混凝土澆筑施工技術(shù)在中高層建筑工程中的運(yùn)用研究

趙占飛，張勇周

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070）

1 引言

數(shù)據(jù)顯示，2021年我國是世界范圍內(nèi)水泥產(chǎn)量最多的國家，水泥產(chǎn)量達(dá)2.36×109t，較第二名的印度高出近2×109t。巨大的水泥產(chǎn)量意味著我國建筑領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮?，也表明了混凝土材料在建筑施工中的重要性。我國諸多學(xué)者針對大體積混凝土澆筑施工技術(shù)展開研究，一定程度上促進(jìn)了我國混凝土澆筑施工技術(shù)的發(fā)展。

本文基于某項(xiàng)目案例，對混凝土澆筑施工技術(shù)的優(yōu)化方法進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)混凝土澆筑施工工藝較為復(fù)雜，涉及混凝土材料配制、模板施工、鋼筋施工、混凝土澆筑施工、混凝土振搗施工、留縫施工等內(nèi)容，掌握各項(xiàng)內(nèi)容的技術(shù)要點(diǎn)并進(jìn)行規(guī)范操作，可有效保障工程項(xiàng)目施工質(zhì)量，滿足工程項(xiàng)目建設(shè)建設(shè)需求。

2 項(xiàng)目概況

某高層住宅二期建筑工程的整體建筑面積共55 464.65 m2，涉及4個(gè)建筑單體，分別為1～4號(hào)樓，均為剪力墻結(jié)構(gòu)。其中，1號(hào)樓單體建筑面積5 654 m2，2號(hào)樓單體建筑面積5 766 m2，3號(hào)樓單體建筑面積15 457 m2，4號(hào)樓單體建筑面積6 456 m2。除4個(gè)單體住宅樓外，該工程地下車庫面積為22 131.65 m2。在該工程中，最高樓層為31層，建筑物最高為91.5 m。

3 混凝土澆筑施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 混凝土材料配合比優(yōu)化要點(diǎn)與攪拌方式

施工中應(yīng)用的混凝土材料配合比不合理會(huì)導(dǎo)致不良后果，如使用泵送方式傳輸配合比不恰當(dāng)?shù)幕炷敛牧蠒r(shí)，會(huì)因材料自身黏度存在不足而產(chǎn)生離析現(xiàn)象。一旦施工團(tuán)隊(duì)使用已出現(xiàn)離析問題的混凝土材料，會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫及蜂窩[1]。因此，混凝土材料中各組成成分的配合比控制是混凝土配制中的關(guān)鍵。

一般來說，如果工程在建設(shè)期間選擇在工廠完成混凝土拌和，在預(yù)拌混凝土前，應(yīng)以施工現(xiàn)場的實(shí)際情況和混凝土強(qiáng)度要求為依據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)，以確定最恰當(dāng)?shù)幕炷猎牧吓浜媳?，確?；炷敛牧系馁|(zhì)量。為保障中高層建筑混凝土材料性能滿足要求，在大量生產(chǎn)預(yù)拌混凝土前，應(yīng)待混凝土試件完全凝結(jié)后，對其硬度等性能參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保其滿足使用需求后方可按此配合比進(jìn)行混凝土材料的生產(chǎn)。

水泥是混凝土材料中最重要的原料，工作人員需要注重水泥材料的選擇，如果水泥材料自身的水化熱較高，會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑后產(chǎn)生裂縫?；诖?，應(yīng)選擇水化熱較低的水泥，如硅酸鹽水泥。此外，還應(yīng)注重水灰比的科學(xué)配置，通常為1∶2。本案例選取混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)為C30，其在配合比試驗(yàn)后，將混凝土中主要材料的配合比確定為石子1 252 kg、砂子512 kg、水泥461 kg、水175 kg，即2.72∶1.11∶1∶0.38。另外，在制造預(yù)拌混凝土材料過程中，各種組合成分的投放應(yīng)按照一定的順序，具體如圖1所示。將所有材料投放至攪拌機(jī)中，即可進(jìn)行攪拌，一般情況下，攪拌時(shí)間應(yīng)超過3 min。

圖1 混凝土材料攪拌各材料投放順序

在此案例中，采取泵送形式進(jìn)行混凝土材料運(yùn)輸，同時(shí)，為滿足設(shè)計(jì)要求，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對坍落度進(jìn)行控制。本案例項(xiàng)目各樓層混凝土材料的坍落度按表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。

