建筑框架结构混凝土工程施工技术的研究

于小生

(山西省宏图建设集团有限公司，山西 太原 030000)

建筑框架施工质量与混凝土施工技术的应用水平有关，具体涉及原材料质量、混合料性能、施工方法可行性等方面。框架结构作为建筑的重要组成部分，其施工质量必须得到保证。鉴于此，有必要对框架结构的混凝土施工技术展开探讨，掌握施工要点，经过有效的施工后，保证建筑框架的质量。

1 工程概况

某商城项目中，高层建筑地下2层、地上22层，采用框架剪力墙结构，负2层至1层、2层至10层、11层至顶层对应柱结构的混凝土强度等级分别为C20、C45、C40，梁板均采用C30混凝土。框架结构是建筑的重点施工部分，以科学的施工技术妥善进行施工至关重要。

2 混凝土浇筑前的处理

2.1 施工缝的留设及处理

1)根据施工分段情况留设现浇板及梁的施工缝，中间不留设施工缝，若由于工程需要而必须留设时，根据结构特点而定。以顶板为例，在顶板跨度的中间1/3内留设，同时错开留设上下层的施工缝；2)对于墙体，在楼板底向上5mm加软弱层的部位留设水平施工缝，按该方法进行计算可知，对应的是楼板底向上25mm左右的部位；在过梁中间的1/3范围内留设竖向施工缝；3)对于楼梯，在楼层平台板自踏步向外1/3的部位留设施工缝；4)全面剔凿施工缝表面的浮浆、松动石子等不利于混凝土浇筑的材料，深度以露出原混凝土的石子为要求予以控制；随后加压水冲洗，使施工缝表面保持干净；拌制水泥砂浆并浇筑，厚度控制在30～50mm，在此基础上浇筑混凝土，期间采取振捣措施，使新旧材料稳定结合；5)通过无齿锯将施工缝切齐，清理梁窝的填充物和松散料，以免在混凝土浇筑期间因此类松散材料的混入而影响施工效果[1]。

2.2 后浇带的处理

1)根据后浇带的钢筋配置情况，增设附加钢筋，数量不少于原配筋量的15%，且后浇带的钢筋不可被截断；2)后浇带浇筑所用材料为微膨胀混凝土，后浇带的保留时间视后浇带的功能而定，例如：为减少混凝土施工的温度应力而设置时，需满足至少达到2个月的要求；为应对结构不均匀沉降而设置时，应检测两侧结构单元的沉降状况，待两部分均基本稳定后，可以进行后浇带中混凝土的浇筑，而考虑到两侧结构的稳定性要求，需增设支撑装置[2]。

3 建筑框架混凝土的关键施工技术

3.1 原材料的选取

3.1.1 水泥

以硅酸盐水泥为宜，不宜采用火山硅酸盐水泥，原因在于此类水泥在使用过程中需消耗的水量较大，且易泌水，对混凝土的施工产生不良影响。水泥的安定性需良好，强度等级大于32.5#。所有水泥均要由具有资质的供应商提供，并在水泥进场时安排质量检验，确认无误后方可进场，采取防潮及其它的防护措施。

3.1.2 砂、石

1)砂。以中砂为宜，细度模数靠近控制区间的上限，即2.8，相较于2.3(下限)的细度模数，可减少水泥用量28～35kg/m3、用水量20～25kg/m3，缓解水泥水化热作用，保证施工质量的同时减少材料的成本投入。砂的泥块含量≤1%，水泥含量≤3%。

2)石。在建筑框架结构混凝土施工中，以卵石或碎石为宜，原因在于此类材料具有良好的可泵性，便于施工。卵石或碎石的粒径视泵送管道内径和最小断面尺寸而定，条件允许时优先选择大粒径的石料。例如，相比5～25mm的碎石或卵石，5～40mm粒径时的水泥用量、用水量分别减少15kg/m3、6～8kg/m3，由于材料用量合理，可缓解水化热、泌水、收缩现象，有利于施工质量的提升。

3.1.3 粉煤灰、外加剂和水

1)粉煤灰。质量达标的二级粉煤灰，通过此类材料的应用，起到如下效果：替代部分水泥，减少水泥用量，避免因水化热过于剧烈而引起裂缝或其它的质量问题；改善混合料的流动性和粘聚性；2)外加剂。以建筑框架结构混凝土性能要求为准，掺入合适的外加剂，例如泵送剂、减水剂、缓凝剂等，必要时联合采用多类外加剂，但需严格控制用量，以免适得其反；3)拌和用水。洁净水，不含有影响混凝土性能的有害物质[3]。

