當(dāng)前該技術(shù)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，以精準(zhǔn)地找出問題所在。

1、高層建筑土建施工中混凝土施工的要點(diǎn)分析

混凝土施工是城市建設(shè)的重要一環(huán)，其技術(shù)運(yùn)用的高低會(huì)直接影響高層建筑的質(zhì)量、安全、使用壽命和穩(wěn)定性等方方面面。因此，開展高層建筑土建施工中的混凝土施工技術(shù)研究，能對(duì)混凝土施工質(zhì)量和施工安全進(jìn)行保障，從而保證土建施工的高質(zhì)量完成結(jié)果，對(duì)建筑行業(yè)的長效發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義和重要價(jià)值。

1.1混凝土澆筑

混凝土的澆筑過程一般采用分層逐漸澆筑的方法進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行振搗棒振搗密實(shí)工序5。根據(jù)澆筑時(shí)的實(shí)際情況，會(huì)在澆筑帶的坡面兩側(cè)分別安置振搗棒，負(fù)責(zé)坡面的上部和下部夯實(shí)，確保混凝土的密實(shí)。定點(diǎn)振搗時(shí)間在20-30秒為宜，避免振搗不到位或者振搗過度產(chǎn)生離析的現(xiàn)象。

1.2底板的混凝土施工

底板的混凝土施工是高層建筑土建施工的基礎(chǔ)，需要具備較強(qiáng)的承重能力。底板的厚度和表面積比較大，混凝土相對(duì)厚實(shí)。底板的混凝土澆筑從深坑入手，再進(jìn)行大面積的基礎(chǔ)澆筑，從一端至另一端，從底層向上澆筑。在底板的澆筑環(huán)節(jié)，要根據(jù)水平拉線驗(yàn)證底板高度，保證其表面的平整和高度的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)多出的高度和凹凸面進(jìn)行削減和磨平，進(jìn)行規(guī)整的壓光處理。

1.3墻體和墻柱的混凝土施工

高層建筑的墻體和墻柱的混凝土施工厚度一般設(shè)置在3-5厘米之間6，其建筑環(huán)節(jié)一般與混凝土澆筑同時(shí)進(jìn)行，即使不同步，時(shí)間間隔也不宜過長?；炷恋妮斔瓦x用安全泵操作進(jìn)行，結(jié)合塔吊，進(jìn)行柱頭的砂漿運(yùn)輸。墻體和墻柱的混凝土施工一般需要人工振搗，此外，在澆筑完成后，亦需要進(jìn)行表面的抹面處理。

1.4梁板的混凝土施工

相較于墻體和墻柱，樓層梁板對(duì)施工強(qiáng)度的要求要高很多。因此，在底板與梁板的交界處需要采用鐵絲網(wǎng)進(jìn)行分隔。梁板的混凝土澆筑施工與樓層底板的澆筑同步進(jìn)行為宜，若先進(jìn)行梁板澆筑，可能會(huì)出現(xiàn)梁高的階梯形狀況，此時(shí)可以考慮進(jìn)行底板的同時(shí)澆筑。此外，對(duì)梁板的混凝土施工需要安排對(duì)應(yīng)的排水措施。

1.5混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)工作在澆筑和振搗完成后進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)工作需要及時(shí)跟進(jìn)，以保證混凝土的質(zhì)量。一般來說，在模板拆除后，需要定期對(duì)混凝土表面進(jìn)行灑水處理，也維持內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，該項(xiàng)工作一般需要持續(xù)七天左右7?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)工藝需要根據(jù)土建施工區(qū)域的實(shí)際情況變動(dòng)，可以采取澆水方式進(jìn)行8。

