高層建筑混凝土施工質(zhì)量控制研究*

張敏剛

(甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 蘭州 730030)

改革開放至今,建筑事業(yè)為我國城鎮(zhèn)化建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長提供了有力支撐。傳統(tǒng)建筑依然無法滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展趨勢的需求,高層建筑逐漸成為當(dāng)前社會(huì)建筑形態(tài)的主流之一。混凝土作為建筑工程建設(shè)施工中的重要組成部分,加強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制,有利于提高整體建筑工程施工質(zhì)量的同時(shí),對(duì)于保障按時(shí)竣工及整體施工質(zhì)量具有促進(jìn)意義。

1 案例概述

LQ 大廈為寫字樓工程,位于XX 市XX 路68號(hào),建筑面積為368 000 m2,包括地上42 層以及地下4層,建筑總高度為170 m。工程建設(shè)圖如圖1所示。

圖1 工程建設(shè)圖

2 高層建筑混凝土施工質(zhì)量控制

2.1 拌制

按地方規(guī)范《商品混凝土質(zhì)量管理規(guī)程》對(duì)預(yù)拌混凝土進(jìn)行質(zhì)量控制。施工階段,應(yīng)定期對(duì)混凝土投入量測量裝置進(jìn)行校準(zhǔn),針對(duì)集料水含量應(yīng)定期測定,嚴(yán)格按照計(jì)算出來的比例添加各類原料;混合料投入量應(yīng)與配合比通知書中所列投入量一致,并緊跟水、水泥投入量。

2.2 運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸作為確保混凝土施工質(zhì)量關(guān)鍵的步驟,工程從混凝土運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸車臺(tái)數(shù)確定、混凝土運(yùn)送方式進(jìn)行控制,以此才能確保混凝土在運(yùn)輸過程中的質(zhì)量。具體如表1所示。

表1 混凝土運(yùn)輸質(zhì)量控制

2.3 泵送

高層混凝土泵送作為本工程施工難點(diǎn),本工程混凝土強(qiáng)度最高級(jí)別是C60,泵送高度可達(dá)到330 m。泵送混凝土到330 m 所需壓力計(jì)算中,分別計(jì)算所需壓力P包括3個(gè)方面,即混凝土在管道中流動(dòng)沿程壓力損失P1,混凝土通過彎管和錐管局部壓力損失P2,混凝土自重壓力損失P3,最終得出混凝土在垂直高度方向上由于重力而產(chǎn)生壓。經(jīng)計(jì)算,所需總壓P=18.87 MPa,可供輸送330 m。在實(shí)際工作中,混凝土泵最大出口壓力應(yīng)高于所需要實(shí)際壓力15%～20%,并利用多個(gè)位置壓力儲(chǔ)備來應(yīng)對(duì)因混凝土變化而產(chǎn)生各種異響,以防止堵管。為保證水泵工作穩(wěn)定性,把水泵最大輸出壓力定在35 MPa 左右。因此,選用2 套HBT90CH-2135D 型牽引泵進(jìn)行混凝土抽運(yùn)。

托架位于距管道部分500 mm 地方。泵送管道在水平管道與垂直管道連接處,設(shè)計(jì)混凝土橋墩,用于承受泵送管道沖擊。值得注意的是,從出廠到運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場,混凝土?xí)?jīng)歷運(yùn)輸、等待過程,混凝土塌落度都會(huì)有損失過程。為確保混凝土均質(zhì)性,在泵送之前和之后針對(duì)混凝土進(jìn)行坍落度和膨脹度檢測與記錄、混凝土含氣量變化記錄,以便于根據(jù)實(shí)際情況,利用各種技術(shù)措施來對(duì)混凝土進(jìn)行微調(diào)。同時(shí),按照規(guī)范,高強(qiáng)度泵送混凝土塌落度需要在120～200 mm 之間,在施工時(shí)候,要嚴(yán)格按照200 mm 以下標(biāo)準(zhǔn)來控制,以免出現(xiàn)堵管情況。在混凝土泵送過程中,要持續(xù)地對(duì)混凝土輸送泵泵送壓力進(jìn)行觀測,泵送壓力與泵送高度之間存在一定聯(lián)系。隨著泵送高度增加,泵送壓力變化應(yīng)該體現(xiàn)出一定規(guī)律性,并逐步提高。如泵送壓力發(fā)生突然增加,表面明混凝土粘度比較大,勢必導(dǎo)致混凝土輸送效率下降,嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致堵泵,因此要對(duì)混凝土粘度等指標(biāo)根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

