框架结构的建筑工程施工技术分析

武恒 周蔓兰

(1.山西建设投资集团有限公司，山西 太原 030000；2.山西工程科技职业大学，山西 晋中 030619)

1 框架结构的建筑工程施工技术的主要类型及其应用

1.1 钢筋混凝土框架结构

钢筋混凝土框架结构是一种最常见的框架结构类型，它由钢筋和混凝土共同组成，能够充分发挥两种材料的优势，既有较高的强度和刚度，又有较好的耐久性和防火性。钢筋混凝土框架结构的施工技术主要包括：模板支撑系统的设计和安装、钢筋绑扎和安装、混凝土浇筑和养护等。钢筋混凝土框架结构广泛应用于住宅、商业、办公、教育、医疗等各类建筑工程中。例如，北京国家体育场(鸟巢)就是一座钢筋混凝土框架结构的建筑[1]。

1.2 钢框架结构

钢框架结构是一种以钢材为主要材料的框架结构类型，它具有轻质、高强、抗震性好、施工速度快等特点。钢框架结构的施工技术主要包括：钢材加工和运输、钢结构组装和连接、防腐防火处理等。钢框架结构适用于大跨度、高层或特殊形式的建筑工程中。例如，上海中心大厦就是一座钢框架结构的建筑。

1.3 混合框架结构

混合框架结构是一种将钢筋混凝土框架结构和钢框架结构相结合的框架结构类型，它能够综合两种结构的优点，提高整体性能和经济效益。混合框架结构的施工技术主要包括：钢-混凝土组合梁和柱的设计和制作、钢-混凝土连接节点的设计和施工、混合框架整体稳定性分析等。混合框架结构适用于高层或超高层建筑工程中。例如，广州塔就是一座混合框架结构的建筑。

2 框架结构建筑工程施工技术存在的主要问题

2.1 框架结构施工中的节点连接问题

节点是框架结构中最重要的部位，它连接了柱、梁、板等构件，传递了荷载和内力。节点的设计和施工直接影响了框架结构的整体性能和稳定性。然而，在实际施工中，节点连接往往存在以下问题：1)节点设计不合理或不符合规范要求，导致节点承载力不足、刚度不均匀、应力集中等现象，增加了框架结构的破坏风险；2)节点施工不规范或不精细，导致节点尺寸偏差、焊缝缺陷、钢筋错位、混凝土缺陷等问题，降低了节点的质量和可靠性；3)节点保护措施不到位或不及时，导致节点受到环境侵蚀、机械损伤、火灾烧损等影响，损害了节点的耐久性和安全性。

例如，在某高层住宅楼的框架结构施工中，由于设计人员对节点的受力分析不充分，导致部分节点的钢筋配置不合理，造成节点承载力不足。在施工过程中，由于监理人员对节点的检查不严格，导致部分节点的焊缝存在裂纹、气孔等缺陷，造成节点质量下降。在竣工后，由于物业管理人员对节点的保养不及时，导致部分节点受到雨水侵蚀、风沙磨损等影响，造成节点耐久性降低。这些问题都给框架结构带来了潜在的安全隐患。

2.2 框架结构施工中的支模拆除问题

支模是框架结构施工中必不可少的辅助设施，它为混凝土浇筑提供了稳定的支撑和成型。支模拆除是框架结构施工中的重要环节，它直接影响了混凝土构件的强度和变形。然而，在实际施工中，支模拆除往往存在以下问题。

1)支模拆除时间不合理或不符合规范要求，导致混凝土强度未达到设计要求或过早失去支撑，引起混凝土开裂、变形等缺陷[2]；2)支模拆除方法不正确或不规范，导致支模与混凝土构件之间的粘结力过大或过小，引起混凝土表面损伤、空鼓、蜂窝等缺陷；3)支模拆除过程不安全或不注意保护，导致支模材料掉落、碰撞、划伤等事故，造成人员伤亡或设备损坏。

例如，在某商业综合体的框架结构施工中，由于施工人员为了赶进度，提前拆除了部分梁板的支模，导致混凝土强度不足，出现了裂缝和下沉现象。在拆除过程中，由于施工人员使用了不合适的工具和方法，导致支模与混凝土构件之间的粘结力过大，造成混凝土表面出现了破损和空鼓。在拆除过程中，由于施工人员没有采取有效的安全措施和保护措施，导致支模材料掉落，砸伤了下方的人员和设备。这些问题都给框架结构带来了质量和安全问题。