2、高層建筑土建施工中混凝土施工存在的問題

2.1配比設(shè)置不佳

混凝土的成分中主要含有砂石、水、水泥等，其成分的含量會(huì)直接影響會(huì)直接影響混凝土的屬性。尤其是大體積混凝土，由于其界面較大，就更容易在配比過程中產(chǎn)生內(nèi)外溫差和收縮應(yīng)力，如果控制不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的混凝土裂縫問題。然而在現(xiàn)實(shí)混凝土配置過程中，相關(guān)施工單位投機(jī)取巧，不能根據(jù)建筑施工需求，對(duì)各成分含量進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)，從而進(jìn)行科學(xué)配比，以至于混凝土的耐久性和強(qiáng)度難以滿足土建施工要求。此外，部分單位對(duì)施工工藝的控制力度不足，在混凝土配置環(huán)節(jié)缺乏對(duì)配比工作的監(jiān)督和管理，也導(dǎo)致了混凝土配比工作效果不佳的結(jié)果。

2.2材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

在高層建筑土建施工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。由于相關(guān)檢驗(yàn)人員的質(zhì)檢工作缺席、相關(guān)單位一味追求低成本建設(shè)、企業(yè)的材料檢查制度不完善等，導(dǎo)致混凝土材料的選用不能滿足高層建筑的施工要求，給建筑工程安全帶來嚴(yán)重隱患。此外，在后期正式施工前，施工單位不能對(duì)混凝土的性能進(jìn)行出場試驗(yàn)，缺乏對(duì)混凝土材料性能的把控，可能產(chǎn)生混凝土屬性與土建施工技術(shù)不匹配的現(xiàn)象?；谝陨蠋追矫嬉蛩?，混凝土材料的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、性能不匹配的問題比較普遍，制約著高層建筑土建施工的質(zhì)量和結(jié)果，埋下了巨大的安全隱患。

2.3攪拌工藝不到位

混凝土的攪拌工作是繼混凝土科學(xué)配比后的一個(gè)重要過程。混凝土的攪拌需要按照既定設(shè)計(jì)要求有序開展，特別是大體積混凝土的攪拌，每一步工藝需要將材料質(zhì)量進(jìn)行過秤檢查，保證材料的比例不存在較大偏差。攪拌工藝包含對(duì)水的加入量的要求?，F(xiàn)實(shí)中常常出現(xiàn)混凝土“不堪重負(fù)”倒塌的情況，在后期原因測(cè)定中，發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部存在眾多氣孔，而出現(xiàn)這些氣孔的根源，則是因?yàn)榧铀?，最終降低固化的混凝土的力學(xué)性能大大減低9。故在攪拌工藝中，水分比例的多少也是一個(gè)重要方面。

2.4溫度控制有偏差

混凝土建筑環(huán)節(jié)需要對(duì)其溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，溫度過高會(huì)導(dǎo)致澆筑的結(jié)果不能滿足高層建筑土建施工需要。溫度控制主要指的是降低溫度處理，溫度控制在25℃以下比較適宜。目前施工單位對(duì)溫度控制的主要手段有將澆筑工作選擇在溫度較低的夜間進(jìn)行或者灑水進(jìn)行表面降溫，取得了一定成效。但在成型后的持續(xù)降溫處理上，存在著工作不到位的情況。混凝土散熱具有時(shí)間上的連續(xù)性，單憑表面溫度的降低不能判斷內(nèi)部溫度的高低，因此需要進(jìn)行持續(xù)的降溫10。但在實(shí)踐中，出于盡快完工的急促性和施工進(jìn)度的追趕性，對(duì)混凝土的溫度把控有時(shí)候會(huì)存在著偏差，導(dǎo)致混凝土后期可能出現(xiàn)龜裂的情況。

