混凝土施工技術研究3篇

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混凝土施工技術篇1

摘要：混凝土施工技術作為高層建筑施工建設中的關鍵技術之一,會對高層建筑整體施工質量形成直接影響,因此必須規范高層建筑混凝土施工技術的應用,制定科學的施工方案,確?；炷恋氖┕べ|量。基于此,結合工作實踐,著重探討高層建筑混凝土施工技術工藝的應用要點,同時對混凝土施工的質量控制措施進行簡要分析,以期為相關從業者提供參考借鑒。

關鍵詞：高層建筑;混凝土;施工技術;質量

相較于傳統低層建筑施工而言，高層建筑無論是結構布局還是施工環境均更為復雜。若高層建筑施工中對混凝土施工技術應用失當，會大概率弱化高層建筑結構的穩定性，對人們的生命財產安全帶來威脅[1]。因此，業內人士應當重視對高層建筑混凝土施工技術的研究，采取相應措施規范高層建筑混凝土施工技術的應用。

1高層建筑混凝土施工技術的應用要點

1.1重視混凝土原料的選擇與配比

選擇骨料時，要合理確定粗骨料和細骨料的粒徑。高層建筑的混凝土施工需要泵送，因此還要考慮泵送因素，配置出更利于泵送的混凝土[2]。選用外加劑時，要保持合理的減水率和較高的保坍性，以契合高層建筑項目的施工要求。通常來講，高層建筑混凝土原材料中，粗骨料粒徑應不超過25mm，砂含泥量不超過3%，石含泥量不超過0.5%，石針片狀顆粒含量不得超過15%，砂細度模數為2.3～2.8，砂率需控制在40%～45%。此外，由于高層建筑施工中會用到大量構件，因此必須保證構件擁有較高的承載力與支撐力。在正式施工前，先要進行混凝土質量控制試塊的制作，制作流程要嚴格按照規范要求，對于有特殊要求的混凝土必須單獨進行試驗，待其完全滿足高層建筑項目施工標準之后，才能投入到正式施工當中。

1.2規范混凝土泵送工作

泵送混凝土施工過程中，需要結合高層建筑項目的實際情況，采用汽車泵機完成混凝土的施工處理。及時向高層施工區域輸送混凝土，并且在固定式地泵和相關人員的支持下進行流水線式施工操作，保證混凝土施工質量。

1.2.1注意嚴格控制時間

在輸送混凝土的過程中，要注意嚴格控制時間，因為會影響混凝土坍落度。參考上述的原料配比，可在混凝土拌和料中適量添加木質素磺酸鈣減水劑，合理控制水泥的水化熱反應，延緩初凝[3]?；炷潦┕r的溫度偏高，坍落度會產生極大損失。結合實踐，未添加減水劑條件下，混凝土出機溫度分別為5～25℃和25～35℃時，泵送混凝土運輸延遲分別為60～90min和50～60min。添加減水劑的運輸延續時間具體如表2所示，兩者差別明顯。

1.2.2注意泵送規范

在對混凝土進行泵送的處理過程中，需要保證泵送的規范程度，這也是后續混凝土澆筑施工的關鍵基礎。第一，需要全面清洗泵送管道，并且184CONSTRUCTION施工在對混凝土進行泵送之前進行合理配比，對水泥、水以及外加劑進行配置，添加到料斗中，等待管道潤滑完成之后，再開始對混凝土進行泵送。若管道出口位置有水泥砂漿殘存，要第一時間清理，為后面混凝土的泵送清除阻礙。同時，需要嚴格控制泵送速度，時刻關注設備的油壓情況，始終遵循“由遠及近”的原則進行施工。第二，連續施工作業的過程中，若經常出現混凝土供應間斷的情況，要先適度調低泵送速度，待泵送暫停后，對間斷原因予以查明。需要注意的是，料斗的攪拌不能停止，確?；炷恋馁|量。按照施工要求，若混凝土泵送暫停時間超過20min，要每隔5min進行一次正反轉動，以保證泵送管道內部的混凝土材料具備良好蠕動，否則容易發生泌水離析現象[4]。若是因為電路故障而出現設備停轉的情況，則需要及時拆卸管道，將內部混凝土引出，再對管道進行全面清洗。第三，若發生管道堵塞問題，可先將泵調整為反轉模式，倘若依舊沒有解決問題，要及時停止設備，找出堵塞部位，進行人工排堵，以盡快恢復設備的正常運轉。

