某大型公共建筑关键施工技术应用与研究

谢博 彭琨 邹军 梁智帧

（中建三局第三建设工程有限责任公司，湖北武汉 430070）

城市经济的发展，提高了社会中公共建筑的数量与规模，为满足更多群体的需求，公共建筑开始逐步向“跨度更大、结构更复杂、地下更深、层数更多、功能更丰富”等方向发展[1]。与此同时，公共建筑开发与城市土地供应之间的矛盾越发显著，在此种背景下，只有不断创新施工技术，优化建筑工程结构，才能保证开发的建筑在市场中可以发挥预期的经济效益与价值[2]。

1 工程概况

本次研究的工程项目为公共建筑楼，此建筑位于城市中心位置，共分为A、B、C、D四个工程段，建筑结构概述见表1。

表1 某大型公共建筑结构概述

设计A、B、C、D四个工程段的关键施工方案，见表2：

表2 大型公共建筑关键施工方案概述

为保证工程的顺利施工，在上述设计内容的基础上，对公共建筑工程项目所在地区的地质概况进行分析，通过钻孔取样，掌握项目所在地的土层结构与不同结构层的参数，见下表：

表3 公共建筑工程项目所在地的土层结构与物理参数

按照上述方式，掌握大型公共建筑工程概况，根据项目所在地的土质情况，为关键技术施工给予决策帮助。

2 大型公共建筑关键施工技术应用

2.1 深基坑桩锚支护施工

针对上述大型公共建筑工程项目，在对其进行建筑主体施工前，需要对其深基坑进行开挖，并在深基坑上完成各项施工任务[3]。由于大型公共建筑主体结构规模较大，因此，对基坑承载力提出了更高的要求，为确保深基坑的结构稳定，需要引入桩锚支护技术，对其进行支护施工[4]。在施工前，需要对深基坑的土体压力进行计算，已知该工程项目中基坑的等级为二级，其侧壁重要性系数通过综合分析得出为1.0。根据上述参数，确定深基坑土体的主动土压力系数和被动土压力系数，其公式为：

式中Kai代表深基坑土体的主动土压力系数；Kpi代表深基坑土体的被动土压力系数；φi代表深基坑边坡与水平地面形成的夹角。

结合上述公式，确定深基坑桩锚支护结构的基本参数。在对锚杆进行初步设置时，需要将锚杆按照双排结构进行布设，在水平方向上两个锚杆之间的距离为2.2m，锚杆倾斜角度为10°[5]。按照上述参数完成对深基坑桩锚支护结构的设置，考虑到基坑各侧环境的不同，其变形量控制也需要适当改变，为了避免支护结构出现过大变形问题，造成对周围建筑物以及地下管线的破坏，根据大型公共建筑工程所处地质环境，采取相应的支护施工方法[6]。针对该工程项目，共设置三种不同的支护桩以及土钉类型。表4为针对上述大型公共建筑工程项目具体深基坑桩锚支护施工方案。

表4 大型公共建筑工程项目深基坑桩锚支护施工方案

按照表4中的施工方案完成对大型公共建筑深基坑桩锚的支护施工。

2.2 高大模板施工

在确保深基坑具备足够的承载力后，对高大模板结构进行施工。首先，在前期准备阶段，施工人员必须事先准备好材料，设备达到工程规范要求[7]。在此基础上，施工时需要完成对多层高大模板支撑结构的设置，在同一条垂直线上完成对上层和下层两个支点的设置，并按照规定完成对底座和垫板的安装[8]。针对本文上述建筑，其整体跨度最大超过4m，因此，必须对高模板进行起拱。起拱高度应为全跨度的1/3000～1/1000。安装后的垂直模板应控制在2m以内，并在施工过程中应随时注意不能直接站立于底层模板上进行上部模板的装配。在施工高度超过8m～15m范围内时，要求在最上面的两根横梁之间安装高模板的水平拉杆。在此期间，在未加密区域内，竖条与加密区竖条的间距需要被控制。图1为高大模板支撑体系基本结构示意图。

