高層建筑施工過程混凝土工程質量控制研究

柳輝

摘 要：混凝土作為一種混合材料，其強度的質量形成受外界因素干擾多、質量變異比較大，而且大型混凝土結構投資巨大，一旦強度達不到預定目標，補救困難、造成的損失巨大。因此，在高層建筑施工過程中混凝土工程質量的控制就顯得尤為重要。現就高層建筑施工中混凝土工程質量控制的相關問題進行分析。

關鍵詞：高層建筑;混凝土工程;質量控制

建筑行業發展很快，建筑工程的增多，使得城市的面貌發生了較大的改變，城市的現代化形象也有了較大的提升。在建筑施工中，需要合理應用施工材料，還要對施工工藝進行優化，延長建筑使用的壽命。本文對高層建筑施工過程混凝土工程質量管理措施進行了介紹，希望對施工單位有所幫助，針對當前建筑工程存在的質量問題，找到應對的措施，提高建筑施工的水平。高層建筑有著良好的發展前景，施工單位一定要改進施工技術，保證高層建筑施工的質量。

1 混凝土工程的結構體系

目前在高層建筑中常見的結構體系主要有以下四種。第一，框架體系。框架是由柱子和與柱相連的橫梁所組成的承重骨架。框架體系的優點是建筑平面布置靈活，可以形成較大的空間，能滿足各類建筑不同的使用和生產工藝要求，因而應用十分廣泛，可用于各類型的建筑，特別是公共建筑和旅館建筑經常采用。框架體系的主要問題是側向結構剛度差，抵抗水平荷載作用下的變形能力較差。在水平力作用下，框架結構底部各層梁、柱的彎矩顯著增加，從而增大截面及配筋量，并對建筑平面布置和空間有一定的影響。第二，剪力墻體系。剪力墻體系是利用建筑物的內、外墻作為承重骨架的一種結構體系。剪力墻結構的剛度較框架結構為大，因此更適用于層數較多的高層建筑中。目前多用于40層以下的高層建筑，高度一般不宜超過140米。剪力墻本身把建筑平面化分成若干單元，開間小、變化少，非常適宜高層居住建筑和旅館建筑。此外，剪力墻體系也適用于地震區建造的高層建筑。剪力墻的存在，使建筑平面布置和使用要求受到一定的限制。所以，一般不用于需要大空間或靈活開間的公共建筑中。第三，框架一剪力墻體系。框架一剪力墻體系即把框架和剪力墻兩種結構共同組合在一起而形成的結構體系。框架一剪力墻體系既有框架平面布置靈活的優點，又能較好地承受水平荷載，是目前國內外高層建筑中經常采用的一種結構體系，可應用于各種類型的建筑中。一般是用于層數為巧一30層的高層建筑，在12一15層范圍內，采用此結構較為經濟，框架可以是鋼筋混凝土，也可以是鋼結構，剪力墻采用鋼筋混凝土。第四，框支剪力墻體系。框支剪力墻體系是把剪力墻結構的部分縱橫落在底部一層或數層不落到底，采用框架支承上部剪力墻，形成了框支剪力墻結構。這類結構既育編足底部商店、餐廳等公共用房較大平面空間的需要，又具有較大的抗側向荷載能力。

2 混凝土工程的特點和要求

由于建筑高度增加，電梯成為建筑內部主要的垂直交通工具，并利用它組織方便、安全、經濟的公共交通系統，從而對高層建筑的平面布局和空間組合產生了重大影響。需要在底部和不同的高度設置設備層，在樓層的頂部設電梯間和水箱間。建筑平面、立面布置要滿足高層防火規范的要求。由于高層建筑地下埋深嵌固的要求，一般要有一層至數層的地下室，作為設備層及車庫、人防、輔助用房等。高層建筑主體是具有特定使用功能（居住、客房、辦公、教室、病房等）的標準層，一般具有統一的層高、開間、進深和平面布局。由于建筑的高度高、體形大，需要更好地處理建筑造型和外飾面。對不同使用功能的高層建筑需要解決各方面的問題。

