“幾”字形大體積混凝土施工技術分析

韓 劍

（浙江天工建設集團有限公司，浙江 紹興 312000）

0 引言

對于建筑工程項目，在施工時多采用大體積混凝土結構，此種結構形式具有較高的強度，能夠確保施工質量，被廣泛運用在建筑施工領域。與一般混凝土結構相比，大體積混凝土結構需要用到大量材料，并且施工截面相對較大，因混凝土材料容易發生水化熱作用，受到溫度變化的影響，會增加混凝土結構裂縫。本文通過分析大體積混凝土結構施工特點，對“幾”字形大體積混凝土施工技術加以完善，從而提高其施工質量。

1 大體積混凝土施工技術特點及裂縫成因

1.1 施工技術特點

對于大體積混凝土結構而言，其施工面積大，內部溫度比較高，如果外部環境溫度比較低，就會導致混凝土結構內部出現水熱化作用，從而導致混凝土裂縫。為減少結構裂縫，在進行大體積混凝土結構施工時，要合理運用施工技術，從而提高總體施工質量。大量研究發現，在進行大體積混凝土施工時，在進行澆筑后要在完成初凝之前確保一次性完整澆筑，同時對混合料進行科學配制[1]。在完成大體積混凝土結構施工后，為確保施工質量，還需要加強養護，從而減少結構裂縫。

1.2 裂縫成因

（1）溫度裂縫：由溫度變化所產生的結構裂縫，在特征上比較明顯，一般情況下，溫度變化越大，所產生的結構裂縫越多。從分布情況看，建筑物陽面溫度裂縫往往多于建筑物陰面，且兩端位置裂縫分布比較多且嚴重。從垂直結構看，頂層的溫度裂縫數量要多于墻下。當溫度發生明顯改變后，不僅會導致混凝土結構出現變形，同時也會增加外縱墻體相連部位開裂風險，并逐漸向外墻延伸，呈“斜八字”形態。從上述情況看，應力相對集中的部位更容易出現溫度裂縫。而導致溫度裂縫的主要原因在于溫度差變化較大時，混凝土材料內部會發生應力變化，易在交界處形成溫度裂縫。對于頂蓋位置，陽光直射面積比較大，溫度差可能達到10～15℃，進而產生溫度裂縫[2]。

（2）收縮裂縫：收縮變形所引起的混凝土結構裂縫，早期發展速度快，經過一段時間后，干縮變形作用逐漸減小。但是，混凝土材料收縮后，如果管理不當，導致結構受潮或遇水，還會出現膨脹，脫水處理后還有可能出現二次變形，雖然此過程收縮率已經遠遠不如首次干縮大，但是仍然會對建筑物本身混凝土結構產生較大影響。觀察發現，由結構干縮所造成的收縮裂縫，其分布范圍比較廣泛，裂縫程度比溫度裂縫更加嚴重。但是，與溫度裂縫“斜八字”形態不同，收縮裂縫主要呈“倒八字”。出現收縮裂縫的原因與混凝土材料有直接關系，水泥水化過程本身就會產生收縮反應，加之化學收縮的影響，材料水分逐漸消失后，就會出現收縮裂縫[3]。混凝土砌塊、灰砂磚組成的混凝土材料，水分減少會導致引力增加，進而出現材料變形，但是這種變形完成速度比較快，溫度和濕度變化、材料用量不當等因素均在收縮裂縫形成中產生一定作用。

2 “幾”字形大體積混凝土結構工程實例

2.1 工程概況

以某建筑工程項目為例，對混凝土施工技術進行探討，該工程為某建筑停車樓工程，采用“幾”字形大體積混凝土結構，位置在停車樓外墻外側，一共3座。該工程“幾”字形結構形式所采用的框架結構為雙曲面，采用等高線曲面進行找坡處理，具體結構形式見表1。

通過對上述“幾”字形結構形式的分析，其結構特點會增加標高控制難度，且具有一定的施工安全隱患。

2.2 施工難點分析

（1）模板施工難度大：等高線曲面結構具有大坡度、多曲面的特點，從表1可以看出，多曲面柱最大水平夾角高達70°，在進行模板施工時，標高控制難度大，在進行測量時，存在曲面標高控制與找形困難。為降低大體積混凝土施工難度，結合設計單位所確定的標高控制點，建立BIM模型，并在施工現場測放等高線（13條）和標高控制點（40個）。與此同時，需要采用三維掃描儀掃描模板，結合掃描所得數據，與模型數據進行比較[4]。

表1 該工程“幾”字形結構雙曲面形式主要指標

（2）澆筑施工難度大：該工程采用大跨度斜梁，梁高最大為17.5m，跨度最大達到25 m，這在一定程度上會增加模板支撐體系自身的密度。與此同時，通過表1中數據可以看出，空心混凝土柱需要采用大體積混凝土澆筑，不僅會增加標高及找形的難度，同時也具有一定施工安全隱患。不僅如此，通過觀察認為，該工程為“幾”字形混凝土結構，由于彎折位置形態主要為弧形，角度大，并且分布一定數量的主筋，受到弧度和鋼筋密度的影響，導致鋼筋、模板安裝困難。