表1 各個(gè)樓層的混凝土材料坍落度

未完全凝結(jié)的混凝土材料具有一定的流動(dòng)性，故在混凝土澆筑過程中，模板是必不可少的裝置。相關(guān)主體除秉持科學(xué)、嚴(yán)格的理念進(jìn)行模板施工設(shè)計(jì)外，還應(yīng)注重后續(xù)拆除模板環(huán)節(jié)。如果模板拆除復(fù)雜或拆除方法不當(dāng)，混凝土結(jié)構(gòu)將受到損壞。另外，在模板安裝期間，為避免裂縫產(chǎn)生，需采取有效措施使模板安裝牢固和緊密，防止混凝土從模板中溢出。

總體而言，在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，應(yīng)將設(shè)計(jì)方案作為重要基準(zhǔn)。如在進(jìn)行混凝土模板制作和安裝時(shí)，應(yīng)以模板制作標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，同時(shí)與中高層建筑項(xiàng)目的實(shí)際情況和建造要求有機(jī)結(jié)合，做好模板質(zhì)量控制工作，確保模板裝置真正發(fā)揮效能。

3.3 鋼筋施工技術(shù)要點(diǎn)

鋼筋施工在混凝土施工中具有重要作用，只有應(yīng)用高水平的鋼筋施工技術(shù)，才能提升混凝土結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，從而有效保證項(xiàng)目整體質(zhì)量。在鋼筋施工環(huán)節(jié)，建設(shè)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)注重以下施工要點(diǎn)：

1）相關(guān)主體應(yīng)全方位掌握施工期間所需鋼筋材料的數(shù)量、質(zhì)量及類型。在應(yīng)用鋼筋材料前，應(yīng)對其進(jìn)行仔細(xì)檢查，避免存在質(zhì)量問題的鋼筋材料混入工程之中。

2）在鋼筋施工期間，鋼筋材料需彼此搭接，因此，鋼筋搭接點(diǎn)位的施工同樣是重點(diǎn)。在施工過程中，施工人員應(yīng)始終注重相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)，及時(shí)消除與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不相符的問題。在進(jìn)行多根鋼筋連接時(shí)，可使用焊接技術(shù)，注重焊縫和焊點(diǎn)的控制，以避免焊接不牢情況的發(fā)生。

3.4 混凝土澆筑技術(shù)要點(diǎn)

施工期間，非工作人員應(yīng)注重檢查并確認(rèn)建筑結(jié)構(gòu)中預(yù)埋構(gòu)件的有關(guān)參數(shù)，以此確?；炷翝仓蟮挠捕取⒒炷翝仓w積及澆筑位置的合理性[2]。在澆筑前，建設(shè)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)做好混凝土澆筑位置的清理工作，將其中存在的石塊、砂礫等雜物徹底清除。進(jìn)行清潔工作時(shí)，應(yīng)確保澆筑位置的下層基礎(chǔ)保持干燥狀態(tài)，切忌存留水分，影響施工質(zhì)量。

在本案例中，施工團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行混凝土的澆筑時(shí)選取分層澆筑法，具體如圖2所示。在澆筑過程中，澆筑厚度以施工方案和施工圖紙中的標(biāo)準(zhǔn)和要求為準(zhǔn)，在使用分層澆筑法時(shí)澆筑順序由低至高。

圖2 混凝土分層澆筑示意圖

中高層建筑工程施工中，混凝土澆筑結(jié)構(gòu)不同對混凝土澆筑施工技術(shù)應(yīng)用要求也不同。這就需要相關(guān)工作人員根據(jù)具體情況合理使用混凝土澆筑施工技術(shù)，保證技術(shù)應(yīng)用科學(xué)、準(zhǔn)確、到位。例如，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)澆筑施工過程中，外墻、樓板澆筑面積較大，需要以分層或分段澆筑形式進(jìn)行大體積混凝土澆筑，且施工過程中應(yīng)遵循先外墻、再內(nèi)墻、后樓板順序進(jìn)行施工。本案例外墻混凝土澆筑選用分層澆筑法，分別采用30 mm、50 mm的混凝土振搗器進(jìn)行操作。澆筑前，為減少蜂窩問題，先對底部進(jìn)行填充處理，澆筑過程中，嚴(yán)格控制振搗器移動(dòng)間距，通?？刂圃?2 cm（30 mm混凝土振搗器）或18 cm內(nèi)（50 mm混凝土振搗器），靠近側(cè)模時(shí)，振搗器應(yīng)與側(cè)模保持5～10 cm的間距。

