混凝土浇筑施工技术在中高层建筑工程中的运用研究

2022-12-15赵占飞张勇周

工程建设与设计 2022年22期

赵占飞，张勇周

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070）

1 引言

数据显示，2021年我国是世界范围内水泥产量最多的国家，水泥产量达2.36×109t，较第二名的印度高出近2×109t。巨大的水泥产量意味着我国建筑领域发展潜力巨大，也表明了混凝土材料在建筑施工中的重要性。我国诸多学者针对大体积混凝土浇筑施工技术展开研究，一定程度上促进了我国混凝土浇筑施工技术的发展。

本文基于某项目案例，对混凝土浇筑施工技术的优化方法进行总结，发现混凝土浇筑施工工艺较为复杂，涉及混凝土材料配制、模板施工、钢筋施工、混凝土浇筑施工、混凝土振捣施工、留缝施工等内容，掌握各项内容的技术要点并进行规范操作，可有效保障工程项目施工质量，满足工程项目建设建设需求。

2 项目概况

某高层住宅二期建筑工程的整体建筑面积共55 464.65 m2，涉及4个建筑单体，分别为1～4号楼，均为剪力墙结构。其中，1号楼单体建筑面积5 654 m2，2号楼单体建筑面积5 766 m2，3号楼单体建筑面积15 457 m2，4号楼单体建筑面积6 456 m2。除4个单体住宅楼外，该工程地下车库面积为22 131.65 m2。在该工程中，最高楼层为31层，建筑物最高为91.5 m。

3 混凝土浇筑施工技术应用

3.1 混凝土材料配合比优化要点与搅拌方式

施工中应用的混凝土材料配合比不合理会导致不良后果，如使用泵送方式传输配合比不恰当的混凝土材料时，会因材料自身黏度存在不足而产生离析现象。一旦施工团队使用已出现离析问题的混凝土材料，会导致建筑结构产生裂缝及蜂窝[1]。因此，混凝土材料中各组成成分的配合比控制是混凝土配制中的关键。

一般来说，如果工程在建设期间选择在工厂完成混凝土拌和，在预拌混凝土前，应以施工现场的实际情况和混凝土强度要求为依据进行试验，以确定最恰当的混凝土原材料配合比，确保混凝土材料的质量。为保障中高层建筑混凝土材料性能满足要求，在大量生产预拌混凝土前，应待混凝土试件完全凝结后，对其硬度等性能参数进行严格检查，确保其满足使用需求后方可按此配合比进行混凝土材料的生产。

水泥是混凝土材料中最重要的原料，工作人员需要注重水泥材料的选择，如果水泥材料自身的水化热较高，会导致混凝土浇筑后产生裂缝。基于此，应选择水化热较低的水泥，如硅酸盐水泥。此外，还应注重水灰比的科学配置，通常为1∶2。本案例选取混凝土结构强度等级为C30，其在配合比试验后，将混凝土中主要材料的配合比确定为石子1 252 kg、砂子512 kg、水泥461 kg、水175 kg，即2.72∶1.11∶1∶0.38。另外，在制造预拌混凝土材料过程中，各种组合成分的投放应按照一定的顺序，具体如图1所示。将所有材料投放至搅拌机中，即可进行搅拌，一般情况下，搅拌时间应超过3 min。

图1 混凝土材料搅拌各材料投放顺序

在此案例中，采取泵送形式进行混凝土材料运输，同时，为满足设计要求，施工团队应对坍落度进行控制。本案例项目各楼层混凝土材料的坍落度按表1中的数据进行控制。

表1 各个楼层的混凝土材料坍落度

未完全凝结的混凝土材料具有一定的流动性，故在混凝土浇筑过程中，模板是必不可少的装置。相关主体除秉持科学、严格的理念进行模板施工设计外，还应注重后续拆除模板环节。如果模板拆除复杂或拆除方法不当，混凝土结构将受到损坏。另外，在模板安装期间，为避免裂缝产生，需采取有效措施使模板安装牢固和紧密，防止混凝土从模板中溢出。

总体而言，在进行混凝土结构施工时，应将设计方案作为重要基准。如在进行混凝土模板制作和安装时，应以模板制作标准为基础，同时与中高层建筑项目的实际情况和建造要求有机结合，做好模板质量控制工作，确保模板装置真正发挥效能。

3.3 钢筋施工技术要点

钢筋施工在混凝土施工中具有重要作用，只有应用高水平的钢筋施工技术，才能提升混凝土结构的整体强度，从而有效保证项目整体质量。在钢筋施工环节，建设团队应注重以下施工要点：

1）相关主体应全方位掌握施工期间所需钢筋材料的数量、质量及类型。在应用钢筋材料前，应对其进行仔细检查，避免存在质量问题的钢筋材料混入工程之中。

2）在钢筋施工期间，钢筋材料需彼此搭接，因此，钢筋搭接点位的施工同样是重点。在施工过程中，施工人员应始终注重相关标准的落实，及时消除与设计标准不相符的问题。在进行多根钢筋连接时，可使用焊接技术，注重焊缝和焊点的控制，以避免焊接不牢情况的发生。

