混凝土結構全壽命周期內質量控制點和建議

文／孫發章 肥東縣重點工程建設管理中心 安徽合肥 231600

1、案例分析

1.1 案例一：

2017年3月24日，原天津市建委所屬市質安總隊在對河西區監管的建設項目開復工抽查中發現，粵翠名邸項目10 號樓混凝土強度未達到設計要求。需拆除的棟號為1 號樓、2 號樓、5 號樓、10 號樓、19 號樓、19A 號樓地面以上建筑，不含地下車庫，該事故是一起重大工程質量事故。

1.2 案例二：

青島綠地國科健康科技小鎮85 地塊因混凝土強度不達標，18 棟住宅樓已于4月14日清晨6：15 分全部炸毀重建。

1.3 案例三：

2020年3月7日，福建泉州一家用作集中隔離健康觀察點的酒店坍塌，事發時樓內共有71 人，其中，42 人得以生還，另外29 人不幸遇難。欣佳酒店長期違法違規新建、改建、裝修酒店，最終釀成慘案。

從發生的案例分析，混凝土結構質量是否達標事關人民生命和財產安全，備受業內和社會的高度關注，一旦出了問題給國家和社會、家庭帶來的影響是不可估量的，結合本人20 余年的工作實踐，談一談混凝土結構質量現狀和控制辦法，不對之處敬請同仁指正。

2、從源頭上控制原材料的質量

眾所周知，碎石、砂、水泥、水、外加劑等是組成混凝土的重要原材料，其中任何一個材料出了問題，都會造成質量問題產生。當前，在依法依規開采料石、河砂大背景下，其產量有限，經常出現供需不匹配現象，砂、石成本也在不斷提高，近三年來，砂由原來的60 元/噸提高到160元/噸，有時會出現供不應求的局面,一些以次充好、降低標準的材料出現在市場上出現，例如，含鹽分較高的海砂、再生料的碎石、山皮石等原材料。水泥的產地、品牌、型號不同且價格懸殊較大，如海螺、東關、巢湖牌等很受百姓青睞，主要是品質較好，質量有保障，自然價格高一些。通常在商混凝土使用上的水泥其質量無可厚非，但是其價格會相對較低一些低，況且各地商品混凝土攪拌站較多，且競爭激烈，施工單位在確定混凝土供應商壓價十分厲害，且支付材料款不及時，打官司十分普遍，因此降低成本是供應商的首選，這樣才能在競爭中獲取市場，質量的安全儲備有限，也是令人擔心的。在90年代-2008 以前受經濟因素的制約，當時建設規模遠遠比現在要少，砂石可以推薦產地、水泥可以選好品牌，當今商品混凝土的使用已經普及、需求量猛增，業主根本無法推薦自己信賴的品牌，質量的控制難免不到位。混凝土供應商是決定混凝土質量的關鍵環節，上游主材采購、運輸、儲備，商混凝土的材料的配比和加工，再將成品混凝土運輸至供應地，因此，進入工地商品混凝土質量對于主體結構至關重要。

3、加強混凝土的運輸過程監控

一段時間以來出現在商混凝土運貨過程中，駕駛員中途倒賣混凝土的現象，嚴重侵害施工企業的利益，增加成本、降低結構的安全性。通過技術提升，安裝GPS 定位系統，調度室全程監控，類似事件明顯減少。

4、在施工過程中混凝土管控事項

4.1 違規向泵車罐內注入自來水，增加混凝土流動性，便于振搗。在混凝土的澆筑過程，瓦工勞務隊伍的趁泵車泵混凝土時，向泵車內注水，增加混凝土的流動性和和易性，避免梁和墻混凝土澆筑時產生架空、不密實現象，規避項目部因質量問題對班組的處罰。其做法對于混凝土的質量十分有害，混凝土的塌落度增加、混凝土的產生離析、水灰比過大等問題。因此施工、監理、建設、質監部門要十分注重關注違規操作行為是否發生，一旦出現嚴重降低混凝土的質量，增加脆性、增加混凝土的孔隙率，降低承載能力、削弱抗震能力和建筑的耐久性，如何解決類似問題，需要加強對勞務公司的嚴格管控，樹立質量第一的思想。

