高层建筑混凝土施工技术

魏 璇 山西省晋城市晋城宏圣建筑工程有限公司工程师

相较于传统低层建筑施工而言，高层建筑无论是结构布局还是施工环境均更为复杂。若高层建筑施工中对混凝土施工技术应用失当，会大概率弱化高层建筑结构的稳定性，对人们的生命财产安全带来威胁[1]。因此，业内人士应当重视对高层建筑混凝土施工技术的研究，采取相应措施规范高层建筑混凝土施工技术的应用。

1 高层建筑混凝土施工技术的应用要点

1.1 重视混凝土原料的选择与配比

选择骨料时，要合理确定粗骨料和细骨料的粒径。高层建筑的混凝土施工需要泵送，因此还要考虑泵送因素，配置出更利于泵送的混凝土[2]。选用外加剂时，要保持合理的减水率和较高的保坍性，以契合高层建筑项目的施工要求。通常来讲，高层建筑混凝土原材料中，粗骨料粒径应不超过25 mm，砂含泥量不超过3%，石含泥量不超过0.5%，石针片状颗粒含量不得超过15%，砂细度模数为2.3 ～2.8，砂率需控制在40%～45%。

此外，由于高层建筑施工中会用到大量构件，因此必须保证构件拥有较高的承载力与支撑力。在正式施工前，先要进行混凝土质量控制试块的制作，制作流程要严格按照规范要求，对于有特殊要求的混凝土必须单独进行试验，待其完全满足高层建筑项目施工标准之后，才能投入到正式施工当中。

1.2 规范混凝土泵送工作

泵送混凝土施工过程中，需要结合高层建筑项目的实际情况，采用汽车泵机完成混凝土的施工处理。及时向高层施工区域输送混凝土，并且在固定式地泵和相关人员的支持下进行流水线式施工操作，保证混凝土施工质量。

1.2.1 注意严格控制时间

在输送混凝土的过程中，要注意严格控制时间，因为会影响混凝土坍落度。参考上述的原料配比，可在混凝土拌和料中适量添加木质素磺酸钙减水剂，合理控制水泥的水化热反应，延缓初凝[3]。混凝土施工时的温度偏高，坍落度会产生极大损失。结合实践，未添加减水剂条件下，混凝土出机温度分别为5 ～25 ℃和25 ～35 ℃时，泵送混凝土运输延迟分别为60 ～90 min和50 ～60 min。添加减水剂的运输延续时间具体如表2 所示，两者差别明显。

表2 添加减水剂的运输延续时间

1.2.2 注意泵送规范

在对混凝土进行泵送的处理过程中，需要保证泵送的规范程度，这也是后续混凝土浇筑施工的关键基础。

第一，需要全面清洗泵送管道，并且在对混凝土进行泵送之前进行合理配比，对水泥、水以及外加剂进行配置，添加到料斗中，等待管道润滑完成之后，再开始对混凝土进行泵送。若管道出口位置有水泥砂浆残存，要第一时间清理，为后面混凝土的泵送清除阻碍。同时，需要严格控制泵送速度，时刻关注设备的油压情况，始终遵循“由远及近”的原则进行施工。

表1 高层建筑混凝土施工原料控制指标（部分）

第二，连续施工作业的过程中，若经常出现混凝土供应间断的情况，要先适度调低泵送速度，待泵送暂停后，对间断原因予以查明。需要注意的是，料斗的搅拌不能停止，确保混凝土的质量。按照施工要求，若混凝土泵送暂停时间超过20 min，要每隔5 min 进行一次正反转动，以保证泵送管道内部的混凝土材料具备良好蠕动，否则容易发生泌水离析现象[4]。若是因为电路故障而出现设备停转的情况，则需要及时拆卸管道，将内部混凝土引出，再对管道进行全面清洗。

第三，若发生管道堵塞问题，可先将泵调整为反转模式，倘若依旧没有解决问题，要及时停止设备，找出堵塞部位，进行人工排堵，以尽快恢复设备的正常运转。

1.3 把控混凝土浇筑要点

高层建筑施工项目应用的混凝土大部分结构偏大，为保证混凝土结构的施工质量完好，通常会采取分段和分层的浇筑施工方式。各层混凝土浇筑宽度需把控在1 m之内，且每段混凝土浇筑量要把控在50 m3之内。此外，为了确保混凝土内外部温差趋于稳定，每一次浇筑时间必须控制在1 h 左右，可大幅降低冷缝出现的概率。在实际浇筑过程中，要严格按照“由低至高，由远至近”的标准，以后退式做法进行有效浇筑施工。例如，在具体的高层建筑项目施工中，需要先从后浇带东面开始第一次浇筑，再从后浇带西面开始第二次浇筑。在第一次浇筑过程中，要从南到北循序开展浇筑工作；第二次浇筑过程中，同样需要从南到北循序开展浇筑，并且要求东西两面同步开展浇筑工作，直到浇筑施工完成。

