高層建筑混凝土施工質量控制研究*

張敏剛

(甘肅第七建設集團股份有限公司 蘭州 730030)

改革開放至今,建筑事業為我國城鎮化建設及社會經濟增長提供了有力支撐。傳統建筑依然無法滿足當前社會發展趨勢的需求,高層建筑逐漸成為當前社會建筑形態的主流之一。混凝土作為建筑工程建設施工中的重要組成部分,加強混凝土施工質量控制,有利于提高整體建筑工程施工質量的同時,對于保障按時竣工及整體施工質量具有促進意義。

1 案例概述

LQ 大廈為寫字樓工程,位于XX 市XX 路68號,建筑面積為368 000 m2,包括地上42 層以及地下4層,建筑總高度為170 m。工程建設圖如圖1所示。

圖1 工程建設圖

2 高層建筑混凝土施工質量控制

2.1 拌制

按地方規范《商品混凝土質量管理規程》對預拌混凝土進行質量控制。施工階段,應定期對混凝土投入量測量裝置進行校準,針對集料水含量應定期測定,嚴格按照計算出來的比例添加各類原料;混合料投入量應與配合比通知書中所列投入量一致,并緊跟水、水泥投入量。

2.2 運輸

混凝土運輸作為確保混凝土施工質量關鍵的步驟,工程從混凝土運輸時間、運輸車臺數確定、混凝土運送方式進行控制,以此才能確保混凝土在運輸過程中的質量。具體如表1所示。

表1 混凝土運輸質量控制

2.3 泵送

高層混凝土泵送作為本工程施工難點,本工程混凝土強度最高級別是C60,泵送高度可達到330 m。泵送混凝土到330 m 所需壓力計算中,分別計算所需壓力P包括3個方面,即混凝土在管道中流動沿程壓力損失P1,混凝土通過彎管和錐管局部壓力損失P2,混凝土自重壓力損失P3,最終得出混凝土在垂直高度方向上由于重力而產生壓。經計算,所需總壓P=18.87 MPa,可供輸送330 m。在實際工作中,混凝土泵最大出口壓力應高于所需要實際壓力15%～20%,并利用多個位置壓力儲備來應對因混凝土變化而產生各種異響,以防止堵管。為保證水泵工作穩定性,把水泵最大輸出壓力定在35 MPa 左右。因此,選用2 套HBT90CH-2135D 型牽引泵進行混凝土抽運。

托架位于距管道部分500 mm 地方。泵送管道在水平管道與垂直管道連接處,設計混凝土橋墩,用于承受泵送管道沖擊。值得注意的是,從出廠到運輸到現場,混凝土會經歷運輸、等待過程,混凝土塌落度都會有損失過程。為確保混凝土均質性,在泵送之前和之后針對混凝土進行坍落度和膨脹度檢測與記錄、混凝土含氣量變化記錄,以便于根據實際情況,利用各種技術措施來對混凝土進行微調。同時,按照規范,高強度泵送混凝土塌落度需要在120～200 mm 之間,在施工時候,要嚴格按照200 mm 以下標準來控制,以免出現堵管情況。在混凝土泵送過程中,要持續地對混凝土輸送泵泵送壓力進行觀測,泵送壓力與泵送高度之間存在一定聯系。隨著泵送高度增加,泵送壓力變化應該體現出一定規律性,并逐步提高。如泵送壓力發生突然增加,表面明混凝土粘度比較大,勢必導致混凝土輸送效率下降,嚴重還會導致堵泵,因此要對混凝土粘度等指標根據具體情況進行相應調整。

2.4 澆筑

2.4.1 澆筑前準備

2.4.1.1 模板

澆筑混凝土之前,需要進行自檢、互檢、交接檢程序,主要是對模板設置是否與設計和規范要求相一致。混凝土澆筑過程中由專業木工進行監督,如有問題可立即采取措施。澆注混凝土前應對模板支撐體系穩定、接頭緊密性等進行檢測,如有與規范不符之處,要立即補強;將模板內部清理干凈,并均勻地涂上隔離劑;將木模打濕(無明水),準備好用于澆注混凝土所需混凝土泵以及其他機械;將澆注混凝土人員布置到位,澆注設備、澆注馬道和安全保護裝置等布置到位。

2.4.1.2 鋼筋

在進行鋼筋施工時,應經過自檢、互檢、交接檢,并對鋼筋進行綁扎,進行專檢之后進行混凝土施工。如有不干凈鋼條,應由檢驗員清除。填寫施工資料,取得相關技術人員及監督部門簽字。

2.4.1.3 預埋件

對所有預埋件(包括橡膠止水條、構造柱鋼筋埋件等),都要通過隱檢,并且要位置精確,固定可靠。對現場施工架子、馬道檢驗:腳手架搭建應是安全、可靠,鋪板寬度要適當,以此保證混凝土運輸和澆筑。水、電管道已經架設好,埋件也已經固定并預先埋好。

