建筑框架結構混凝土工程施工技術的研究

于小生

(山西省宏圖建設集團有限公司，山西 太原 030000)

建筑框架施工質量與混凝土施工技術的應用水平有關，具體涉及原材料質量、混合料性能、施工方法可行性等方面。框架結構作為建筑的重要組成部分，其施工質量必須得到保證。鑒于此，有必要對框架結構的混凝土施工技術展開探討，掌握施工要點，經過有效的施工后，保證建筑框架的質量。

1 工程概況

某商城項目中，高層建筑地下2層、地上22層，采用框架剪力墻結構，負2層至1層、2層至10層、11層至頂層對應柱結構的混凝土強度等級分別為C20、C45、C40，梁板均采用C30混凝土。框架結構是建筑的重點施工部分，以科學的施工技術妥善進行施工至關重要。

2 混凝土澆筑前的處理

2.1 施工縫的留設及處理

1)根據施工分段情況留設現澆板及梁的施工縫，中間不留設施工縫，若由于工程需要而必須留設時，根據結構特點而定。以頂板為例，在頂板跨度的中間1/3內留設，同時錯開留設上下層的施工縫；2)對于墻體，在樓板底向上5mm加軟弱層的部位留設水平施工縫，按該方法進行計算可知，對應的是樓板底向上25mm左右的部位；在過梁中間的1/3范圍內留設豎向施工縫；3)對于樓梯，在樓層平臺板自踏步向外1/3的部位留設施工縫；4)全面剔鑿施工縫表面的浮漿、松動石子等不利于混凝土澆筑的材料，深度以露出原混凝土的石子為要求予以控制；隨后加壓水沖洗，使施工縫表面保持干凈；拌制水泥砂漿并澆筑，厚度控制在30～50mm，在此基礎上澆筑混凝土，期間采取振搗措施，使新舊材料穩定結合；5)通過無齒鋸將施工縫切齊，清理梁窩的填充物和松散料，以免在混凝土澆筑期間因此類松散材料的混入而影響施工效果[1]。

2.2 后澆帶的處理

1)根據后澆帶的鋼筋配置情況，增設附加鋼筋，數量不少于原配筋量的15%，且后澆帶的鋼筋不可被截斷；2)后澆帶澆筑所用材料為微膨脹混凝土，后澆帶的保留時間視后澆帶的功能而定，例如：為減少混凝土施工的溫度應力而設置時，需滿足至少達到2個月的要求；為應對結構不均勻沉降而設置時，應檢測兩側結構單元的沉降狀況，待兩部分均基本穩定后，可以進行后澆帶中混凝土的澆筑，而考慮到兩側結構的穩定性要求，需增設支撐裝置[2]。

3 建筑框架混凝土的關鍵施工技術

3.1 原材料的選取

3.1.1 水泥

以硅酸鹽水泥為宜，不宜采用火山硅酸鹽水泥，原因在于此類水泥在使用過程中需消耗的水量較大，且易泌水，對混凝土的施工產生不良影響。水泥的安定性需良好，強度等級大于32.5#。所有水泥均要由具有資質的供應商提供，并在水泥進場時安排質量檢驗，確認無誤后方可進場，采取防潮及其它的防護措施。

3.1.2 砂、石

1)砂。以中砂為宜，細度模數靠近控制區間的上限，即2.8，相較于2.3(下限)的細度模數，可減少水泥用量28～35kg/m3、用水量20～25kg/m3，緩解水泥水化熱作用，保證施工質量的同時減少材料的成本投入。砂的泥塊含量≤1%，水泥含量≤3%。

2)石。在建筑框架結構混凝土施工中，以卵石或碎石為宜，原因在于此類材料具有良好的可泵性，便于施工。卵石或碎石的粒徑視泵送管道內徑和最小斷面尺寸而定，條件允許時優先選擇大粒徑的石料。例如，相比5～25mm的碎石或卵石，5～40mm粒徑時的水泥用量、用水量分別減少15kg/m3、6～8kg/m3，由于材料用量合理，可緩解水化熱、泌水、收縮現象，有利于施工質量的提升。

3.1.3 粉煤灰、外加劑和水

1)粉煤灰。質量達標的二級粉煤灰，通過此類材料的應用，起到如下效果：替代部分水泥，減少水泥用量，避免因水化熱過于劇烈而引起裂縫或其它的質量問題；改善混合料的流動性和粘聚性；2)外加劑。以建筑框架結構混凝土性能要求為準，摻入合適的外加劑，例如泵送劑、減水劑、緩凝劑等，必要時聯合采用多類外加劑，但需嚴格控制用量，以免適得其反；3)拌和用水。潔凈水，不含有影響混凝土性能的有害物質[3]。

