土木工程建筑中混凝土結構的施工技術探討

夏永鑫

荊門俊豐綠建科技集團股份有限公司銀川分公司 寧夏 銀川 750000

1 混凝土結構施工技術概述

1.1 混凝土材料和性質

混凝土是一種由水、水泥、骨料（如沙子和石子）以及摻合料（如粉煤灰和礦渣等）按一定比例配制而成的復合材料。混凝土具有優秀的耐壓強度、耐久性和可塑性，廣泛應用于土木工程建筑中。在混凝土材料中，水泥起到膠凝作用，將骨料粘結在一起形成堅固的結構；骨料提供強度和穩定性；摻合料可以改善混凝土的性能和特性，如增加抗裂性能和減少收縮[1]。

1.2 混凝土施工流程

在施工之前，需要確定施工場地，并進行必要的準備工作。這包括清理場地、平整土地、設置邊界線和臨時設施等。同時，準備必要的施工設備和材料，并制定詳細的施工計劃。根據設計要求和施工圖紙，搭建或安裝模板系統。模板用于形成混凝土的外形和結構，確保模板的垂直度、平整度和穩定性，以保證澆筑后的混凝土結構符合預期。之后在模板內按照結構設計要求預留和安裝鋼筋。鋼筋的正確布置和連接對于混凝土結構的強度和穩定性至關重要。鋼筋應放置在適當的位置，并通過綁扎或焊接等方式連接在一起，以形成堅固的鋼筋骨架。根據施工計劃和澆筑順序，將預先配制好的混凝土均勻地倒入模板內。澆筑過程需要確保混凝土能夠充滿整個鋼筋骨架，避免出現空洞或孔隙。同時，控制澆筑速度，以避免混凝土液態過長時間，防止分層和沉淀發生。在混凝土澆筑完成后，使用振動器對混凝土進行振搗處理。振搗的目的是排除混凝土中的氣孔、空隙和不均勻性，以提高混凝土的密實性和質量。之后，對已振搗的混凝土進行養護。養護包括保持適當的濕度和溫度條件，以促進混凝土的強度發展和硬化過程。養護期間需要避免過早干燥和溫度變化等不利因素，以確保混凝土的正常硬化和強度發展。

1.3 施工中的質量控制

在混凝土結構的施工過程中的質量控制旨在確保最終建筑物的穩定性和耐久性。具體來說有以下方面：（1）原材料質量控制：對水泥、骨料、摻合料等原材料進行嚴格的檢測和評估。這包括檢查原材料的質量證書、外觀、顆粒形狀、含水率以及化學成分等。通過確保原材料符合規定的標準和質量要求，可以保證混凝土的整體質量。（2）施工操作控制：施工操作是影響混凝土質量的關鍵因素之一。施工人員應嚴格按照施工工藝和規范要求執行施工步驟。這包括控制混凝土攪拌時間、澆筑速度、振搗方式和養護條件等。適當的操作控制可確保混凝土的均勻性、密實性和強度。（3）檢測和監測：通過取樣和試驗，對混凝土的強度、密實性和質量進行監測和評估。常見的測試包括抗壓強度試驗、坍落度測定、氯離子滲透試驗等。這些檢測和監測活動可以及時發現混凝土中的問題，如含氣孔、不均勻性或強度不達標等，并采取相應的措施進行調整和改進。（4）施工記錄和文件管理：詳細記錄施工過程中的各項參數、操作和檢測結果，建立完整的施工檔案和技術文件。這些記錄包括原材料檢測報告、施工操作記錄、混凝土試驗結果等。良好的文件管理可以提供施工過程的追溯和評估，對于質量問題的解決和責任的追究具有重要意義[2]。

2 混凝土澆筑技術

2.1 模板和支撐系統設計

根據工程設計要求，確定模板的形狀、尺寸和結構類型。這包括確定模板的幾何形狀，如墻體、梁、柱等，并根據荷載計算確定模板的尺寸和厚度。模板必須能夠承受混凝土的重量和施工期間的負荷。同時需要選擇適當的模板材料，常見的模板材料包括木質模板、鋼板模板和塑料模板等。木質模板廣泛使用，可根據需要進行切割和加工，但需要防腐處理和定期維護。鋼板模板具有高強度和耐用性，適用于大型或多次使用的項目。塑料模板輕便且易于拆卸，適用于一次性工程。根據工程需求和預期的表面質量，選擇合適的模板材料[3]。