2.4.2 澆筑質量控制

澆筑要點可參考表2。

表2 混凝土澆筑質量控制要點

針對高層建筑體量大,工況多變,作業條件多變,工期緊迫,高層建筑泵送技術需求高,在此基礎上結合大型建筑實驗柱和已有同類項目經驗,歸納和分析高層建筑混凝土澆筑技術。

澆筑前,應對即將澆筑立柱進行全面檢測,包括:作業吊梯是否牢固,照明設備是否安裝到位,內振搗工作臺是否按照設計圖搭建到位。施工人員進場時,須二人協作,用手將振動棒和三級電源盒從外框架樓面上抬起,并將其吊起至內部工作臺,吊裝工站立于工作臺頂端,系好安全帶,以保證工作安全。每臺打樁機都應裝備前照照明燈。使用吊梯時,應事先將吊梯處安全帶與吊梯處防墜落裝置相連,使用后不能松開,在整個施工過程中,應始終將安全帶與防墜落裝置相連。在澆注時,施工人員在現場進行振動,另一位施工人員在上面工作平臺上監測。在混凝土罐車更換和泵管換腔期間,上部平臺施工人員下到其他空腔進行振動施工,而原有空腔施工人員上到上部平臺進行監測。此外,為防止單孔一側壓力太大,每澆注一次1.5～2 m時后,應將泵管道轉向另一孔。為能夠對每層混凝土澆筑高度進行有效控制,需要讓振搗人員在腔體內,不斷測量混凝土面到振搗操作平臺距離,以對混凝土澆筑高度進行判斷,嚴禁一側腔體內混凝土單次澆筑高度大于2 m。每一次內部澆注結束面與灌注孔中央距離不得低于500 mm。

混凝土澆筑完成后應將施工縫鑿毛,并通過監督人員檢查,確認無誤后才能開始下一次澆筑。混凝土澆筑時,應在墻、柱及下一層樓板流漿有強度前,將其全部清理干凈。混凝土維護要做到及時,要建立維護責任制,要有專人負責,要有責任區域,要有標牌,便于管理。

此外,本工程混凝土最大抽水高度要求為562 m,根據工程進度計劃,應一次性抽水,這樣就要求抽水壓力大。所以,在具體施工過程中,應該選用超高壓混凝土輸送泵,而且,因為其輸送壓力很大,所以要選用能夠達到輸送要求,并確保其抗爆和耐磨的高性能泵管。

2.4.3 裂縫處理

混凝土施工質量時常發生狀況中裂縫是最為常見的問題,所以,在進行混凝土澆筑時,要對施工縫留設和處理進行嚴格控制。施工縫在下一次澆注之前,應先對其進行預檢查,檢查內容有:施工縫清理處理,混凝土強度以及前期準備工作,并在規定時間內完成相應記錄。墻體和板材施工縫面應與墻體軸線和板材平面成直角,不能有傾斜槎。對于建筑縫不同位置,有以下詳細說明:

2.4.3.1 墻體施工縫

地下室外墻豎向和水平施工縫中設置止水帶,并確保止水帶定位正確、牢固。外墻混凝土施工后應認真檢測,若有施工接槎不良或可能滲水地方,則采用外防水處理,涂聚合體防水水泥砂漿或堵漏靈。

2.4.3.2 樓板水平施工縫

按照施工規范中有關規定,本項目樓板水平施工縫按要求留置在梁板跨中1/3區域,并用鋸齒定型多層板堵設等,以澆筑混凝土強度達標后,清除施工縫中浮漿和石子。臺階臺面施工縫留設在臺面1/3位置,臺面梁進架墻體厚度不少于2/3。

2.5 大體積混凝土溫度控制

該項目地基采用厚4.9 m 筏式基礎,澆筑15 600m3混凝土。由于大體積混凝土地板水化熱高,收縮大,容易產生裂縫,因此地板大體積混凝土澆筑是地板重要組成部分。根據我國《混凝土結構工程施工及驗收規范》《高層建筑混凝土結構技術規程》等國家有關標準,對大體積混凝土進行大量研究,以盡量減小熱應力對其造成不良影響,規避或減小裂縫發生、發展。在大體積混凝土澆筑完成后,應對其表層和內部溫度進行監控。從而可根據實際情況,制定相應對策,確保混凝土施工質量。當內外混凝土溫度相差大于25℃時,應立即在上面鋪上一層草,以控制內外溫差。本工程測溫點布置:在傳統測溫方式中,需要留下測溫孔,但是這種方式測量準確度并不高的同時,勢必會對施工造成很大不便,從而會對施工進度造成很大影響。在混凝土澆筑之前,將測溫探針埋在測溫部位,不僅可確保施工質量,而且可檢測出混凝土入模溫度。通過對測溫記錄數據進行分析,并以其為依據,以溫度變化規律與表面溫差及環境溫度變化為依據,及時調整保溫措施,規避混凝土出現裂縫。在本工程基礎底板澆筑過程中,對相應溫度變化進行記錄,以測溫記錄為依據,繪制出如圖2、圖3所示溫度變化曲線。

圖2 A 點溫度變化圖

圖3 B點溫度變化圖

綜合上述檢測可以看出,大體積混凝土澆筑110 h后,溫度最大值出現在中心測溫點,該點處各梯度溫差最大,內外溫差接近30℃。因此可以看出,在澆筑完畢6 d內,尤其要注意混凝土隔熱和養護。

3 結論

綜上所述,現代化社會發展趨勢下,高層建筑為我國社會發展及城鎮化建設提供了有力支撐。且隨著我國建筑事業的迅猛發展,對于建筑企業而言,無疑其競爭也就日益的激烈,基于此,通過質量促進企業的發展,這是包括建筑企業在內的任何一個企業的發展觀念。因混凝土施工不當造成的工程質量不高及工程延續的現象頻發,因此全面提高建筑工程混凝土施工質量的控制,有利于保障高層建筑整體建設水平。