某大型公共建筑關鍵施工技術應用與研究

謝博 彭琨 鄒軍 梁智幀

（中建三局第三建設工程有限責任公司，湖北武漢 430070）

城市經濟的發展，提高了社會中公共建筑的數量與規模，為滿足更多群體的需求，公共建筑開始逐步向“跨度更大、結構更復雜、地下更深、層數更多、功能更豐富”等方向發展[1]。與此同時，公共建筑開發與城市土地供應之間的矛盾越發顯著，在此種背景下，只有不斷創新施工技術，優化建筑工程結構，才能保證開發的建筑在市場中可以發揮預期的經濟效益與價值[2]。

1 工程概況

本次研究的工程項目為公共建筑樓，此建筑位于城市中心位置，共分為A、B、C、D四個工程段，建筑結構概述見表1。

表1 某大型公共建筑結構概述

設計A、B、C、D四個工程段的關鍵施工方案，見表2：

表2 大型公共建筑關鍵施工方案概述

為保證工程的順利施工，在上述設計內容的基礎上，對公共建筑工程項目所在地區的地質概況進行分析，通過鉆孔取樣，掌握項目所在地的土層結構與不同結構層的參數，見下表：

表3 公共建筑工程項目所在地的土層結構與物理參數

按照上述方式，掌握大型公共建筑工程概況，根據項目所在地的土質情況，為關鍵技術施工給予決策幫助。

2 大型公共建筑關鍵施工技術應用

2.1 深基坑樁錨支護施工

針對上述大型公共建筑工程項目，在對其進行建筑主體施工前，需要對其深基坑進行開挖，并在深基坑上完成各項施工任務[3]。由于大型公共建筑主體結構規模較大，因此，對基坑承載力提出了更高的要求，為確保深基坑的結構穩定，需要引入樁錨支護技術，對其進行支護施工[4]。在施工前，需要對深基坑的土體壓力進行計算，已知該工程項目中基坑的等級為二級，其側壁重要性系數通過綜合分析得出為1.0。根據上述參數，確定深基坑土體的主動土壓力系數和被動土壓力系數，其公式為：

式中Kai代表深基坑土體的主動土壓力系數；Kpi代表深基坑土體的被動土壓力系數；φi代表深基坑邊坡與水平地面形成的夾角。

結合上述公式，確定深基坑樁錨支護結構的基本參數。在對錨桿進行初步設置時，需要將錨桿按照雙排結構進行布設，在水平方向上兩個錨桿之間的距離為2.2m，錨桿傾斜角度為10°[5]。按照上述參數完成對深基坑樁錨支護結構的設置，考慮到基坑各側環境的不同，其變形量控制也需要適當改變，為了避免支護結構出現過大變形問題，造成對周圍建筑物以及地下管線的破壞，根據大型公共建筑工程所處地質環境，采取相應的支護施工方法[6]。針對該工程項目，共設置三種不同的支護樁以及土釘類型。表4為針對上述大型公共建筑工程項目具體深基坑樁錨支護施工方案。

表4 大型公共建筑工程項目深基坑樁錨支護施工方案

按照表4中的施工方案完成對大型公共建筑深基坑樁錨的支護施工。

2.2 高大模板施工

在確保深基坑具備足夠的承載力后，對高大模板結構進行施工。首先，在前期準備階段，施工人員必須事先準備好材料，設備達到工程規范要求[7]。在此基礎上，施工時需要完成對多層高大模板支撐結構的設置，在同一條垂直線上完成對上層和下層兩個支點的設置，并按照規定完成對底座和墊板的安裝[8]。針對本文上述建筑，其整體跨度最大超過4m，因此，必須對高模板進行起拱。起拱高度應為全跨度的1/3000～1/1000。安裝后的垂直模板應控制在2m以內，并在施工過程中應隨時注意不能直接站立于底層模板上進行上部模板的裝配。在施工高度超過8m～15m范圍內時，要求在最上面的兩根橫梁之間安裝高模板的水平拉桿。在此期間，在未加密區域內，豎條與加密區豎條的間距需要被控制。圖1為高大模板支撐體系基本結構示意圖。

