高层建筑混凝土施工质量控制研究*

张敏刚

(甘肃第七建设集团股份有限公司 兰州 730030)

改革开放至今,建筑事业为我国城镇化建设及社会经济增长提供了有力支撑。传统建筑依然无法满足当前社会发展趋势的需求,高层建筑逐渐成为当前社会建筑形态的主流之一。混凝土作为建筑工程建设施工中的重要组成部分,加强混凝土施工质量控制,有利于提高整体建筑工程施工质量的同时,对于保障按时竣工及整体施工质量具有促进意义。

1 案例概述

LQ 大厦为写字楼工程,位于XX 市XX 路68号,建筑面积为368 000 m2,包括地上42 层以及地下4层,建筑总高度为170 m。工程建设图如图1所示。

图1 工程建设图

2 高层建筑混凝土施工质量控制

2.1 拌制

按地方规范《商品混凝土质量管理规程》对预拌混凝土进行质量控制。施工阶段,应定期对混凝土投入量测量装置进行校准,针对集料水含量应定期测定,严格按照计算出来的比例添加各类原料;混合料投入量应与配合比通知书中所列投入量一致,并紧跟水、水泥投入量。

2.2 运输

混凝土运输作为确保混凝土施工质量关键的步骤,工程从混凝土运输时间、运输车台数确定、混凝土运送方式进行控制,以此才能确保混凝土在运输过程中的质量。具体如表1所示。

表1 混凝土运输质量控制

2.3 泵送

高层混凝土泵送作为本工程施工难点,本工程混凝土强度最高级别是C60,泵送高度可达到330 m。泵送混凝土到330 m 所需压力计算中,分别计算所需压力P包括3个方面,即混凝土在管道中流动沿程压力损失P1,混凝土通过弯管和锥管局部压力损失P2,混凝土自重压力损失P3,最终得出混凝土在垂直高度方向上由于重力而产生压。经计算,所需总压P=18.87 MPa,可供输送330 m。在实际工作中,混凝土泵最大出口压力应高于所需要实际压力15%～20%,并利用多个位置压力储备来应对因混凝土变化而产生各种异响,以防止堵管。为保证水泵工作稳定性,把水泵最大输出压力定在35 MPa 左右。因此,选用2 套HBT90CH-2135D 型牵引泵进行混凝土抽运。

托架位于距管道部分500 mm 地方。泵送管道在水平管道与垂直管道连接处,设计混凝土桥墩,用于承受泵送管道冲击。值得注意的是,从出厂到运输到现场,混凝土会经历运输、等待过程,混凝土塌落度都会有损失过程。为确保混凝土均质性,在泵送之前和之后针对混凝土进行坍落度和膨胀度检测与记录、混凝土含气量变化记录,以便于根据实际情况,利用各种技术措施来对混凝土进行微调。同时,按照规范,高强度泵送混凝土塌落度需要在120～200 mm 之间,在施工时候,要严格按照200 mm 以下标准来控制,以免出现堵管情况。在混凝土泵送过程中,要持续地对混凝土输送泵泵送压力进行观测,泵送压力与泵送高度之间存在一定联系。随着泵送高度增加,泵送压力变化应该体现出一定规律性,并逐步提高。如泵送压力发生突然增加,表面明混凝土粘度比较大,势必导致混凝土输送效率下降,严重还会导致堵泵,因此要对混凝土粘度等指标根据具体情况进行相应调整。

2.4 浇筑

2.4.1 浇筑前准备

2.4.1.1 模板

浇筑混凝土之前,需要进行自检、互检、交接检程序,主要是对模板设置是否与设计和规范要求相一致。混凝土浇筑过程中由专业木工进行监督,如有问题可立即采取措施。浇注混凝土前应对模板支撑体系稳定、接头紧密性等进行检测,如有与规范不符之处,要立即补强;将模板内部清理干净,并均匀地涂上隔离剂;将木模打湿(无明水),准备好用于浇注混凝土所需混凝土泵以及其他机械;将浇注混凝土人员布置到位,浇注设备、浇注马道和安全保护装置等布置到位。

2.4.1.2 钢筋

在进行钢筋施工时,应经过自检、互检、交接检,并对钢筋进行绑扎,进行专检之后进行混凝土施工。如有不干净钢条,应由检验员清除。填写施工资料,取得相关技术人员及监督部门签字。

2.4.1.3 预埋件

对所有预埋件(包括橡胶止水条、构造柱钢筋埋件等),都要通过隐检,并且要位置精确,固定可靠。对现场施工架子、马道检验:脚手架搭建应是安全、可靠,铺板宽度要适当,以此保证混凝土运输和浇筑。水、电管道已经架设好,埋件也已经固定并预先埋好。