图1 高大模板支撑体系基本结构示意图

针对本文上述建筑，其满堂支架距离不超过1.5m，且与周围结构不能形成牢固的拉结。针对这一建筑结构，应在一定的距离上垂直设置带扣式剪力架和扣件式剪力架，并对纵向剪力支撑进行控制，使其间隔5m～8m。对角度进行控制，在45°～60°之间进行调整。当架体高度为3倍时，在架子的顶部应该设置一根横置的钢管剪刀撑，并将剪刀撑向外伸展。针对施工中周围既有结构，需要将支撑架与既有结构进行有效连接，在水平杆顶端位置上布置可以调节的底座和托撑结构，同时，也可在较短的水平杆上加设支撑结构，以此顶进四周既有建筑物。

2.3 大体积混凝土施工

在完成对高大模板支撑结构的施工后，还需要完成对大体积结构的混凝土施工。为了确保混凝土具备一定的防水功能，达到设计要求的抗渗标准和强度，需要选择符合本文上述大型公共建筑施工要求的混凝土制备材料。同时，以低水化热、低泌水率的水泥为主要胶结剂，适当加入外加剂，并对其加入量进行控制。在完成对混凝土材料的制备后，浇注区按三横一竖四条浇注方法分为五个自然流段。在浇注时，根据后浇带进行了流水分段的划分。要求浇筑结构的厚度为1200mm，混凝土总方量为3600m3。为消除泌水，在底板侧壁上开设一个与肥槽内集水井相互连接的泄水孔，用于泄水。

3 工程实例

将此建筑工程项目的浇筑施工划分为A、B、C、D四个工程段，在每个工程段中设置至少两台泵机，同步浇筑作业。施工时，一台泵机放置在场地北侧，另一台泵机放置在场地南侧。混凝土浇筑施工技术参数见表5。

表5 混凝土浇筑施工技术参数

完成混凝土浇筑施工后，根据施工现场温度，做好混凝土的养护处理，养护时，需要在浇筑面铺设一层塑料薄膜，必要的条件下，在其上层再铺设土层棉毡，实时监测混凝土温度。如果混凝土监测过程中的内外温度差超过25℃，说明浇筑的结构可能在混凝土固结过程中发生裂缝，此时需要及时采取措施做好混凝土保温处理。

将建筑结构混凝土浇筑施工中的温度控制效果作为评价指标，使用CW-A测温装置，在作业面与施工现场布置测温装置，监测与控制混凝土结构温度。

在测温过程中，需要将测温点分为上、中、下层，其中，上层测温点主要用于检测混凝土面层温度，大多布置在混凝土外表面向下100mm位置处，中间层测温点主要用于检测浇筑筏板的中心温度，通常设置在筏板1/2结构处，下层测温点主要用于监测混凝土浇筑底部温度，通常设置在底部表面上200mm位置处。测温点布置方式见图2。

图2 测温点布置方式

在监测温度时，明确混凝土浇筑内部与外部温度差在25℃范围内均属于正常情况。随机选择一个区域内的测点，检测混凝土表面温度、中心温度、底面温度，监测结果见图3。

图3 混凝土温度监测

按照上述方式，监测与统计其他测点温度，绘制不同测点的温度变化趋势曲线图。根据监测结果可知，所有测温点的温度差均未超过25℃。

在此基础上，对养护后的混凝土进行裂缝观察，并未发现结构存在明显的裂缝，证实了此次设计的关键施工技术具有可行性，可以有效提高公共建筑工程施工质量。

4 结语

在大型公共建筑施工过程中，如何控制结构裂缝，解决由于温差导致的结构裂缝，一直是工程方在施工中较为困难的工作。此次研究成果经过了证实后可以为市场内相关工程项目施工提供帮助与指导，但要实现对大型建筑关键施工技术的推广，还应在现有技术的基础上，对建筑施工技术进行优化，即将工程施工的重点置于降低作业行为对现场生态环境的影响方面，基于此种方式，使大型公共建筑成为市场内文化、科技、价值的综合体现，保证我国建筑行业的朝气、蓬勃发展。