（3）混凝土振搗難度大：對于“幾”字形混凝土結構而言，其主要構造形式特點為中空，外側為環形的空心斜柱薄壁，壁厚為200mm，內部設有暗梁、斜柱，在進行混凝土施工時，此種構造會增加混凝土振搗工作難度，一旦存在施工不當，將無法確保混凝土振搗作業的施工質量。

3 “幾”字形大體積混凝土施工技術要點

3.1 輔助放樣

結合該工程施工設計圖，建立BIM新型模型，繪制“幾”字形混凝土施工模型，現場測量放樣以信息模型中所提取的點位數據為主（如圖1所示）。與此同時，點位坐標提取后，采用全站儀進行現場測量放樣，結合施工設計圖，連接點位坐標，形成梁位線網。為了準確將標高引測到柱鋼筋上，采用水準儀進行校對，然后將引測后的位置作為標高的控制線。梁板位置的確定需要結合梁位線，同時根據標高控制線對梁底部標高進行確定。該工程受到“幾”字形結構的影響，不同位置梁標高存在一定差異，因此在設計坐標時，需要將幾字梁各處標高與坐標進行一一對應，保證標高準確。在進行正式施工時，對標高位置進行實時復核，防止出現累計偏差而影響總體混凝土施工[5]。

圖1 混凝土結構標高、等高線點位平面示意圖

3.2 模板加固

該工程“幾”字形結構中，梁與柱的結合位置采用弧形斷面處理方式，在對空心斜柱模板進行加固時，為保證模板垂直度與整個模板體系的穩固性，對于斜柱段模板體系的加固，斜柱上部、側邊采用Ф16鋼絲繩，以斜拉加固方式為主，斜柱下方則使用鋼管進行斜撐（如圖2所示）。

圖2 斜柱模板體系加固示意圖

各層樓板、邊梁埋設連墻預埋鋼管，間距控制在900mm，并且與上層支撐架體進行連接。為保證弧形斷面能夠達到施工設計的彎折弧度，利用BIM技術模型，將架體空間坐標導出，然后采用膠合板模板（厚度為15mm）進行加固，加固面每隔50mm開設一個8mm的槽，彎折到適宜弧度，然后于次龍骨上進行固定[6]。

3.3 鋼筋彎折

從該工程實際情況看，由于彎折弧度形式比較多，且彎折位置分布一定數量主筋，如果按照傳統方法（即預制加工、現場安裝）進行施工，會增加施工難度。因此，在進行弧形彎折段鋼筋二次彎折時，準確計算各分段坐標，確定各節點情況，計算出每段弧線長度，為主筋加工控制提供一定依據。

3.4 混凝土澆搗

在進行混凝土澆筑時，為提高澆筑質量，減少裂縫，于弧形彎折段模板位置開槽拼裝，同時對斜梁混凝土澆筑技術進行改進，混凝土振搗以“內振搗”為主，“外振搗”為輔，這對于超高傾斜薄壁混凝土結構的澆筑和成型具有明顯幫助，這是因為外振搗裝置安裝在模板底板，在底板與模板產生振動效應，通過振動效應間接傳給混凝土，使混凝土澆搗更加密實[7]。為保證該工程大體積混凝土澆筑質量，需要在澆筑前觀察標高控制點布設情況，無問題后進行澆筑，并且在澆筑前要對混凝土坍落度進行現場試驗。

4 施工效益分析

該建筑工程采用“幾”字形大體積混凝土結構，為保證混凝土施工滿足要求，在實踐過程中，采用BIM技術對工程量進行確定，并且輔助完成放樣，不僅及時生成“幾”字梁控制點坐標，同時也能進一步明確標高位置，在降低人工計算的同時，也在很大程度上避免施工誤差。同時，在模板施工時，采用“鋼管斜撐+鋼絲繩外拉”形式對其進行加固處理，經過后續檢測證實，斜梁模板支撐結構自身穩定性得到強化，同時確保了模板施工的安全性。該工程結合實際需要，改進大體積混凝土結構施工技術，確保“幾”字形曲面超高超大結構施工安全，且施工進度控制在合理范圍之內，施工質量有保障。從后續使用監測情況看，該工程混凝土施工符合要求，溫度裂縫和收縮裂縫得到有效控制，具有良好的施工效益，可借鑒其施工經驗對混凝土結構施工技術進行相應推廣。

5 結束語

綜上所述，在建筑工程項目施工中，大體積混凝土施工難度比較大，為減少混凝土結構裂縫，在施工過程中不斷對施工技術進行改進，從而保證施工質量。本文結合某“幾”字形大體積混凝土結構建筑工程項目，通過分析其施工難點，總結混凝土施工要點，并對施工過程中注意事項加以分析，目的在于盡量減少混凝土結構裂縫，并且降低潛在的施工風險，規避混凝土結構施工問題，切實提升超高建筑工程項目總體施工效益。作為施工技術人員，要以建筑行業轉型為契機，結合不同項目實際情況，不斷對混凝土施工技術加以改進，為建筑工程領域發展創造更多可能。