2.4.2 浇筑质量控制

浇筑要点可参考表2。

表2 混凝土浇筑质量控制要点

针对高层建筑体量大,工况多变,作业条件多变,工期紧迫,高层建筑泵送技术需求高,在此基础上结合大型建筑实验柱和已有同类项目经验,归纳和分析高层建筑混凝土浇筑技术。

浇筑前,应对即将浇筑立柱进行全面检测,包括:作业吊梯是否牢固,照明设备是否安装到位,内振捣工作台是否按照设计图搭建到位。施工人员进场时,须二人协作,用手将振动棒和三级电源盒从外框架楼面上抬起,并将其吊起至内部工作台,吊装工站立于工作台顶端,系好安全带,以保证工作安全。每台打桩机都应装备前照照明灯。使用吊梯时,应事先将吊梯处安全带与吊梯处防坠落装置相连,使用后不能松开,在整个施工过程中,应始终将安全带与防坠落装置相连。在浇注时,施工人员在现场进行振动,另一位施工人员在上面工作平台上监测。在混凝土罐车更换和泵管换腔期间,上部平台施工人员下到其他空腔进行振动施工,而原有空腔施工人员上到上部平台进行监测。此外,为防止单孔一侧压力太大,每浇注一次1.5～2 m时后,应将泵管道转向另一孔。为能够对每层混凝土浇筑高度进行有效控制,需要让振捣人员在腔体内,不断测量混凝土面到振捣操作平台距离,以对混凝土浇筑高度进行判断,严禁一侧腔体内混凝土单次浇筑高度大于2 m。每一次内部浇注结束面与灌注孔中央距离不得低于500 mm。

混凝土浇筑完成后应将施工缝凿毛,并通过监督人员检查,确认无误后才能开始下一次浇筑。混凝土浇筑时,应在墙、柱及下一层楼板流浆有强度前,将其全部清理干净。混凝土维护要做到及时,要建立维护责任制,要有专人负责,要有责任区域,要有标牌,便于管理。

此外,本工程混凝土最大抽水高度要求为562 m,根据工程进度计划,应一次性抽水,这样就要求抽水压力大。所以,在具体施工过程中,应该选用超高压混凝土输送泵,而且,因为其输送压力很大,所以要选用能够达到输送要求,并确保其抗爆和耐磨的高性能泵管。

2.4.3 裂缝处理

混凝土施工质量时常发生状况中裂缝是最为常见的问题,所以,在进行混凝土浇筑时,要对施工缝留设和处理进行严格控制。施工缝在下一次浇注之前,应先对其进行预检查,检查内容有:施工缝清理处理,混凝土强度以及前期准备工作,并在规定时间内完成相应记录。墙体和板材施工缝面应与墙体轴线和板材平面成直角,不能有倾斜槎。对于建筑缝不同位置,有以下详细说明:

2.4.3.1 墙体施工缝

地下室外墙竖向和水平施工缝中设置止水带,并确保止水带定位正确、牢固。外墙混凝土施工后应认真检测,若有施工接槎不良或可能渗水地方,则采用外防水处理,涂聚合体防水水泥砂浆或堵漏灵。

2.4.3.2 楼板水平施工缝

按照施工规范中有关规定,本项目楼板水平施工缝按要求留置在梁板跨中1/3区域,并用锯齿定型多层板堵设等,以浇筑混凝土强度达标后,清除施工缝中浮浆和石子。台阶台面施工缝留设在台面1/3位置,台面梁进架墙体厚度不少于2/3。

2.5 大体积混凝土温度控制

该项目地基采用厚4.9 m 筏式基础,浇筑15 600m3混凝土。由于大体积混凝土地板水化热高,收缩大,容易产生裂缝,因此地板大体积混凝土浇筑是地板重要组成部分。根据我国《混凝土结构工程施工及验收规范》《高层建筑混凝土结构技术规程》等国家有关标准,对大体积混凝土进行大量研究,以尽量减小热应力对其造成不良影响,规避或减小裂缝发生、发展。在大体积混凝土浇筑完成后,应对其表层和内部温度进行监控。从而可根据实际情况,制定相应对策,确保混凝土施工质量。当内外混凝土温度相差大于25℃时,应立即在上面铺上一层草,以控制内外温差。本工程测温点布置:在传统测温方式中,需要留下测温孔,但是这种方式测量准确度并不高的同时,势必会对施工造成很大不便,从而会对施工进度造成很大影响。在混凝土浇筑之前,将测温探针埋在测温部位,不仅可确保施工质量,而且可检测出混凝土入模温度。通过对测温记录数据进行分析,并以其为依据,以温度变化规律与表面温差及环境温度变化为依据,及时调整保温措施,规避混凝土出现裂缝。在本工程基础底板浇筑过程中,对相应温度变化进行记录,以测温记录为依据,绘制出如图2、图3所示温度变化曲线。

图2 A 点温度变化图

图3 B点温度变化图

综合上述检测可以看出,大体积混凝土浇筑110 h后,温度最大值出现在中心测温点,该点处各梯度温差最大,内外温差接近30℃。因此可以看出,在浇筑完毕6 d内,尤其要注意混凝土隔热和养护。

3 结论

综上所述,现代化社会发展趋势下,高层建筑为我国社会发展及城镇化建设提供了有力支撑。且随着我国建筑事业的迅猛发展,对于建筑企业而言,无疑其竞争也就日益的激烈,基于此,通过质量促进企业的发展,这是包括建筑企业在内的任何一个企业的发展观念。因混凝土施工不当造成的工程质量不高及工程延续的现象频发,因此全面提高建筑工程混凝土施工质量的控制,有利于保障高层建筑整体建设水平。