2.3 框架结构施工中的温度应力问题

温度应力是指由于温度变化引起的内部应力，它是框架结构施工中不可避免的现象。温度应力对框架结构的影响主要有两方面：一是由于混凝土浇筑时的水化热和固化收缩引起的温度应力，二是由于环境温度变化引起的温度应力。温度应力会导致框架结构产生开裂、变形、位移等问题，影响框架结构的性能和美观。然而，在实际施工中，温度应力往往存在以下问题。

温度应力计算不准确或不充分，导致框架结构设计不合理或不符合规范要求，造成框架结构承受过大或过小的温度应力，引起框架结构破坏或失效。

温度应力控制措施不到位或不及时，导致框架结构在施工过程中或使用过程中受到过大的温度变化影响，引起框架结构开裂、变形、位移等问题[3]。

温度应力监测方法不正确或不规范，导致框架结构在施工过程中或使用过程中无法及时发现和处理温度应力问题，造成框架结构隐患或事故。

3 框架结构建筑工程施工技术的优化策略

3.1 优化施工方案

施工方案是指根据框架结构建筑工程的设计要求和现场条件，确定施工顺序、方法、步骤和技术要点的文件。优化施工方案是指在满足设计要求和规范规定的前提下，选择最合理、最经济、最安全的施工方案，以减少不必要的重复作业，避免不合理的交叉作业，提高施工速度和质量。优化施工方案的方法有。

综合比选法。综合比选法是指根据框架结构建筑工程的特点，从多个可行的施工方案中，通过对比分析各方案的优缺点，综合考虑各方案对工程质量、安全、进度、成本等影响因素，选择最优的施工方案[4]。例如，在选择框架结构建筑的上部结构施工方法时，可以从传统的模板支撑法、滑模法、预制拼装法等多种方法中，综合比选出最适合本项目的方法。

创新改进法。创新改进法是指根据框架结构建筑工程的实际情况，对现有的施工方案进行改进或创新，以适应新的技术要求或现场条件，提高施工效率和质量。例如，在框架结构建筑的基础施工中，可以采用自平衡反应墩法代替传统的反力墩法，以减少基坑开挖面积，节约土方量和支护费用。

模拟仿真法。模拟仿真法是指利用计算机软件或实物模型，对框架结构建筑工程的施工过程进行模拟或仿真，以预测和评估各种可能发生的情况和结果，为优化施工方案提供依据。例如，在框架结构建筑的混凝土浇筑中，可以采用有限元分析软件或水泥砂浆模型，对混凝土温度、应力、裂缝等进行模拟或仿真，以确定最佳的浇筑方案和措施[5]。

3.2 优化施工进度

施工进度是指框架结构建筑工程的施工计划和实际完成情况的对比和分析。优化施工进度是指在保证工程质量和安全的前提下，合理安排施工时间和资源，缩短施工周期，提高施工效率，满足业主的要求和期望。优化施工进度的方法有。

关键路径法。关键路径法是指根据框架结构建筑工程的施工任务和逻辑关系，绘制出网络图，确定各个活动的最早开始时间、最晚开始时间、最早完成时间、最晚完成时间、时差和关键路径，对关键路径上的活动进行重点控制和优化，以缩短整个工程的施工周期。例如，在框架结构建筑的上部结构施工中，可以根据网络图，对关键路径上的活动如模板支撑、钢筋绑扎、混凝土浇筑等进行优化，如提高模板支撑的标准化程度，采用机械化或半机械化的钢筋绑扎方法，使用高性能混凝土等[6]。

并行作业法。并行作业法是指根据框架结构建筑工程的施工条件和要求，将原来按顺序进行的活动改为同时或部分同时进行的活动，以减少等待时间和空闲时间，提高施工效率。例如，在框架结构建筑的基础施工中，可以采用并行作业法，将原来按顺序进行的基坑开挖、支护、土方运输、桩基施工等活动改为同时或部分同时进行的活动。

