混凝土與鋼結(jié)構(gòu)工程中的建筑工程施工技術(shù)探究

摘 要：在城市化進(jìn)程不斷加快的情況下，建筑行業(yè)進(jìn)入到全新的發(fā)展階段，建筑的結(jié)構(gòu)形式和施工技術(shù)得到了創(chuàng)新。混凝土與鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中最為常見的結(jié)構(gòu)形式，其施工質(zhì)量與建筑工程整體的質(zhì)量存在密切關(guān)聯(lián)。文章從混凝土與鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)出發(fā)，對(duì)現(xiàn)代建筑中常見的混凝土與鋼結(jié)構(gòu)核心筒形式進(jìn)行了闡述，并結(jié)合工程案例，探討混凝土與鋼結(jié)構(gòu)中的建筑工程施工技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)果顯示，通過(guò)對(duì)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用，能夠提高工程的施工效率，保障工程的施工質(zhì)量和施工安全。

關(guān)鍵詞：混凝土與鋼結(jié)構(gòu)；優(yōu)勢(shì)；建筑工程項(xiàng)目；施工技術(shù)文章編號(hào)：2095-4085（2024）10-0239-03

0 前言

伴隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)建筑工程項(xiàng)目的數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，混凝土與鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑工程中也得到了越發(fā)廣泛的應(yīng)用，結(jié)構(gòu)與建筑整體的質(zhì)量安全關(guān)聯(lián)密切。而在混凝土與鋼結(jié)構(gòu)施工中，包含了大量的施工技術(shù)，需要相關(guān)工作人員結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，做好對(duì)于施工技術(shù)的研究和創(chuàng)新，以保障建筑工程施工建設(shè)水平的提高。

1 混凝土與鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 混凝土結(jié)構(gòu)

1.1.1 優(yōu)點(diǎn)

一是具備良好的抗震、抗風(fēng)以及防火性能，在面對(duì)自然災(zāi)害或者火災(zāi)時(shí)，可以提供良好的保護(hù)能力。二是混凝土結(jié)構(gòu)可以承受較大的負(fù)荷，使用壽命可以到達(dá)數(shù)十年。三是混凝土結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性較強(qiáng)，不需要經(jīng)常檢查和維護(hù)，因此維護(hù)成本相對(duì)較低。

1.1.2 缺點(diǎn)

一是施工難度較大，混凝土結(jié)構(gòu)的施工需要用到各種設(shè)施設(shè)備，消耗的人力資源和時(shí)間較大，澆筑完成后還需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。二是混凝土結(jié)構(gòu)本身的厚度相對(duì)較大，在高層建筑中，結(jié)構(gòu)自重大，對(duì)于基礎(chǔ)的承載能力和穩(wěn)定性要求較高。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)

1.2.1 優(yōu)點(diǎn)

一是施工速度快，結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在工廠中提前完成預(yù)制工作，然后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配，施工速度較快且操作簡(jiǎn)單。二是結(jié)構(gòu)自重相比較混凝土結(jié)構(gòu)要輕很多，可以減輕建筑基礎(chǔ)的負(fù)擔(dān)，從而保障基礎(chǔ)乃至建筑整體的穩(wěn)定性。三是鋼結(jié)構(gòu)的施工周期短，能夠有效地節(jié)約人力物力資源消耗，有著非常顯著的資金效益。

1.2.2 缺點(diǎn)

一是鋼結(jié)構(gòu)本身容易受到氣候和環(huán)境條件的影響，出現(xiàn)銹蝕的問(wèn)題，影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。二是結(jié)構(gòu)本身對(duì)于自然災(zāi)害和火災(zāi)等事故的抵抗能力相對(duì)較差，容易出現(xiàn)損壞，需要做好及時(shí)有效的加固和修繕處理。三是鋼結(jié)構(gòu)更容易傳導(dǎo)噪聲，對(duì)于內(nèi)部人員的工作和生活影響較大，需要加強(qiáng)防噪聲處理^［1］。

2 混凝土與鋼結(jié)構(gòu)核心筒概述

核心筒指建筑中間部分，包含了樓梯、通風(fēng)井、電梯井、電纜井等形成的筒形結(jié)構(gòu)，其在建筑中整體呈現(xiàn)為外框內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)形式，一般是使用鋼筋混凝土澆筑完成。核心筒結(jié)構(gòu)本身具備良好的受力情況和抗震性，也因此被廣泛地應(yīng)用在高層及超高層建筑中。核心筒能夠?yàn)榻ㄖ?nèi)部提供更大的使用空間，使得輔助性和服務(wù)性空間能夠朝著中間位置聚集，為主功能空間提供最好的采光和通風(fēng)位置，保障了建筑內(nèi)部交通的便捷性。

