丁志鹏,计景涛,刘新岩
(中国建筑一局(集团)有限公司,北京 100161)
在房屋建设活动中,混凝土施工质量影响建筑整体质量,成为衡量工程建设成功与否的重要标准之一。以光环新网宝坻云计算基地项目为例,探析工程建设中混凝土施工存在的质量通病,研究其发生原因和预防措施。
光环新网宝坻云计算基地项目位于天津市宝坻区,总建筑面积约57 996 m2,包含地上和地下部分,地上建筑面积约54 440 m2,地下部分约3 556 m2。项目主要包含厂房及配套运维楼等建筑物,如图1 所示。厂房高22.8 m,地上4 层,地下1层,结构安全等级为一级。建筑设计使用年限为50 a,抗震烈度8 度,地上部分耐火等级为二级,地下室为一级,主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。按照工程施工要求,一次验收合格率应达100%,不存在一级及以上质量事故。
图1 光环新网宝坻云计算基地项目效果图
光环新网宝坻云计算基地项目混凝土施工面积较大,外墙及地下室桩基等结构施工采用C35P8/P6 混凝土,墙柱采用C40/C50 混凝土,梁板采用C30 混凝土,遵循“由下到上、由远到近、分层浇筑”原则施工。屋面施工要求连续浇筑混凝土,不设置施工缝。结合以往施工经验,房屋建筑混凝土施工可能出现以下质量通病。
1)施工采用泵送混凝土技术,在预拌过程中受原材料、人为等因素影响,混合物可能出现离析、泌水等问题,导致混凝土浇筑期间出现坍落度损失、浮浆等情况,成型后的混凝土出现板结等质量缺陷[1]。如选用的石子级配差或外加剂配方不科学,将造成搅拌后混凝土出现难翻拌情况。随着混凝土坍落度的减小,将面临泵送困难等问题,造成混凝土浇筑振捣不密实,影响混凝土结构质量。
2)混凝土表面可能出现干缩裂缝或凹凸不平等通病。表面分布交错纵横的裂缝,与人员未做好混凝土养护有关,使混凝土水分迅速蒸发,体积不断收缩,继而导致裂缝出现。而混凝土含砂量较高,人员未按规定振捣,也将使成型后建筑表面出现干缩裂缝。混凝土表面出现较多斑点或参差不平的坑,造成结构受力不均衡,使用寿命下降,严重时将给建筑带来安全风险。该质量通病可能与人员未按规定彻底清洁模板有关,导致模板表面存在较多杂质,使混凝土结构表面不平整。此外,在混凝土浇筑前未对模板进行加湿处理或浇筑后未及时洒水,也会使混凝土在干燥过程中快速失水,造成结构凹凸不平。
3)混凝土拆模时可能出现钢筋裸露、局部掉棱等问题,将造成结构受力不均,引发严重质量事故。对通病产生原因展开分析,可知与混凝土配比设计不科学、钢筋保护垫块施工不达标、振捣时跑模等原因有关。在大面积混凝土施工期间,未严格按照规定工序施工,不规范运用施工技术,都会引发钢筋裸露等质量问题。建筑结构缺角,可能与人员未充分湿润模板和做好混凝土养护有关,造成模板过度吸水,拆模时将部分混凝土黏掉[2]。此外,过早拆除非承重模板或施工过程中冲撞建筑边角,也将产生该类质量通病。
为预防混凝土质量通病,在工程施工期间应科学组织混凝土施工队伍进行现场作业,做好技术交底的同时,加强重点工序和关键节点把控。通过严密组织和实施全过程监督,保证施工做法正确且人员作业到位,进而完成高质量混凝土施工,满足房屋建筑施工要求。
为预防混凝土坍落度减小等质量通病,应保证混凝土质量符合工程建设要求。工程选用商品混凝土,由附近信誉佳、技术强的搅拌站统一按照设计配合比供应混凝土。在施工前,根据工程建设方案对混凝土配比数值进行充分论证,在确认配比科学的基础上,加强原材料质量检查,确认水泥凝结时间、骨料级配、砂率、添加剂用量等符合要求。对每一批次的材料进行抽检,从源头上加强混凝土质量把控。在混凝土运送至施工现场后,检查确认是否存在离析、泌水等现象,发现问题需进行二次搅拌,并做好搅拌力度检查,确认搅拌顺序正确且搅拌均匀。浇筑前,对每车混凝土进行坍落度测试,严禁使用不合格混凝土,并现场记录混凝土进场、开卸和浇筑完成时间,以保证混凝土质量。
