混凝土與鋼結構工程中的建筑工程施工技術探究

摘 要：在城市化進程不斷加快的情況下，建筑行業進入到全新的發展階段，建筑的結構形式和施工技術得到了創新。混凝土與鋼結構是現代建筑中最為常見的結構形式，其施工質量與建筑工程整體的質量存在密切關聯。文章從混凝土與鋼結構的優缺點出發，對現代建筑中常見的混凝土與鋼結構核心筒形式進行了闡述，并結合工程案例，探討混凝土與鋼結構中的建筑工程施工技術要點。結果顯示，通過對混凝土與鋼結構的合理應用，能夠提高工程的施工效率，保障工程的施工質量和施工安全。

關鍵詞：混凝土與鋼結構；優勢；建筑工程項目；施工技術文章編號：2095-4085（2024）10-0239-03

0 前言

伴隨著建筑行業的發展，我國建筑工程項目的數量持續增長，混凝土與鋼結構在現代建筑工程中也得到了越發廣泛的應用，結構與建筑整體的質量安全關聯密切。而在混凝土與鋼結構施工中，包含了大量的施工技術，需要相關工作人員結合項目的實際情況，做好對于施工技術的研究和創新，以保障建筑工程施工建設水平的提高。

1 混凝土與鋼結構的優缺點

1.1 混凝土結構

1.1.1 優點

一是具備良好的抗震、抗風以及防火性能，在面對自然災害或者火災時，可以提供良好的保護能力。二是混凝土結構可以承受較大的負荷，使用壽命可以到達數十年。三是混凝土結構整體的穩定性較強，不需要經常檢查和維護，因此維護成本相對較低。

1.1.2 缺點

一是施工難度較大，混凝土結構的施工需要用到各種設施設備，消耗的人力資源和時間較大，澆筑完成后還需要進行養護。二是混凝土結構本身的厚度相對較大，在高層建筑中，結構自重大，對于基礎的承載能力和穩定性要求較高。

1.2 鋼結構

1.2.1 優點

一是施工速度快，結構構件可以在工廠中提前完成預制工作，然后運到現場進行裝配，施工速度較快且操作簡單。二是結構自重相比較混凝土結構要輕很多，可以減輕建筑基礎的負擔，從而保障基礎乃至建筑整體的穩定性。三是鋼結構的施工周期短，能夠有效地節約人力物力資源消耗，有著非常顯著的資金效益。

1.2.2 缺點

一是鋼結構本身容易受到氣候和環境條件的影響，出現銹蝕的問題，影響結構的使用壽命。二是結構本身對于自然災害和火災等事故的抵抗能力相對較差，容易出現損壞，需要做好及時有效的加固和修繕處理。三是鋼結構更容易傳導噪聲，對于內部人員的工作和生活影響較大，需要加強防噪聲處理^［1］。

2 混凝土與鋼結構核心筒概述

核心筒指建筑中間部分，包含了樓梯、通風井、電梯井、電纜井等形成的筒形結構，其在建筑中整體呈現為外框內筒的結構形式，一般是使用鋼筋混凝土澆筑完成。核心筒結構本身具備良好的受力情況和抗震性，也因此被廣泛地應用在高層及超高層建筑中。核心筒能夠為建筑內部提供更大的使用空間，使得輔助性和服務性空間能夠朝著中間位置聚集，為主功能空間提供最好的采光和通風位置，保障了建筑內部交通的便捷性。

對于鋼筋混凝土核心筒—鋼框架結構而言，其能夠實現對于水平側立的有效抵抗，不過受材料本身特點的影響，不同構件在截面上存在較大差異，其中，鋼筋混凝土核心筒部分相比較鋼框架有著更大的抗側向剛度，在建筑主體高度增加的情況下，核心筒結構需要承受的水平荷載比重也會隨之增大。鋼框架部分承擔的主要是豎向荷載，也包含了一定的水平荷載，在建筑主體高度增加的情況下，其承擔的水平荷載比重會下降，而且鋼材本身極高的強度和穩定性，也可以減少柱體界面，使得建筑能夠具備更大的使用面積。需要注意的是，在建筑工程設計施工中，如果盲目增加核心筒的剛度，會導致鋼框架結構弱化，如果遭遇地震，混凝土墻體會發生開裂，降低結構的抗側向剛度，這種情況下，鋼框架需要承擔大量的水平荷載，一旦荷載超出了結構和材料的承載極限，可能造成嚴重破壞，甚至導致建筑整體的倒塌^［2］。