2.4 澆筑

2.4.1 澆筑前準(zhǔn)備

2.4.1.1 模板

澆筑混凝土之前,需要進(jìn)行自檢、互檢、交接檢程序,主要是對(duì)模板設(shè)置是否與設(shè)計(jì)和規(guī)范要求相一致。混凝土澆筑過程中由專業(yè)木工進(jìn)行監(jiān)督,如有問題可立即采取措施。澆注混凝土前應(yīng)對(duì)模板支撐體系穩(wěn)定、接頭緊密性等進(jìn)行檢測,如有與規(guī)范不符之處,要立即補(bǔ)強(qiáng);將模板內(nèi)部清理干凈,并均勻地涂上隔離劑;將木模打濕(無明水),準(zhǔn)備好用于澆注混凝土所需混凝土泵以及其他機(jī)械;將澆注混凝土人員布置到位,澆注設(shè)備、澆注馬道和安全保護(hù)裝置等布置到位。

2.4.1.2 鋼筋

在進(jìn)行鋼筋施工時(shí),應(yīng)經(jīng)過自檢、互檢、交接檢,并對(duì)鋼筋進(jìn)行綁扎,進(jìn)行專檢之后進(jìn)行混凝土施工。如有不干凈鋼條,應(yīng)由檢驗(yàn)員清除。填寫施工資料,取得相關(guān)技術(shù)人員及監(jiān)督部門簽字。

2.4.1.3 預(yù)埋件

對(duì)所有預(yù)埋件(包括橡膠止水條、構(gòu)造柱鋼筋埋件等),都要通過隱檢,并且要位置精確,固定可靠。對(duì)現(xiàn)場施工架子、馬道檢驗(yàn):腳手架搭建應(yīng)是安全、可靠,鋪板寬度要適當(dāng),以此保證混凝土運(yùn)輸和澆筑。水、電管道已經(jīng)架設(shè)好,埋件也已經(jīng)固定并預(yù)先埋好。

2.4.2 澆筑質(zhì)量控制

澆筑要點(diǎn)可參考表2。

表2 混凝土澆筑質(zhì)量控制要點(diǎn)

針對(duì)高層建筑體量大,工況多變,作業(yè)條件多變,工期緊迫,高層建筑泵送技術(shù)需求高,在此基礎(chǔ)上結(jié)合大型建筑實(shí)驗(yàn)柱和已有同類項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),歸納和分析高層建筑混凝土澆筑技術(shù)。

澆筑前,應(yīng)對(duì)即將澆筑立柱進(jìn)行全面檢測,包括:作業(yè)吊梯是否牢固,照明設(shè)備是否安裝到位,內(nèi)振搗工作臺(tái)是否按照設(shè)計(jì)圖搭建到位。施工人員進(jìn)場時(shí),須二人協(xié)作,用手將振動(dòng)棒和三級(jí)電源盒從外框架樓面上抬起,并將其吊起至內(nèi)部工作臺(tái),吊裝工站立于工作臺(tái)頂端,系好安全帶,以保證工作安全。每臺(tái)打樁機(jī)都應(yīng)裝備前照照明燈。使用吊梯時(shí),應(yīng)事先將吊梯處安全帶與吊梯處防墜落裝置相連,使用后不能松開,在整個(gè)施工過程中,應(yīng)始終將安全帶與防墜落裝置相連。在澆注時(shí),施工人員在現(xiàn)場進(jìn)行振動(dòng),另一位施工人員在上面工作平臺(tái)上監(jiān)測。在混凝土罐車更換和泵管換腔期間,上部平臺(tái)施工人員下到其他空腔進(jìn)行振動(dòng)施工,而原有空腔施工人員上到上部平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測。此外,為防止單孔一側(cè)壓力太大,每澆注一次1.5～2 m時(shí)后,應(yīng)將泵管道轉(zhuǎn)向另一孔。為能夠?qū)γ繉踊炷翝仓叨冗M(jìn)行有效控制,需要讓振搗人員在腔體內(nèi),不斷測量混凝土面到振搗操作平臺(tái)距離,以對(duì)混凝土澆筑高度進(jìn)行判斷,嚴(yán)禁一側(cè)腔體內(nèi)混凝土單次澆筑高度大于2 m。每一次內(nèi)部澆注結(jié)束面與灌注孔中央距離不得低于500 mm。

混凝土澆筑完成后應(yīng)將施工縫鑿毛,并通過監(jiān)督人員檢查,確認(rèn)無誤后才能開始下一次澆筑。混凝土澆筑時(shí),應(yīng)在墻、柱及下一層樓板流漿有強(qiáng)度前,將其全部清理干凈。混凝土維護(hù)要做到及時(shí),要建立維護(hù)責(zé)任制,要有專人負(fù)責(zé),要有責(zé)任區(qū)域,要有標(biāo)牌,便于管理。

