混凝土施工技術在房屋建筑工程中的運用

謝青生 劉 勇 張方平 王志宏 朱建斌

混凝土工程施工內容較多，涉及的技術工藝比較復雜，是房屋建筑工程管理的重點。在以往施工過程中，經常出現混凝土質量不合格、澆筑不及時、振搗不均勻以及養護不到位等問題，且在面對大體積混凝土施工時，往往會存在裂縫、滲漏等問題。另外，在裝配整體式結構施工時，預制構件與后澆混凝土的結合也容易產生質量問題，因此必須明確質量控制點，采取行之有效的質量控制措施。

1 工程概況

永豐雅苑項目位于江西省南昌市贛江新區直管區，占地面積66 761.83 m2，由1 層地下室、15 棟23 ～26 層住宅樓、1 棟3 層社區服務中心、1 棟3 層幼兒園、4 棟商業用房、1 棟開關站、1 棟垃圾收集站、5 棟門衛室以及1 棟消防控制室組成，總建筑面積256 461.42 m2，其中地下室建筑面積56 342.87 m2，地上建筑面積200 118.55 m2。在結構設計方面，地下室采用框剪結構，地上商鋪采用框架結構，主樓采用剪力墻結構，裝配率30%，主要包括疊合樓板、預制樓梯和預制空調板。

2 混凝土施工技術在房屋建筑工程中的運用

2.1 一般混凝土施工技術

2.1.1 混凝土澆筑

本項目采用商品混凝土，需要嚴格控制運輸距離和時間，保證混凝土的均質性，避免發生離析現象，滿足坍落度要求，以便在混凝土初凝前有充分的時間進行澆筑和振搗。在輸送和澆筑過程中嚴禁加水，散落的混凝土不能用于結構澆筑，同一施工段的混凝土應保證澆筑作業的連續性。在混凝土澆筑前，應做好清理工作，將墊層或模板上的雜物清除干凈；在表面干燥的地方施工時，還應灑水濕潤。當現場作業環境溫度超過35 ℃時，如果采用金屬模板，可以通過灑水進行降溫，但灑水后不得留有積水。

當進行豎向結構混凝土澆筑時，需要先在底部填入與混凝土內砂漿成分相同的水泥砂漿，厚度控制在3 cm 內。為保證混凝土澆筑時不產生離析現象，必須嚴格控制混凝土自由傾落高度。例如，粗骨料料徑大于25 mm 時，自由傾落高度不得超過3 m，反之不能超過6 m，若不能滿足規定要求，則需要加設溜槽、溜管以及串筒等裝置。在澆筑與墻柱連成整體的梁板時，應在墻柱澆筑完成后1 ～1.5 h 再繼續澆筑。梁板宜同時澆筑，有主梁的樓板應順著次梁方向澆筑，單向板應沿著長邊方向澆筑，對于拱和高度超過1 m 的梁結構可以單獨澆筑[1]。在底層混凝土初凝前，應完成上一層混凝土的澆筑，否則需要根據相關施工縫技術要求進行處理。

2.1.2 混凝土密實成型

混凝土澆筑過程中，要及時進行振搗工作，如果構件尺寸較厚，需要在兩側安裝振動器進行振搗。根據工作方式和使用部位的不同，可以將振動器分為外部振動器、內部振動器、表面振動器以及振動臺等。其中，外部振動器主要為附著式振動器，直接固定在模板上，適用于鋼筋較密、截面較小的梁、墻、柱等構件，有效作用深度約為25 cm。內部振動器主要為插入式振動器，主要適用于基礎、梁、柱、墻等結構構件，可以按照分層澆筑厚度分別振搗，震動棒的前端應插入前一層混凝土中，且插入深度不能小于5 cm，遵循垂直插入、快插慢拔的基本原則，保證振搗的均勻性。表面振動器主要為平板振動器，放在混凝土表面進行振搗，適用于薄壁構件，如地面、樓板等。振動器平板需要和混凝土保持接觸，嚴格控制平板覆蓋范圍和搭接距離，最好振搗兩遍，且兩遍的方向需相互垂直。振動臺是預制構件廠使用的固定生產設備，主要用于振搗預制構件。