確保模板之間的連接牢固可靠，以防止混凝土泄漏和變形。使用適當的連接件，如螺栓、釘子或夾具等，將模板固定在一起。必要時，在板與板之間添加填充物以防止混凝土滲漏。確保模板之間的縫隙處于控制范圍內，并采取防止漿料滲漏的措施。除了連接和密封，還需設計合理的支撐系統。支撐系統包括支撐桿、支撐架、支撐墩等。支撐系統的設計需要考慮施工期間的荷載、混凝土澆筑順序和高度等因素。支撐系統必須能夠承受澆筑混凝土的重量并保持模板的水平度。支撐點的設置位置和密度應符合設計要求，并通過調整支撐桿的長度來控制模板的位置。

2.2 混凝土澆筑方法

在混凝土澆筑過程中，有多種常用的澆筑方法，包括手工澆筑、泵送澆筑、自流平混凝土以及預制構件澆筑等。

圖1 混凝土澆筑

手工澆注適用于小型工程或無法使用機械設備的場合。將預先攪拌好的混凝土通過人工或小型機械（如砂漿泵）運送到澆筑位置。然后，使用振搗器對混凝土進行振搗，以排除氣泡和空隙，并使其充分密實。最后，使用抹子或抹平板對混凝土表面進行抹平和整理，以獲得所需的表面質量。

泵送澆注適用于遠距離輸送或高層建筑等需要大量混凝土的場合。通過混凝土泵，將預先攪拌好的混凝土從攪拌站輸送到澆筑位置。泵送澆注可分為靜態泵送和動力泵送兩種方式。靜態泵送適用于較小的工程，在一定范圍內將混凝土泵入澆筑位置；動力泵送適用于大型工程，通過泵車將混凝土泵送到較高或遠的位置。在泵送過程中，需注意控制混凝土的流速和均勻性，并進行適當的振搗和抹平[4]。

自流平混凝土適用于水平面大面積的澆筑，如地板、臺階等。這種混凝土具有較低的黏度，在傾斜度限定范圍內能夠自動均勻地流平至目標位置。自流平混凝土通常通過攪拌站配制好，并通過輸送管道將混凝土引入澆筑區域。在澆筑過程中，需要及時調整混凝土的黏度和流動性，并進行必要的振搗和抹平操作，以確保獲得平整而光滑的表面。

預制構件指在工廠或施工現場事先制作好的構件。在預制構件制造過程中，根據設計要求，在模具內澆筑混凝土。然后，對混凝土進行養護和固化，以確保其強度和穩定性。最后，從模具中取出預制構件，并通過吊裝、安裝等方式將其放置到工程現場的預定位置。

2.3 澆筑順序和層厚控制

在混凝土澆筑過程中，需要合理安排澆筑順序和控制每層的厚度，以確保施工質量和結構穩定性。一般情況下，混凝土的澆筑順序是從底部向上逐層進行。具體的澆筑順序需要根據設計要求、結構形式和施工計劃來確定。通常先澆筑底板或基礎，然后再依次澆筑墻體、梁柱等部位。對于大型結構或多層建筑，可能需要分階段進行澆筑，以確保施工的平衡性和穩定性。在混凝土澆筑過程中，需要嚴格控制每層的厚度，避免一次過厚或過薄。過厚的澆筑會導致混凝土內部收縮不均勻、溫度升高和裂縫的產生；過薄的澆筑則會降低混凝土的強度和穩定性。通過調整澆筑速度、振搗和抹平操作等措施，確保每層混凝土的厚度符合設計要求。當混凝土的厚度較大時，需要設置分層接縫，以避免由于溫度和濕度引起的裂縫和變形。分層接縫可根據結構設計確定位置和形式，通常采用鋼筋、塑料接縫條或壓縮帶等材料進行處理。分層接縫能夠有效限制混凝土內部的應力集中，提高整體結構的穩定性和耐久性。此外，還需要控制混凝土的澆筑速度，過快的澆筑速度可能導致混凝土流動不均勻、氣泡聚集和分層現象；過慢的澆筑速度則會造成冷縫或澆筑縫的出現。根據混凝土的特性和環境條件，合理調整澆筑速度，保證每層之間的澆筑間隔適當，并注意控制澆注過程中的振搗和抹平操作。

3 鋼筋混凝土結構施工技術

3.1 鋼筋加工和預埋件安裝

鋼筋加工是根據結構設計圖紙要求進行的一系列操作，包括切割、彎曲和焊接。切割時使用切割機等工具將鋼筋按照需要的長度進行平整、準確的切割，并遵循安全操作規范；彎曲時通過彎曲機或手工方式將鋼筋按照設計要求彎曲成所需形狀，確保彎曲角度、半徑準確，并保持鋼筋軸線與設計位置一致；在某些情況下需要將多段鋼筋通過焊接連接在一起形成長構件，焊接工藝需符合相關標準和規范，確保焊接強度和質量滿足設計要求。這些步驟都是為了滿足結構的要求，確保鋼筋在混凝土結構中具有正確的形狀、尺寸和連接方式，以提供支撐和抗拉強度，確保工程質量和結構安全可靠。

