土木工程施工中混凝土浇筑施工技术的应用

张 军

（宁夏星海房地产开发有限公司，宁夏 石嘴山 753400）

0 引言

混凝土施工质量问题主要是因为施工单位不按标准和流程作业，偷工减料，忽视过程控制，最终导致出现裂缝、混凝土强度、耐久性等病害问题。肖力光等[1]对国内外研究矿物掺合料、纤维、外加剂等对混凝土耐久性的影响作用进行了分析，并展望了混凝土的研究方向。阙茂华[2]的研究表明做好混凝土结构温度应力的控制可使地基对混凝土的约束降低，合理使用抗裂技术、搅拌技术和后期养护都能提升工程质量。胡展孝等[3]分析了混凝土的水泥水化和水分收缩机理，以及外界环境因素对其的影响，并进一步对施工作业准备、运输、浇筑、拆模等流程做了比较详细的工艺说明。本文结合前辈的研究成果和自身对该技术的研究，结合实际工程，基于防大于治的目的，对影响混凝土施工质量的几个关键因素做了分析，以供行业参考。

1 工程概况

该项目位于平罗县山水大道南侧，萧公大街西侧，金桥路北侧，西邻新利住宅小区。本工程总建筑面积为50 698m2，其中地上建筑面积48 278m2；地下建筑面积2 420m2。共建设住宅楼6 栋、配套服务业用房5 栋，另建设社区服务用房及社区必需的室外工程（休闲、活动、绿化场地及辅助设施）。根据建筑方案设计及使用功能要求，该项目住宅楼的建筑结构均采用全现浇剪力墙结构体系，外墙为钢筋混凝土墙、加气混凝土墙。商业配套及社区配套用房为框架结构，顶棚为板底刮白。项目抗震设防烈度为8 度，抗震设防类别为标准设防类（丙类），地基基础设计等级为丙级，结构安全等级为二级，结构设计使用年限为50 年。

2 混凝土原材料质量标准及相关技术参数要求

混凝土的搅拌、现场浇筑、振捣和养护，是施工质量控制的重点环节；水泥品类、砂、石子粒径和级配、水质、外加剂、粉煤灰是原材料质量控制的主要对象；塌落度、水灰比、含砂率、水泥含量、氯含量、碱含量、初凝终凝时间是重要的技术控制参数。本工程结构部分的混凝土全部采用商品砼，选择了距离施工场地10Km 以内的供应商。需要进行现场混凝土浇筑时，提前和搅拌站做好预约，并对混凝土配比和相应的技术参数指标提出具体规定。

2.1 混凝土的试配及原材料要求

搅拌站结合项目部的用料要求，对水泥型号、砂石粒径级配、含泥量、掺和料、外加剂等进行筛选并完成试配，将最终的配合比方案报送给项目部审核，经项目总工和监理部门审查认可后，方可进行正式生产。因为现场浇筑主要以泵送工艺为主，所以混凝土原料的质量除了要符合结构设计所必须要求的强度和耐久性指标外，还必须满足泵送工艺要求，拌合物能顺利通过泵管，具备良好的可泵性，不会造成泵管堵塞，且不离析、不泌水。结合结构强度等级设计和浇筑工艺要求，对水泥、砂、石子、水等主要原料做出以下规定：（1）水泥，本工程使用的水泥类型为PO42.5，这是一种普通硅酸盐水泥，抗压力强度等级为42.5MPa。该类型的水泥含碱量低，性能指标比较稳定，而且市场供应量充分，一般不会因为市场行情的波动导致工程造价超预算。对于一些特殊结构部位，如果对强度等级有特殊要求的，应按照要求来选择水泥品类和强度等级。（2）砂，该项目使用的砂为中砂，细度模数2.3～3.0，含泥量低于2%。（3）石子，所用混凝土要求骨料为连续级配碎石，石子粒径在5～25mm 之间，含泥量低于1%。为了便于泵送，避免泵管堵塞，所以要求针片状骨料的含量不能超过5%。（4）水，水要求pH酸碱度大于4，一般为生活饮用水，严禁使用二次废水或海水，并且要符合《混凝土拌合用水标准》的要求。用水量要结合砂、石子的实际含水率进行综合调整。（5）外加剂，外加剂必须是绿色环保的无毒无害产品。常用的外加剂有减水剂、缓凝剂、增强剂、防冻剂、膨胀剂、引气剂等等。外加剂的选用除了要遵循绿色环保要求以外，还要符合设计性能的要求。（6）粉煤灰，本工程要求使用的粉煤灰为F 类Ⅱ级，掺合量不能超过水泥含量的20%。

