文/郭嘯晨 張家口市下花園區欣辰房地產開發公司 河北張家口 075300
不同構造形式和材料組合的混凝土結構,在建設路橋、水利以及建筑等工程的過程中應用十分普遍,起到了承重和傳遞荷載的關鍵作用。尤其是在土木工程建筑施工過程中,隨著建筑整體高度不斷提升而平面布局日益復雜,保障基礎及主體結構的穩定性與可靠性,不僅事關建筑的使用安全,還決定了施工過程能否順利進行。
建筑工程的基礎和主體結構大多采用鋼筋混凝土澆筑而成,在澆筑成型之后會隨時間推移而逐漸固化。理想情況下經過科學的計算與試驗確定的混凝土配比,可以確保施工后的建筑結構強度、穩定性達到設計標準。但由于混凝土的骨料含水率、粒徑等天然具有不穩定性,而且成型后的構件在固化過程中的外部條件復雜多變,加之施工過程中存在影響混凝土結構施工質量的多方面因素[1]。所以雖然理論上建筑混凝土結構的施工技術難度不高,但要想達到預期效果和保障結構強度、穩定性,則必須控制好混合料拌合到最終養護完成的所有環節,嚴格按照相關試驗、設計所確定的工藝參數與技術規范操作。
傳統的土木工程建筑的混凝土結構施工大多采用現場澆注工藝,而隨著高層與復雜結構建筑的增多,由于裝配式混凝土結構施工工藝能更好的控制構件澆筑質量和簡化現場施工工藝,加之預制鋼筋混凝土構件的施工更加符合環保要求,因此近年來在建筑主體結構施工中的應用明顯增加。而在建筑基礎施工中,深基礎施工比率的持續增長,最常用的鉆孔灌注樁等工藝也日漸成熟,不僅對地質條件適應性極佳,而且施工效率高并其能夠保障基礎結構的穩定性。因此目前現場澆筑仍然是最主要的混凝土結構施工方式,但由于工程機械設備、原材料性能的不斷改進和提高,現澆混凝土結構施工的質量能夠達到更高的標準,無論是結構強度還是抗震性能都在逐年提高。
土木工程中的建筑結構構造復雜且存在大量截面積、體積較大的構件,因此在現場連續澆筑過程中,由于固化過程中的溫度應力、構件自重、后續澆筑施工的震動造成的內部應力以及構件之間相互約束力的交互作用,極易出現結構裂紋,影響整體結構的承載力與耐久性。首先由于建筑混凝土結構體積較大,結構的內部與表面在固化過程中的溫度變化不一致,由此產生的溫度應力如果超出其抗拉強度,則會導致結構裂紋的出現。其次構件固化過程中,假如拆模時機把握不好或者后續施工的振動、重力荷載超出構件承載力,也會導致結構的薄弱部位出現裂紋[2]。而構造復雜的梁、柱之間的銜接部位存在相互約束作用,當混凝土固化過程中因水分減少而收縮時,如果約束力與收縮應力的作用超出結構的抗拉、抗剪強度,同樣會導致質量缺陷。
結構裂紋的形成機理與施工工藝設計的合理性、操作的規范性以及防范措施的有效性存在直接聯系。首先建筑結構形式及其施工技術方案的設計,都是在已知混凝土材料性能和承載力要求的情況下進行的,只要結構的受力分析、混凝土配比的計算和試驗環節沒有問題,則按照設計方案進行施工,理論上就不會出現質量缺陷。其次由于混凝土結構施工工序較多且銜接緊密,因此現場質量檢驗不及時或者監督出現疏漏,導致操作的不規范,也是引發混凝土結構質量缺陷的重要原因。最后針對大斷面或復雜節點的混泥土結構澆筑,通常會事先制定一系列的質量保障措施,如控制混凝土結構固化過程中的溫降速度或預留伸縮縫等。在現場施工過程中相關措施能否有效落實,決定了能否保障混凝土結構的施工質量。
由于混凝土結構施工對環境條件、原材料配比以及澆筑過程的連續性要求很高,因此應著重優化工藝設計以及施工組織計劃編制。首先應按照規范流程進行混凝土拌合試驗并校核原材料配比,確認骨料含水率、混凝土拌合時間以及外加劑類型和用量等,以便在施工過程中有效控制混凝土的拌合質量[3]。其次在施工組織計劃當中,應明確混凝土的運輸方案以及現場的質量控制措施,確保見證取樣、鋼筋結構焊接質量評定等重要環節沒有疏漏,既保障澆筑過程的連續性,又能夠按計劃落實各項質量控制措施。
在建筑混凝土結構的施工現場,應對關鍵環節的施工規范性進行重點監督。首先確保運至現場的混凝土按照相關規范進行質量檢測,并且取樣制作試件。其次在鋼筋及模板工程的施工過程中,及時進行質量檢驗并對存在問題的部分及時糾正,保障鋼筋與模板結構穩固,預留預埋位置精確。最后嚴格按照既定工藝參數和澆筑順序完成各個部分的施工,并且做好工序間的質量檢驗,控制好拆模時機并安排后續養護工作[4]。此外在澆筑完成后便應開始監測混凝土結構的內外部溫度變化和環境參數,在必要時通過預埋管道注水降溫,以免因溫度應力過大導致結構開裂。
鑒于混凝土的特殊物理性質,在土木工程的建筑結構施工中,對施工過程的連續性和工藝參數的精確度要求極高。因此要想避免出現結構質量缺陷并保障施工安全,應著力做好施工技術方案的深化設計,并做好現場的各項質量檢測和監督工作。