为了保证混凝土的强度达标，在混凝土浇筑过程中需要由专人负责混凝土的振捣工作，结合施工现场的需要与条件，用插入式振动棒与混凝土输送泵协调配合，于浇筑带前、后部位设置振捣带。在坡脚处设置的振捣带主要负责下部混凝土的振捣，而在卸料点设置的振捣带主要负责上部混凝土的振捣。为了保证混凝土浇筑施工的高效开展，在卸料点的振捣应当保证形成自然坡度，不可出现大量混凝土堆积的现象。振捣过程中，振动棒的抽动幅度需保持在50 ～100 mm，移动距离不能超过作用半径的1.5 倍，各个振捣点的振捣时间要把控在20 ～30 s，同时振动棒不能与模板、钢筋等材料直接接触。当混凝土无气泡产生且没有明显下沉时，便可停止振捣。

此外，在混凝土浇筑过程中还需做好表面处理与水分处理工作。

第一，表面处理。高层建筑混凝土结构高度较大，振捣结束后极易在表面形成水泥浆，导致混凝土结构表面平整度较低，因此要用到刮尺，配合标高进行表面刮平，确保符合施工标准。在混凝土初凝前，还要用木抹子展开模压和搓平操作，可提高混凝土强度，降低混凝土因固化收缩而表面出现干裂纹路的概率。

第二，水分处理。由于分段分层浇筑的时间间隔较长，因此在振捣过程中容易出现混凝土泌水、浮浆等情况，可在混凝土模板侧面或底部钻出排水孔，让泌水形成的水分直接排出，或者可用污水泵对后浇带的水分进行抽出。

1.4 优化混凝土构件衔接施工

高层建筑混凝土施工中构件较大，因此在衔接过程中极易暴露出裂缝等相关问题，直接影响混凝土构件的施工质量，导致高层建筑的稳定性与安全性有所降低，因此必须高度重视构件衔接施工，做好技术优化。从高层建筑项目施工实践来看，容易出现裂缝质量问题的衔接施工主要集中在基础与柱衔接处以及梁与柱衔接处等，处理病害一般会采取施工缝做法。

对于建筑基础施工而言，在施工之前要以工程体量作为依据，规范地基基础的施工，保证地基、桩基拥有较强承载能力，防止在后期施工中发生沉降裂缝问题。而在柱与独立基础的衔接施工中，由于衔接处的混凝土强度存在差异，因此必须将柱设置在基础或底板的上表面，深度要达到基础或底板的底部。若地基基础是独立基础，还可将柱设置在梯形截面的变截面处，与混凝土施工缝贴合。为了保证施工便利性，梁板与梁的混凝土需要采用同等级强度的混凝土。对于梁柱不同标号的混凝土衔接处，要在不影响结构强度的基础上，适度调整石子、水以及外加剂等的用量，有效降低坍落度。随后要遵循“先高后低”的原则展开浇筑施工，通过二次振捣去强化混凝土的密实度。

值得注意的是，梁柱模板施工过程中要保证模板的高效使用，浇筑之后不必拆卸柱模板，并支设好梁柱头模板，于施工缝处塞海绵条。选用碗扣架和丝杠对梁柱衔接处的定型模板进行顶撑，保证模板稳固，提高混凝土构件的施工质量。

1.5 做好混凝土后期管护工作

对混凝土的后期管护工作要加以重视，进行规范化管理，从而提升高层建筑混凝土施工质量。在养护管理中，需要严格控制混凝土的温湿度，防止混凝土构件出现裂缝。

第一，进行模板拆除时，需要合理确定拆模时间，防止混凝土构件强度不符合标准。而在混凝土浇筑完成后，其内部水分蒸发会随着温度的变化而出现不同变化，导致构件表面平整度受到影响而产生裂缝，因此要做好遮阳与降温工作。若混凝土施工时温度偏高，要进行覆膜养护，定期洒水，保证构件表面湿度；若温度偏低，则要做好保温措施，防止因冷冻出现裂缝，导致构件强度降低。

第二，在混凝土终凝之前，表面不可安装任何设备或出现人员踩踏情况，特别是对楼层混凝土表面的养护，要分批次完成作业，表面不能进行锤击、开槽以及打洞等操作，必须提前预留位置。若无法避免必须在混凝土表面施工，则一定要用垫板，避免混凝土表面被污染。