3.2 配合比设计

1)配合比反映的是原材料的用量比例，按不同配合比拌制的混凝土在性能方面存在差异。在配合比设计中，需综合考虑运输条件、浇筑条件、现场气温等因素，对比分析不同配合比的应用效果，经优中选优后确定最为合适的配合比；2)拌和站严格按照通过批准的配合比控制材料的用量，要求粉煤灰掺量≤20%，砂率35%～45%，各类原材料的用量必须达标。按配合比拌和混凝土后，取样检查，对混凝土的质量做出准确的判断；3)若由于工程需要而调整水泥、砂、石等材料的用量，需进行配合比的检验，按最新的配合比拌和混凝土后，取样检测，要求混凝土的实际性能与工程要求保持一致；4)混凝土的坍落度需得到有效的控制，具体视泵送距离、气温等条件而定。

3.3 泵送混凝土

泵送设备采用臂长为45m的汽车泵，布置在道路条件良好或距离建筑较近的部位，以便车辆的顺畅转弯。泵送前，采用与混凝土标号相同的水泥砂浆进行泵送，目的在于润滑管壁。

为使混凝土的和易性、坍落度均合理，可向泵送混凝土中掺入适量的高效减水剂，同时动态调整坍落度，例如按照泵送高度的不同对此项指标做相应的调整。在建筑各层的泵送中，首先进行剪力墙的混凝土泵送，再进行柱后浇梁板梯的泵送，按流程有条不紊地进行。泵送前应进行试泵，判断泵送设备是否可正常运行，在确认各项泵送条件均无误后，可开始大面积泵送[4]。

3.4 混凝土搅拌

1)装料。以配合比为准，称量原材料，按照“石子—水泥—砂子”的基本顺序进行装料，若配合比中要求采用粉煤灰，则控制好用量，连同水泥共同掺入。对于液状粉煤灰，趁加水时同步加入；对于粉状的粉煤灰，先经过称取后控制材料的用量，再将其装入小包装袋内，连同骨料掺入。

2)搅拌。按顺序依次掺料后，开始搅拌，保证混合料的均匀性。最短搅拌时间属于搅拌时的重点控制指标，视拌和方式、搅拌机出料量而定，具体要求如表1所示。

表1 混凝土搅拌的最短时间(s)

3)运输。混凝土拌和结束后，检验质量，若无误则装车外运，尽快将混凝土运输至现场。运输时严格控制车辆的行驶速度，尽可能匀速、平稳地行驶，加强防护，不可出现离析、坍落度变化等问题。若运抵施工现场的混合料离析，需做二次拌和。拌和后的混凝土经一段时间后将发生初凝，材料无法使用而引起浪费，为避免此问题，应缩短卸料后至浇筑完毕的延续时间，具体时间控制要求与混凝土强度等级、气温有关，如表2所示。

表2 卸料后至浇筑完毕的延续时间(min)

若混凝土拌制采用快硬水泥，或向混凝土中掺加外加剂，需进行试验，根据试验结果确定合适的延续时间。

3.5 混凝土施工

混凝土浇筑工艺流程如图1所示。

图1 混凝土浇筑工艺流程图

垫层、基础、墙体、梁和顶板、楼梯的混凝土浇筑、振捣方法，如下。

3.5.1 垫层施工

基槽通过检验后，清理基底的杂物，压实找平。按照图纸要求，测放标高，在基础上设置50×100mm的方木，并拉线找平以保证方木布设位置准确(冲木筋)，以布设的方木标高为基准，进行混凝土浇筑。浇筑所用混凝土强度等级为C15，坍落度160～180mm。为保证平整性，浇筑后用刮杠刮平，再用平板振捣器振捣，提高混凝土内部的密实度，随后撒1∶1水泥细砂，抹光压光，保证混凝土内外部的施工质量。

3.5.2 基础施工

1)浇筑。混凝土拌和完成后，按照“一个坡度，薄层浇筑”的方法进行施工，完成条形基础及底板的混凝土浇筑作业。

2)振捣。①逐点有序振捣，按不超过振捣器作用半径的1.5倍控制插点间距；②上一层振捣时，适当向下层插入5cm，按此方法进行振捣后，使相邻两层稳定结合；③振捣器不与模板、钢筋发生碰触；④严格控制各点的振捣时间，以混凝土表面平整、泛浆、无气泡为准予以控制。