3.2 配合比設計

1)配合比反映的是原材料的用量比例，按不同配合比拌制的混凝土在性能方面存在差異。在配合比設計中，需綜合考慮運輸條件、澆筑條件、現場氣溫等因素，對比分析不同配合比的應用效果，經優中選優后確定最為合適的配合比；2)拌和站嚴格按照通過批準的配合比控制材料的用量，要求粉煤灰摻量≤20%，砂率35%～45%，各類原材料的用量必須達標。按配合比拌和混凝土后，取樣檢查，對混凝土的質量做出準確的判斷；3)若由于工程需要而調整水泥、砂、石等材料的用量，需進行配合比的檢驗，按最新的配合比拌和混凝土后，取樣檢測，要求混凝土的實際性能與工程要求保持一致；4)混凝土的坍落度需得到有效的控制，具體視泵送距離、氣溫等條件而定。

3.3 泵送混凝土

泵送設備采用臂長為45m的汽車泵，布置在道路條件良好或距離建筑較近的部位，以便車輛的順暢轉彎。泵送前，采用與混凝土標號相同的水泥砂漿進行泵送，目的在于潤滑管壁。

為使混凝土的和易性、坍落度均合理，可向泵送混凝土中摻入適量的高效減水劑，同時動態調整坍落度，例如按照泵送高度的不同對此項指標做相應的調整。在建筑各層的泵送中，首先進行剪力墻的混凝土泵送，再進行柱后澆梁板梯的泵送，按流程有條不紊地進行。泵送前應進行試泵，判斷泵送設備是否可正常運行，在確認各項泵送條件均無誤后，可開始大面積泵送[4]。

3.4 混凝土攪拌

1)裝料。以配合比為準，稱量原材料，按照“石子—水泥—砂子”的基本順序進行裝料，若配合比中要求采用粉煤灰，則控制好用量，連同水泥共同摻入。對于液狀粉煤灰，趁加水時同步加入；對于粉狀的粉煤灰，先經過稱取后控制材料的用量，再將其裝入小包裝袋內，連同骨料摻入。

2)攪拌。按順序依次摻料后，開始攪拌，保證混合料的均勻性。最短攪拌時間屬于攪拌時的重點控制指標，視拌和方式、攪拌機出料量而定，具體要求如表1所示。

表1 混凝土攪拌的最短時間(s)

3)運輸。混凝土拌和結束后，檢驗質量，若無誤則裝車外運，盡快將混凝土運輸至現場。運輸時嚴格控制車輛的行駛速度，盡可能勻速、平穩地行駛，加強防護，不可出現離析、坍落度變化等問題。若運抵施工現場的混合料離析，需做二次拌和。拌和后的混凝土經一段時間后將發生初凝，材料無法使用而引起浪費，為避免此問題，應縮短卸料后至澆筑完畢的延續時間，具體時間控制要求與混凝土強度等級、氣溫有關，如表2所示。

表2 卸料后至澆筑完畢的延續時間(min)

若混凝土拌制采用快硬水泥，或向混凝土中摻加外加劑，需進行試驗，根據試驗結果確定合適的延續時間。

3.5 混凝土施工

混凝土澆筑工藝流程如圖1所示。

圖1 混凝土澆筑工藝流程圖

墊層、基礎、墻體、梁和頂板、樓梯的混凝土澆筑、振搗方法，如下。

3.5.1 墊層施工

基槽通過檢驗后，清理基底的雜物，壓實找平。按照圖紙要求，測放標高，在基礎上設置50×100mm的方木，并拉線找平以保證方木布設位置準確(沖木筋)，以布設的方木標高為基準，進行混凝土澆筑。澆筑所用混凝土強度等級為C15，坍落度160～180mm。為保證平整性，澆筑后用刮杠刮平，再用平板振搗器振搗，提高混凝土內部的密實度，隨后撒1∶1水泥細砂，抹光壓光，保證混凝土內外部的施工質量。

3.5.2 基礎施工

1)澆筑。混凝土拌和完成后，按照“一個坡度，薄層澆筑”的方法進行施工，完成條形基礎及底板的混凝土澆筑作業。

2)振搗。①逐點有序振搗，按不超過振搗器作用半徑的1.5倍控制插點間距；②上一層振搗時，適當向下層插入5cm，按此方法進行振搗后，使相鄰兩層穩定結合；③振搗器不與模板、鋼筋發生碰觸；④嚴格控制各點的振搗時間，以混凝土表面平整、泛漿、無氣泡為準予以控制。

