高層建筑施工中高強混凝土的質量控制

李俊杰（廣州天源混凝土有限公司）

高層建筑施工中高強混凝土的質量控制

李俊杰
（廣州天源混凝土有限公司）

隨著我國經濟的迅速發(fā)展，城市化進程的快速進行，高層建筑的建筑規(guī)模與速度不斷提高，為了保證工程建設的質量，將高強混凝土作為主要的建筑原料，雖然在很大程度上實現(xiàn)了高層建筑建筑施工質量的提升，但是高強混凝土的質量控制依舊存在著一些缺陷，影響著高層建筑建筑質量的提升。本文旨在結合我國高層建筑施工中高強混凝土的實際應用情況和本人在實際工作中澆筑的高層建筑中的高強混凝土，在相關理論的指導下，對高層建筑高強混凝土施工技術在土木建設項目中的要點進行深入探討。力求從多個角度，對高層建筑高強混凝土施工技術進行分析，實現(xiàn)科學高效的質量控制，為其在實際工程應用中提供一定的理論支持。

高強混凝土；高層建筑；施工建設；質量控制

高強混凝土作為一種高質量的優(yōu)質建材，在當代建筑施工中扮演著十分重要的角色。其性能的穩(wěn)定與否直接關系到開發(fā)項目的建設質量，隨著其在建筑中的廣泛應用，自身的缺陷與弊端也逐漸暴露出來，影響到使用的效果，降低工程建設的質量。為了防止高強混凝土的缺陷在實踐中表現(xiàn)出來，對其進行科學高效的處理，提升高強混凝土在高層建筑中的使用效果，解決工程建設中這一棘手問題，保證工程質量，實現(xiàn)建筑開發(fā)設計的目標，以此來保證我國經濟建設的進一步發(fā)展，加速城市建設。

1　高層建筑帶來的問題

科技的發(fā)展以及實踐經驗的積累，多層建筑的形式出現(xiàn)了新的變化。城市用地的擴展與城市人口的增速不相適應，這就容易造成城市用地緊張，以及房地產價格的提高。而城市建設的步伐卻不斷加快，在房地產價格高、城市建設用地有限的情況下，為了更充分地利用空間，降低建設費用。建設者更傾向于選擇高層建筑，而高層建筑在發(fā)展中因其建筑的復雜性，和其他外部因素遇到了許多難解的問題。

1.1高層建筑的高度問題

為確保施工過程的安全，以及高層建筑的使用安全，就要保證建筑在合適的高度，在能夠保證安全的范圍內盡可能的高。這樣不僅可以拓展使用空間，滿足城市建設的要求，但是面臨的施工難度和技術難度也非常大，這樣一來，不僅會對工程的完成質量造成一定的負面影響，同時也會加重施工過程中工程管理的難度。

1.2高層建筑的周期問題

高層建筑的施工復雜、難度高，這就使得高層建筑的建筑周期偏長，而且也會很難做到一次性交付使用。建設者往往會采用階段開發(fā)建設的方法來達到盡早收回成本，獲取收益的目的。所謂的階段開發(fā)建設是指，先將一部分建設完成的工程交付使用，以獲取收益。同時又繼續(xù)進行未完成的施工，形成了一種使用與施工并行的現(xiàn)象。這樣就大大縮短了高層建筑的建筑周期，可以盡早地實現(xiàn)高層建筑的社會功能，但這樣施工也存在一些弊端，因為建筑的使用目的不同，采用的管理方式也不同，這就會帶來許多問題。比如施工管理中的問題：進程管理的難度變高，難以形成高效科學的管理；還有施工人員的安全問題，會給施工人員帶來了一定的人身安全方面的危險［1］。

2　高強混凝土建筑施工在高層建筑的分析

高層建筑作為一種人類利用先進生產工具改造自然的活動，不僅對建筑工具有較高的依賴，對建筑工藝也有較高的要求和依賴。高層建筑是以現(xiàn)代建筑技術作為支持，并不斷進行創(chuàng)新與突破得到的結果。正是由于這些技術的使用，使得高層建筑能夠越來越多地出現(xiàn)在城市建筑中。

2.1高層建筑的選材問題

高層建筑的層數(shù)多，危險性較高，為了保證高層建筑的安全，就要保證高層建筑的穩(wěn)定性，提高其抵御自然災害比如狂風、地震等的破壞能力。因此對高層建筑建筑材料的選取有很高的要求。通常建筑者會選擇使用高強混凝土，因為將高強混凝土用于高層建筑的基坑建設能夠極大地提升建筑物自身的穩(wěn)定性與使用性能，延長高層建筑的使用壽命。