對(duì)于鋼筋混凝土核心筒—鋼框架結(jié)構(gòu)而言，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于水平側(cè)立的有效抵抗，不過(guò)受材料本身特點(diǎn)的影響，不同構(gòu)件在截面上存在較大差異，其中，鋼筋混凝土核心筒部分相比較鋼框架有著更大的抗側(cè)向剛度，在建筑主體高度增加的情況下，核心筒結(jié)構(gòu)需要承受的水平荷載比重也會(huì)隨之增大。鋼框架部分承擔(dān)的主要是豎向荷載，也包含了一定的水平荷載，在建筑主體高度增加的情況下，其承擔(dān)的水平荷載比重會(huì)下降，而且鋼材本身極高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，也可以減少柱體界面，使得建筑能夠具備更大的使用面積。需要注意的是，在建筑工程設(shè)計(jì)施工中，如果盲目增加核心筒的剛度，會(huì)導(dǎo)致鋼框架結(jié)構(gòu)弱化，如果遭遇地震，混凝土墻體會(huì)發(fā)生開裂，降低結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度，這種情況下，鋼框架需要承擔(dān)大量的水平荷載，一旦荷載超出了結(jié)構(gòu)和材料的承載極限，可能造成嚴(yán)重破壞，甚至導(dǎo)致建筑整體的倒塌^［2］。

3 混凝土與鋼結(jié)構(gòu)工程中的建筑工程施工技術(shù)

3.1 工程概況

某高層商業(yè)建筑項(xiàng)目建筑面積49 352m²，地上建筑面積33 707.29m²，地下建筑面積15 644.8m²，總建筑面積占地3 520.73m²。項(xiàng)目采用混凝土與鋼結(jié)構(gòu)混合形式，地下室為混凝土H型鋼勁性柱-框架剪力墻結(jié)構(gòu)，上部為PEC部分包覆鋼-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系，核心筒采用鋁模+爬架工藝，裝配率70%以上。核心筒外采用免支撐鋼筋桁架樓承板、預(yù)制鋼-混組合梁柱、預(yù)制鋼梁、鋼樓梯、預(yù)制內(nèi)墻板、減震阻尼器等部品部件，實(shí)現(xiàn)樓棟免支模快速拼裝，有效減少項(xiàng)目整體施工工期。

結(jié)合工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃情況分析，在施工中，存在著幾個(gè)比較顯著的特點(diǎn)：一是工程量巨大，作業(yè)面廣，交叉工序眾多；二是現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)空間有限，施工環(huán)節(jié)必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)組織管理。三是工藝復(fù)雜，施工專業(yè)化水平較高，需要做好不同施工環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作。

3.2 施工技術(shù)

3.2.1 混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

（1）混凝土配比技術(shù)?；炷僚浔葘?duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量有著直接影響，需要工程技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際情況，做好相應(yīng)的混凝土配比設(shè)計(jì)工作，以保障混凝土的性能和質(zhì)量達(dá)標(biāo)。從實(shí)踐的角度，一是應(yīng)該在專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室中，進(jìn)行混凝土配比試驗(yàn)，要求在試驗(yàn)中使用的各種材料性能達(dá)標(biāo)。二是考慮施工現(xiàn)場(chǎng)不可能真正達(dá)到試實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，需要在試驗(yàn)獲取的混凝土配比基礎(chǔ)上，做好適當(dāng)?shù)膬?yōu)化調(diào)整。對(duì)照工程的實(shí)際情況，混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到C30以上，最終確定的混凝土配比為水泥∶砂∶石子∶水=1∶1.11∶2.72∶0.38。

現(xiàn)場(chǎng)混凝土攪拌環(huán)節(jié)，應(yīng)該加強(qiáng)混凝土和易性控制，確保不會(huì)出現(xiàn)振搗不實(shí)或者混凝土離析的問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)加入高效減水劑的方式，規(guī)避混凝土可能出現(xiàn)的蜂窩、孔洞等質(zhì)量缺陷^［3］。