4.2 混凝土澆筑與振搗。混凝土在澆筑中，均需要進行技術交底，施工工藝各種專業資料表述較多和詳細，大致如下：

4.2.1 凝土自吊斗口下落的自由傾落高度不得超過2m，防止下落的混凝土離析，澆筑高度如超過3m 時必須采取措施，用串桶或溜管等。

4.2.2 澆筑前底部應先填5-10cm 厚與混凝土配合比相同的水泥砂漿，澆筑混凝土時應分段分層連續進行。

4.2.3 使用插入式振搗器應快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，做到均勻振實。

4.2.4 澆筑混凝土應連續進行。如必須間歇，其間歇時間應盡量縮短，并應在前層混凝土初凝之前，將次層混凝土澆筑完畢。

4.2.5 澆筑混凝土時應經常觀察模板、鋼筋、預留孔洞、預埋件和插筋等有無移動、變形或堵寒情況，發現問題應立即外理，并應在戶澆筑的混凝土初凝前修正完好。

但實踐中上述工藝要求并沒有完全落實，混凝土外觀質量差、混凝土的內部結構疏松不密實，究其原因工人責任心不強、沒有執行技術交底要求，混凝土缺乏有效振搗、泌水后沒有及時振搗和抹平，施工人員、旁站監理均未履責盡責，質量意識淡薄。分析原因：勞務隊伍組織人員以營利為目的，如何節約用工、如何盡快完工、只要沒有明顯的缺陷就算萬事大吉，在大建設階段，可能因建設規模大、體量大、周期長、人力不足、技術不過硬、或責任心不強、監控、自控體系形同虛設，都會引起質量問題。混凝土澆筑時，無施工人員、無監理在現場，待混凝土入至模板上時，未經振搗，直接采用專用耙子將混凝土整平，然后再用木抹子簡單抹平，將薄膜覆蓋。這一行為是典型的偷工行為、嚴重降低質量標準的典型案例，雖然施工圖簡單和方便，質量是無法保證的，應引起各方高度重視，要加強對勞務公司的管理和處罰力度。從長遠看，隨著社會和技術的發展，我們需要清醒意識到采用智能機器人代替苦、累、臟、重、險活勢在必行，混凝土的澆筑和振搗工藝由機械人完成或在工廠內加工完成，混凝土的外觀和質量是有保障的，生產的構件和結構是穩定和安全連續高效的。

（1）對于混凝土在澆筑后，存在混凝土未終凝時工人開始彈線、運鋼筋、吊裝鋼管、木工在下層樓體內拆模板、混凝土的泵管震動，造成下一層乃至下兩層混凝土擾動的。此時的混凝土特別脆弱，強度很低，僅有10%-40%，一點點的震動都會造成結構構件的開裂，由于沒有正視這些沖擊荷載的存在和危害，對結構裂紋的發生通常與溫度裂紋混淆；

（2）在處于技術間隙期間，混凝土強度提高需要必要的水分、防裂、防震動、防凍、防高溫等必要保障措施必須落實，混凝土需要安靜地養護，直到強度達標。實踐中，在主體結構施工階段，以4-5 層/月的速度去抓進度。由于時間壓的緊，很多在模板制作安裝拆除、管線預埋、鋼筋制作安裝只能倉促應戰，必然會在一些環節上不到位，甚至遺漏。如管線安裝因與鋼筋安裝在時空上有交集，很多管線被壓癟、壓碎導致后期管線不通，然后在結構上開槽、破壞混凝土；鋼筋驗收，在流于形式；混凝土的強度不達標，將模板拆除等，結合當前施工的總體水平必須即使發現很多問題，整改是有難度的，因此一定要放慢速度，至少要有保證措施確保各道工序合格方可進入下一道工序之中，工程施工只能草率完工，忽略了混凝土結構養護所需要的技術間歇時間，超過混凝土耐受力，對于混凝土的質量影響是致命的。建議將混凝土的技術間歇規定不少于1 周甚至2 周，應作為強制性條文執行，各方面不得以犧牲質量為代價，安全事故發生率在主體施工階段占了50%以上，降低速度、從一定意義上講，可以降低安全事故的發生。

（3）混凝土的溫度應力在市政公路橋梁考慮較多，但是在房建上只是提到概念性的防治辦法，屋面、樓層、地下室頂板受溫度應力的影響很大，造成開裂、滲漏水很多，尚沒有引起各方足夠重視，等到開裂和漏水時，施工單位只能被動去封裂紋做加固。因此建議有關方面要切實加強理論研究和實踐指導，在溫度裂紋防范上應有必要的措施，消除溫度對結構的不利影響，GB50010-2010《混凝土結構設計規范》中8.1.1 框架結構現澆式露天伸縮縫最大間距35m，擋土墻、地下室墻壁等結構室內或土中伸縮縫最大間距30m，在建筑之中僅停留在概念性分析，計算時尚未涉及溫度應力的計算；在結構整體計算之中，結構因溫度應力的影響尚未計入；在JGJ3-2010,13.9《高層建筑混凝土結構技術規程》。大體積混凝土施工、養護：大體積混凝土養護、測溫應符合下列規定：大體積混凝土澆筑后，應在12h 內采取保濕、控溫措施。混凝土澆筑體的里表面溫差不宜大于25℃，混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃，這種控制多數不可靠，開裂的還是較多的，按此控制只是減少裂紋數量，絕對不可輕易消除溫差的影響；如受陽光直接照射的混凝土結構，會沿著厚度方向產生不均勻延伸，易產生V 型裂紋，在結構中受到V 型裂紋影響結構構件越來越多，應再設計階段提出預防措施，減少后期加固補強的麻煩。筆者認為：選擇適宜天氣溫度澆筑混凝土，有必要的降溫措施，或在混凝土表面做密封處理防止水汽流失。