3)泌水處理。混凝土因坍落度不合理而存在較強的流動性時，將出現表面泌水現象，對施工質量不利。從“防”與“控”兩個角度應對泌水現象：預防層面，加強源頭管控，及時檢測混凝土的坍落度，禁止任何不達標的混凝土被投入使用；控制層面，需提前在現場準備小桶和灰勺，若施工期間確實遇到混凝土泌水，及時用兩項工具進行清理。

4)表面處理。受混凝土內外部溫差大、環境溫度異常等因素的影響，混凝土表面可能開裂，影響表觀質量，甚至對混凝土的穩定性、耐久性產生不良影響，而混凝土表面開裂的處理難度大，因此有效預防顯得尤為關鍵。具體措施，如下：①混凝土澆筑后，用平板式振搗器振搗，使混凝土具有密實性；②密切關注混凝土凝結狀態，在初凝前1h～2h用木抹子搓2～3遍，具體時間可按照人站在混凝土表面無較深痕跡的要求予以控制，并根據實際搓面狀況于適宜的時間進行二次搓面，以此來避免混凝土表面裂縫；③混凝土的溫度失控時，將產生溫差裂縫，此類裂縫將嚴重影響混凝土結構的施工質量，并由于裂縫的存在而為水的侵入提供了通道，引起水侵蝕問題，混凝土碳化、鋼筋銹蝕等狀況相伴隨生。因此，加強對混凝土溫度的控制具有必要性。澆筑溫度不宜超過28℃，澆筑后覆蓋塑料布，科學養護，將混凝土內部和表面的溫度控制在許可范圍內，使混凝土在適宜的溫度環境中有效成型。混凝土抹面在揭開塑料布時進行，抹面后隨即覆蓋。在養護過程中，塑料布內應有凝結水，若無則及時澆水。

3.5.3 墻體施工

1)混凝土澆筑。①墻體混凝土澆筑前，將施工縫、后澆帶的雜物清理干凈，均勻涂刷界面劑。根據后澆帶的尺寸準備相配套的橡膠止水條，布設后用鋼釘予以固定；②混凝土澆筑遵循連續性原則，中斷時間不超過2h。分段、分層有序澆筑，各段、各層的高度約為400mm。新澆部分與下層形成接槎部位，此處澆筑材料采用水泥砂漿，水灰比與墻體施工所用混凝土一致，厚度控制在30mm～50mm，時間與墻體混凝土澆筑同步進行。為避免混凝土離析，卸料高度以1.5m為宜，否則配置串筒或溜槽，輔助作業；③各層墻頂設水平施工縫，人工澆灌混凝土并振搗。混凝土澆筑的分層厚度不超過350mm，振搗所用設備為Φ50振搗棒。在施工縫處繼續澆筑時，首先需保證既有部分的抗壓強度至少達到1.2MPa，再將表面的松動砂石以及其它各類不利于施工的雜物清理干凈，向澆筑部位鑿毛，以便新澆筑部分與既有混凝土穩定結合。墻體接茬部位用云石機切割出深度約為10mm的接縫線，切割后清理松散混凝土和鋼絲網，沖洗干凈。從施工縫開始澆筑時，下料位置不宜規劃在臨近縫邊的部位，澆筑后采取振搗措施，逐步向施工縫推進振搗，保證接縫部位的混合料具有密實性；④墻體混凝土施工時，可能由于下料而對模板、鋼筋等既有材料產生影響，例如出現變形、移動、受損等問題，影響施工質量。為此，一方面需規范澆筑，主動規避各類問題；另一方面需加強檢查，若存在異常則隨即暫停澆筑，盡快處理異常問題，力爭在已澆筑部分尚未初凝時恢復正常施工狀態。

2)混凝土振搗。①振搗設備采用插入式振搗器，均勻布置各插點，逐點依次振搗，不漏振、重復振搗。振搗設備的移動間距為400mm，各點的振搗結束時間根據實際振搗狀況而定，例如混凝土表面無下沉、有浮漿時結束振搗。振搗遵循快插慢拔的原則，上一層振搗時將設備向下層插入50mm，促進層間穩定結合；②墻交接部位偏薄弱，應加強振搗，使交接的兩部分融為一體，保持穩定；③對洞口的混凝土做振搗處理時，按照洞口兩側同步進行的方式振搗，兩側必須保持協同狀態，避免洞口變形；④混凝土澆搗后，整理上口甩出的鋼筋，用木抹子找平混凝土表面[5]。

3.5.4 梁和頂板的施工

1)沿梁方向，從一端開始用趕漿法澆筑，向另一端推進。澆筑所用混凝土的坍落度為160～180mm，根據梁高分為多層依次進行，澆筑至板底部位后，連同板的混凝土同步澆筑。各分層應呈階梯形，經過逐層施工后，階梯形持續延伸至指定位置。