低層、多層建筑的結構受力主要考慮垂直荷載，包括結構自重和活荷載、雪荷載等。高層建筑的結構受力，除了要考慮垂直荷載作用外，還必須考慮由風力或地震力引起的水平荷載。垂直荷載使建筑物受壓，其壓力的大小與建筑物高度成正比，由墻體和柱子來共同承受。受水平荷載作用的建筑物，可以視為懸臂梁，水平力對建筑物主要產生彎矩，彎矩與房屋高度的平方成正比，即垂直壓力。彎矩對結構產生拉力和壓力，建筑物超過一定的高度，由水平荷載產生的拉力就會超過由垂直荷載或地震力的作用而處于周期性的受拉和受壓狀態。

對于不對稱及復雜體型的高層建筑還需要考慮結構的受扭。因此，高層建筑必須充分考慮結構的各種受力情況，保證結構有足夠的強度。高層建筑要保證結構剛度和穩定性，控制結構水平位移。由于水平荷載產生的樓層水平位移，與建筑物高度的四次方成正比。隨著高度的增加，高層建筑的水平位移增大較強度增大更迅速。過大的水平位移會使人產生不舒服感，影響生活、工作;會使電梯軌道變形;會使填充墻或建筑裝修開裂、剝落;會使主體結構出現裂縫;水平位移再進一步擴大，就會導致房屋的各個部件產生附加內力，引起整個房屋的嚴重破壞，甚至倒塌。必須控制水平位移，包括相鄰兩層的層間位移和全樓的頂點位移。建筑物層間相對位移與層高之比為△/H，根據不同的結構類型和不同的水平荷載，應控制在1/400--1/1200。有抗震設防要求的高層建筑還必須具有一定的延性，使結構在強震作用下，當某一部分進入屈服階段后，還具有塑性變形的能力，通過結構的塑性吸收地震力所產生的能量，使結構可維持一定的承載力。

3 混凝土工程的質量控制措施

由于高層建筑上部結構所承擔的垂直荷載和水平荷載大，各種荷載最終要通過地下室和基礎傳遞到地基。因此，對其基礎選型和埋置深度與多層建筑不同。一般根據上部荷載、結構類型、地基情況和施工的不同綜合考慮，選用筏型基礎、箱型基礎、樁基礎和復合基礎等。為了確保高層建筑的穩定性和滿足地基變形的要求。其基礎要有一定的埋置深度。采用天然地基時不小于建筑高度，采用樁基時不小于建筑高度的1/15，樁的長度不計在埋置深度內。抗震性高層建筑結構要抵抗豎向和水平荷載，在地震區，還要抵抗地震作用。在較低的建筑結構中，往往豎向荷載控制著結構設計;隨著建筑高度的增大，水平荷載效應逐漸增大;在高層建筑結構中，水平荷載和地震作用卻起著決定性作用。因此，在高層建筑結構設計時，不僅要求結構具有足夠的強度，而且還要求有足夠的剛度，使結構在水平荷載作用下產生的位移限制在一定的范圍內，以保證建筑結構的正常使用和安全。另外，相對于多層建筑而言，高層建筑相對較柔，因此在地震區，高層建筑結構應具有足夠的延性。也就是說，在地震作用下，結構進入彈塑性階段后，仍具有抵抗地震作用的足夠的變形能力，不致倒塌。這樣可以在滿足使用條件下能達到既安全又經濟的設計要求。

4 結語

混凝土工程是建筑施工中重要的施工項目，在高層建筑工程中，施工單位需要做好混凝土工程的質量管理工作，要控制施工的流程以及工藝技術，還要做好混凝土的配制工作，這樣才能保證高層建筑的整體施工質量。混凝土的一種常見的建筑施工材料，為了保證施工的效果，施工人員需要做好混凝土的拌制工作，要保證混凝土的強度以及和易性達標，工程監理人員要對混凝土工程的施工質量進行監督與檢查，這樣才能保證施工過程的安全性。

參考文獻

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