（4）屋面、地下室頂板、露臺待混凝土澆筑后，以最快的速度將保溫防水層做完成，這一步需要改進材料性能、因為在施工階段這些防水保溫層需要較強的耐磨性，防止破壞，造成交工后又會失效。后澆帶的存在會影響保溫層防水層的整體施工，需要研究特殊材料，消除溫度的影響。

（5）拆模不規范

過早拆除厚大混凝土墻體、柱側模，會導致內外溫差大于25℃，混凝土表面迅速產生溫度裂紋；沒有拆模強度報告，野蠻拆除；即使有拆模報告，強度達到100%，懸空處后澆帶處的板梁模板，也不能拆除，必須按照地方標準，一次安裝，直到后澆帶澆筑后符合要求方可拆除。實際中施工單位習慣先拆后撐，且只是簡單支撐幾個立桿而已。這種做法的結果表現為以下方面：在拆除立桿或僅留下的立桿不足以支撐結構重力標準值時，梁和板瞬間處于彈性下撓狀態，甚至會發生結構坍塌，再次恢復安裝模板支撐，只是確保后澆帶兩側的結構不繼續下撓，隱患已經形成，至少下撓無法恢復，通過幾個項目的實地觀察，總結出這樣的規律：后澆帶施工完成但強度沒有達到設計強度之前，該處結構梁和板形成了兩段的實質懸臂構件，特別在施工階段要有專項方案好模板安拆計算書，明確不可拆模板范圍和支撐方式，確保結構不出現異常變形。否則，模板拆除結構會自然下撓，通過測量發現，懸臂結構的下撓值與GB50010-2010《混凝土結構設計規范》(2015年版）中3.4.3 規定的偏大。在長懸臂的根部、甚至相鄰跨的結構出現貫通性裂紋；后澆帶澆筑后長短跨懸臂梁（板）的截面幾何中心不重合，均為長短懸臂構件的下撓值不同造成，跨度越大偏離越大，跨度越小偏離越小，后澆帶處混凝土澆筑完成，形成明顯的折線形梁，梁和板在后澆帶兩側出現懸殊5-10cm落差，這就形成結構缺陷；同時處在后澆帶處的鋼筋受到較大拉力和變形，梁筋可能處于應力集中狀態，有的可能接近屈服，對于抗震極為不利。特別是地下室的頂板自重大，下撓數值較大，同時伴隨梁板根部的呈V 字型結構性裂紋，變形后結構板的上表面形成低洼區，如果沒有處理好將會積水，加快滲漏，必須認真處理。因此加強后澆帶處的模板安裝和拆除涉及結構 專業、事關生命和安全，應納入設計、驗收規范之中，不應成為管理盲區。

（6）后澆帶、伸縮縫細部做法不規范。當前，住宅類用房、公共建筑、商超等建筑均設計附屬地下室，但是地下室滲漏水卻較頻繁發生，直接影響使用，長期以往會影響混凝土結構耐久性的，甚至結構破壞。主要原因是施工階段未嚴格履行質量驗收規定，未按照設計節點大樣施工，細部不細，后澆帶處的鋼筋安裝不規范，兩側的浮漿未清理干凈、筏板處的鋼板止水帶下面潛藏較大建筑垃圾沒有清理干凈。止水帶的材質、厚度、焊縫質量不達標，后澆帶在土方開挖時沒有按照設計預留凹槽，造成澆筑前板底垃圾不容易清理干凈，加之筏板底鋼筋與防水層保護層緊貼，沒有保護層厚度，筏板底受到無法清理干凈的垃圾、污水、銹蝕鋼筋綜合影響，筏板結構板厚有效厚度受到削弱。

5、地下水對結構上浮的影響

近年來地下室結構上浮漂移的質量事故發生較多，引起業內的高度重視，雖然設計時比較到位，但是，施工環節的不確定因素還是較多的，取決于地下水位的控制、回填土配重是否達標、雨季對結構的不利影響。GB50007-2011《建筑地基基礎設計規范》建筑基礎存在浮力作用時應進行抗浮穩定性驗算。