2.2 混凝土的主要技术参数要求

决定混凝土质量和性能的主要技术参数包括塌落度、水灰比、含砂率、水泥含量、氯含量、碱含量、初凝终凝时间。（1）塌落度，工程所用的混凝土需经过10km 的罐车运输。混凝土经罐车运输到施工现场以后，一定要在现场对每一车混凝土料的塌落度进行检查。塌落度要求控制在120～160mm 之间（本工程为夏季施工。不同的施工环境，不同的季节，该标准可适当调整），超出这个标准不能使用。（2）水灰比，以主体结构为例，浇筑主体结构使用的混凝土水灰比应控制在0.4～0.65 之间为宜。（3）含砂率，主体结构使用混凝土的含砂率应控制在40%～45%之间为宜。（4）水泥和氯含量，主体结构所用混凝土中，每立方米混凝土中水泥的最小用量应不低于300kg/m3，且氯的含量大约为水泥净含量的0.6‰。（5）碱含量，每立方混凝土的碱含量不能超过3kg/m3的标准。（6）初凝、终凝时间，初凝时间是混凝土结构浇筑中一个非常重要的参数指标，不同环境、不同部位、不同工艺对混凝土的初凝时间要求也略有区别。一般情况下，对于墙、柱结构而言，初凝时间不低于4h；对于梁、板结构部分而言，混凝土的初凝时间不能低于6h。终凝时间一般为12h。具体可根据施工现场的气候环境和特殊工艺要求进行适当的调整。

2.3 混凝土运输及场地验收

本工程使用预拌混凝土，采用混凝土搅拌罐车做场外运输。考虑到运输途中可能会发生堵车现象，因此要做好缓凝措施，并防止途中失水情况的发生。运输车辆配备的台数和发运时间，要根据现场的施工进度做好协调，必须保证现场浇筑施工的连续进行，避免因原料供应不及时而产生自然施工缝。在施工场地内，采用塔式起重机做垂直运输，用混凝土泵完成水平运输，浇筑面使用布料杆运送。在整个施工过程中，混凝土运输必须满足下面几个基本条件：（1）混凝土从搅拌站出灌到浇筑施工，此期间的时间必须可控，应满足施工规范要求。（2）因为是夏季施工，可能存在天气暴热或风雨情况，所以要求罐车必须准备遮盖措施，以防出现高温水分蒸发或雨水进入。如果是冬季，在气温低的情况下，必须做好保温措施。（3）混凝土在罐车运输过程中，拌筒需要保持 3-5r/min 的转速做慢速转动。如果到施工现场，发现混凝土出现离析或分层情况，必须进行二次搅拌，并对稠度进行检测。（4）混凝土到达现场浇筑点的温度不能低于25℃。

混凝土被运输到施工现场后，项目部应指派质检试验员对混凝土的塌落度进行现场检测。如果发现塌落度不合格，或者存在离析、分层情况的，必须严格按照规定做退回或现场搅拌处理。施工部门要对每一罐混凝土的运输车号、出灌时间、到达时间、现场验收情况、浇筑时间、浇筑部位、浇筑量进行真实记录并归档管理，便于后期质量追溯。现场调度员要根据现场的施工进度与搅拌站做好协调，以随时有一台罐车在现场等待浇筑，从而避免混凝土等待时间过长或断供的情况发生，确保施工过程的连续性。