2.1.3 施工縫留置及處理

混凝土結構一般要求整體澆筑，由于施工組織或技術上的原因，在澆筑過程中會留有間歇時間，如果間歇時間超過混凝土的初凝時間，就需要提前做好施工縫設計。根據相關技術要求，施工縫宜設置在結構受剪力較小且便于施工的部位。例如，在梁板式結構混凝土柱施工時，施工縫宜留置在基礎頂面或者梁底面；主次梁樓蓋沿次梁方向澆筑混凝土時，施工縫應設置在次梁1/3 跨度范圍內。在施工縫處繼續澆筑混凝土時，必須保證混凝土抗壓強度符合技術規定，且做好已硬化混凝土表面的清理和濕潤處理，經過細致搗實，保證施工縫處混凝土與原混凝土結構緊密結合[2]。

2.1.4 混凝土養護

混凝土養護一般分為標準養護、自然養護和加熱養護，要根據現場條件、環境溫度、技術要求以及構件特點等綜合因素進行合理選擇。其中，標準養護主要適用于混凝土立方體試塊養護。自然養護是在自然條件下采取的覆蓋、濕潤、防風以及防凍等養護措施，平均氣溫一般不低于5 ℃，主要包括灑水養護和噴涂薄膜養生液養護，前者是常用的養護方式，后者不適用于大面積混凝土結構養護。在進行自然養護時，通常情況下需要在澆筑完成后12 h 內采取覆蓋保濕養護措施，如果使用的是干硬性混凝土，需要在澆筑完畢后立即養護。保濕養護可以采用覆蓋、灑水以及噴涂養護劑等多種方式，灑水養護時間應根據不同類型水泥性能確定，當日最低溫度低于5 ℃時，不應采用灑水養護，嚴格控制澆水次數，以混凝土保持濕潤狀態為準。采用塑料布覆蓋養護時，表面要覆蓋嚴密，塑料布內應有凝結水，在混凝土達到一定強度前，嚴禁踩踏、堆放雜物及施工作業。加熱養護是對混凝土拌合物進行加熱處理，能有效加快混凝土的硬化速度，常用方法是蒸汽養護，主要適用于特殊環境和技術要求下的混凝土養護。

2.2 裝配式混凝土施工技術

本項目裝配率為30%，屬于預制裝配整體式結構，主要涉及疊合樓板、預制樓梯和預制空調板等部分，有利于減少現場施工工程量，對于縮短工期、降低勞動強度等都能產生積極作用，而且具有較強的抗震能力和整體性能。與全預制裝配式結構相比，該結構形式生產基地一次投資少，節省了運輸費用，體現了良好的經濟效益[3]。

要嚴格控制裝配式混凝土的施工質量，制作單位應具備相應的生產工藝設施和完善的質量管理體系，保證各種原材料和混凝土強度等級能夠符合規范要求。在一定條件下，該結構形式可以實現大面積流水施工，因此必須合理安排構件生產計劃，避免影響施工進程。在節點及接縫處的縱向鋼筋連接上，應根據施工工藝、接頭受力等情況選擇合適的連接方式。例如，縱向鋼筋采用套筒灌漿連接時，鋼筋接頭處套筒外側鋼筋的混凝土保護層厚度要滿足相關規范要求；當縱向鋼筋采用漿錨搭接連接時，應試驗驗證預留孔、灌漿料以及被連接鋼筋等部分，直徑超過2 cm 的鋼筋不宜采用，直接承受動力荷載的構件也不宜采用。

預制構件與后澆混凝土、灌漿料、坐漿材料的結合面應設置粗糙面與鍵槽，這樣可以增強整體結合效果。通常情況下，預制板與后澆混凝土疊合層之間的結合面應設置粗糙面，粗糙面的面積不宜小于結合面的80%，且預制板粗糙面凹凸深度應不小于4 mm。預制樓梯與支撐構件之間采用簡支連接，在預制樓梯一端設置固定鉸，另一端設置滑動鉸，轉動和滑動變形能力應滿足結構間的位移要求，保證在不同抗震設防下最小擱置長度能夠符合規范要求。在設置滑動鉸的端部，應采取防止滑落的構造措施。

在現場施工時，根據預制構件的形狀、重量、尺寸等相關參數配置吊具，吊索水平夾角不宜小于60°；如果形狀復雜或尺寸較大，就需要采用有分配梁或分配桁架的吊具。預制構件吊裝就位后，采取臨時固定措施，每個預制構件的臨時支撐不宜少于兩道，且支撐點的位置應符合相關規定。后澆混凝土施工時，需要清除預制構件結合面的疏松部分，并作灑水濕潤，澆筑用的混凝土強度等級不能低于連接處構件的混凝土強度等級。同時，做好振搗、養護工作，保證振搗密實、結合完整，在達到一定強度要求后拆除臨時固定措施。