3 混凝土與鋼結構工程中的建筑工程施工技術

3.1 工程概況

某高層商業建筑項目建筑面積49 352m²，地上建筑面積33 707.29m²，地下建筑面積15 644.8m²，總建筑面積占地3 520.73m²。項目采用混凝土與鋼結構混合形式，地下室為混凝土H型鋼勁性柱-框架剪力墻結構，上部為PEC部分包覆鋼-鋼筋混凝土核心筒結構體系，核心筒采用鋁模+爬架工藝，裝配率70%以上。核心筒外采用免支撐鋼筋桁架樓承板、預制鋼-混組合梁柱、預制鋼梁、鋼樓梯、預制內墻板、減震阻尼器等部品部件，實現樓棟免支模快速拼裝，有效減少項目整體施工工期。

結合工程的設計規劃情況分析，在施工中，存在著幾個比較顯著的特點：一是工程量巨大，作業面廣，交叉工序眾多；二是現場施工作業空間有限，施工環節必須加強現場組織管理。三是工藝復雜，施工專業化水平較高，需要做好不同施工環節的協調工作。

3.2 施工技術

3.2.1 混凝土結構施工技術

（1）混凝土配比技術。混凝土配比對于混凝土結構的施工質量有著直接影響，需要工程技術人員結合實際情況，做好相應的混凝土配比設計工作，以保障混凝土的性能和質量達標。從實踐的角度，一是應該在專業的實驗室中，進行混凝土配比試驗，要求在試驗中使用的各種材料性能達標。二是考慮施工現場不可能真正達到試實驗室的實驗狀態，需要在試驗獲取的混凝土配比基礎上，做好適當的優化調整。對照工程的實際情況，混凝土強度必須達到C30以上，最終確定的混凝土配比為水泥∶砂∶石子∶水=1∶1.11∶2.72∶0.38。

現場混凝土攪拌環節，應該加強混凝土和易性控制，確保不會出現振搗不實或者混凝土離析的問題。可以通過加入高效減水劑的方式，規避混凝土可能出現的蜂窩、孔洞等質量缺陷^［3］。

（2）混凝土澆筑技術。混凝土澆筑是施工結構施工的核心環節，需要關注幾個方面的內容：一是在對混凝土進行泵送的過程中，需要做到勻速慢速，保障泵送效果的基礎上，逐步提升泵送速度。二是如果混凝土停留在泵管內，高溫環境下停留的時間不能超過25min，低溫環境下停留的時間不能超過30min，以4min為間隔，對泵管進行抖動。三是混凝土澆筑采用了分層澆筑的形式，每一層澆筑的高度為50cm。三是在實施分層澆筑的同時，需要做好混凝土振搗作業，確保在當前層混凝土振搗完成，滿足施工方案要求后，才能進行下一層的澆筑。四是振搗環節，振搗棒需要插入到下層混凝土中，深度控制在5cm左右，推動上下層混凝土的有效結合。

（3）混凝土養護技術。混凝土養護會對混凝土結構的成型效果和質量產生直接影響，而在混凝土結構形式不同的情況下，采用的養護方式也會有所差異。在當前的技術條件下，常用的混凝土養護方式有三種：一是自然養護，在自然條件下，通過灑水保濕的方式進行養護，初期灑水養護需要在混凝土澆筑完成后的12～18h左右進行，如果是夏季，氣溫較高，為了防范溫差裂縫，可以鋪設隔溫被。硅酸鹽水泥混凝土的養護時間不能少于14d，其他水泥混凝土的養護時間不能少于21d。二是蓄水養護，適用于體量較大的建筑，其基本原理，是在混凝土表面布設水管澆水，對設計混凝土表面進行覆蓋，配合抽水設備進行養護，這種養護方法操作簡單，不過需要提前準備相應的材料和設備。三是蓄熱養護，在混凝土表面覆蓋保溫材料，對溫度進行控制，適用于氣溫較低的冬季。

（4）混凝土裂縫控制技術。結合工程的實際情況，從控制結構開裂問題的角度，可以在施工前，做好相應的澆筑溫度、溫度應力和收縮應力計算，確定好施工環節混凝土的溫度控制指標。例如，在夏季，混凝土入模前，必須將模板、鋼筋和環境溫度控制在40℃以下，混凝土的入模溫度不能超過30℃，確保最大溫升不能超過50℃。結合工程的實際情況，在混凝土裂縫控制中，于地下室側墻采用分倉澆筑的形式，澆筑長度不超過16m，間隔時間不低于7d。

3.2.2 鋼結構施工技術

（1）螺栓裝配技術。在鋼結構施工中，螺栓裝配是非常重要的，其對于鋼結構整體的穩定性影響巨大。從施工人員的角度，應該加強裝配技術和施工質量把控，嚴格依照技術規范的要求進行操作。螺栓裝配的核心技術要點體現在兩個方面：一是在針對螺栓進行預埋以及安裝時，需要做好螺栓位置的審查，確保誤差不超過允許范圍。二是螺栓裝配環節，需要對螺栓和螺母的對接情況進行實時監測，兩者的穿入方向必須做到相互匹配，如果出現螺栓難以穿入的問題，則需要借助專門的工具進行處理。