3.4 混凝土浇筑技术要点

施工期间，非工作人员应注重检查并确认建筑结构中预埋构件的有关参数，以此确保混凝土浇筑后的硬度、混凝土浇筑体积及浇筑位置的合理性[2]。在浇筑前，建设团队应做好混凝土浇筑位置的清理工作，将其中存在的石块、砂砾等杂物彻底清除。进行清洁工作时，应确保浇筑位置的下层基础保持干燥状态，切忌存留水分，影响施工质量。

在本案例中，施工团队在进行混凝土的浇筑时选取分层浇筑法，具体如图2所示。在浇筑过程中，浇筑厚度以施工方案和施工图纸中的标准和要求为准，在使用分层浇筑法时浇筑顺序由低至高。

图2 混凝土分层浇筑示意图

中高层建筑工程施工中，混凝土浇筑结构不同对混凝土浇筑施工技术应用要求也不同。这就需要相关工作人员根据具体情况合理使用混凝土浇筑施工技术，保证技术应用科学、准确、到位。例如，基础结构浇筑施工过程中，外墙、楼板浇筑面积较大，需要以分层或分段浇筑形式进行大体积混凝土浇筑，且施工过程中应遵循先外墙、再内墙、后楼板顺序进行施工。本案例外墙混凝土浇筑选用分层浇筑法，分别采用30 mm、50 mm的混凝土振捣器进行操作。浇筑前，为减少蜂窝问题，先对底部进行填充处理，浇筑过程中，严格控制振捣器移动间距，通常控制在12 cm（30 mm混凝土振捣器）或18 cm内（50 mm混凝土振捣器），靠近侧模时，振捣器应与侧模保持5～10 cm的间距。

墙下条形基础是房屋建筑基础结构重要组成部分，在维护房屋建筑稳定性方面发挥着至关重要的作用。由于本案例荷载较大，为满足建筑工程的建设需求，需要使用钢筋混凝土材料，施工期间设计运用条形混凝土基础，同时合理配置纵横向钢筋。施工过程中，要求垫层厚度＞70 mm，受力钢筋间距控制在100～200 mm，保护层厚度＞40 mm，如未设置垫层，需要增加保护层厚度，一般不小于70 mm。台阶浇筑应保证一次性浇筑成功，以免基础浇筑施工过程中发生混凝土裂隙问题，降低台阶混凝土浇筑质量。剪力墙浇筑时本案例以流水线方式作业，为保证浇筑质量达标，要严格按照设计要求控制浇筑厚度，同时做好压实、缝隙处理等工作。

3.5 混凝土振捣技术要点

当混凝土浇筑工作结束后，为提升混凝土密实度，施工团队还应注重混凝土振捣技术的应用。在混凝土成型后，需由专业人员控制混凝土的振捣施工过程，确保混凝土无气泡。本案例混凝土振捣施工主要采用人工振捣与机械振捣相结合的形式，根据施工要求，选取相应的振捣机械完成振捣施工，从而实现了混凝土施工质量的优化。同时，为确保振捣施工水平，在运行振捣机械时，其运用区间应小于振捣区域半径的1/2。

3.6 留缝技术要点

在混凝土浇筑施工期间，施工团队应注重结构裂缝的预防，一旦产生裂缝，建筑整体性能和稳定性将受到不良影响。所以，施工时需确保混凝土材料浇筑的连续性[3]。由于中高层建筑结构复杂程度较高，无法实现大面积连续浇筑作业，为保证每一部分浇筑工作的质量，施工人员需在建筑恰当位置进行留缝处理，以防建筑结构产生裂缝。留缝技术的应用效果与建设团队经验存在密切联系，通过施工缝的精准定位和预留，能有效提升建筑结构的稳定性。一般而言，混凝土剪切力相对较低的位置更适宜进行施工缝预留，如图3所示。

图3 留缝位置示意图

3.7 温度控制要点

混凝土浇筑施工技术应用过程中，温度是影响其质量的重要因素之一。例如，利用同等材料进行混凝土搅拌，温度越高混凝土拌和物坍落度越小，要获得同等坍落度，需要在混凝土搅拌过程中适当增加用水量。又如，低温环境下混凝土浇筑后，混凝土表面的水受温度影响可能转变为冰，这在一定程度上将增加了混凝土体积，对混凝土结构强度产生影响，而冰受热融化后，又会导致混凝土结构产生裂缝，影响混凝土结构的承载力。因此，做好混凝土浇筑施工温度控制至关重要。本案例针对温度控制问题，要求夏季尽可能避免高温天气施工；当温度超过25℃时启动混凝土养护方案；冬季施工做好保温工作，通过火炉加热、蒸汽加热等方式方法降低低温影响；当温度低于-10℃时，根据工项目实际情况适当对原材料进行加热处理。