动态调整法。动态调整法是指根据框架结构建筑工程的实际施工情况，及时收集和分析各种信息，对原有的施工进度计划进行调整和修正，以适应现场变化，消除影响因素，保证施工进度的合理性和可行性。例如，在框架结构建筑的混凝土浇筑中，可以根据天气、温度、湿度、混凝土供应等因素，对浇筑时间、方法、速度等进行动态调整[7]。

3.3 优化施工质量控制

框架结构施工质量控制是指在框架结构施工过程中，采取相应的技术措施和管理措施，保证框架结构符合设计要求和规范标准，避免或减少施工缺陷和事故的发生。目前，我国框架结构施工质量控制的优化主要包括以下几个方面。

设计阶段的质量控制。设计阶段是框架结构施工质量控制的前提和基础，设计人员应根据建筑物的功能、地理环境、材料性能等因素，合理选择框架结构形式、尺寸、连接方式等，编制详细的施工图纸和技术说明书，并进行必要的计算和校核，确保设计方案科学、合理、可行。

材料采购与检验的质量控制。材料是框架结构施工的重要组成部分，材料的质量直接影响到框架结构的强度、稳定性和耐久性。因此，施工单位应按照设计要求和规范标准，从正规渠道采购合格的材料，并进行入场检验，对不合格的材料进行退换或处理，防止劣质材料进入施工现场。

施工过程中的质量控制。施工过程中是框架结构施工质量控制的重点和难点，施工人员应按照设计图纸和技术规范，严格执行各项操作规程和检验标准，对框架结构的浇筑、支模、拆模、连接、安装等关键环节进行监督和检测，及时发现并纠正施工缺陷和错误，保证框架结构的尺寸、形状、位置等符合要求。

竣工验收与维护的质量控制。竣工验收是框架结构施工质量控制的最后一道关卡，验收人员应根据设计图纸和规范标准，对框架结构进行全面、细致、客观地检查和评价，对不合格或存在隐患的部位进行整改或处理，确保框架结构达到交付使用的条件。维护是框架结构施工质量控制的延续和保障，维护人员应定期对框架结构进行巡查和清洁，及时发现并修复框架结构的损坏和裂缝，延长框架结构的使用寿命[8]。

3.4 加强施工设备和材料安全管理

施工设备是框架结构建筑工程的重要组成部分，它直接影响着工程的进度、质量和安全。因此，优化施工设备的选型和配置是加强施工设备安全管理的关键。具体来说，需要根据工程的规模、特点、难度和环境等因素，选择适合的施工设备，如塔吊、升降机、混凝土泵车等，并合理地分配和布置在施工现场，避免设备之间的干扰和碰撞。同时，还需要考虑施工设备的性能、质量、维护和检修等方面，确保设备的正常运行和使用寿命。

举例说明：某框架结构建筑工程项目位于市中心，周围有高层建筑和交通干道，施工空间受限。为了优化施工设备的选型和配置，项目部选择了一台高性能、低噪音、小占地面积的塔吊，并将其安装在建筑物的中心位置，以覆盖整个施工范围，同时避免对周边环境的影响。此外，项目部还定期对塔吊进行检查和维护，保证其安全运行。

材料是框架结构建筑工程的基础，它决定着工程的质量和耐久性。因此，优化材料的采购和储存是加强材料安全管理的重要措施。具体来说，需要根据工程的设计要求、标准规范和合同约定，选择合格的材料供应商，并对材料进行质量检验和验收，确保材料符合规范要求[9]。同时，还需要根据材料的种类、特性、数量和使用时间等因素，合理地安排材料的储存位置和方式，并采取防火、防水、防潮、防盗等措施，保证材料的完好无损。

举例说明：某框架结构建筑工程项目使用了大量的钢筋、混凝土等材料。为了优化材料的采购和储存，项目部从正规渠道购买了符合国家标准的钢筋，并对其进行了抗拉强度、屈服强度等指标的检测，确认其质量合格。同时，项目部将钢筋储存在干燥通风的仓库内，并用防锈油涂抹表面，防止其生锈。对于混凝土，项目部采用现场拌制的方式，并根据施工进度，合理地安排混凝土的用量和配比，避免混凝土的浪费和劣化。

