土木工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

孫亨杰

(寧夏亙?cè)康禺a(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司 寧夏銀川 750000)

就當(dāng)前情況而言，土木工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)用較為廣泛，且施工技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，但是在實(shí)際施工過(guò)程中混凝土結(jié)構(gòu)存在諸多缺陷和弊端，為此需要通過(guò)實(shí)踐不斷優(yōu)化和完善該項(xiàng)施工技術(shù)，從根本上解決技術(shù)問(wèn)題。

1 土木工程建筑中影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的因素

1.1 水泥水化熱的影響

水泥在與水分混合后發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生諸多熱量，這也是造成大體積混凝土內(nèi)部溫度大幅度提升的主要熱量。眾所周知，大體積混凝土的橫截面較厚，一旦水泥出現(xiàn)水熱化現(xiàn)象則會(huì)集中在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，再加上內(nèi)部結(jié)構(gòu)散熱速度較慢，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度在極短時(shí)間內(nèi)快速上升，并且混凝土導(dǎo)熱性能不高，初凝時(shí)無(wú)論是彈性模量還是強(qiáng)度普遍不高，為此在發(fā)生水熱化后溫度驟然升高，對(duì)變形產(chǎn)生的約束力較小，溫度應(yīng)力也隨之降低，伴隨著混凝土初凝與終凝時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，其自身彈性模量及強(qiáng)度有所提升，并且對(duì)收縮變形產(chǎn)生強(qiáng)烈的約束力，進(jìn)而形成溫度應(yīng)力。

1.2 內(nèi)外約束條件的影響

結(jié)構(gòu)變形變化不同，但是無(wú)論何種自由變形都會(huì)受到相應(yīng)阻礙，并且阻礙變形的主要因素即為約束條件，而約束條件又分為內(nèi)外部約束兩種，通常情況下高層建筑基礎(chǔ)往往為大體積混凝土，其需要承擔(dān)均勻溫差和收縮，為此,外約束力占據(jù)核心位置。

基礎(chǔ)在完成混凝土澆筑后，下部地基對(duì)溫度變化產(chǎn)生一定影響，外約束力也由此產(chǎn)生，上述已經(jīng)講到混凝土初凝階段溫度上升及彈性模量普遍較低，相反應(yīng)力松弛度較大，這就造成混凝土與基層銜接上牢固性不高，降低壓應(yīng)力。如若溫度下降就會(huì)形成拉應(yīng)力，當(dāng)其超出混凝土所承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土勢(shì)必會(huì)形成垂直裂縫，對(duì)整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平產(chǎn)生不良影響。

1.3 外界氣溫變化的影響

高層建筑的基礎(chǔ)部分屬于大體積混凝土，外界氣溫的變化對(duì)防止大體積混凝土開(kāi)裂有重大影響，混凝土的內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的散熱溫度和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度的疊加之和。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界溫度隨著天氣變化而變化，這種情況下混凝土受到溫度變化的影響，因而會(huì)造成過(guò)大溫差和溫度應(yīng)力，溫差越大產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也就越強(qiáng)，如若溫度應(yīng)力過(guò)大甚至超出混凝土結(jié)構(gòu)自身固有的承受范圍則會(huì)產(chǎn)生裂縫，影響混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量。

1.4 混凝土的收縮變形的影響

眾所周知，混凝土屬于一種復(fù)合型材料，是多種材料組成的非勻質(zhì)材料，并且原材料之間的物理特性差異較大，再加上混凝土中摻有一定比例的水泥外加劑和礦物質(zhì)等。在混凝土硬化之前，混凝土處于塑性狀態(tài)，如果上部混凝土的均勻沉降受到限制，在遇到鋼筋或大的混凝土骨料，或者平面面積較大的混凝土、其水平方向的減縮比垂直方向更難時(shí)，就容易形成一些不規(guī)則的混凝土塑性收縮性裂縫，并且緊縮現(xiàn)象還會(huì)隨著混凝土濕度的減退而加劇，嚴(yán)重的情況下還會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂等質(zhì)量問(wèn)題。