為確保高層建筑的安全和穩(wěn)定，還要打好地基。如果從建筑理論的角度來看，高層建筑的基坑建設的控制模式可以分為兩種：開環(huán)、閉環(huán)，這樣更方便對高層建筑的基坑建設進行高效的管理。較早使用的為開環(huán)控制，這也是在當今高層建筑的基坑建設中使用歷史最長的控制模式。但是其本身也存在有弊端，開環(huán)控制缺少對信息進行收集，分析和反饋的環(huán)節(jié)，而對信息了解的缺失就會造成施工建設隊伍對基坑建設的實際情況不了解，更不可能根據基坑建設過程中遇到的問題進行及時的調整，這樣就大大降低了基坑建設的準確性，威脅了高層建筑的安全。而閉環(huán)控制在對信息的處理環(huán)節(jié)要比開環(huán)控制好很多，這樣一來，就可以做到對基坑建設過程的有效監(jiān)督和控制，從而保證了對高層建筑進行科學高效管理，保證了施工建設的質量，這也是如今大多數(shù)高層建筑基坑建設中使用閉環(huán)控制的一個很重要的原因［2］。

但是無論是選用開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，高強混凝土都是基坑建設的第一選擇。高強混凝土作為一種技術創(chuàng)新能夠有效地提升混凝土自身的各種參數(shù)，增強其各種技術指標，以高強混凝土的科學配比技術為支撐，增強我國高層建筑在設計與施工環(huán)節(jié)的科學性、高效性，在提升高層建筑使用性的同時，使我國建筑企業(yè)在面對激烈的國際競爭之中占有更多的發(fā)展優(yōu)勢，從而為建筑企業(yè)提供更多的發(fā)展機遇，實現(xiàn)企業(yè)自身的健康高速發(fā)展。

2.2高層建筑的溫度問題

溫度的變化容易引起高層建筑的高強混凝土建筑結構產生裂縫。因為高層建筑的高強混凝土在使用過程中對外部因素變化較為敏感，因此高強混凝土結構容易受外部因素的影響而受到損壞，產生裂縫是最常見的損壞問題之一。高強度混凝土主要由鋼筋和水泥組成，這兩者在使用時要保持外部因素的穩(wěn)定，無論是低溫還是高溫都會容易導致兩者發(fā)生物理變化，因物理形態(tài)受到損壞而產生裂縫。比如在對大型的澆筑混凝土結構進行模具拆除工作時，有時在短時間內會產生比較高幅度的溫差比變化，而正是這種溫度的變化，使高強混凝土結構的內部在受內力作用的影響下產生物理上的形變，出現(xiàn)裂縫。基本上所有高層建筑的高強混凝土結構因外界的溫差變化而產生裂縫都是在氣候條件惡劣的環(huán)境中造成的。

因為外部溫度的變化而引起的高層建筑高強混凝土建筑結構產生裂縫，在裂縫產生早期，在裂縫產生的部分呈現(xiàn)出獨特的特點。在箱型機構之中，一旦橋面和支柱頂端之間有著溫差，并且這一溫差超出了一定的范疇，就極其容易在橋面與支柱頂端連接的箱面結構之中，產生較大的裂縫。在結構組件厚度不同的高層建筑高強混凝土建筑結構之中，由于在同一溫度下，兩者受內力作用產生的形變量存在差異，其形變幅度有所差異，厚度較高的混凝土結構受溫度影響所產生的形變量較小、形變速度較慢，而厚度較低的結構與之正相反，其形變量較大，形變速度較快，兩種高層建筑高強混凝土建筑結構在形變量與形變速度上的差異使得二者之間的連接處容易產生裂縫，發(fā)生斷裂。

在進行施工建設的過程中，難免會出現(xiàn)新舊混凝土結構相接觸的情況，而新舊交界處往往在溫度變化的影響之下，更容易受溫差因素的影響，發(fā)生裂縫，產生形變。隨著時間的變化與推移，混凝土受到外界因素的作用，其內部結構不斷受到侵襲，結構強度不斷被削弱，在同一溫度環(huán)境中，由于其內部結構上存在的差異，使其在同一內力作用下，形變量與形變速度存在著明顯的差別，這就造成新舊混凝土結構連接處容易產生裂縫，發(fā)生斷裂。