圖1 高大模板支撐體系基本結構示意圖

針對本文上述建筑，其滿堂支架距離不超過1.5m，且與周圍結構不能形成牢固的拉結。針對這一建筑結構，應在一定的距離上垂直設置帶扣式剪力架和扣件式剪力架，并對縱向剪力支撐進行控制，使其間隔5m～8m。對角度進行控制，在45°～60°之間進行調整。當架體高度為3倍時，在架子的頂部應該設置一根橫置的鋼管剪刀撐，并將剪刀撐向外伸展。針對施工中周圍既有結構，需要將支撐架與既有結構進行有效連接，在水平桿頂端位置上布置可以調節的底座和托撐結構，同時，也可在較短的水平桿上加設支撐結構，以此頂進四周既有建筑物。

2.3 大體積混凝土施工

在完成對高大模板支撐結構的施工后，還需要完成對大體積結構的混凝土施工。為了確保混凝土具備一定的防水功能，達到設計要求的抗滲標準和強度，需要選擇符合本文上述大型公共建筑施工要求的混凝土制備材料。同時，以低水化熱、低泌水率的水泥為主要膠結劑，適當加入外加劑，并對其加入量進行控制。在完成對混凝土材料的制備后，澆注區按三橫一豎四條澆注方法分為五個自然流段。在澆注時，根據后澆帶進行了流水分段的劃分。要求澆筑結構的厚度為1200mm，混凝土總方量為3600m3。為消除泌水，在底板側壁上開設一個與肥槽內集水井相互連接的泄水孔，用于泄水。

3 工程實例

將此建筑工程項目的澆筑施工劃分為A、B、C、D四個工程段，在每個工程段中設置至少兩臺泵機，同步澆筑作業。施工時，一臺泵機放置在場地北側，另一臺泵機放置在場地南側。混凝土澆筑施工技術參數見表5。

表5 混凝土澆筑施工技術參數

完成混凝土澆筑施工后，根據施工現場溫度，做好混凝土的養護處理，養護時，需要在澆筑面鋪設一層塑料薄膜，必要的條件下，在其上層再鋪設土層棉氈，實時監測混凝土溫度。如果混凝土監測過程中的內外溫度差超過25℃，說明澆筑的結構可能在混凝土固結過程中發生裂縫，此時需要及時采取措施做好混凝土保溫處理。

將建筑結構混凝土澆筑施工中的溫度控制效果作為評價指標，使用CW-A測溫裝置，在作業面與施工現場布置測溫裝置，監測與控制混凝土結構溫度。

在測溫過程中，需要將測溫點分為上、中、下層，其中，上層測溫點主要用于檢測混凝土面層溫度，大多布置在混凝土外表面向下100mm位置處，中間層測溫點主要用于檢測澆筑筏板的中心溫度，通常設置在筏板1/2結構處，下層測溫點主要用于監測混凝土澆筑底部溫度，通常設置在底部表面上200mm位置處。測溫點布置方式見圖2。

圖2 測溫點布置方式

在監測溫度時，明確混凝土澆筑內部與外部溫度差在25℃范圍內均屬于正常情況。隨機選擇一個區域內的測點，檢測混凝土表面溫度、中心溫度、底面溫度，監測結果見圖3。

圖3 混凝土溫度監測

按照上述方式，監測與統計其他測點溫度，繪制不同測點的溫度變化趨勢曲線圖。根據監測結果可知，所有測溫點的溫度差均未超過25℃。

在此基礎上，對養護后的混凝土進行裂縫觀察，并未發現結構存在明顯的裂縫，證實了此次設計的關鍵施工技術具有可行性，可以有效提高公共建筑工程施工質量。

4 結語

在大型公共建筑施工過程中，如何控制結構裂縫，解決由于溫差導致的結構裂縫，一直是工程方在施工中較為困難的工作。此次研究成果經過了證實后可以為市場內相關工程項目施工提供幫助與指導，但要實現對大型建筑關鍵施工技術的推廣，還應在現有技術的基礎上，對建筑施工技術進行優化，即將工程施工的重點置于降低作業行為對現場生態環境的影響方面，基于此種方式，使大型公共建筑成為市場內文化、科技、價值的綜合體現，保證我國建筑行業的朝氣、蓬勃發展。