墻下條形基礎(chǔ)是房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)重要組成部分，在維護(hù)房屋建筑穩(wěn)定性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。由于本案例荷載較大，為滿足建筑工程的建設(shè)需求，需要使用鋼筋混凝土材料，施工期間設(shè)計(jì)運(yùn)用條形混凝土基礎(chǔ)，同時(shí)合理配置縱橫向鋼筋。施工過程中，要求墊層厚度＞70 mm，受力鋼筋間距控制在100～200 mm，保護(hù)層厚度＞40 mm，如未設(shè)置墊層，需要增加保護(hù)層厚度，一般不小于70 mm。臺(tái)階澆筑應(yīng)保證一次性澆筑成功，以免基礎(chǔ)澆筑施工過程中發(fā)生混凝土裂隙問題，降低臺(tái)階混凝土澆筑質(zhì)量。剪力墻澆筑時(shí)本案例以流水線方式作業(yè)，為保證澆筑質(zhì)量達(dá)標(biāo)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制澆筑厚度，同時(shí)做好壓實(shí)、縫隙處理等工作。

3.5 混凝土振搗技術(shù)要點(diǎn)

當(dāng)混凝土澆筑工作結(jié)束后，為提升混凝土密實(shí)度，施工團(tuán)隊(duì)還應(yīng)注重混凝土振搗技術(shù)的應(yīng)用。在混凝土成型后，需由專業(yè)人員控制混凝土的振搗施工過程，確?；炷翢o氣泡。本案例混凝土振搗施工主要采用人工振搗與機(jī)械振搗相結(jié)合的形式，根據(jù)施工要求，選取相應(yīng)的振搗機(jī)械完成振搗施工，從而實(shí)現(xiàn)了混凝土施工質(zhì)量的優(yōu)化。同時(shí)，為確保振搗施工水平，在運(yùn)行振搗機(jī)械時(shí)，其運(yùn)用區(qū)間應(yīng)小于振搗區(qū)域半徑的1/2。

3.6 留縫技術(shù)要點(diǎn)

在混凝土澆筑施工期間，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)注重結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防，一旦產(chǎn)生裂縫，建筑整體性能和穩(wěn)定性將受到不良影響。所以，施工時(shí)需確保混凝土材料澆筑的連續(xù)性[3]。由于中高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高，無法實(shí)現(xiàn)大面積連續(xù)澆筑作業(yè)，為保證每一部分澆筑工作的質(zhì)量，施工人員需在建筑恰當(dāng)位置進(jìn)行留縫處理，以防建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。留縫技術(shù)的應(yīng)用效果與建設(shè)團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)存在密切聯(lián)系，通過施工縫的精準(zhǔn)定位和預(yù)留，能有效提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一般而言，混凝土剪切力相對較低的位置更適宜進(jìn)行施工縫預(yù)留，如圖3所示。

圖3 留縫位置示意圖

3.7 溫度控制要點(diǎn)

混凝土澆筑施工技術(shù)應(yīng)用過程中，溫度是影響其質(zhì)量的重要因素之一。例如，利用同等材料進(jìn)行混凝土攪拌，溫度越高混凝土拌和物坍落度越小，要獲得同等坍落度，需要在混凝土攪拌過程中適當(dāng)增加用水量。又如，低溫環(huán)境下混凝土澆筑后，混凝土表面的水受溫度影響可能轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，這在一定程度上將增加了混凝土體積，對混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生影響，而冰受熱融化后，又會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，影響混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。因此，做好混凝土澆筑施工溫度控制至關(guān)重要。本案例針對溫度控制問題，要求夏季盡可能避免高溫天氣施工；當(dāng)溫度超過25℃時(shí)啟動(dòng)混凝土養(yǎng)護(hù)方案；冬季施工做好保溫工作，通過火爐加熱、蒸汽加熱等方式方法降低低溫影響；當(dāng)溫度低于-10℃時(shí)，根據(jù)工項(xiàng)目實(shí)際情況適當(dāng)對原材料進(jìn)行加熱處理。

4 結(jié)論

在中高層建筑中，樓層越高對混凝土澆筑施工技術(shù)的要求越高，因此，建筑施工團(tuán)隊(duì)必須注重各施工環(huán)節(jié)施工要點(diǎn)的把控，不斷探尋更先進(jìn)的施工技術(shù)。

1）建筑企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步分析與探討國內(nèi)其他中高層建筑工程項(xiàng)目中混凝土澆筑施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因，并從中吸取經(jīng)驗(yàn)，明確質(zhì)量控制要點(diǎn)。

2）建筑企業(yè)需嚴(yán)格檢查并監(jiān)督中高層建筑工程項(xiàng)目中混凝土澆筑施工的每項(xiàng)技術(shù)環(huán)節(jié)，及時(shí)修正與完善不符合施工要求的施工內(nèi)容，以此提升施工質(zhì)量。