房屋建筑工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工探析

陳曉魯

（廈門安捷建筑工程有限公司，福建 廈門 361000)

0 引言

隨著我國建筑領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，房屋建筑工程建設(shè)面臨更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求。作為房屋建筑施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工是否合理，對建筑整體建設(shè)質(zhì)量的把控有著直接影響，并關(guān)乎到房屋建筑運(yùn)行年限。在當(dāng)前房屋建筑施工中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工難以做到對質(zhì)量的全面控制。因此，需在嚴(yán)格遵循構(gòu)造施工原則的前提下，合理把控其施工技術(shù)要點(diǎn)，通過規(guī)范大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工來提升房屋建筑整體施工質(zhì)量。

1 大體積混凝土定義與特點(diǎn)

1.1 大體積混凝土定義

現(xiàn)階段我國建筑工程施工普遍應(yīng)用混凝土材料，而隨著不同類型建筑的不斷涌現(xiàn)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在高層、超高層建筑施工中[1]。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定提出，混凝土實(shí)體體積超過1000m3的部位均可以稱之為大體積混凝土。大體積混凝土的應(yīng)用使得當(dāng)前建筑施工難度增大，主要因?yàn)榇篌w積混凝土出現(xiàn)裂縫問題的幾率要大于常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)，所以需在施工期間借助相關(guān)工藝技術(shù)的應(yīng)用來消除裂縫問題。

1.2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

現(xiàn)階段房屋建筑施工中大體積混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體表現(xiàn)為：（1）相對脆性的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。相較于常規(guī)結(jié)構(gòu)混凝土而言，大體積混凝土結(jié)構(gòu)抗變形能力、抗拉性能等相對較弱，澆筑施工期間涉及到大量水泥材料的應(yīng)用，所以大體積混凝土所形成的水化熱相對較高，而結(jié)構(gòu)內(nèi)部因散熱條件的缺失使得溫度逐漸升高。若大體積混凝土內(nèi)外部溫差不低于25℃，會增大混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度變形的概率[2]。并且混凝土溫度與彈性模量之間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系，結(jié)構(gòu)自由伸縮在一定條件下受到較大限制，且混凝土底部會因拉應(yīng)力的增大而產(chǎn)生收縮現(xiàn)象。若混凝土結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度低于拉應(yīng)力時，意味著大體積混凝土?xí)龃蟪霈F(xiàn)開裂現(xiàn)象的可能。（2）混凝土材料配制涉及到對水、骨料、水泥等原材料的應(yīng)用，在成分組成因素的影響下使得大體積混凝土結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出非均質(zhì)的特點(diǎn)，若混凝土在外部溫濕度變化時出現(xiàn)硬化，此時混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形變問題的概率會增大。

2 大體積混凝土的施工原則

為確保大體積混凝土施工符合質(zhì)量要求，需在施工期間遵循以下幾點(diǎn)：

（1）諸多水化熱會在混凝土凝固期間形成，此時若因結(jié)構(gòu)過厚而形成內(nèi)外較大問題，勢必會影響到大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對此，為實(shí)現(xiàn)對水化熱的有效控制，需做到依據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行澆筑速度的合理控制。

（2）材料選擇與大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制之間存在直接聯(lián)系，所以需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各材料性能、質(zhì)量的控制，并保證水泥材料品種、標(biāo)號的選擇契合大體積混凝土施工需求。

（3）因模板構(gòu)建存在差異性，所以需采取針對性控溫措施來降低大體積混凝土內(nèi)外部溫差。在具體施工中，需要求人員依據(jù)現(xiàn)場情況的分析，構(gòu)建契合結(jié)構(gòu)施工要求的模板。

（4）材料配比控制是否合理，與大體積混凝土水化熱的產(chǎn)生存在直接關(guān)聯(lián)。對此，需做到在施工前進(jìn)行最佳配比的多次適配，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)進(jìn)行混凝土配比的優(yōu)化，以期通過水灰比合理控制來抑制水化熱的形成，進(jìn)而降低后續(xù)出現(xiàn)大體積混凝土開裂、裂縫現(xiàn)象的概率。

3 大體積混凝土施工常見問題

3.1 施工耗材較多

相較于常規(guī)混凝土體積施工而言，大體積混凝土結(jié)構(gòu)作業(yè)涉及到大量混凝土材料的應(yīng)用[3]。倘若施工前期階段單位未結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)算控制，會導(dǎo)致混凝土材料配置無法滿足大體積混凝土施工需求，繼而出現(xiàn)施工中斷的現(xiàn)象。而施工中斷問題的出現(xiàn)，會對混凝土整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的控制產(chǎn)生影響，甚至?xí)龃蠡炷两Y(jié)構(gòu)在運(yùn)行階段出現(xiàn)裂縫問題的可能。

3.2 預(yù)應(yīng)力的控制

通常情況下，大體積混凝土內(nèi)部預(yù)應(yīng)力要穩(wěn)定于常規(guī)體積結(jié)構(gòu)，但是在混凝土施工期間，多種不確定因素的存在使得人員對大體積混凝土預(yù)應(yīng)力的控制難度增大，倘若人員無法按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力控制，會對建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性控制造成負(fù)面影響。