3 施工条件准备

土木工程混凝土的现场施工条件准备，可以从技术方案交底、人员及机具配备、现场施工条件几个方面来进行阐述。

3.1 施工技术方案逐级交底

项目施工过程中的质量、安全、进度和成本控制是否能达到预期目标，很大因素取决于施工前的技术方案交底是否落实到位。施工技术方案交底工作一般由项目总工程师牵头，组织各个施工段的责任工程师、主要技术人员对工程施工图纸进行会审，确定设计方案是否可行。同时也对设计中存在的问题或可能存在的潜在风险进行指导和评估，需要更改设计方案的，及时通知监理工程师、业主和设计部门，避免施工中的设计变更。在技术方案会审中找准工程设计特点和施工难点，结合国家及行业规范、标准、合同要求、操作流程等编制出详细可行的施工组织方案，并对各项目、各流程的分包施工队进行技术方案交底。交底中要明确设计要求，对施工质量控制重点、难点要详细说明。各项目班组管理人员要把技术交底进一步落实到每一个一线操作员，要有针对性和可操作性，除了书面交底以外，还要进行针对性的口头交底。因为一线操作员工可能存在一定的流动性，所以每一次浇筑施工之前，都要再次进行交底提醒，对浇筑任务的技术要求、特点、难点、注意事项等进行说明讲解。

3.2 人员和机具配备

根据项目规模和施工进度计划，项目施工单位成立了“平罗县星海山水雅居住宅小区项目工程建设指挥部”，全面负责项目的材料选购、方案的确认及施工过程中的协调工作。项目指挥部设立了专业责任人主管混凝土施工，负责原材料质量把控、施工技术方案交底、现场浇筑及后期养护管理，保证混凝土工程各项质量指标都能达到宁夏回族自治区及国家优质工程的质量标准。从事混凝土结构工程部分的各级管理人员和一线施工人员均要求有丰富的混凝土施工经验和类似工程实践经验。按照项目规模和进度计划，项目指挥部配备了100 人左右的施工队伍，每个阶段的人力配备将根据流水段作业量的大小和强度进行灵活调整。在机具设备方面，为本项目配备了1 台拖式混凝土输送泵。泵机输送管道为钢制管道，直径为125mm，弯管为45°弯头，泵管数量按实际需求的1:1.2 进行配置。还配备了多台振捣器，以及若干铁锨和抹子。

3.3 现场施工作业面检查

要保证混凝土现场施工的顺利进行，除了技术方案可行，具备必需的人力和机具设备资源外，还必须有符合施工要求的现场条件。所以在正式施工之前，还要对施工现场情况做一番仔细检查。（1）模板检查 模板检查需要重点注意两个问题：对已浇下层的混凝土墙以及柱根部的模板，在支设之前，必须彻底清除已浇混凝土表层的薄膜，而且要把表层的松动石子和起皮、脱层部分彻底清除，并对墙、柱内渣土等垃圾清理干净；对模板搭设的稳定性，尤其是模板的接缝进行检查，要求相邻两板模板的接缝为错位拼接。要将模板内的泥土、垃圾等杂物清理干净。（2）钢筋检查 要重点检查浇筑混凝土段钢筋、预埋件以及各种隐蔽管线是否铺设完毕。并根据设计图纸，对控制模板、钢筋、预埋件的材料类型、规格尺寸、用量、具体位置进行复核。位置偏差必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》的相关规定。清理掉钢筋上的油，检查垫块是否到位，钢筋捆扎是否牢固，塑料卡是否垫好。检查完毕确认没有问题以后，办理隐蔽、预检手续，填写分项工程检验认可书，交监理及业主报验认可。（3）根据墙、柱的定位控制线，结合施工平面设计图纸进行复核，确定各层墙、柱的轴线和边线在规定范畴内。（4）现场道路准备 要给混凝土运输罐车创造便利的交通运输条件，既要保证施工现场内的通行无阻，还要做到尽量平整，减少运输中的颠簸震荡，避免混凝土发生分层离析。（5）检查浇筑用的架子、马道和泵管是否支搭完毕，且符合施工要求。（6）夏季为多雨季节，所以要提前准备一些防雨材料。最好避开雨天施工。（7）塔吊、输送泵、振捣器必须在经过安全检验后进行试运行，确保运转正常。（8）在进行正式浇灌前，一定要先填写混凝土浇灌令，在取得项目质检人员，以及监理工程师、甲方批准同意后方可施工。

3.4 泵管布置

本工程配备的混凝土输送泵，输送能力为 40m3/h，扬程为100 m，管径 125 mm。混凝土配管设计要全面考虑混凝土的输送压力和收缩短管的长度，要尽量少用弯管和软管，还要便于维护修理的拆卸。地上部分为结构内布管的形式，配管从首层的顶板进入到建筑物中，沿着预留洞口向上层舒展。当到达实际浇筑平面时，再通过弯管接上水平管延伸到浇筑部位。固定配管时，千万不能直接支撑在钢筋、预埋件和模板上，且每隔1.5m 左右，要用支架进行固定。泵管架设必须保证坚固稳定，输送路线要尽量取直，遇到转弯时弯度要放缓，并在接头处加上胶圈，保证严密性，在泵的出口要设一根长的水平管。水平泵管要用钢管架托起，并用管卡将钢管架固定。

