土木工程施工中混凝土澆筑施工技術的應用

張 軍

（寧夏星海房地產開發有限公司，寧夏 石嘴山 753400）

0 引言

混凝土施工質量問題主要是因為施工單位不按標準和流程作業，偷工減料，忽視過程控制，最終導致出現裂縫、混凝土強度、耐久性等病害問題。肖力光等[1]對國內外研究礦物摻合料、纖維、外加劑等對混凝土耐久性的影響作用進行了分析，并展望了混凝土的研究方向。闕茂華[2]的研究表明做好混凝土結構溫度應力的控制可使地基對混凝土的約束降低，合理使用抗裂技術、攪拌技術和后期養護都能提升工程質量。胡展孝等[3]分析了混凝土的水泥水化和水分收縮機理，以及外界環境因素對其的影響，并進一步對施工作業準備、運輸、澆筑、拆模等流程做了比較詳細的工藝說明。本文結合前輩的研究成果和自身對該技術的研究，結合實際工程，基于防大于治的目的，對影響混凝土施工質量的幾個關鍵因素做了分析，以供行業參考。

1 工程概況

該項目位于平羅縣山水大道南側，蕭公大街西側，金橋路北側，西鄰新利住宅小區。本工程總建筑面積為50 698m2，其中地上建筑面積48 278m2；地下建筑面積2 420m2。共建設住宅樓6 棟、配套服務業用房5 棟，另建設社區服務用房及社區必需的室外工程（休閑、活動、綠化場地及輔助設施）。根據建筑方案設計及使用功能要求，該項目住宅樓的建筑結構均采用全現澆剪力墻結構體系，外墻為鋼筋混凝土墻、加氣混凝土墻。商業配套及社區配套用房為框架結構，頂棚為板底刮白。項目抗震設防烈度為8 度，抗震設防類別為標準設防類（丙類），地基基礎設計等級為丙級，結構安全等級為二級，結構設計使用年限為50 年。

2 混凝土原材料質量標準及相關技術參數要求

混凝土的攪拌、現場澆筑、振搗和養護，是施工質量控制的重點環節；水泥品類、砂、石子粒徑和級配、水質、外加劑、粉煤灰是原材料質量控制的主要對象；塌落度、水灰比、含砂率、水泥含量、氯含量、堿含量、初凝終凝時間是重要的技術控制參數。本工程結構部分的混凝土全部采用商品砼，選擇了距離施工場地10Km 以內的供應商。需要進行現場混凝土澆筑時，提前和攪拌站做好預約，并對混凝土配比和相應的技術參數指標提出具體規定。

2.1 混凝土的試配及原材料要求

攪拌站結合項目部的用料要求，對水泥型號、砂石粒徑級配、含泥量、摻和料、外加劑等進行篩選并完成試配，將最終的配合比方案報送給項目部審核，經項目總工和監理部門審查認可后，方可進行正式生產。因為現場澆筑主要以泵送工藝為主，所以混凝土原料的質量除了要符合結構設計所必須要求的強度和耐久性指標外，還必須滿足泵送工藝要求，拌合物能順利通過泵管，具備良好的可泵性，不會造成泵管堵塞，且不離析、不泌水。結合結構強度等級設計和澆筑工藝要求，對水泥、砂、石子、水等主要原料做出以下規定：（1）水泥，本工程使用的水泥類型為PO42.5，這是一種普通硅酸鹽水泥，抗壓力強度等級為42.5MPa。該類型的水泥含堿量低，性能指標比較穩定，而且市場供應量充分，一般不會因為市場行情的波動導致工程造價超預算。對于一些特殊結構部位，如果對強度等級有特殊要求的，應按照要求來選擇水泥品類和強度等級。（2）砂，該項目使用的砂為中砂，細度模數2.3～3.0，含泥量低于2%。（3）石子，所用混凝土要求骨料為連續級配碎石，石子粒徑在5～25mm 之間，含泥量低于1%。為了便于泵送，避免泵管堵塞，所以要求針片狀骨料的含量不能超過5%。（4）水，水要求pH酸堿度大于4，一般為生活飲用水，嚴禁使用二次廢水或海水，并且要符合《混凝土拌合用水標準》的要求。用水量要結合砂、石子的實際含水率進行綜合調整。（5）外加劑，外加劑必須是綠色環保的無毒無害產品。常用的外加劑有減水劑、緩凝劑、增強劑、防凍劑、膨脹劑、引氣劑等等。外加劑的選用除了要遵循綠色環保要求以外，還要符合設計性能的要求。（6）粉煤灰，本工程要求使用的粉煤灰為F 類Ⅱ級，摻合量不能超過水泥含量的20%。