2.3 重大質量風險控制技術

本項目中，超大面積、超長混凝土結構施工是混凝土工程的重大質量風險控制點，主要存在于地下室底板及外墻等部位。當混凝土結構物實體超過一定幾何尺寸時，混凝土中膠凝材料水化熱量大，聚集在內部不易散發，引起的溫度變化和收縮會導致裂縫的產生，不但會使混凝土結構承載能力降低，而且會導致結構防滲效果變差。因此，必須嚴格控制大體積混凝土的施工質量，采用合適的工藝措施，保證最終的施工效果能夠滿足質量控制要求[4]。

2.3.1 大體積混凝土施工

首先，要嚴格控制混凝土原材料的質量，可以在底板混凝土中添加抗裂纖維，改善混凝土的抗裂性能。

其次，嚴格進行施工過程監控，避免混凝土內外溫差過大產生收縮裂縫。混凝土的入模溫度不宜超過30 ℃，最大溫升不宜超過50 ℃；在帶模養護或覆蓋養護階段，內外溫度差值不宜超過25 ℃；結束養護后，混凝土結構體內部溫度與環境溫度差值不應超過25 ℃；混凝土的降溫速率不宜超過2 ℃/d。為了實現這些效果，可以優先選用水化熱較低的水泥，并盡可能減少水泥用量，摻入適量的粉煤灰。

最后，在澆筑過程中，盡量減小澆筑層厚度，降低澆筑速率。本項目采用斜面分層法進行大體積混凝土澆筑，分層厚度控制在50 cm 左右，按照1 ∶6的斜度向前推進。為了保證振搗密實，在澆筑形成的斜坡處設置兩道振搗點，一道設置在混凝土卸料點，另一道設置在混凝土坡腳處。使用插入式振搗棒進行振搗，采用行列式移動方式，嚴格控制移動間距，同時采用二次振搗工藝，在混凝土澆筑后初次振搗，在即將初凝前二次振搗。

另外，底板混凝土澆筑時，表面泌水和漿水一般比較厚，需要做好泌水處理，采用合適方式及時將泌水排出。混凝土澆筑到頂面后，按標高初步刮平，并在初凝前進行二次抹壓，這樣能夠封閉填補混凝土在硬化初期產生的收縮裂縫。在施工過程中，要嚴格檢查模板狀態變化，避免出現變形過大和脹模現象，并嚴格控制預埋件、定位筋以及受力鋼筋等的移位和變形情況。

2.3.2 其他技術工藝措施

對于大體積混凝土施工，留設后澆帶也是有效的防滲抗裂技術措施，不斷優化設計方案，充分利用混凝土早期收縮量大的特點，合理劃分后澆帶，做好后澆帶混凝土澆筑。清理已硬化的混凝土表面，可以先刷一層水泥漿，然后使用微膨脹混凝土進行澆筑，強度等級應比原結構提高一級，并至少保持14 d 的濕潤養護，避免后澆帶成為結構薄弱點。

除了后澆帶的設計施工，考慮到施工工期、成型質量以及勞動力投入等綜合因素，在地下室底板和頂板部位，可以采用跳倉法施工技術，減少后澆帶的留置數量，加快施工進度。將施工區域劃分成若干小塊，通常地下室底板分段長度不宜超過40 m，頂板分段長度不宜超過16 m，遵循分塊規劃、隔塊施工、分層澆筑以及整體成型的基本原則，充分利用混凝土凝固前期性能尚未穩定、容易釋放內應力的特性，隔一段澆一段，且相鄰兩段間隔時間不少于7 d。跳倉接縫處按照施工縫的技術要求進行處理，從而有效解決了超大、超長、超厚的大體積混凝土抗裂防滲難題。跳倉法施工示意圖如圖1 所示，在混凝土澆筑時，首先進行W2-1、W2-5、W2-3 區塊的施工，然后進行W2-4、W2-2、W2-6 區塊的施工[5]。

圖1 跳倉法施工示意圖（來源：網絡）

3 結語

混凝土施工是房屋建筑工程的重要組成部分，涉及到建筑主體結構的安全性和穩定性，因此必須保證混凝土施工質量能夠達到預期的設計效果。在不同工程項目中，混凝土施工的內容也不同，除了應用常規混凝土施工技術以外，還需要根據具體情況不斷優化施工方案，針對重大質量風險控制點采取有效措施，提升結構整體性能，解決防滲抗裂的難題。