4 混凝土浇筑和振捣

混凝土的浇筑主要有泵送和人工浇筑两种工艺，本项目主要以泵送工艺为主。现场浇筑的质量控制要点主要是浇筑温度和浇筑工艺两个方面。在温度控制方面，要求混凝土入模时的温度应在5℃～30℃之间，最高不能超过35℃。在浇筑工艺上，要保证连续浇筑。如果是分层浇筑，一定要控制好每一层的浇筑厚度，且第二层必须在第一层初凝之前完成浇筑。经过多年的发展，目前的混凝土浇筑工艺已经比较成熟，大部分施工队伍都能规范操作。下面主要来阐述一下浇筑中的振捣工艺，这是影响浇筑质量的关键，也是很多质量问题的诱因所在。

混凝土振捣是保证混凝土密实度和结构强度的关键点，如果现场没有做好振捣工作，出现振捣不均匀，有漏振的情况，就很可能导致结构面层疏松、缺损、漏筋的情况，从而诱发裂缝，导致结构强度问题，降低构件的承载力。如果混凝土的密实程度不够，加上裂缝的出现，也会导致外部气体和水分侵入结构内部，对钢筋造成腐蚀，过早地破坏结构完整性，影响到使用年限。振捣器是机械化的捣实工具，振捣的目的就是为了排除混凝土中的气泡，通过有效的捣固，加强混凝土结构的密实程度，达到消除蜂窝、麻面的不良现象，从而提高密实度和结构强度[3]。常用的混凝土振捣器有内部振动器、外部振动器、表面振动器和振动台。本工程项目中主要使用内部振动器和表面振动器两种。下面就对这两种振捣工艺进行详细说明。（1）内部振捣。业内常用的内部振捣器就是指振捣棒，它可以深入到混凝土的内部结构进行振捣作业，适用于基础层面、梁、柱、墙和大体积混凝土的浇筑振捣作业。振捣棒使用灵活，既可以进行垂直振捣，也能完成斜向振捣。振捣时要保持快插慢拔的节奏，振捣中上下略微抽动。针对硬性混凝土而言，有时需要结合现场实际情况，在拔出洞旁再次插入振捣，以填满空洞。在分层浇筑工艺中，每层浇筑的厚度不能大于振捣棒长度的1.25 倍。上层振捣必须在下层初凝之前完成，且在振捣上一层时，振捣棒还应深入下一层10cm 左右，这样做的目的是消除上下两层的结合缝隙，达到更好的结合密实度。控制好每一插点的振捣持续时间也很重要，过短振捣不实，过长又可能导致离析，一般控制在20～30s 为宜。即使是高频振捣器，也不能低于10s。一般以混凝土面层不再出现气泡、不再下沉，表面水平状且泛出灰浆为准。振捣插点要均匀分布，插点间隔不能大于振捣棒作用半径的1.5 倍，移动方式可采用交错式，也可采用行列式，但最好不要混用，以避免导致漏振。振捣过程中，振捣泵与模板的距离不能大于振捣棒作用半径的0.7 倍，但要避免碰撞到预埋件、垫块、隐蔽管道和钢筋。（2）表面振动。使用表面振动器时，一般要求在每一个位置上应连续振动30～40s左右，具体以表面均匀、不再出现气泡且泛浆为准。按照成排依次向前的方式振动推进，前后位置之间应搭接5cm 左右，以避免出现漏振。但表面振捣的厚度有限，对于无筋或单筋平板而言，振捣有效厚度大约为20cm；对于双筋平板，振捣有效厚度只有12cm 左右。所以要结合现场浇筑的实际情况选择此类振捣工艺。

5 结论

土木工程混凝土施工要以结构设计强度和施工环境为原料选择和参数配比的主要标准，做好运输过程控制和现场塌落度、温度等指标的检验，严格按照浇筑和振捣工艺进行作业，并做好后期养护，以达到理想的效果。