3)泌水处理。混凝土因坍落度不合理而存在较强的流动性时，将出现表面泌水现象，对施工质量不利。从“防”与“控”两个角度应对泌水现象：预防层面，加强源头管控，及时检测混凝土的坍落度，禁止任何不达标的混凝土被投入使用；控制层面，需提前在现场准备小桶和灰勺，若施工期间确实遇到混凝土泌水，及时用两项工具进行清理。

4)表面处理。受混凝土内外部温差大、环境温度异常等因素的影响，混凝土表面可能开裂，影响表观质量，甚至对混凝土的稳定性、耐久性产生不良影响，而混凝土表面开裂的处理难度大，因此有效预防显得尤为关键。具体措施，如下：①混凝土浇筑后，用平板式振捣器振捣，使混凝土具有密实性；②密切关注混凝土凝结状态，在初凝前1h～2h用木抹子搓2～3遍，具体时间可按照人站在混凝土表面无较深痕迹的要求予以控制，并根据实际搓面状况于适宜的时间进行二次搓面，以此来避免混凝土表面裂缝；③混凝土的温度失控时，将产生温差裂缝，此类裂缝将严重影响混凝土结构的施工质量，并由于裂缝的存在而为水的侵入提供了通道，引起水侵蚀问题，混凝土碳化、钢筋锈蚀等状况相伴随生。因此，加强对混凝土温度的控制具有必要性。浇筑温度不宜超过28℃，浇筑后覆盖塑料布，科学养护，将混凝土内部和表面的温度控制在许可范围内，使混凝土在适宜的温度环境中有效成型。混凝土抹面在揭开塑料布时进行，抹面后随即覆盖。在养护过程中，塑料布内应有凝结水，若无则及时浇水。

3.5.3 墙体施工

1)混凝土浇筑。①墙体混凝土浇筑前，将施工缝、后浇带的杂物清理干净，均匀涂刷界面剂。根据后浇带的尺寸准备相配套的橡胶止水条，布设后用钢钉予以固定；②混凝土浇筑遵循连续性原则，中断时间不超过2h。分段、分层有序浇筑，各段、各层的高度约为400mm。新浇部分与下层形成接槎部位，此处浇筑材料采用水泥砂浆，水灰比与墙体施工所用混凝土一致，厚度控制在30mm～50mm，时间与墙体混凝土浇筑同步进行。为避免混凝土离析，卸料高度以1.5m为宜，否则配置串筒或溜槽，辅助作业；③各层墙顶设水平施工缝，人工浇灌混凝土并振捣。混凝土浇筑的分层厚度不超过350mm，振捣所用设备为Φ50振捣棒。在施工缝处继续浇筑时，首先需保证既有部分的抗压强度至少达到1.2MPa，再将表面的松动砂石以及其它各类不利于施工的杂物清理干净，向浇筑部位凿毛，以便新浇筑部分与既有混凝土稳定结合。墙体接茬部位用云石机切割出深度约为10mm的接缝线，切割后清理松散混凝土和钢丝网，冲洗干净。从施工缝开始浇筑时，下料位置不宜规划在临近缝边的部位，浇筑后采取振捣措施，逐步向施工缝推进振捣，保证接缝部位的混合料具有密实性；④墙体混凝土施工时，可能由于下料而对模板、钢筋等既有材料产生影响，例如出现变形、移动、受损等问题，影响施工质量。为此，一方面需规范浇筑，主动规避各类问题；另一方面需加强检查，若存在异常则随即暂停浇筑，尽快处理异常问题，力争在已浇筑部分尚未初凝时恢复正常施工状态。

2)混凝土振捣。①振捣设备采用插入式振捣器，均匀布置各插点，逐点依次振捣，不漏振、重复振捣。振捣设备的移动间距为400mm，各点的振捣结束时间根据实际振捣状况而定，例如混凝土表面无下沉、有浮浆时结束振捣。振捣遵循快插慢拔的原则，上一层振捣时将设备向下层插入50mm，促进层间稳定结合；②墙交接部位偏薄弱，应加强振捣，使交接的两部分融为一体，保持稳定；③对洞口的混凝土做振捣处理时，按照洞口两侧同步进行的方式振捣，两侧必须保持协同状态，避免洞口变形；④混凝土浇捣后，整理上口甩出的钢筋，用木抹子找平混凝土表面[5]。

3.5.4 梁和顶板的施工

1)沿梁方向，从一端开始用赶浆法浇筑，向另一端推进。浇筑所用混凝土的坍落度为160～180mm，根据梁高分为多层依次进行，浇筑至板底部位后，连同板的混凝土同步浇筑。各分层应呈阶梯形，经过逐层施工后，阶梯形持续延伸至指定位置。