（2）混凝土澆筑技術(shù)?；炷翝仓鞘┕そY(jié)構(gòu)施工的核心環(huán)節(jié)，需要關(guān)注幾個(gè)方面的內(nèi)容：一是在對(duì)混凝土進(jìn)行泵送的過(guò)程中，需要做到勻速慢速，保障泵送效果的基礎(chǔ)上，逐步提升泵送速度。二是如果混凝土停留在泵管內(nèi)，高溫環(huán)境下停留的時(shí)間不能超過(guò)25min，低溫環(huán)境下停留的時(shí)間不能超過(guò)30min，以4min為間隔，對(duì)泵管進(jìn)行抖動(dòng)。三是混凝土澆筑采用了分層澆筑的形式，每一層澆筑的高度為50cm。三是在實(shí)施分層澆筑的同時(shí)，需要做好混凝土振搗作業(yè)，確保在當(dāng)前層混凝土振搗完成，滿足施工方案要求后，才能進(jìn)行下一層的澆筑。四是振搗環(huán)節(jié)，振搗棒需要插入到下層混凝土中，深度控制在5cm左右，推動(dòng)上下層混凝土的有效結(jié)合。

（3）混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)。混凝土養(yǎng)護(hù)會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的成型效果和質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，而在混凝土結(jié)構(gòu)形式不同的情況下，采用的養(yǎng)護(hù)方式也會(huì)有所差異。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，常用的混凝土養(yǎng)護(hù)方式有三種：一是自然養(yǎng)護(hù)，在自然條件下，通過(guò)灑水保濕的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，初期灑水養(yǎng)護(hù)需要在混凝土澆筑完成后的12～18h左右進(jìn)行，如果是夏季，氣溫較高，為了防范溫差裂縫，可以鋪設(shè)隔溫被。硅酸鹽水泥混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于14d，其他水泥混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于21d。二是蓄水養(yǎng)護(hù)，適用于體量較大的建筑，其基本原理，是在混凝土表面布設(shè)水管澆水，對(duì)設(shè)計(jì)混凝土表面進(jìn)行覆蓋，配合抽水設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這種養(yǎng)護(hù)方法操作簡(jiǎn)單，不過(guò)需要提前準(zhǔn)備相應(yīng)的材料和設(shè)備。三是蓄熱養(yǎng)護(hù)，在混凝土表面覆蓋保溫材料，對(duì)溫度進(jìn)行控制，適用于氣溫較低的冬季。

（4）混凝土裂縫控制技術(shù)。結(jié)合工程的實(shí)際情況，從控制結(jié)構(gòu)開裂問(wèn)題的角度，可以在施工前，做好相應(yīng)的澆筑溫度、溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力計(jì)算，確定好施工環(huán)節(jié)混凝土的溫度控制指標(biāo)。例如，在夏季，混凝土入模前，必須將模板、鋼筋和環(huán)境溫度控制在40℃以下，混凝土的入模溫度不能超過(guò)30℃，確保最大溫升不能超過(guò)50℃。結(jié)合工程的實(shí)際情況，在混凝土裂縫控制中，于地下室側(cè)墻采用分倉(cāng)澆筑的形式，澆筑長(zhǎng)度不超過(guò)16m，間隔時(shí)間不低于7d。

3.2.2 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

（1）螺栓裝配技術(shù)。在鋼結(jié)構(gòu)施工中，螺栓裝配是非常重要的，其對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性影響巨大。從施工人員的角度，應(yīng)該加強(qiáng)裝配技術(shù)和施工質(zhì)量把控，嚴(yán)格依照技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行操作。螺栓裝配的核心技術(shù)要點(diǎn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在針對(duì)螺栓進(jìn)行預(yù)埋以及安裝時(shí)，需要做好螺栓位置的審查，確保誤差不超過(guò)允許范圍。二是螺栓裝配環(huán)節(jié)，需要對(duì)螺栓和螺母的對(duì)接情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，兩者的穿入方向必須做到相互匹配，如果出現(xiàn)螺栓難以穿入的問(wèn)題，則需要借助專門的工具進(jìn)行處理。

（2）吊裝技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)包括了鋼梁和鋼柱的吊裝，以鋼柱的吊裝為例，需要施工人員對(duì)照施工方案的要求，確定好鋼柱吊裝的具體順序，從主體結(jié)構(gòu)到樓板結(jié)構(gòu)依次吊裝。鋼柱吊裝可能會(huì)影響地面預(yù)埋螺栓，因此需要提前做好必要的防護(hù)工作，避免預(yù)埋螺栓遭到破壞。第一節(jié)鋼柱的吊裝非常關(guān)鍵，應(yīng)該選擇接耳板螺旋孔作為吊點(diǎn)，并對(duì)墊板以及鋼楔的具體位置進(jìn)行調(diào)節(jié)^［4］。