1.3把控混凝土澆筑要點

高層建筑施工項目應用的混凝土大部分結構偏大，為保證混凝土結構的施工質量完好，通常會采取分段和分層的澆筑施工方式。各層混凝土澆筑寬度需把控在1m之內，且每段混凝土澆筑量要把控在50m3之內。此外，為了確保混凝土內外部溫差趨于穩定，每一次澆筑時間必須控制在1h左右，可大幅降低冷縫出現的概率。在實際澆筑過程中，要嚴格按照“由低至高，由遠至近”的標準，以后退式做法進行有效澆筑施工。例如，在具體的高層建筑項目施工中，需要先從后澆帶東面開始第一次澆筑，再從后澆帶西面開始第二次澆筑。在第一次澆筑過程中，要從南到北循序開展澆筑工作；第二次澆筑過程中，同樣需要從南到北循序開展澆筑，并且要求東西兩面同步開展澆筑工作，直到澆筑施工完成。為了保證混凝土的強度達標，在混凝土澆筑過程中需要由專人負責混凝土的振搗工作，結合施工現場的需要與條件，用插入式振動棒與混凝土輸送泵協調配合，于澆筑帶前、后部位設置振搗帶。在坡腳處設置的振搗帶主要負責下部混凝土的振搗，而在卸料點設置的振搗帶主要負責上部混凝土的振搗。為了保證混凝土澆筑施工的高效開展，在卸料點的振搗應當保證形成自然坡度，不可出現大量混凝土堆積的現象。振搗過程中，振動棒的抽動幅度需保持在50～100mm，移動距離不能超過作用半徑的1.5倍，各個振搗點的振搗時間要把控在20～30s，同時振動棒不能與模板、鋼筋等材料直接接觸。當混凝土無氣泡產生且沒有明顯下沉時，便可停止振搗。此外，在混凝土澆筑過程中還需做好表面處理與水分處理工作。第一，表面處理。高層建筑混凝土結構高度較大，振搗結束后極易在表面形成水泥漿，導致混凝土結構表面平整度較低，因此要用到刮尺，配合標高進行表面刮平，確保符合施工標準。在混凝土初凝前，還要用木抹子展開模壓和搓平操作，可提高混凝土強度，降低混凝土因固化收縮而表面出現干裂紋路的概率。第二，水分處理。由于分段分層澆筑的時間間隔較長，因此在振搗過程中容易出現混凝土泌水、浮漿等情況，可在混凝土模板側面或底部鉆出排水孔，讓泌水形成的水分直接排出，或者可用污水泵對后澆帶的水分進行抽出。

1.4優化混凝土構件銜接施工

高層建筑混凝土施工中構件較大，因此在銜接過程中極易暴露出裂縫等相關問題，直接影響混凝土構件的施工質量，導致高層建筑的穩定性與安全性有所降低，因此必須高度重視構件銜接施工，做好技術優化。從高層建筑項目施工實踐來看，容易出現裂縫質量問題的銜接施工主要集中在基礎與柱銜接處以及梁與柱銜接處等，處理病害一般會采取施工縫做法。對于建筑基礎施工而言，在施工之前要以工程體量作為依據，規范地基基礎的施工，保證地基、樁基擁有較強承載能力，防止在后期施工中發生沉降裂縫問題。而在柱與獨立基礎的銜接施工中，由于銜接處的混凝土強度存在差異，因此必須將柱設置在基礎或底板的上表面，深度要達到基礎或底板的底部。若地基基礎是獨立基礎，還可將柱設置在梯形截面的變截面處，與混凝土施工縫貼合。為了保證施工便利性，梁板與梁的混凝土需要采用同等級強度的混凝土。對于梁柱不同標號的混凝土銜接處，要在不影響結構強度的基礎上，適度調整石子、水以及外加劑等的用量，有效降低坍落度。隨后要遵循“先高后低”的原則展開澆筑施工，通過二次振搗去強化混凝土的密實度。值得注意的是，梁柱模板施工過程中要保證模板的高效使用，澆筑之后不必拆卸柱模板，并支設好梁柱頭模板，于施工縫處塞海綿條。選用碗扣架和絲杠對梁柱銜接處的定型模板進行頂撐，保證模板穩固，提高混凝土構件的施工質量。

1.5做好混凝土后期管護工作

對混凝土的后期管護工作要加以重視，進行規范化管理，從而提升高層建筑混凝土施工質量。在養護管理中，需要嚴格控制混凝土的溫濕度，防止混凝土構件出現裂縫。第一，進行模板拆除時，需要合理確定拆模時間，防止混凝土構件強度不符合標準。而在混凝土澆筑完成后，其內部水分蒸發會隨著溫度的變化而出現不同變化，導致構件表面平整度受到影響而產生裂縫，因此要做好遮陽與降溫工作。若混凝土施工時溫度偏高，要進行覆膜養護，定期灑水，保證構件表面濕度；若溫度偏低，則要做好保溫措施，防止因冷凍出現裂縫，導致構件強度降低。第二，在混凝土終凝之前，表面不可安裝任何設備或出現人員踩踏情況，特別是對樓層混凝土表面的養護，要分批次完成作業，表面不能進行錘擊、開槽以及打洞等操作，必須提前預留位置。若無法避免必須在混凝土表面施工，則一定要用墊板，避免混凝土表面被污染。