2.2 混凝土的主要技術參數要求

決定混凝土質量和性能的主要技術參數包括塌落度、水灰比、含砂率、水泥含量、氯含量、堿含量、初凝終凝時間。（1）塌落度，工程所用的混凝土需經過10km 的罐車運輸。混凝土經罐車運輸到施工現場以后，一定要在現場對每一車混凝土料的塌落度進行檢查。塌落度要求控制在120～160mm 之間（本工程為夏季施工。不同的施工環境，不同的季節，該標準可適當調整），超出這個標準不能使用。（2）水灰比，以主體結構為例，澆筑主體結構使用的混凝土水灰比應控制在0.4～0.65 之間為宜。（3）含砂率，主體結構使用混凝土的含砂率應控制在40%～45%之間為宜。（4）水泥和氯含量，主體結構所用混凝土中，每立方米混凝土中水泥的最小用量應不低于300kg/m3，且氯的含量大約為水泥凈含量的0.6‰。（5）堿含量，每立方混凝土的堿含量不能超過3kg/m3的標準。（6）初凝、終凝時間，初凝時間是混凝土結構澆筑中一個非常重要的參數指標，不同環境、不同部位、不同工藝對混凝土的初凝時間要求也略有區別。一般情況下，對于墻、柱結構而言，初凝時間不低于4h；對于梁、板結構部分而言，混凝土的初凝時間不能低于6h。終凝時間一般為12h。具體可根據施工現場的氣候環境和特殊工藝要求進行適當的調整。

2.3 混凝土運輸及場地驗收

本工程使用預拌混凝土，采用混凝土攪拌罐車做場外運輸。考慮到運輸途中可能會發生堵車現象，因此要做好緩凝措施，并防止途中失水情況的發生。運輸車輛配備的臺數和發運時間，要根據現場的施工進度做好協調，必須保證現場澆筑施工的連續進行，避免因原料供應不及時而產生自然施工縫。在施工場地內，采用塔式起重機做垂直運輸，用混凝土泵完成水平運輸，澆筑面使用布料桿運送。在整個施工過程中，混凝土運輸必須滿足下面幾個基本條件：（1）混凝土從攪拌站出灌到澆筑施工，此期間的時間必須可控，應滿足施工規范要求。（2）因為是夏季施工，可能存在天氣暴熱或風雨情況，所以要求罐車必須準備遮蓋措施，以防出現高溫水分蒸發或雨水進入。如果是冬季，在氣溫低的情況下，必須做好保溫措施。（3）混凝土在罐車運輸過程中，拌筒需要保持 3-5r/min 的轉速做慢速轉動。如果到施工現場，發現混凝土出現離析或分層情況，必須進行二次攪拌，并對稠度進行檢測。（4）混凝土到達現場澆筑點的溫度不能低于25℃。

混凝土被運輸到施工現場后，項目部應指派質檢試驗員對混凝土的塌落度進行現場檢測。如果發現塌落度不合格，或者存在離析、分層情況的，必須嚴格按照規定做退回或現場攪拌處理。施工部門要對每一罐混凝土的運輸車號、出灌時間、到達時間、現場驗收情況、澆筑時間、澆筑部位、澆筑量進行真實記錄并歸檔管理，便于后期質量追溯。現場調度員要根據現場的施工進度與攪拌站做好協調，以隨時有一臺罐車在現場等待澆筑，從而避免混凝土等待時間過長或斷供的情況發生，確保施工過程的連續性。

3 施工條件準備

土木工程混凝土的現場施工條件準備，可以從技術方案交底、人員及機具配備、現場施工條件幾個方面來進行闡述。

3.1 施工技術方案逐級交底

項目施工過程中的質量、安全、進度和成本控制是否能達到預期目標，很大因素取決于施工前的技術方案交底是否落實到位。施工技術方案交底工作一般由項目總工程師牽頭，組織各個施工段的責任工程師、主要技術人員對工程施工圖紙進行會審，確定設計方案是否可行。同時也對設計中存在的問題或可能存在的潛在風險進行指導和評估，需要更改設計方案的，及時通知監理工程師、業主和設計部門，避免施工中的設計變更。在技術方案會審中找準工程設計特點和施工難點，結合國家及行業規范、標準、合同要求、操作流程等編制出詳細可行的施工組織方案，并對各項目、各流程的分包施工隊進行技術方案交底。交底中要明確設計要求，對施工質量控制重點、難點要詳細說明。各項目班組管理人員要把技術交底進一步落實到每一個一線操作員，要有針對性和可操作性，除了書面交底以外，還要進行針對性的口頭交底。因為一線操作員工可能存在一定的流動性，所以每一次澆筑施工之前，都要再次進行交底提醒，對澆筑任務的技術要求、特點、難點、注意事項等進行說明講解。

