超高層建筑大體積混凝土質(zhì)量控制對(duì)策分析

張玉簫 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230032）

0 前言

超高層建筑象征了一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力，同時(shí)也是城市發(fā)展快速的一個(gè)重要標(biāo)志。雖然超高層提高了土地的利用率，但在安全方面還存在一些問題。究其根本原因，是由于超高層建筑樓層與整體高度都高于當(dāng)前國(guó)內(nèi)很多的建筑，因此，加強(qiáng)對(duì)超高層建筑工程的質(zhì)量控制，十分有必要。而大體積混凝土施工技術(shù)與質(zhì)量控制是確保超高層建筑工程質(zhì)量的重要手段。縱觀當(dāng)前我國(guó)超高層建筑工程施工的情況，大體積混凝土內(nèi)外部溫度差異是引發(fā)超高層建筑工程質(zhì)量下降的重要原因，尤其是在轉(zhuǎn)換層施工的過程中，因混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑量比較大，且為了避免在澆筑的過程中出現(xiàn)水泥水化熱的情況，一般都是一次性澆筑。但一次性澆筑，極容易引發(fā)大面積的積聚現(xiàn)象，最終加速溫度下降，進(jìn)而形成溫差效果。

1 超高層建筑大體積混凝土施工中存在的問題

1.1 施工現(xiàn)場(chǎng)管理問題

隨著我國(guó)城市化建設(shè)步伐不斷加快，超高層建設(shè)已成為房屋建筑主要的發(fā)展趨向。在超高層建筑工程施工中，大體積混凝土施工作為不可或缺的施工部分，其質(zhì)量直接影響到超高層建筑工程的整體質(zhì)量[1]。因此，必須加強(qiáng)對(duì)大體積混凝土施工質(zhì)量的控制，確保超高層建筑工程質(zhì)量。現(xiàn)階段，我國(guó)超高層建筑大體積混凝土施工中，常見的問題有材料質(zhì)量不合格、施工操作不規(guī)范、質(zhì)量穩(wěn)定性差及整體規(guī)劃缺乏合理性這四種[2]。通常情況下，在大體積混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工的過程中，需要特別注意施工環(huán)節(jié)的銜接控制、施工人員行為規(guī)范控制與建筑材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)的質(zhì)量控制，唯有做到這三點(diǎn)，才能確保在實(shí)際的大體積混凝土施工中的各個(gè)步驟不會(huì)出現(xiàn)遺漏與錯(cuò)亂的情況，使大體積混凝土施工質(zhì)量得到有效的保障。

1.2 管理人員工作問題

在對(duì)大體積混凝土施工質(zhì)量進(jìn)行控制的過程中，管理人員是否全部盡到自己的管理職責(zé)，是否明確大體積混凝土施工質(zhì)量控制在超高層建筑中的重要性，對(duì)施工質(zhì)量的控制具有重要的影響。現(xiàn)階段，我國(guó)建筑施工中常會(huì)發(fā)生分包的情況，整體工程管理被分為多個(gè)管理環(huán)節(jié)，并由不同的施工單位進(jìn)行管理，這也導(dǎo)致在實(shí)際的管理中常出現(xiàn)管理目的與管理方法難以達(dá)到一致的現(xiàn)象，進(jìn)而影響到大體積混凝土施工質(zhì)量控制的有效性，同時(shí)也是限制超高層建筑大體積混凝土施工質(zhì)量的主要因素之一。

1.3 混凝土的穩(wěn)定控制問題

澆筑與硬化是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在開展?jié)仓c硬化作業(yè)的過程中，由于混凝土中的膠凝材料可以產(chǎn)生水化反應(yīng)，導(dǎo)致在施工中一直伴隨著水化熱的現(xiàn)象。要將內(nèi)部的熱量全部散發(fā)，就目前我國(guó)超高層建筑施工技術(shù)水平來說，還是存在一定的難度，加上外部熱量散發(fā)很快，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差隨施工時(shí)間的積累越來越明顯。同時(shí)在大體積混凝土施工澆筑與硬化中，周圍環(huán)境因素與拆模也是導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差的部分原因，混凝土內(nèi)外溫差的問題若沒有得到及時(shí)有效的解決，不僅會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生不均勻溫度而出現(xiàn)變形的情況，還會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力高出混凝土即時(shí)抗壓強(qiáng)度時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致混凝土的內(nèi)外部出現(xiàn)裂縫的情況，最終嚴(yán)重影響混凝土的耐久性、承載性與抗?jié)B性能。因此，在超高層建筑大體積混凝土施工的過程中，必須加強(qiáng)對(duì)混凝土溫度的控制。