（3）焊接技術(shù)。結(jié)合工程的實(shí)際情況，在鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)環(huán)節(jié)，一是應(yīng)該對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行提前清理，確保其表面干凈整潔。二是可以提前使用熱烤槍，做好鋼結(jié)構(gòu)預(yù)熱工作，使得其表面溫度能夠滿足焊接的要求。三是焊縫表面必須做到平整光滑，確保不存在孔隙、蜂窩、虛焊等質(zhì)量方面的問(wèn)題。四是在焊接施工中，如果發(fā)現(xiàn)有瑕疵的存在，必須及時(shí)進(jìn)行處理，不能忽視一些細(xì)微問(wèn)題。五是為切實(shí)保障焊接的質(zhì)量，在焊接前，需要進(jìn)行必要的試驗(yàn)。

3.3 注意事項(xiàng)

3.3.1 做好技術(shù)交底

從保障建筑整體施工效果的角度，在施工前，技術(shù)交底工作不可或缺。通過(guò)有效的技術(shù)交底，可以幫助施工人員準(zhǔn)確把握設(shè)計(jì)施工圖紙的內(nèi)容及要點(diǎn)，將施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。交底工作實(shí)施環(huán)節(jié)，必須保障流程的規(guī)范性，要求設(shè)計(jì)人員、技術(shù)人員和監(jiān)理人員都能夠參與進(jìn)來(lái)，對(duì)項(xiàng)目施工中涉及的技術(shù)條件、工藝流程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行討論，對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確說(shuō)明，避免交底不清影響正常施工的情況。

3.3.2 關(guān)注核心筒作業(yè)

建筑核心筒必須具備良好的整體性，其寬度不能小于自身高度的1/12，如果筒體結(jié)構(gòu)中設(shè)置有相應(yīng)的剪力墻、角筒又或者增強(qiáng)構(gòu)建，則可以適當(dāng)放寬對(duì)核心筒寬度的要求。而在工程施工建設(shè)中，為保障核心筒的整體性和穩(wěn)定性，需要注意以下內(nèi)容：

一是在進(jìn)行墻肢布置時(shí)，需要保證均勻性和對(duì)稱性。二是在核心筒角部，應(yīng)該盡量避免開洞作業(yè)，如果必須開洞，需要確保筒角內(nèi)部與洞口的距離在500mm以上。三是建筑核心筒外墻部分，截面的厚度不能低于單層高度的1/20且不低于200mm，如果建筑采用了一二級(jí)抗震設(shè)計(jì)，底部加強(qiáng)部位的厚度不能低于單層高度的1/16且不低于200mm，如果無(wú)法滿足該要求，需要做好相應(yīng)的墻體穩(wěn)定性計(jì)算，同時(shí)設(shè)置扶壁墻或者扶壁柱。如果能夠滿足結(jié)構(gòu)承載力方面的要求，可以適當(dāng)減薄核心筒內(nèi)墻的厚度，不過(guò)必須確保其在160mm以上。四是在核心筒墻體中，不管是水平方向還是垂直方向，配筋都必須在兩排以上。五是在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要求核心筒連梁能夠通過(guò)設(shè)置水平縫或者配備交叉暗撐的方式，提升連梁的延性。

3.3.3 應(yīng)用BIM技術(shù)

BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑施工中有著良好的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到混凝土與鋼結(jié)構(gòu)工程的施工中，能夠提高施工的專業(yè)化水平，同時(shí)為施工技術(shù)質(zhì)量監(jiān)管提供良好支撐。結(jié)合工程的實(shí)際情況分析，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行監(jiān)督管理，有效節(jié)約材料和設(shè)備，減少資源浪費(fèi)問(wèn)題，也能夠?qū)崿F(xiàn)不同專業(yè)的相互協(xié)作，避免工序間相互沖突的問(wèn)題。不僅如此，BIM技術(shù)也能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)施工信息同步到相應(yīng)的管理平臺(tái)中，幫助設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員了解施工情況，及時(shí)找出施工中存在的質(zhì)量問(wèn)題，確保施工作業(yè)的順利實(shí)施^［5］。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)代建筑施工建設(shè)中，對(duì)于施工質(zhì)量的要求較高，而施工質(zhì)量會(huì)受到施工技術(shù)的影響?；炷僚c鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的復(fù)雜程度較高，在實(shí)際應(yīng)用中，需要施工人員對(duì)照工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，做好施工技術(shù)的合理選擇，將技術(shù)的優(yōu)勢(shì)切實(shí)發(fā)揮出來(lái)，以此來(lái)保障建筑工程的施工質(zhì)量和整體效果。

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