1.5 混凝土的體積變形的影響

水泥在發(fā)生石化熱反應(yīng)時(shí)混凝土體積出現(xiàn)變形，但是以收縮變形居多，只有極少數(shù)發(fā)生膨脹變形，混凝土中20%左右的摻合水源自于水泥的水化過(guò)程，剩余則需要全部蒸發(fā)，而初期消失的自由水不會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮變形，但是混凝土干燥程度加劇，造成吸附的水分逐步喪失一定會(huì)引發(fā)干燥收縮，混凝土成型后對(duì)其截面尺寸的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響[1]。

2 土木工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

翡翠林溪花園項(xiàng)目是由寧夏亙?cè)康禺a(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司投資建設(shè)的民用住宅，該項(xiàng)目位于銀川市金鳳區(qū)寶湖中路以南，-1/-2 為地下室，由高層及8 層花園洋房組成，總建筑面積為50 萬(wàn)m2，剪力墻和框架結(jié)構(gòu)。施工單位主要為北京城建七建設(shè)工程有限公司及中建三局集團(tuán)有限公司，承包工程范圍主要包括基礎(chǔ)工程、鋼筋工程、砼工程、砌筑工程、防水工程、屋面以及精裝修工程。根據(jù)該項(xiàng)目實(shí)際施工狀況對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行深入探究。

2.1 混凝土配置技術(shù)

在施工過(guò)程中，配置混凝土是最基礎(chǔ)的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)看似簡(jiǎn)單，卻關(guān)乎整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平，施工人員在配置混凝土的過(guò)程中根據(jù)相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)格操作，以項(xiàng)目工程實(shí)際需求為主，對(duì)施工所需材料進(jìn)行準(zhǔn)確配比，確保砂石、水泥、膠合劑以等各種原材料比例的準(zhǔn)確性，依據(jù)制定的配置流程進(jìn)行制作。例如：在對(duì)砂石進(jìn)行配置時(shí)，攪拌混凝土之前要精準(zhǔn)測(cè)量出砂石含量，以此明確其配比狀況。在明確混凝土各項(xiàng)原材料的比例之后，首先要進(jìn)行試驗(yàn)，如果調(diào)配出來(lái)的混凝土滿足工程的要求，方可調(diào)配大量混凝土，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)翡翠林溪花園項(xiàng)目在施工過(guò)程中混凝土含水量控制在1.0%以內(nèi)，氯離子含量不超過(guò)0.06%，各項(xiàng)參數(shù)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 混凝土澆搗技術(shù)

混凝土施工的過(guò)程的質(zhì)量控制，從原材料源頭嚴(yán)把進(jìn)場(chǎng)關(guān)口，科學(xué)經(jīng)濟(jì)合理的配制混凝土配合比，在混凝土攪拌、運(yùn)輸、塌落度和水灰比檢測(cè)等方面，嚴(yán)格執(zhí)行每工作班至少抽樣檢查兩次混凝土塌落度，在澆筑過(guò)程中按照標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)的施工設(shè)備，以此確保澆筑過(guò)程的連續(xù)性，并隨時(shí)檢查現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑的方法和質(zhì)量、振搗方式、澆筑高度、施工縫的留置情況。如果澆筑的為基礎(chǔ)底板類(lèi)型混凝土結(jié)構(gòu)，受到其厚度影響在澆筑時(shí)需要采取相應(yīng)散熱措施，以免基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)溫度變化較大，增加溫差進(jìn)而引發(fā)底板裂縫，如果對(duì)建筑墻體混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑一定要確保澆筑的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，盡可能強(qiáng)化墻體的施工質(zhì)量[2]。值得注意的是在澆筑之前，可將相同砂漿澆筑于墻體底部，隨后對(duì)墻體進(jìn)行分層澆筑。振搗是混凝土澆筑的重要環(huán)節(jié)，振搗設(shè)備等因素均會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，所以在施工過(guò)程中根據(jù)混凝土厚度選擇相應(yīng)振搗設(shè)備，其中混凝土板厚度小于30 cm 通常選擇平板振動(dòng)器，倘若澆筑面積比較小可以選擇插入式振動(dòng)棒。另外，在使用插入式振動(dòng)棒時(shí)，振動(dòng)棒與混凝土表層保持垂直狀態(tài)，并且遵循快插慢拔的原則，同時(shí)確保插點(diǎn)排列的均勻性，按照插點(diǎn)順序逐一移動(dòng)，真正做到均勻振實(shí)。需要注意在移動(dòng)振動(dòng)棒過(guò)程中應(yīng)該控制好間距，確保移動(dòng)間距小于振動(dòng)棒作用半徑的1.5倍，也就是30～40 cm 最佳，在對(duì)上一層進(jìn)行振搗時(shí)，振動(dòng)棒應(yīng)該插入下一層5～10 cm 處，確保兩層混凝土黏合。