預埋件安裝是在混凝土澆筑之前的關鍵步驟。根據結構設計圖紙確定預埋件的位置和嵌入深度，對預埋件進行清潔、防銹處理，并按需進行固定支撐。然后，在施工現場將預先加工好的預埋件（如螺栓、嵌套管、槽鋼等）按照設計要求固定在模板內。采用適當的方法，如焊接、膨脹螺栓或特殊夾具等，確保預埋件的正確位置、嵌入深度和水平度。安裝完成后進行固定檢查，驗證每個預埋件的位置和固定狀態是否符合設計要求，并確保其能夠承受相應荷載。必要時，進行重新調整和修正，以確保預埋件在混凝土澆筑后能夠發揮所需的功能和作用。預埋件的正確安裝是保證混凝土結構穩定性和結構完整性的重要步驟，對工程質量和安全性起著至關重要的作用。

3.2 鋼筋布置和綁扎

鋼筋布置是根據結構設計圖紙和施工方案，在模板內按照要求進行鋼筋的擺放。這包括主筋、箍筋和分布鋼筋等。在布置過程中，需要確保鋼筋與模板之間有足夠的覆蓋層厚度，以提供混凝土保護和防止鋼筋銹蝕。布置時應遵循設計要求，如正確的間距、交叉連接和支撐位置，以確保鋼筋能夠有效地承擔荷載，并形成強、穩定的結構。

鋼筋綁扎是使用鋼絲或鋼筋綁扎機將布置好的鋼筋連接起來的過程。綁扎的目的是確保鋼筋之間的連接緊密牢固，并符合設計要求和規范規定的綁扎要求。綁扎時需注意以下幾點：第一，綁扎位置。根據設計要求和施工圖紙上的標志，確定綁扎位置，確保主筋、箍筋和分布鋼筋之間的正確連接。第二，綁扎方法。使用專用的鋼絲或鋼筋綁扎機進行綁扎。綁扎時需保持綁扎的緊密度和均勻性，確保鋼筋之間沒有松動或空隙。第三，綁扎力度。綁扎應具有適當的緊固力度，以確保鋼筋與混凝土之間的良好粘結，并提供足夠的抗震和荷載承載能力。第四，綁扎要求。遵循相關規范和標準的綁扎要求，如綁扎點數、綁扎距離和綁扎長度等。

3.3 鋼筋混凝土澆筑和振搗

在完成鋼筋布置和綁扎后，根據施工計劃和澆筑順序，將預先配制好的混凝土均勻地倒入模板內。在此過程中，需要確保混凝土能夠充滿整個鋼筋骨架，避免出現空洞或孔隙。控制澆筑速度也非常重要，以避免混凝土液態過長時間，防止分層和沉淀發生。同時，采用正確的澆筑技術是排除混凝土中氣泡的關鍵。如可以使用噴水或振動桿等方法，在澆筑過程中排除氣泡，提高混凝土的致密性和質量。混凝土澆筑的精確執行對于確保結構的強度、耐久性和穩定性至關重要，因此在施工中應嚴格遵循相關要求和規范。

振搗處理是對已澆筑的混凝土進行處理，以實現混凝土的密實和均勻性，提高其質量和強度。在振搗過程中，需要選擇適合混凝土工程特點的振動器，如內置振動器、外置振動器或表面振動器等。振搗應在混凝土剛澆筑后立即進行，并根據設計要求控制振搗時間和頻率。一般來說，振搗時間應足夠長，以確保混凝土達到預期的致密度和強度。采用適當的振搗方式，如插入式振搗、擺動式振搗或往復式振搗，可以實現混凝土的全面振實。通過振搗處理，可以排除混凝土中的氣孔、空隙和不均勻性，從而提高混凝土與鋼筋的粘結性能。正確的振搗處理有助于提高混凝土結構的耐久性、穩定性和承載能力，確保施工質量符合設計要求和標準。

4 結語

鋼筋混凝土結構的施工技術對于結構的性能和安全性至關重要。通過精確加工和正確安裝鋼筋，合理布置并綁扎鋼筋，以及進行有效的混凝土澆筑和振搗，能夠確保鋼筋混凝土結構的強度和韌性，增強其抗震和抗裂性能。隨著建筑技術的不斷發展和創新，混凝土結構施工技術仍面臨一些挑戰和改進的空間，需要相關從業人員的不斷努力，進一步推動混凝土結構施工技術的創新與發展。