4 大體積混凝土施工技術(shù)具體應(yīng)用

某房屋建筑工程位于廈門市翔安區(qū)，工程建筑總面積約為21000m2，建筑高度約為279m，建筑總層數(shù)為80 層，其中地下建筑5 層，地面75層，采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑7 層以下施工，裙房采用框架-剪力墻混凝土結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目施工選用等級為C40 混凝土材料，抗?jié)B等級要求為S8，依據(jù)對現(xiàn)場情況的分析，確定現(xiàn)場一次性混凝土澆筑量控制在2800m3。本文以該工程為例，闡明大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在房屋建筑施工中的具體應(yīng)用。

4.1 施工材料選擇及配比試驗(yàn)

為確保大體積混凝土施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求，需做到在施工前進(jìn)行施工材料嚴(yán)控，該工程要求人員按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原材料性能、質(zhì)量的檢查[4]。同時針對混凝土配比控制，依托于對馬歇爾級配系數(shù)的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，通過配比實(shí)驗(yàn)來確定契合工程現(xiàn)場的最佳配合比。同時，為實(shí)現(xiàn)對大體積混凝土水化熱的抑制，要求施工人員結(jié)合房屋建筑施工需求選擇用于降低水化熱的添加劑。另外，該工程在施工前經(jīng)過多次配比試驗(yàn)，最終確定在混凝土材料中添加適當(dāng)煤灰，通過控制混凝土凝固時間來降低水化熱。此外，結(jié)合建筑施工要求的分析，將混合料配比中骨料應(yīng)用比例控制在80%左右，以期通過混合料配比優(yōu)化來抑制水化熱現(xiàn)象的生成。

4.2 混凝土澆筑作業(yè)

混凝土澆筑質(zhì)量與大體積混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性之間存在直接關(guān)聯(lián)，為實(shí)現(xiàn)對混凝土澆筑環(huán)節(jié)的科學(xué)控制，該工程選用分層澆筑工藝來處理水化熱現(xiàn)象，并要求施工人員結(jié)合現(xiàn)場情況合理控制混凝土攤鋪厚度，如部分特殊部位無法泵送混凝土，需在采用非泵送混凝土?xí)r將攤鋪厚度控制在400mm 范圍內(nèi)，其余泵送混凝土部位則需將厚度控制在不超過600mm。實(shí)際澆筑過程中，需以混凝土初凝時間為基準(zhǔn)，將層間間隔時間控制在初凝前。分層澆筑的合理應(yīng)用，可以在保證混凝土澆筑符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提下，提升混凝土層面散熱速度（如圖1）。需注意的是，在多種因素影響下，易在施工階段頻繁出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，需要施工人員第一時間清除泌水。

圖1 大體積混凝土澆筑作業(yè)

4.3 混凝土振搗作業(yè)

振搗作業(yè)開展是否合理同樣影響到大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的控制，該工程施工期間涉及到機(jī)械振搗與人工振搗的綜合應(yīng)用，人工振搗主要用于工程特殊、邊角部位的振搗，而機(jī)械振搗則應(yīng)用于大部分區(qū)域振搗。該工程要求施工人員依據(jù)現(xiàn)場澆筑情況來確定振搗速度、頻率以及時間，以期通過科學(xué)振搗來提升拌合料顆粒的密實(shí)度。同時，振搗期間需要施工人員保持勻速、均勻的振搗狀態(tài)，需將振動棒的抽動距離始終控制在50～100m 范圍內(nèi)。

4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)有著更為嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)要求，若養(yǎng)護(hù)作業(yè)開展不到位，輕則導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)頻繁出現(xiàn)裂縫缺陷，重則導(dǎo)致結(jié)構(gòu)形變，進(jìn)而影響到房屋建筑整體運(yùn)行穩(wěn)定性[5]。施工人員在養(yǎng)護(hù)階段強(qiáng)化塑料薄膜覆蓋、灑水等養(yǎng)護(hù)工作開展（如圖2）。在塑料薄膜覆蓋時，要了解周圍環(huán)境溫度、天氣條件等，切不可出現(xiàn)不分析現(xiàn)場情況直接覆蓋的現(xiàn)象。并依據(jù)對混凝土初凝情況的分析，將養(yǎng)護(hù)作業(yè)周期控制在28d 范圍內(nèi)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后進(jìn)行覆蓋薄膜的逐步拆除。因該工程大體積混凝土施工處于夏季階段，為避免過高的環(huán)境溫度影響到混凝土凝固效果，要求視情況開展冷水噴灑作業(yè)，并在澆筑前進(jìn)行冷水管道的埋設(shè)，以便在養(yǎng)護(hù)階段通過冷水循環(huán)來促進(jìn)混凝土內(nèi)外溫差控制。此外，為避免過高的水化熱影響到大體積混凝土結(jié)構(gòu)性能，要求養(yǎng)護(hù)人員做到在養(yǎng)護(hù)期間定期進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)測溫，借助電阻性溫度計(jì)儀器來監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度變化，實(shí)時掌握養(yǎng)護(hù)階段混凝土內(nèi)外溫差變化情況。同時，要依據(jù)溫度測量結(jié)果來開展針對性養(yǎng)護(hù)作業(yè)，以期通過科學(xué)養(yǎng)護(hù)來加強(qiáng)對混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的控制，保證其施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖2 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)

5 結(jié)束語

綜上所述，大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工是否合理關(guān)乎著房屋建筑整體建設(shè)成效。為進(jìn)一步提升房屋建筑施工水平，需在嚴(yán)格遵循大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工原則的前提下，明確影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的各方面因素，結(jié)合對房屋建筑項(xiàng)目實(shí)際情況的分析，以規(guī)范化、科學(xué)化的施工技術(shù)應(yīng)用來加強(qiáng)對大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制。