此外,本工程混凝土最大抽水高度要求為562 m,根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)劃,應(yīng)一次性抽水,這樣就要求抽水壓力大。所以,在具體施工過程中,應(yīng)該選用超高壓混凝土輸送泵,而且,因?yàn)槠漭斔蛪毫艽?所以要選用能夠達(dá)到輸送要求,并確保其抗爆和耐磨的高性能泵管。

2.4.3 裂縫處理

混凝土施工質(zhì)量時(shí)常發(fā)生狀況中裂縫是最為常見的問題,所以,在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí),要對(duì)施工縫留設(shè)和處理進(jìn)行嚴(yán)格控制。施工縫在下一次澆注之前,應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行預(yù)檢查,檢查內(nèi)容有:施工縫清理處理,混凝土強(qiáng)度以及前期準(zhǔn)備工作,并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)記錄。墻體和板材施工縫面應(yīng)與墻體軸線和板材平面成直角,不能有傾斜槎。對(duì)于建筑縫不同位置,有以下詳細(xì)說明:

2.4.3.1 墻體施工縫

地下室外墻豎向和水平施工縫中設(shè)置止水帶,并確保止水帶定位正確、牢固。外墻混凝土施工后應(yīng)認(rèn)真檢測,若有施工接槎不良或可能滲水地方,則采用外防水處理,涂聚合體防水水泥砂漿或堵漏靈。

2.4.3.2 樓板水平施工縫

按照施工規(guī)范中有關(guān)規(guī)定,本項(xiàng)目樓板水平施工縫按要求留置在梁板跨中1/3區(qū)域,并用鋸齒定型多層板堵設(shè)等,以澆筑混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后,清除施工縫中浮漿和石子。臺(tái)階臺(tái)面施工縫留設(shè)在臺(tái)面1/3位置,臺(tái)面梁進(jìn)架墻體厚度不少于2/3。

2.5 大體積混凝土溫度控制

該項(xiàng)目地基采用厚4.9 m 筏式基礎(chǔ),澆筑15 600m3混凝土。由于大體積混凝土地板水化熱高,收縮大,容易產(chǎn)生裂縫,因此地板大體積混凝土澆筑是地板重要組成部分。根據(jù)我國《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)大體積混凝土進(jìn)行大量研究,以盡量減小熱應(yīng)力對(duì)其造成不良影響,規(guī)避或減小裂縫發(fā)生、發(fā)展。在大體積混凝土澆筑完成后,應(yīng)對(duì)其表層和內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)控。從而可根據(jù)實(shí)際情況,制定相應(yīng)對(duì)策,確保混凝土施工質(zhì)量。當(dāng)內(nèi)外混凝土溫度相差大于25℃時(shí),應(yīng)立即在上面鋪上一層草,以控制內(nèi)外溫差。本工程測溫點(diǎn)布置:在傳統(tǒng)測溫方式中,需要留下測溫孔,但是這種方式測量準(zhǔn)確度并不高的同時(shí),勢必會(huì)對(duì)施工造成很大不便,從而會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成很大影響。在混凝土澆筑之前,將測溫探針埋在測溫部位,不僅可確保施工質(zhì)量,而且可檢測出混凝土入模溫度。通過對(duì)測溫記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并以其為依據(jù),以溫度變化規(guī)律與表面溫差及環(huán)境溫度變化為依據(jù),及時(shí)調(diào)整保溫措施,規(guī)避混凝土出現(xiàn)裂縫。在本工程基礎(chǔ)底板澆筑過程中,對(duì)相應(yīng)溫度變化進(jìn)行記錄,以測溫記錄為依據(jù),繪制出如圖2、圖3所示溫度變化曲線。

圖2 A 點(diǎn)溫度變化圖

圖3 B點(diǎn)溫度變化圖

綜合上述檢測可以看出,大體積混凝土澆筑110 h后,溫度最大值出現(xiàn)在中心測溫點(diǎn),該點(diǎn)處各梯度溫差最大,內(nèi)外溫差接近30℃。因此可以看出,在澆筑完畢6 d內(nèi),尤其要注意混凝土隔熱和養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)論

綜上所述,現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展趨勢下,高層建筑為我國社會(huì)發(fā)展及城鎮(zhèn)化建設(shè)提供了有力支撐。且隨著我國建筑事業(yè)的迅猛發(fā)展,對(duì)于建筑企業(yè)而言,無疑其競爭也就日益的激烈,基于此,通過質(zhì)量促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展,這是包括建筑企業(yè)在內(nèi)的任何一個(gè)企業(yè)的發(fā)展觀念。因混凝土施工不當(dāng)造成的工程質(zhì)量不高及工程延續(xù)的現(xiàn)象頻發(fā),因此全面提高建筑工程混凝土施工質(zhì)量的控制,有利于保障高層建筑整體建設(shè)水平。