3、影響高層建筑土建施工中混凝土施工的原因分析

3.1混凝土施工技術(shù)不完善

混凝土施工不是一蹴而就的過程，它包含攪拌、澆筑、拆模、養(yǎng)護(hù)等眾多環(huán)節(jié)，具有時(shí)間上的連續(xù)性，甚至空間上的關(guān)聯(lián)性。當(dāng)前的混凝土施工技術(shù)尚且存在不足，技術(shù)創(chuàng)新較為落后，不能滿足多元化施工的現(xiàn)實(shí)需要?；炷潦┕ぜ夹g(shù)根據(jù)施工條件進(jìn)行調(diào)整和改善的能力不足，很多施工單位在工作中貫穿著“固定招式應(yīng)對(duì)施工”的理念，即使意識(shí)到當(dāng)前的混凝土施工技術(shù)不能與當(dāng)前施工要求充分匹配，依舊按照既有方式進(jìn)行施工，是混凝土技術(shù)很難有所突破。

3.2施工單位監(jiān)督管理工作有漏洞

施工單位在施工前的準(zhǔn)備工作、施工中監(jiān)督管理工作和施工后的檢驗(yàn)檢查工作中存在著不足。首先，在準(zhǔn)備階段，對(duì)施工環(huán)境的考察不到位。當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件、氣候條件是影響混凝土施工的因素的一部分，需要被考慮在內(nèi)。對(duì)材料的監(jiān)管、應(yīng)急預(yù)案的設(shè)定、人員的部署等也是準(zhǔn)備工作的重要部分。其次，施工中缺乏對(duì)施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)施工人員的操作手段和操作流程缺乏管控。此外，對(duì)施工結(jié)束的驗(yàn)收工作存在漏洞，部分單位的驗(yàn)收工作流于形式，導(dǎo)致不合格的施工結(jié)果也被審核通過。

3.3環(huán)境影響

環(huán)境因素是影響高層建筑土建施工中混凝土施工技術(shù)應(yīng)用的不可避免的因素，施工區(qū)域的地形、溫度、降雨量、空氣濕度等都會(huì)對(duì)混凝土施工產(chǎn)生影響11。如果施工單位不能根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況開展相關(guān)工作的調(diào)整，按照固定的方式開展混凝土施工工作，無疑會(huì)帶來施工安全隱患。

4、優(yōu)化高層建筑土建施工中混凝土施工技術(shù)的對(duì)策和建議

4.1完善材料準(zhǔn)入制度

施工技術(shù)和材料質(zhì)量是影響混凝土施工的兩個(gè)重要方面，因此要對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制和監(jiān)督。一方面，在進(jìn)行材料選擇時(shí)，安排專門人員進(jìn)行市場調(diào)研，

包括對(duì)價(jià)格、制造單位信譽(yù)、經(jīng)營企業(yè)資質(zhì)、社會(huì)評(píng)價(jià)等方方面面信息，建立起多元的原料篩選選項(xiàng)。另一方面，施工單位要完善材料準(zhǔn)入制度，加強(qiáng)對(duì)原材料的篩選、采購、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的監(jiān)管，嚴(yán)格控制原材料的入庫標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上保證材料的質(zhì)量。只有原料的質(zhì)量有所保障，混凝土施工技術(shù)才能充分發(fā)揮其效用，推動(dòng)高層建筑土建施工的平穩(wěn)進(jìn)行。

4.2加強(qiáng)技術(shù)交流，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新

我國的混凝土技術(shù)主要來源于對(duì)國外既有經(jīng)驗(yàn)的借鑒和現(xiàn)有技術(shù)的直接引進(jìn)，缺乏自主研發(fā)。因此，相關(guān)施工單位可以與研究所、當(dāng)?shù)馗咝?、制造企業(yè)等開展合作，共同進(jìn)行混凝土施工技術(shù)的探討和交流，形成“產(chǎn)+學(xué)+研”的產(chǎn)業(yè)鏈布局，開展混凝土施工技術(shù)的深度研究和創(chuàng)新。各單位間要強(qiáng)化交流，打通溝通渠道，以提升施工質(zhì)量和保障施工安全為統(tǒng)一目標(biāo)，從技術(shù)要點(diǎn)的上下游貫穿為路徑，科學(xué)制定施工方案，提升土建施工的安全性。