2 質(zhì)量控制對(duì)策

2.1 嚴(yán)格控制混凝土配合比

縱觀以往超高層建筑施工的情況，發(fā)現(xiàn)在混凝土的實(shí)際施工過程中，常會(huì)出現(xiàn)裂縫的問題，究其根本原因，是由于在配合混凝土結(jié)構(gòu)比例時(shí)不夠規(guī)范，缺乏合理性。隨著超高層建設(shè)的快速發(fā)展，土地資源的利用率不斷提升，要確保超高層建筑的質(zhì)量，必須在大體積混凝土施工的過程中，嚴(yán)格控制混凝土配合比[2]。目前，超高層建筑的混凝土主要有粉煤灰、水泥、砂石、水、泵送劑這6種成分。在混凝土施工中，加入水泥，有利于提高混凝土結(jié)構(gòu)整體的強(qiáng)度，而添加粉煤灰的主要目的是為了避免產(chǎn)生水熱化反應(yīng)的現(xiàn)象。加入泵送劑，可以加快混凝土結(jié)構(gòu)凝固的時(shí)間，這些成分的配合比直接影響到混凝土的整體質(zhì)量。在混凝土配合比時(shí)，必須了解結(jié)構(gòu)工程的具體情況與施工標(biāo)準(zhǔn)要求，規(guī)范混凝土的配合比。比如，在一個(gè)48層的建筑工程的混凝土施工過程中，明確提出對(duì)混凝土強(qiáng)度的要求是C50等級(jí)，該建筑工程的混凝土配合比如下表。這種大體積的混凝土配合比，不僅提高了混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，在后續(xù)的混凝土澆筑施工過程中，也起到了一定的減輕工作強(qiáng)度的作用。

混凝土配合比數(shù)據(jù)（單位：kg/m2）

2.2 大體積混凝土施工的溫度控制

從上述的內(nèi)容中了解到，大體積混凝土施工的溫度對(duì)超高層建筑的大體積混凝土施工質(zhì)量具有重要的影響[3]。大體積混凝土施工的溫度控制可以分為混凝土的最大內(nèi)外溫度差、截面溫度梯度、最大升降溫度速率、內(nèi)部最高穩(wěn)定度與人模濕度這5個(gè)方面。《大體積混凝土施工規(guī)范》明確提到在大體積混凝土的實(shí)際施工過程中，混凝土里表溫度不能高于25℃，升降溫速率必須控制在2.0℃/d以內(nèi)。而混凝土澆筑體基于人模溫度，其溫度升值不宜超過50℃。施工人員在溫度控制中，必須密切關(guān)注混凝土澆筑表面與大氣之間的溫差，盡量將其溫差控制在20℃以內(nèi)。如果是在高溫環(huán)境下，入模溫度不宜超過30℃，在低溫環(huán)境，比如冬季，大體積混凝土施工的穩(wěn)定不能低于5℃。值得注意的是，將溫度梯度與絕對(duì)溫差進(jìn)行對(duì)比，前者明顯對(duì)混凝土溫度控制更為重要，這是由于在溫差相同的情況下，開裂趨勢(shì)與厚板和薄板的內(nèi)部溫度應(yīng)力均不相同，即使溫差與板厚均保持在同一個(gè)水平上，混凝土內(nèi)部溫度分布情況也不相同，且溫度應(yīng)力差異也存在很大的區(qū)別。因此，絕對(duì)溫差并不是直接決定溫度應(yīng)力的因素，溫度梯度才是決定溫度應(yīng)力的關(guān)鍵因素。通常情況下，在整個(gè)大體積混凝土澆筑過程中，都一直貫穿溫度控制措施。大體積混凝土施工的溫度控制常采用以下幾種方法：（1）合理設(shè)計(jì)混凝土的配合比，在不影響混凝土整體施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量減少膠凝材料的用量，也可以在選擇水泥的環(huán)節(jié)，用低水化熱的原材料代替膠凝材料，通過加入粉煤灰、礦渣，減少水泥的用量，避免出現(xiàn)水化熱的現(xiàn)象；（2）在混凝土的水化中，通過應(yīng)用緩凝劑，延遲其水化的時(shí)間，使去溫度峰值有所下降；（3）可以用冰與骨料預(yù)冷代替部分的拌合水，并應(yīng)用在運(yùn)輸方式中，起到降低混凝土澆筑體入模的溫度；（4）在完成混凝土澆筑工作后，還需要進(jìn)行合理的保溫保濕措施，使混凝土的表面溫度可以得到進(jìn)一步的提高，并減少里表的溫度差；（5）針對(duì)厚度高于3m的大體積混凝土，可以通過應(yīng)用預(yù)埋冷卻水管的方式，或者也可以采用循環(huán)冷卻水養(yǎng)護(hù)法降低混凝土內(nèi)部的穩(wěn)定，最終實(shí)現(xiàn)有效控制里表溫度差的目標(biāo)。

2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)的管理

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行管理是確保超高層建筑工程質(zhì)量的必要手段，唯有加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，確保施工階段每一個(gè)環(huán)節(jié)工作都能達(dá)到工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，才能保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，施工管理人員必須嚴(yán)格規(guī)范各項(xiàng)施工流程的操作方式，確保施工人員在實(shí)際操作中是根據(jù)施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的檢修，定期對(duì)施工人員進(jìn)行施工技術(shù)的培訓(xùn)。此外，在混凝土澆筑的過程中，管理人員必須嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，控制混凝土的振搗與澆筑。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市建設(shè)步伐不斷加快的環(huán)境下，超高層建筑作為象征城市經(jīng)濟(jì)水平的重要標(biāo)志，其雖然提高了土地的利用率，但在實(shí)際施工中仍存在這樣或那樣的問題，影響到整體的施工質(zhì)量，因此，應(yīng)在施工初期與施工的過程中貫穿質(zhì)量控制，以加強(qiáng)對(duì)其工程質(zhì)量的把控。