2)頂板混凝土施工時，按如下方法振搗：沿澆筑方向拖拉插入式振搗器，此階段的移動距離均按400mm予以控制；在此基礎上聯合采用平板振搗器加強處理，按照平板可覆蓋搗實部分邊緣的要求控制移動間距。在振搗工作面搭設馬道、鋪腳手板，員工在此平臺施工，不可踩踏鋼筋。

3)對于暗柱與梁交叉部位的振搗，考慮到此處空間有限的特殊性，設備采用靈活性較好的小直徑振動棒，經由鋼筋較稀部位插入，做有效的振搗，全程振搗棒不可與鋼筋發生碰觸。

4)振搗后，用鐵插尺測量混凝土的厚度。為及時處理混凝土厚度不足的問題，混凝土澆搗每完成1m需進行一次，在確認高度達標后，用長木抹子找平表面，否則需進行厚度的調整。對于樓板的混凝土施工，可用3m刮杠找平。

5)外露鋼筋的位置存在偏差時，隨即進行調整。頂板混凝土澆搗結束后，及時測定混凝土的強度，實測值達到1.2MPa后進入養護環節，根據保濕的養護要求，適時進行灑水，使混凝土保持濕潤，以防因干燥而產生收縮裂縫。養護時間不短于7d，具體視混凝土養護效果而定。

6)由于豎向插筋上有用作標高控制的點，可拉線用于檢查頂板混凝土振搗后的標高，并用探釬檢測厚度，必須保證實測標高和厚度均達到工程要求。

3.5.5 樓梯施工

1)按照自上而下的順序澆筑混凝土，坍落度以140mm～160mm為宜，不宜過大，否則流動性增強，因滑落而發生離析；2)各層樓梯混凝土澆筑時，平臺梁連同踏步板的澆筑作業同步進行；3)混凝土澆筑后，將多余的材料清理干凈，以免因長時間未清理而發生固結。此后，找平、壓實踏步面；4)樓梯模板的拆除必須在混凝土強度達到1.2MPa后才可進行。拆模時注重防護，不可發生磕碰。拆模后，用舊多層板防護棱角。

3.6 混凝土養護

根據結構的不同采取科學可行的養護方法。豎向墻體，用花灑噴頭淋水養護；豎向柱子，用麻袋布和塑料布進行包裹，防護混凝土，進行養護；水平樓板，宜澆水養護。養護用水采用達到混凝土拌和用水標準的水，或直接采用飲用水。養護時間不少于14d，養護期間灑水量根據氣溫和混凝土成型情況而定，做到混凝土始終保持濕潤。經過對各部位混凝土的針對性養護后，使混凝土在溫濕度合理的環境下有效成型。

4 施工注意事項

1)建筑框架結構施工時，留置混凝土試塊，作為質量檢驗和質量控制的依據。相同部位的澆筑方量少于1000m3時，每間隔100m3制作一組交貨檢驗試塊、標準養護試塊，若存在梁板梯，制備的試塊數量需適當增加，目的在于利用足量的試塊測定拆模強度；若澆筑方量超過1000m3，試塊的留置按照每200m3一次的頻率進行，必要時增加試塊的數量，例如冬季氣溫較低時，宜增設2組同條件試塊，利用足量的試塊便捷測定混凝土在受凍前、解凍后各階段的強度，進行針對性的管控。

2)建筑框架結構混凝土施工發生在冬季時，現場氣溫較低，可能有混凝土凍傷現象。為保證施工質量，工程人員應做好前期的配合比設計、混凝土拌和以及現場的澆搗、養護等各項工作。在混凝土拌和時，以適宜的比例摻入早強劑、防凍劑等外加劑，促進混凝土的凝結，避免尚未初凝便發生凍傷的情況。混凝土拌和采用的骨料不可含有凍塊，其它材料均要達到質量要求。低溫環境中，建筑框架混凝土養護時不可采取灑水保濕的方法，宜保溫養護，覆蓋材料可采用塑料薄膜、毛氈，經過對混凝土結構的覆蓋后，對混凝土進行保溫，使其在溫度適宜的環境中成型。

5 結語

社會經濟日益發展，各界對建筑質量的要求有所提高，框架結構作為現代建筑結構體系中的重要組成部分，其施工質量對建筑整體的穩定性、耐久性均有影響。作為施工單位，在進行建筑框架結構混凝土施工時，必須以質量目標為導向，結合現場施工條件采取合適的施工技術，拌制優質的混凝土，規范進行澆筑、振搗、養護。同時，注重冬季低溫環境、混凝土表面蜂窩缺陷等特殊情況，采取有效的預防措施和控制措施，最終順利完成建筑框架結構的混凝土施工作業，保證框架質量，推動建筑項目的發展。