2 高层建筑混凝土施工质量控制措施

2.1 做好施工设计

高层建筑混凝土施工的前期设计与后期施工建设质量，同样会产生直接影响。在前期施工设计过程中，要依据高层建筑项目的建设指标进行设计。例如，以主控项目举例，选用粗骨料时要保证含泥量不超过0.5%，若砂子为中粗砂，含泥量不能超过3%；以一般项目举例，要做好混凝土垫层施工的有效设计，保证混凝土垫层表面的平整度，标高与指标的误差需控制在±10 mm 之内，其中表面平整度要用靠尺检查，报告则用水平仪检查。另外，还要对高层建筑混凝土施工的组织计划和施工顺序进行设计，为后期施工提供指导。

2.2 加强技术管理

在高层建筑混凝土施工管理中，技术管理是不可或缺的内容，主要需对以下几方面加强技术层面的管理。

首先，高层建筑项目施工前期，要加强对原材料配置质量的管理，保证所有材料的选用都符合高层建筑项目的建设要求；其次，加强钢筋工程施工质量管理，确保钢筋定位精准、绑扎牢固，并保证后续的混凝土施工不会影响到钢筋工程；再次，混凝土施工前要加强模板施工质量的管理，保证模板材料强度适中、支撑稳固且衔接紧密；最后，加强混凝土浇筑、振捣以及养护的技术管理。混凝土浇筑过程中需要对伸缩缝、分格缝、窗洞等关键部门实施标准化和规范化管理。振捣施工要注意不能对钢筋、模板工程质量形成干扰。养护过程中要重点关注混凝土的温差变化和水化热反应，防止混凝土构件出现较大收缩而导致裂缝产生[5]。

2.3 优化安全管理

为提高高层建筑混凝土施工质量，在管理过程中需要格外关注工程质量与安全管理的关系。一方面，施工质量会影响到高层建筑的安全性；另一方面，施工阶段的安全管理也会影响到项目的建设质量。因此，在高层建筑混凝土施工过程中，需要结合实情进行安全防控预案的科学编制，做好材料、机械、人员、技术以及环境等多方面的安全管理，确保风险因素对混凝土施工的负面影响降至最低，同步提高高层建筑工程的施工质量及安全效益。

2.4 加强裂缝控制

高层建筑混凝土在施工中之所以会产生裂缝，主要是因为水泥遇水之后会产生水化热，所以为了避免裂缝的产生，应当做好混凝土的温度控制及养护工作，具体需要注意以下几个环节。

第一，在对水泥进行选择的过程中，要优先选择水化热低且稳定性佳的水泥进行混凝土混合料的配置，同时要适当提高粉煤灰的用量，减少水泥使用量。

第二，在进行混凝土配置的过程中，要对粗骨料级配予以控制，采用减水剂等外加剂达到降低混合料水含量的效果，降低水泥使用量，弱化水泥与水的水化热反应。此外，粗细骨料选定后还要进行清洗，使混凝土混合料得到充分混合，保证混凝土的密实度与抗拉强度，在硬化过程中不会出现太大的收缩变形。之后还可借助二次投料的方法，增强混凝土结构的强度与抗裂能力，使层级不同的混凝土都能在初凝前有效结合，保证混凝土的整体性。

第三，在混凝土的浇筑施工过程中，需要对入模温度进行把控，保证混凝土与环境的温差达到最小，通过降低温差抑制裂缝产生。还可通过添加低碱膨胀剂去提高混凝土的收缩率，弱化温度应力的负面影响。同时，浇筑过程中还要格外关注伸缩缝、分格缝、窗口以及洞口等部位的施工，振捣时不能对钢筋和模板等造成损伤。对此可尝试采取分块式与分层式浇筑方法，降低混凝土的单位体积，借助后浇带减少每一次浇筑施工中混凝土的蓄热量，通过降低热量的积蓄实现控制温度的效果。

第四，在混凝土浇筑施工完毕的养护阶段，工作人员需要严格按照规章制度与质量标准开展养护工作，关注混凝土的保温与保湿，对刚浇筑完毕的混凝土进行缓慢降温处理，弱化温度应力作用。如果混凝土浇筑遭遇雨、雪等温差较大的天气，要用到塑料布和棉毡等物品对混凝土表面进行覆盖，以此控制混凝土的内外温度差，抑制表面裂缝的产生。一般混凝土浇筑完毕后，水化热反应会在3 ～5 d 达到峰值，然后不断下降，因此在这一阶段一定要做好养护管理工作。

3 结语

在高层建筑施工过程中，混凝土施工技术已成为必备基础技术之一，该项技术的应用得当与否，将会直接影响高层建筑施工项目的质量。结合目前高层建筑混凝土施工技术的应用实际情况，一定要做好混凝土原料的选择与配比，规范混凝土泵送工作，控制好混凝土浇筑速度，优化构件的衔接施工，并做好混凝土养护工作，从而确保混凝土施工质量能满足高层建筑施工质量要求，增强高层建筑结构的安全性与稳定性。