（2）吊裝技術。鋼結構吊裝技術包括了鋼梁和鋼柱的吊裝，以鋼柱的吊裝為例，需要施工人員對照施工方案的要求，確定好鋼柱吊裝的具體順序，從主體結構到樓板結構依次吊裝。鋼柱吊裝可能會影響地面預埋螺栓，因此需要提前做好必要的防護工作，避免預埋螺栓遭到破壞。第一節鋼柱的吊裝非常關鍵，應該選擇接耳板螺旋孔作為吊點，并對墊板以及鋼楔的具體位置進行調節^［4］。

（3）焊接技術。結合工程的實際情況，在鋼結構焊接作業環節，一是應該對焊接區域進行提前清理，確保其表面干凈整潔。二是可以提前使用熱烤槍，做好鋼結構預熱工作，使得其表面溫度能夠滿足焊接的要求。三是焊縫表面必須做到平整光滑，確保不存在孔隙、蜂窩、虛焊等質量方面的問題。四是在焊接施工中，如果發現有瑕疵的存在，必須及時進行處理，不能忽視一些細微問題。五是為切實保障焊接的質量，在焊接前，需要進行必要的試驗。

3.3 注意事項

3.3.1 做好技術交底

從保障建筑整體施工效果的角度，在施工前，技術交底工作不可或缺。通過有效的技術交底，可以幫助施工人員準確把握設計施工圖紙的內容及要點，將施工技術的優勢充分發揮出來。交底工作實施環節，必須保障流程的規范性，要求設計人員、技術人員和監理人員都能夠參與進來，對項目施工中涉及的技術條件、工藝流程、質量標準等進行討論，對施工技術進行準確說明，避免交底不清影響正常施工的情況。

3.3.2 關注核心筒作業

建筑核心筒必須具備良好的整體性，其寬度不能小于自身高度的1/12，如果筒體結構中設置有相應的剪力墻、角筒又或者增強構建，則可以適當放寬對核心筒寬度的要求。而在工程施工建設中，為保障核心筒的整體性和穩定性，需要注意以下內容：

一是在進行墻肢布置時，需要保證均勻性和對稱性。二是在核心筒角部，應該盡量避免開洞作業，如果必須開洞，需要確保筒角內部與洞口的距離在500mm以上。三是建筑核心筒外墻部分，截面的厚度不能低于單層高度的1/20且不低于200mm，如果建筑采用了一二級抗震設計，底部加強部位的厚度不能低于單層高度的1/16且不低于200mm，如果無法滿足該要求，需要做好相應的墻體穩定性計算，同時設置扶壁墻或者扶壁柱。如果能夠滿足結構承載力方面的要求，可以適當減薄核心筒內墻的厚度，不過必須確保其在160mm以上。四是在核心筒墻體中，不管是水平方向還是垂直方向，配筋都必須在兩排以上。五是在對建筑結構進行抗震設計時，要求核心筒連梁能夠通過設置水平縫或者配備交叉暗撐的方式，提升連梁的延性。

3.3.3 應用BIM技術

BIM技術在現代建筑施工中有著良好的優勢，將其應用到混凝土與鋼結構工程的施工中，能夠提高施工的專業化水平，同時為施工技術質量監管提供良好支撐。結合工程的實際情況分析，BIM技術的應用能夠對現場施工情況進行監督管理，有效節約材料和設備，減少資源浪費問題，也能夠實現不同專業的相互協作，避免工序間相互沖突的問題。不僅如此，BIM技術也能夠將現場施工信息同步到相應的管理平臺中，幫助設計人員和技術人員了解施工情況，及時找出施工中存在的質量問題，確保施工作業的順利實施^［5］。

4 結語

總而言之，現代建筑施工建設中，對于施工質量的要求較高，而施工質量會受到施工技術的影響。混凝土與鋼結構施工技術的復雜程度較高，在實際應用中，需要施工人員對照工程項目的實際情況，做好施工技術的合理選擇，將技術的優勢切實發揮出來，以此來保障建筑工程的施工質量和整體效果。

參考文獻：

［1］周鵬.房建工程中裝配式混凝土結構施工技術探討［J］.中國住宅設施，2024（1）：1-3.

［2］田森.工程建筑中混凝土結構施工技術及質量控制［A］.第五屆電力工程與技術學術交流會議論文集［C］.廣東省國科電力科學研究院：2024：170-171.

［3］李惺科，劉琦.混凝土與鋼結構工程中的建筑工程施工技術探討［J］.工程建設與設計，2023（24）：208-210.

［4］余永佳.高層建筑鋼結構-鋼筋混凝土組合結構施工技術研究［J］.磚瓦，2023（9）：148-150.

［5］李建全，楊波，胡山希，等.球體鋼結構建筑傾斜箱型鋼柱高拋自密實混凝土施工技術［J］.建筑科技，2022，6（6）：54-57.