3.2 人員和機具配備

根據項目規模和施工進度計劃，項目施工單位成立了“平羅縣星海山水雅居住宅小區項目工程建設指揮部”，全面負責項目的材料選購、方案的確認及施工過程中的協調工作。項目指揮部設立了專業責任人主管混凝土施工，負責原材料質量把控、施工技術方案交底、現場澆筑及后期養護管理，保證混凝土工程各項質量指標都能達到寧夏回族自治區及國家優質工程的質量標準。從事混凝土結構工程部分的各級管理人員和一線施工人員均要求有豐富的混凝土施工經驗和類似工程實踐經驗。按照項目規模和進度計劃，項目指揮部配備了100 人左右的施工隊伍，每個階段的人力配備將根據流水段作業量的大小和強度進行靈活調整。在機具設備方面，為本項目配備了1 臺拖式混凝土輸送泵。泵機輸送管道為鋼制管道，直徑為125mm，彎管為45°彎頭，泵管數量按實際需求的1:1.2 進行配置。還配備了多臺振搗器，以及若干鐵锨和抹子。

3.3 現場施工作業面檢查

要保證混凝土現場施工的順利進行，除了技術方案可行，具備必需的人力和機具設備資源外，還必須有符合施工要求的現場條件。所以在正式施工之前，還要對施工現場情況做一番仔細檢查。（1）模板檢查 模板檢查需要重點注意兩個問題：對已澆下層的混凝土墻以及柱根部的模板，在支設之前，必須徹底清除已澆混凝土表層的薄膜，而且要把表層的松動石子和起皮、脫層部分徹底清除，并對墻、柱內渣土等垃圾清理干凈；對模板搭設的穩定性，尤其是模板的接縫進行檢查，要求相鄰兩板模板的接縫為錯位拼接。要將模板內的泥土、垃圾等雜物清理干凈。（2）鋼筋檢查 要重點檢查澆筑混凝土段鋼筋、預埋件以及各種隱蔽管線是否鋪設完畢。并根據設計圖紙，對控制模板、鋼筋、預埋件的材料類型、規格尺寸、用量、具體位置進行復核。位置偏差必須符合《混凝土結構工程施工及驗收規范》的相關規定。清理掉鋼筋上的油，檢查墊塊是否到位，鋼筋捆扎是否牢固，塑料卡是否墊好。檢查完畢確認沒有問題以后，辦理隱蔽、預檢手續，填寫分項工程檢驗認可書，交監理及業主報驗認可。（3）根據墻、柱的定位控制線，結合施工平面設計圖紙進行復核，確定各層墻、柱的軸線和邊線在規定范疇內。（4）現場道路準備 要給混凝土運輸罐車創造便利的交通運輸條件，既要保證施工現場內的通行無阻，還要做到盡量平整，減少運輸中的顛簸震蕩，避免混凝土發生分層離析。（5）檢查澆筑用的架子、馬道和泵管是否支搭完畢，且符合施工要求。（6）夏季為多雨季節，所以要提前準備一些防雨材料。最好避開雨天施工。（7）塔吊、輸送泵、振搗器必須在經過安全檢驗后進行試運行，確保運轉正常。（8）在進行正式澆灌前，一定要先填寫混凝土澆灌令，在取得項目質檢人員，以及監理工程師、甲方批準同意后方可施工。

3.4 泵管布置

本工程配備的混凝土輸送泵，輸送能力為 40m3/h，揚程為100 m，管徑 125 mm。混凝土配管設計要全面考慮混凝土的輸送壓力和收縮短管的長度，要盡量少用彎管和軟管，還要便于維護修理的拆卸。地上部分為結構內布管的形式，配管從首層的頂板進入到建筑物中，沿著預留洞口向上層舒展。當到達實際澆筑平面時，再通過彎管接上水平管延伸到澆筑部位。固定配管時，千萬不能直接支撐在鋼筋、預埋件和模板上，且每隔1.5m 左右，要用支架進行固定。泵管架設必須保證堅固穩定，輸送路線要盡量取直，遇到轉彎時彎度要放緩，并在接頭處加上膠圈，保證嚴密性，在泵的出口要設一根長的水平管。水平泵管要用鋼管架托起，并用管卡將鋼管架固定。