2.3 混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)

后期混凝土的養(yǎng)護(hù)同樣對(duì)混凝土的質(zhì)量有著重要影響，科學(xué)選擇養(yǎng)護(hù)方式可以從根本上提升混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能。現(xiàn)階段混凝土膨脹劑使用較多，嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范施工，混凝土澆筑完成后，檢查是否按施工技術(shù)方案進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，是否在其表面覆蓋一層塑料薄膜或者草席，并結(jié)合工程實(shí)際情況適當(dāng)灑水確保表層濕潤(rùn)度，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期養(yǎng)護(hù)效果。施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢查，按規(guī)范要求隨機(jī)留取混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊和同條件養(yǎng)護(hù)試塊，但是針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)需要注意以下問(wèn)題：首先，混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)該不少于28天；其次，如若混凝土可塑性不高，應(yīng)該在澆筑灑水之前開(kāi)展相應(yīng)的噴霧養(yǎng)護(hù)工作，相反如果混凝土可塑性良好，混凝土澆筑后6～16 h 以內(nèi)進(jìn)行灑水；最后，確保混凝土養(yǎng)護(hù)工作連續(xù)性，保持表面濕度，否則會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施工效果產(chǎn)生不良影響[3]。

3 控制土木工程建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的有效措施

3.1 確保原材料配置工作的科學(xué)性，合理選擇攪拌技術(shù)

3.1.1 原材料科學(xué)配比

建筑工程類(lèi)型不同其對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的要求也就存在較大差異，為此需要施工人員根據(jù)工程實(shí)際狀況，科學(xué)開(kāi)展混凝土原材料的配比工作，確保材料使用的合理性，進(jìn)而滿足各項(xiàng)施工要求。另外，混凝土中往往會(huì)加入一定比例的硅粉，這就無(wú)形當(dāng)中加劇了混凝土的自縮狀況，極易對(duì)混凝土質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，為此必須要科學(xué)使用配比，而非采用不規(guī)范手段控制混凝土結(jié)構(gòu)的自縮值[4]。

3.1.2 合理選用攪拌技術(shù)

在配置混凝土?xí)r，不僅要做好原材料的選用工作，同時(shí)還應(yīng)該科學(xué)選擇攪拌技術(shù)，旨在進(jìn)一步提升混凝土的應(yīng)用性能。所以技術(shù)人員需要提升攪拌技術(shù)的重視程度，加大此環(huán)節(jié)的監(jiān)督力度，充分發(fā)揮出混凝土的最大性能。攪拌工作嚴(yán)格按照相應(yīng)投料順序進(jìn)行，控制好各原材料的用量及攪拌時(shí)間、速度等。攪拌過(guò)程中，工作人員添加添加劑的時(shí)候一定要攪拌均勻，這樣混凝土才能滿足施工要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 把控好混凝土的溫度應(yīng)力

3.2.1 降低水泥使用量

眾所周知，水泥與水混合后發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量，而在混凝土表層參數(shù)的影響下造成水泥的熱量不能得以釋放且全部集中于混凝土內(nèi)部，由此產(chǎn)生溫度應(yīng)力。要想真正降低溫度應(yīng)力就應(yīng)該從根源入手，充分考慮水泥產(chǎn)生的影響減少水泥使用量，以此降低混凝土當(dāng)中的部分熱量，例如使用其他材料來(lái)代替水泥或者在混凝土中摻入一定劑量的高效減水劑等。另外，提升混凝土攪拌技術(shù)水平，確?；炷林懈鞣N原材料得到充分?jǐn)嚢?，將其中的熱量最大限度地釋放出?lái)。現(xiàn)階段我國(guó)科技水平快速發(fā)展，水泥種類(lèi)也隨之增加，礦渣水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等低熱水泥應(yīng)運(yùn)而生，上述這些水泥熱量普遍低于普通水泥，可以用這些水泥代替，進(jìn)而有效控制混凝土產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。