除以上產生裂縫的原因外，還有因為高強混凝土塑性收縮造成的結構裂縫［3］。當高層建筑的高強混凝土建筑結構處于施工過程中時，在施工現(xiàn)場會發(fā)生混凝土結構的降溫冷卻和凝固，在這個過程中混凝土的體積容易發(fā)生比較明顯的變化，會發(fā)生體積的收縮。而混凝土的體積在收縮時，又會受到周邊填充物，比如鋼筋等的支撐和阻擋。正是這些阻擋使高層建筑高強混凝土建筑結構產生收縮裂縫。根據相關的數(shù)據調查分析結果，我們可以看出，因為塑性收縮而產生裂縫所占的比率，在所有造成高層建筑高強混凝土建筑結構產生裂縫的原因里處于較高的位置。根據實際情況分析，高強混凝土塑性收縮所產生作用力相當于溫度應力的10%～30%，再受到化學反應水化作用的影響，高強混凝土中的水泥因水化作用，其固相體積不斷擴大，除水泥以外，混凝土的其他結構也會受到水化作用的影響，所占的體積發(fā)生變化。在這個變化過程中高層建筑高強混凝土建筑結構會產生多種化學物質，而這些化學物質的產生會直接影響到混凝土結構化學收縮的強度和能力。

混凝土的內部是一個復雜的體系，有著較為復雜的構造。伴隨著混凝土結構中水化作用的加深和影響，混凝土的水分會不斷流失，造成混凝土內部結構的濕度降低，混凝土結構中的毛細孔得不到充足的水分，然后就會處于一種不飽和的狀態(tài)。在不飽和的狀態(tài)下，混凝土結構內部的毛細孔承受的壓力就會有差異，這些壓力的不同以及壓力的變化會導致高層建筑高強混凝土建筑結構中產生收縮裂縫。收縮裂縫與溫差裂縫相比，有著自身顯著的特點。混凝土結構中的收縮裂縫是從結構的表面發(fā)生的，并逐漸向混凝土結構的內部延伸，最終造成裂縫的產生。這些裂縫不僅會影響混凝土結構的實際使用效果，還會對建筑施工的過程質量造成負面影響。

3　實現(xiàn)高層建筑施工中高強混凝土的質量控制的途徑與方法

⑴混凝土的回收利用問題。

高層建筑是一項大工程，必定會使用大量的混凝土作為建筑材料，而這些混凝土材料不管是在運輸過程還是使用過程中都會出現(xiàn)很多利用不當而造成浪費的現(xiàn)象，不僅會造成環(huán)境污染，還會無形中加大建筑成本，這就要求建筑者必須要解決好混凝土的回收利用問題。

⑵混凝土的配比問題。

為了保證建筑的安全，就要保證用于建筑的材料的安全和堅固。可以通過及時修正的途徑和方法，實現(xiàn)高強度混凝土的科學配比。大多數(shù)學者認為高強度性能混凝土和普通性能的混凝土相比，并不存在很大的差異，高性能混凝土所具有的特性只是為了滿足對工程建設的特殊需要，因此高性能混凝土的配比可以是在普通混凝土配比的基礎上進行一定的調整，而這些調整可以是多方面的。舉水膠比的例子來說明：高強混凝土配比的實現(xiàn)和水膠比是正相關的關系，因此，我們可以借助公式來推算出合適的水膠比。通過公式的推算，可以保證水膠比的準確性，從而保證混凝土中用水量的準確，使各種添加劑可以完全的融合起來保證高性能混凝土的質量。

除了水膠比以外，在高強高性能混凝土的配比中，還需要確定砂石的配比。高強高性能混凝土的粗細集料跟其他混凝土的配置相比要更高一些，一般在1.5～1.8（砂石比例為0.36～0.40）。這樣可以使砂石比例最大限度地滿足工程建設的需要，保證高強高性能混凝土配比工作的準確性和科學性，提高材料的性能和安全。

⑶對現(xiàn)澆混凝土的生產質量與施工質量進行聯(lián)合控制，現(xiàn)澆混凝土的質量控制是一個較為復雜的過程，需要我們在實際操作過程中，對其進行區(qū)分，在不同的階段，將質量控制的注意力放在不同的領域。例如在現(xiàn)澆混凝土的生產階段，為了保證生產質量就需要對混凝土攪拌機的計量精度進行調節(jié)，尤其是對水量的控制必須精確，只有這樣才能夠保證水量既能夠滿足自密實混凝土的建筑使用需求，不會因為用水量過多使得混凝土的擴展性受到影響，造成建筑材料的浪費。同時在施工質量監(jiān)控的過程中要對現(xiàn)澆混凝土的使用方式、鋼管內混凝土的澆筑方法以及建筑結構的澆筑時間進行安排，只有通過這種方式才能最大限度地提升現(xiàn)澆混凝土的實際使用效果，保證建筑開發(fā)項目的順利進行。●

［1］鄧鴻吉.淺談建筑設計與施工中常見的幾個問題與預防［J］.四川建材，2013.

［2］朱學偉.淺談建筑工程現(xiàn)澆混凝土施工技術與質量控制［J］.城市建筑理論研究（電子版），2014.

［3］杜慶檐.摻硅灰高強混凝土的強度公式［J］.混凝土，2015.