4.3多手段進(jìn)行溫度控制

對(duì)混凝土的溫度管理不僅存在于澆筑環(huán)節(jié)，還存在于后期保養(yǎng)中。首先，施工單位在混凝土配比前應(yīng)制定主要降溫方案和備選降溫措施，對(duì)現(xiàn)場施工時(shí)的降溫措施進(jìn)行部署和安排，保證屆時(shí)降溫工作的有序展開。其次，在正式施工時(shí)，安排專業(yè)人員對(duì)現(xiàn)場溫度進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)溫度控制工作進(jìn)行監(jiān)督和管理，避免溫度控制環(huán)節(jié)流于形式。此外，在混凝土配比完成后，在后期施工中，針對(duì)炎熱的環(huán)境，要注意混凝土塊的溫度變化，若混凝土跟隨環(huán)境升溫，要采取相應(yīng)措施進(jìn)行降溫處理，避免混凝土出現(xiàn)裂縫。

4.4重視后期養(yǎng)護(hù)，提高混凝土性能

在高層建筑土建施工中，或多或少都會(huì)存在各材料配比有偏差、原料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題，影響混凝土施工的結(jié)果和質(zhì)量。此時(shí)，若不能及時(shí)跟進(jìn)混凝土的后期養(yǎng)護(hù)工作，可能會(huì)大大縮減混凝土使用壽命。當(dāng)前高層建筑的混凝土施工主要采用分層遞進(jìn)的施工方式，導(dǎo)致混凝土的凝結(jié)周期存在差異12。同時(shí)，外界因素如當(dāng)?shù)乜諝鉂穸?、溫差、降水量等也?huì)影響混凝土的凝固結(jié)果。因此，相關(guān)單位需要重視混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，采用分級(jí)養(yǎng)護(hù)的方式，在施工的同時(shí)跟進(jìn)養(yǎng)護(hù)工作，提高混凝土施工質(zhì)量。

4.5開展培訓(xùn)工作，強(qiáng)化技能操作

施工人員的專業(yè)技能是影響混凝土施工的重要因素之一，其知識(shí)儲(chǔ)備、經(jīng)歷

經(jīng)驗(yàn)和操作技能都關(guān)乎施工技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果。因此，相關(guān)單位要加強(qiáng)人員培訓(xùn)，

通過專業(yè)技能培訓(xùn)，優(yōu)化高層建筑土建施工工作。具體來說，就是建立起“培訓(xùn)+考核”的連貫體制。相關(guān)單位定期針對(duì)混凝土施工的痛點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性培訓(xùn)，針對(duì)基礎(chǔ)技能進(jìn)行講述和演習(xí)，針對(duì)施工現(xiàn)場的突發(fā)情況進(jìn)行案例分析等，不斷強(qiáng)化施工人員的知識(shí)和技能，提高其施工現(xiàn)場的處理能力和轉(zhuǎn)變能力。在培訓(xùn)后，擇機(jī)對(duì)受訓(xùn)人員進(jìn)行抽查或普查，對(duì)培訓(xùn)結(jié)果進(jìn)行測(cè)評(píng)和評(píng)價(jià)，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，以督促施工人員對(duì)專業(yè)技能的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

結(jié)語：

綜上所述，高層建筑土建施工中的混凝土施工技術(shù)是一項(xiàng)具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性的施工技藝，需要進(jìn)行合理運(yùn)用，以不斷提高高層建筑的施工質(zhì)量和使用壽命。在實(shí)際的混凝土施工中，相關(guān)施工單位需要制定系統(tǒng)的施工方案，科學(xué)安排各項(xiàng)工作，以保證土建施工的平穩(wěn)有序展開。同時(shí)，在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范開展施工，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場的監(jiān)督和管理，保證混凝土施工滿足設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范。在未來的高層建筑土建施工中，還要不斷加強(qiáng)混凝土施工技術(shù)的創(chuàng)新和研究，通過技術(shù)進(jìn)展和突破，促進(jìn)建筑行業(yè)的高效、綠色發(fā)展。

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