3.2.2 有效控制混凝土澆筑的溫度

上述已經(jīng)講到，混凝土在澆筑時(shí)溫度會(huì)受到外界環(huán)境溫度的影響，倘若在施工過(guò)程中澆筑溫度變化較大勢(shì)必會(huì)對(duì)混凝土溫度產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)溫度應(yīng)力，為此澆筑混凝土盡量避免在溫度過(guò)高時(shí)進(jìn)行作業(yè)，尤其是大體積混凝土澆筑，倘若無(wú)法避免，就應(yīng)該采取相應(yīng)措施進(jìn)行降溫處理或者在澆筑之前對(duì)混凝土予以冷卻，將其溫度控制在最佳范圍當(dāng)中。

3.3 控制好地基對(duì)混凝土產(chǎn)生的約束力

3.3.1 弱化混凝土內(nèi)部約束力

混凝土施工過(guò)程中，混凝土內(nèi)部的溫度會(huì)大大加劇混凝土自身固有的內(nèi)部約束力，要想從根本減少其內(nèi)部約束力需要降低混凝土的內(nèi)外溫差，例如采用蓄水法、覆蓋法等手段有效控制混凝土內(nèi)、外部溫度之間的差異，只有這樣才能控制好混凝土的內(nèi)部約束力[5]。

3.3.2 降低外部約束力

在澆筑混凝土過(guò)程中，大面積澆筑會(huì)導(dǎo)致混凝土厚度過(guò)大，以此對(duì)地基產(chǎn)生相應(yīng)的約束力，所以應(yīng)該全方位、多角度出發(fā)降低不必要的混凝土厚度，例如：可以在建筑筏板及地面約束的接觸面之間設(shè)置大面積滑動(dòng)層，以便弱化對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的約束力，從而緩解溫度應(yīng)力，避免后期產(chǎn)生裂縫而影響施工質(zhì)量[6]。

3.4 進(jìn)一步強(qiáng)化混凝土抗裂性

第一，摻入一定比例的增強(qiáng)材料，在原材料配比不變的基礎(chǔ)上摻入一定比例的增強(qiáng)材料，以便進(jìn)一步提升混凝土強(qiáng)度，其中增強(qiáng)材料主要為金屬纖維材料以及無(wú)機(jī)纖維材料兩種類(lèi)型，將其中任意一種加入原材料中既可以強(qiáng)化混凝土強(qiáng)度，且有助于其耐拉性的提升，從根本上提升混凝土抗裂性能。第二，摻入一定添加劑，為了提升混凝土質(zhì)量，避免裂縫產(chǎn)生，需要摻入適量添加劑以此改善混凝土的收縮狀況，在此基礎(chǔ)上針對(duì)其膨脹率進(jìn)行試驗(yàn)，確?；炷僚蛎浡士刂圃谠试S范圍內(nèi)，這樣才不會(huì)出現(xiàn)收縮或者變形狀況，值得注意的是應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際狀況合理選擇添加劑，控制好膨脹率。第三，加入配筋，在混凝土澆筑過(guò)程中適當(dāng)加入一定比例的配筋可以提升混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)提升混凝土強(qiáng)度和抗裂性的目的，避免裂縫問(wèn)題發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

要想不斷提高土木工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)水平應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行全面系統(tǒng)分析和實(shí)踐，進(jìn)一步提升應(yīng)用水平，同時(shí)根據(jù)不同類(lèi)型工程項(xiàng)目的規(guī)范及要求對(duì)混凝土施工內(nèi)容進(jìn)行完善，并制定與之相適應(yīng)的操作流程，加大混凝土結(jié)構(gòu)問(wèn)題研究，采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，以土木工程建筑規(guī)范要求為核心，科學(xué)選擇混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，并以此為前提擬定管理計(jì)劃，將混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)最大限度地發(fā)揮出來(lái)，確保土木工程建筑質(zhì)量，循序漸進(jìn)地提升施工效率。