4 混凝土澆筑和振搗

混凝土的澆筑主要有泵送和人工澆筑兩種工藝，本項目主要以泵送工藝為主。現場澆筑的質量控制要點主要是澆筑溫度和澆筑工藝兩個方面。在溫度控制方面，要求混凝土入模時的溫度應在5℃～30℃之間，最高不能超過35℃。在澆筑工藝上，要保證連續澆筑。如果是分層澆筑，一定要控制好每一層的澆筑厚度，且第二層必須在第一層初凝之前完成澆筑。經過多年的發展，目前的混凝土澆筑工藝已經比較成熟，大部分施工隊伍都能規范操作。下面主要來闡述一下澆筑中的振搗工藝，這是影響澆筑質量的關鍵，也是很多質量問題的誘因所在。

混凝土振搗是保證混凝土密實度和結構強度的關鍵點，如果現場沒有做好振搗工作，出現振搗不均勻，有漏振的情況，就很可能導致結構面層疏松、缺損、漏筋的情況，從而誘發裂縫，導致結構強度問題，降低構件的承載力。如果混凝土的密實程度不夠，加上裂縫的出現，也會導致外部氣體和水分侵入結構內部，對鋼筋造成腐蝕，過早地破壞結構完整性，影響到使用年限。振搗器是機械化的搗實工具，振搗的目的就是為了排除混凝土中的氣泡，通過有效的搗固，加強混凝土結構的密實程度，達到消除蜂窩、麻面的不良現象，從而提高密實度和結構強度[3]。常用的混凝土振搗器有內部振動器、外部振動器、表面振動器和振動臺。本工程項目中主要使用內部振動器和表面振動器兩種。下面就對這兩種振搗工藝進行詳細說明。（1）內部振搗。業內常用的內部振搗器就是指振搗棒，它可以深入到混凝土的內部結構進行振搗作業，適用于基礎層面、梁、柱、墻和大體積混凝土的澆筑振搗作業。振搗棒使用靈活，既可以進行垂直振搗，也能完成斜向振搗。振搗時要保持快插慢拔的節奏，振搗中上下略微抽動。針對硬性混凝土而言，有時需要結合現場實際情況，在拔出洞旁再次插入振搗，以填滿空洞。在分層澆筑工藝中，每層澆筑的厚度不能大于振搗棒長度的1.25 倍。上層振搗必須在下層初凝之前完成，且在振搗上一層時，振搗棒還應深入下一層10cm 左右，這樣做的目的是消除上下兩層的結合縫隙，達到更好的結合密實度。控制好每一插點的振搗持續時間也很重要，過短振搗不實，過長又可能導致離析，一般控制在20～30s 為宜。即使是高頻振搗器，也不能低于10s。一般以混凝土面層不再出現氣泡、不再下沉，表面水平狀且泛出灰漿為準。振搗插點要均勻分布，插點間隔不能大于振搗棒作用半徑的1.5 倍，移動方式可采用交錯式，也可采用行列式，但最好不要混用，以避免導致漏振。振搗過程中，振搗泵與模板的距離不能大于振搗棒作用半徑的0.7 倍，但要避免碰撞到預埋件、墊塊、隱蔽管道和鋼筋。（2）表面振動。使用表面振動器時，一般要求在每一個位置上應連續振動30～40s左右，具體以表面均勻、不再出現氣泡且泛漿為準。按照成排依次向前的方式振動推進，前后位置之間應搭接5cm 左右，以避免出現漏振。但表面振搗的厚度有限，對于無筋或單筋平板而言，振搗有效厚度大約為20cm；對于雙筋平板，振搗有效厚度只有12cm 左右。所以要結合現場澆筑的實際情況選擇此類振搗工藝。

5 結論

土木工程混凝土施工要以結構設計強度和施工環境為原料選擇和參數配比的主要標準，做好運輸過程控制和現場塌落度、溫度等指標的檢驗，嚴格按照澆筑和振搗工藝進行作業，并做好后期養護，以達到理想的效果。