除了优化施工设备和材料的选型、配置、采购和储存外，还需要优化施工设备和材料的使用和管理，以保证框架结构建筑工程的安全施工[10]。具体来说，需要制定和执行严格的施工设备和材料的使用规范和操作规程，并对施工人员进行培训和考核，增强其安全意识和技能。同时，还需要建立和完善施工设备和材料的监督检查和维护保养制度，并定期进行安全评估和隐患排查，及时发现和消除安全隐患。

3.5 加强施工组织设计和安全教育培训

施工组织设计是指根据工程特点和现场条件，制定出合理的施工方案、进度计划、资源配置、质量控制、安全保障等内容的文件，是指导和规范施工过程的重要依据。优化施工组织设计，应充分考虑框架结构建筑工程的特点和风险，明确各个环节的技术要求和安全措施，合理安排人力、物力、机械等资源，避免因资源不足或浪费而影响施工安全。同时，应根据施工组织设计，制定出详细的安全操作规程和应急预案，对可能发生的各种事故进行预测和预防，并及时向相关人员进行沟通和传达[11]。

安全教育培训是指对参与框架结构建筑工程施工的各级管理人员和一线操作人员进行系统的安全知识和技能的教育和培训，增强他们的安全意识和能力，规范他们的操作行为。优化安全教育培训，应根据不同对象的特点和需求，制定出针对性的培训内容和方法，定期开展培训活动，并进行考核和评价。培训内容应涵盖框架结构建筑工程的基本知识、常见风险、安全操作规程、应急预案等方面，培训方法应采用多种形式，如讲座、视频、演示、模拟等，增加培训效果[12]。

例如，在某框架结构建筑工程项目中，为了优化施工组织设计和安全教育培训，项目部在开工前进行了详细的勘察和论证，制定了科学合理的施工方案，并将其分解为具体的任务书和操作规程，分发给各个班组，并进行了反复的说明和交底。同时，项目部还组织了专业的安全教育培训机构，对所有参与施工的人员进行了分级分层地培训，包括理论知识和实际操作的教学，以及现场的模拟演练和考核，确保每个人都掌握了必要的安全知识和技能，并签订了安全承诺书。通过这些措施，该项目在施工过程中没有发生任何安全事故，施工质量和效率也得到了提高[13]。

3.6 加强施工现场的安全监督和检查

施工现场的安全监督和检查是指对框架结构建筑工程施工过程中的各个环节和部位进行定期或不定期的观察、检测、评估和纠正，发现并消除安全隐患，防止安全事故的发生。优化施工现场的安全监督和检查，应建立健全的安全监督和检查制度，明确监督和检查的职责、内容、方法、频次、标准等要素，形成一个完整的闭环管理体系。同时，应运用现代化的技术手段，如视频监控、无人机巡检、智能传感器等，提高监督和检查的效率和准确性，并及时记录和反馈监督和检查的结果，对发现的问题进行分析和处理，对责任人进行奖惩[14]。

例如，在某框架结构建筑工程项目中，为了优化施工现场的安全监督和检查，项目部在施工现场设置了多个视频监控摄像头，并与总部的安全管理中心联网，实时传输施工现场的图像信息，并由专人进行24h的监控。同时，项目部还定期使用无人机对施工现场进行巡检，特别是对高空作业、深基坑等难以观察到的部位进行重点检查，并将巡检结果上传到云端平台，供相关人员进行分析和评价[15]。此外，项目部还在框架结构建筑工程的关键部位安装了智能传感器，如温度传感器、应力传感器、位移传感器等，实时监测框架结构建筑工程的状态，并通过无线网络将数据发送到后台系统，及时发现异常情况，并报警。通过这些技术手段，该项目在施工过程中有效地预防了各种安全隐患，并及时处理了发生的问题。

4 结语

综上所述，优化框架结构建筑工程施工技术是一项具有重要意义的工作，不仅关系到框架结构建筑的质量、安全、效率和美观，还关系到框架结构建筑的经济价值和社会价值。因此，相关技术人员应该不断地探索、学习、创新和完善框架结构建筑工程施工技术，以适应不断变化的市场需求和社会发展，为建设更加美好的人居环境做出贡献。