按照工程混凝土施工流程,在做好作业准备后,确认混凝土运送至现场,检查合格后运至浇筑部位,依次浇筑底板、柱、梁、板等结构,最后完成覆盖养护。在准备阶段,为预防表面干缩裂缝、凹凸不平等通病,在使用模板前应将表面彻底清理干净,并适当进行滋润处理,防止后续出现黏掉建筑物棱角的问题。考虑到模板可能存在缝隙,应进行模板检查,发现缝隙后利用腻子用油毡进行密封处理,并在表面均匀涂抹隔离剂。对梁柱等部位浇筑前,为防止出现钢筋外露等情况,应按照施工图在特定位置铺设垫块,检查确认垫块厚度足够,可以加强对钢筋的固定作用,且钢筋保护层厚度符合要求,防止后续钢筋位置受到振捣棒影响。在浇筑混凝土时,应确认各部位强度等级,避免出现浇筑错的情况。先浇筑高强度等级部位,防止后续低强度混凝土进入高强结构件。为防止混凝土分层,自由倾落高不超2 m,超2 m 需使用串筒浇筑。浇筑期间,安排专人看护模板,发现变形、位移等情况立即停止,并在混凝土凝结前修整完毕,以免出现露筋等。随时检查混凝土浇筑高度,使用红漆在钢筋上标记,并通过拉线检查加强标高控制。针对框架柱根部150 mm 范围,应严格控制平整度。在各层混凝土终凝前,沿南北或东西方向扫毛,确认纹路方向、深度相同,且清晰均匀。浇筑结束后,应在凝固前清理各部位多余混凝土和水泥砂浆。浇筑后12 h 内,需在表面覆盖塑料膜并洒水,以加强养护,防止干缩裂缝产生。在模板拆除前,按照相同试压条件对混凝土抗压强度进行测试,按照表1 标准判断承重模板是否达到拆模要求。拆除侧面非承重模板,要求混凝土强度达12 kg/cm3以上,并在拆除期间谨慎作业,以免碰掉结构棱角。
表1 承重模板拆模标准
按照流程施工,考虑到混凝土施工部位较多,各部位结构存在一定差异,需加强关键工序、节点把控,做好质量问题处理,从而有效预防质量通病发生。
在基础混凝土浇筑阶段需进行流水作业,应按照先远后近的原则施工,从一端向另一端推进。利用现场基坑跑道搭设作业平台,禁止人员在模板上作业,并严格按照要求采用斜面浇筑法施工。通过测试和制作试块,严控混凝土坍落度,并控制振动棒插入深度,确保一次浇筑成功。混凝土表面完成两次抹面,预防干缩裂缝产生。基坑验收合格后,使用100 mm×100 mm木方支模,固定短钢筋头,通过地泵浇筑垫层,做到随浇随振,初凝后二次压光,加强防水基层质量控制。
外立面墙采用自密实混凝土浇筑,依靠重力使砂浆包裹骨料沿模板流动,将钢筋间隙充填密实[3]。在分层浇筑期间,尽可能缩小出料口和模板入口,并确保料斗内混凝土高不能低于料口高度的2/3,防止吸入空气,导致离析问题的发生。此外,应加强模板两侧高差观测,确认不超400 mm,防止模板移位。泵送混凝土,每次放料前使搅拌机正转2 min,保证混凝土均匀。为确保表面光洁,防止凹凸不平等质量缺陷,利用小型平板振动器在模板外从下至上辅助振动。模板拆除后,涂刷养护剂或洒水,养护时间较普通混凝土延长24 h。
墙柱混凝土施工需在底部浇筑100 mm 厚水泥砂浆,确保与柱混凝土成分相同。浇筑洞口位置需确认两侧混凝土高一致,保证同时下料和振捣。振捣过程中,应注意避免碰撞钢筋、模板和预埋件,并加强各插点振动时间把控,直至表面出现浮浆。梁柱高超3 m,在柱模板侧开设门子洞并安装斜槽进行分段浇筑,各段高不超2 m,结束后使用模板牢固封闭。墙柱和楼板混凝土等级不同,如图2 所示,应先浇筑高强混凝土,设45°斜坡浇筑低强度等级混凝土。沿墙的长度方向分层浇筑,应在下层初凝前浇筑上层,防止产生施工冷缝。
图2 墙柱混凝土施工节点示意图(单位:mm)
在梁板浇筑环节,柱根500 mm 高范围内包裹塑料布,防止污染钢筋。采用“赶浆法”浇筑,400 mm 梁高为1 层,形成阶梯形,浇筑至底板时将梁与板同时浇筑。将混凝土均匀摊铺,防止顶板模型变形,并在初凝前沿着墙根向板中间刮平,防止产生干缩裂缝。浇筑厚虚高于板厚,使用铁插尺加强厚度控制,后使用木抹子压实,禁止使用振捣棒摊铺。在梁板和墙柱交接位置用钢板网将不同标号的混凝土隔开,使用钢筋绑扎牢固,柱根四周100 mm 内顶板混凝土平整度在2 mm 以内。
在房屋建筑施工过程中,为预防混凝土离析、表面干缩裂缝、凹凸不平等质量通病,应从源头上加强混凝土质量把控,确保配比科学且原材料质量合格,通过均匀搅拌满足混凝土泵送要求。按照流程进行模板清洁、混凝土浇筑、振捣、养护等作业,并加强基础、外立面墙、墙柱和梁板等结构浇筑质量把控,最终工程一次性通过质量验收,未发生任何质量事故,项目获得地区海河杯结构奖。在房屋建筑施工期间,可通过上述预防措施有效防治混凝土结构质量通病,为工程建设活动顺利开展提供保障。