（1）即建筑物自重及壓重之和Gk 與浮力作用值Nwk 比值不小于Kw 通常取1.05。

（2）抗浮穩定性不滿足設計要求時，可采取增加壓重或設置抗浮構件等措施。在整體滿足抗浮穩定性要求而局部不滿足時，也可采用增加結構剛度的措施。JGJ3-201012.2.2《高層建筑混凝土結構技術規程》地下室應滿足整體抗浮要求，可采取排水、加配重或設置抗拔樁（桿）等措施。設計時計算抗浮是按照施工完成后計算，沒有考慮施工環節的具體工況，比如施工周期長，配重無法在短期內增加上，但遭遇到惡劣天氣，就會將地下室頂起，漂移，壓潰柱和筏板、梁也變形嚴重。因此，施工單位必須依據施工進展，結合工況，計算地下室結構的自重和浮力關系，施工單位將計算書提交設計單位復核，施工工況與計算書、進展保持高度一致，并且嚴格按照計算書組織施工，方可保證地下室的安全，不發生上浮和漂移。

6、施工中人的因素對結構質量的影響

（1）提高農民工專業技能水準、讓其安心工作服務于社會建設。

城市的建設和發展離不開農民工，這是城市建設發展需要決定的，農民工進入城市參與城市經濟建設，承攬了許多勞動強度大的臟、重、累、險、差活。成為城市經濟不可缺少的力量。但是，隨著建設的發展，越來越需要專業性強的產業工人，以適應規模型、技能型建筑產業的發展。

通過政策引領，逐漸將農民工由低層次的體力型、數量型向高層次的技術型、質量型轉變；農民工群體的發展需要健全的組織和制度作為保障，讓農民工安心就業、在工作中提高專業技能，為未來建設積蓄力量，培養出更多的大國工匠。讓勞動者有尊嚴去生活、工作，必須從現在去布局，充分發揮人力資源的獨特優勢，在高質量發展的中站穩腳跟。

（2）不斷提高管理者的職業道德和專業水準和建立誠信體系，并能夠履職盡責。無論是施工、監理、檢測、建設單位的人員年齡結構、專業知識結構合理、道德品行良好，這樣的團隊才有戰斗力、開拓力。

（3）利用先進檢測手段及時發現不合格結構和構件，較早發出信號和預警。當前，工程實體結構檢測基本上是事后控制，主體結構至少施工過半、甚至已完工。因此，建筑領域的檢測手段必須加大研發力度，制造出更易操作、測量更準確的設備，讓檢測方便、可靠性高，提前預警，能夠減少結構返工帶來的損失，必要時，留置重要結構部位結構構件外露便于使用階段定期檢測，讓檢測數據得以更新，以確定結構強度、可靠度的變化，積累建筑結構基礎數據。

7、結構工程在使用階段的保護

混凝土的保護工作除了在施工階段外，在使用階段更要有責任單位進行保護。建筑結構在使用階段進行了較多無原則的裝修改造，破壞承重結構、改變了使用功能，有的甚至將框柱拆除，形成大空間客廳；將剪力墻踢腳線處鑿除形成凹槽，做所謂的暗踢腳線；將梁上開洞，走中央空調管道、走冷熱水管道；將連梁上開洞。一些門店，租戶換了一茬又一茬，也是一次次裝潢改造，有的框架柱上到處是傷疤鉆眼，混凝土的保護層、耐久性無法保證；廁所每一次吊頂，就要重新打眼，防水混凝土板逐漸喪失防水功能；將非廁所部位改造為廁所，廁所的使用荷載增加；嚴重破壞結構設計的初衷。給混凝土結構產生安全隱患，減少使用年限、降低抗震標準、混凝土的耐久性降低。

8、建立風險共擔的合同履約制度

在合同簽訂中盡量體現公平，一旦合同備案后，雙方應努力履行合同約定，確保合同既定目標圓滿實現。應明確物價調整、征地拆遷、環境保障、質量、進度、進度款、經濟簽證、推薦品牌等問題要有明確的處理辦法，體現公平客觀原則，能夠合理分擔風險、化解風險。給企業降低風險、紓困解難是政府的份內之事，不能簡單將各項風險強加與企業之上，是不合理的，也是保證質量的前提。否則無從談起高質量發展。

結語：

總之，我們要從實際出發，減少人為因素的影響，加大科技含量，大力發展裝配式和輕型環保節能建筑，從粗放型管理向精細化轉變，建立可以追溯的質量倒查機制，及時發出質量預警信號，降低損失，要有定期對結構體檢和加固補強。我相信通過全體同仁的不懈努力，這一關乎人民健康和幸福、關乎民生和福祉大事，混凝土結構全壽命周期內質量控制目標一定能夠實現。