2)顶板混凝土施工时，按如下方法振捣：沿浇筑方向拖拉插入式振捣器，此阶段的移动距离均按400mm予以控制；在此基础上联合采用平板振捣器加强处理，按照平板可覆盖捣实部分边缘的要求控制移动间距。在振捣工作面搭设马道、铺脚手板，员工在此平台施工，不可踩踏钢筋。

3)对于暗柱与梁交叉部位的振捣，考虑到此处空间有限的特殊性，设备采用灵活性较好的小直径振动棒，经由钢筋较稀部位插入，做有效的振捣，全程振捣棒不可与钢筋发生碰触。

4)振捣后，用铁插尺测量混凝土的厚度。为及时处理混凝土厚度不足的问题，混凝土浇捣每完成1m需进行一次，在确认高度达标后，用长木抹子找平表面，否则需进行厚度的调整。对于楼板的混凝土施工，可用3m刮杠找平。

5)外露钢筋的位置存在偏差时，随即进行调整。顶板混凝土浇捣结束后，及时测定混凝土的强度，实测值达到1.2MPa后进入养护环节，根据保湿的养护要求，适时进行洒水，使混凝土保持湿润，以防因干燥而产生收缩裂缝。养护时间不短于7d，具体视混凝土养护效果而定。

6)由于竖向插筋上有用作标高控制的点，可拉线用于检查顶板混凝土振捣后的标高，并用探钎检测厚度，必须保证实测标高和厚度均达到工程要求。

3.5.5 楼梯施工

1)按照自上而下的顺序浇筑混凝土，坍落度以140mm～160mm为宜，不宜过大，否则流动性增强，因滑落而发生离析；2)各层楼梯混凝土浇筑时，平台梁连同踏步板的浇筑作业同步进行；3)混凝土浇筑后，将多余的材料清理干净，以免因长时间未清理而发生固结。此后，找平、压实踏步面；4)楼梯模板的拆除必须在混凝土强度达到1.2MPa后才可进行。拆模时注重防护，不可发生磕碰。拆模后，用旧多层板防护棱角。

3.6 混凝土养护

根据结构的不同采取科学可行的养护方法。竖向墙体，用花洒喷头淋水养护；竖向柱子，用麻袋布和塑料布进行包裹，防护混凝土，进行养护；水平楼板，宜浇水养护。养护用水采用达到混凝土拌和用水标准的水，或直接采用饮用水。养护时间不少于14d，养护期间洒水量根据气温和混凝土成型情况而定，做到混凝土始终保持湿润。经过对各部位混凝土的针对性养护后，使混凝土在温湿度合理的环境下有效成型。

4 施工注意事项

1)建筑框架结构施工时，留置混凝土试块，作为质量检验和质量控制的依据。相同部位的浇筑方量少于1000m3时，每间隔100m3制作一组交货检验试块、标准养护试块，若存在梁板梯，制备的试块数量需适当增加，目的在于利用足量的试块测定拆模强度；若浇筑方量超过1000m3，试块的留置按照每200m3一次的频率进行，必要时增加试块的数量，例如冬季气温较低时，宜增设2组同条件试块，利用足量的试块便捷测定混凝土在受冻前、解冻后各阶段的强度，进行针对性的管控。

2)建筑框架结构混凝土施工发生在冬季时，现场气温较低，可能有混凝土冻伤现象。为保证施工质量，工程人员应做好前期的配合比设计、混凝土拌和以及现场的浇捣、养护等各项工作。在混凝土拌和时，以适宜的比例掺入早强剂、防冻剂等外加剂，促进混凝土的凝结，避免尚未初凝便发生冻伤的情况。混凝土拌和采用的骨料不可含有冻块，其它材料均要达到质量要求。低温环境中，建筑框架混凝土养护时不可采取洒水保湿的方法，宜保温养护，覆盖材料可采用塑料薄膜、毛毡，经过对混凝土结构的覆盖后，对混凝土进行保温，使其在温度适宜的环境中成型。

5 结语

社会经济日益发展，各界对建筑质量的要求有所提高，框架结构作为现代建筑结构体系中的重要组成部分，其施工质量对建筑整体的稳定性、耐久性均有影响。作为施工单位，在进行建筑框架结构混凝土施工时，必须以质量目标为导向，结合现场施工条件采取合适的施工技术，拌制优质的混凝土，规范进行浇筑、振捣、养护。同时，注重冬季低温环境、混凝土表面蜂窝缺陷等特殊情况，采取有效的预防措施和控制措施，最终顺利完成建筑框架结构的混凝土施工作业，保证框架质量，推动建筑项目的发展。