2高層建筑混凝土施工質量控制措施

2.1做好施工設計

高層建筑混凝土施工的前期設計與后期施工建設質量，同樣會產生直接影響。在前期施工設計過程中，要依據高層建筑項目的建設指標進行設計。例如，以主控項目舉例，選用粗骨料時要保證含泥量不超過0.5%，若砂子為中粗砂，含泥量不能超過3%；以一般項目舉例，要做好混凝土墊層施工的有效設計，保證混凝土墊層表面的平整度，標高與指標的誤差需控制在±10mm之內，其中表面平整度要用靠尺檢查，報告則用水平儀檢查。另外，還要對高層建筑混凝土施工的組織計劃和施工順序進行設計，為后期施工提供指導。

2.2加強技術管理

在高層建筑混凝土施工管理中，技術管理是不可或缺的內容，主要需對以下幾方面加強技術層面的管理。首先，高層建筑項目施工前期，要加強對原材料配置質量的管理，保證所有材料的選用都符合高層建筑項目的建設要求；其次，加強鋼筋工程施工質量管理，確保鋼筋定位精準、綁扎牢固，并保證后續的混凝土施工不會影響到鋼筋工程；再次，混凝土施工前要加強模板施工質量的管理，保證模板材料強度適中、支撐穩固且銜接緊密；最后，加強混凝土澆筑、振搗以及養護的技術管理?；炷翝仓^程中需要對伸縮縫、分格縫、窗洞等關鍵部門實施標準化和規范化管理。振搗施工要注意不能對鋼筋、模板工程質量形成干擾。養護過程中要重點關注混凝土的溫差變化和水化熱反應，防止混凝土構件出現較大收縮而導致裂縫產生[5]。

2.3優化安全管理

為提高高層建筑混凝土施工質量，在管理過程中需要格外關注工程質量與安全管理的關系。一方面，施工質量會影響到高層建筑的安全性；另一方面，施工階段的安全管理也會影響到項目的建設質量。因此，在高層建筑混凝土施工過程中，需要結合實情進行安全防控預案的科學編制，做好材料、機械、人員、技術以及環境等多方面的安全管理，確保風險因素對混凝土施工的負面影響降至最低，同步提高高層建筑工程的施工質量及安全效益。

2.4加強裂縫控制

高層建筑混凝土在施工中之所以會產生裂縫，主要是因為水泥遇水之后會產生水化熱，所以為了避免裂縫的產生，應當做好混凝土的溫度控制及養護工作，具體需要注意以下幾個環節。第一，在對水泥進行選擇的過程中，要優先選擇水化熱低且穩定性佳的水泥進行混凝土混合料的配置，同時要適當提高粉煤灰的用量，減少水泥使用量。第二，在進行混凝土配置的過程中，要對粗骨料級配予以控制，采用減水劑等外加劑達到降低混合料水含量的效果，降低水泥使用量，弱化水泥與水的水化熱反應。此外，粗細骨料選定后還要進行清洗，使混凝土混合料得到充分混合，保證混凝土的密實度與抗拉強度，在硬化過程中不會出現太大的收縮變形。之后還可借助二次投料的方法，增強混凝土結構的強度與抗裂能力，使層級不同的混凝土都能在初凝前有效結合，保證混凝土的整體性。第三，在混凝土的澆筑施工過程中，需要對入模溫度進行把控，保證混凝土與環境的溫差達到最小，通過降低溫差抑制裂縫產生。還可通過添加低堿膨脹劑去提高混凝土的收縮率，弱化溫度應力的負面影響。同時，澆筑過程中還要格外關注伸縮縫、分格縫、窗口以及洞口等部位的施工，振搗時不能對鋼筋和模板等造成損傷。對此可嘗試采取分塊式與分層式澆筑方法，降低混凝土的單位體積，借助后澆帶減少每一次澆筑施工中混凝土的蓄熱量，通過降低熱量的積蓄實現控制溫度的效果。第四，在混凝土澆筑施工完畢的養護階段，工作人員需要嚴格按照規章制度與質量標準開展養護工作，關注混凝土的保溫與保濕，對剛澆筑完畢的混凝土進行緩慢降溫處理，弱化溫度應力作用。如果混凝土澆筑遭遇雨、雪等溫差較大的天氣，要用到塑料布和棉氈等物品對混凝土表面進行覆蓋，以此控制混凝土的內外溫度差，抑制表面裂縫的產生。一般混凝土澆筑完畢后，水化熱反應會在3～5d達到峰值，然后不斷下降，因此在這一階段一定要做好養護管理工作。

3結語

在高層建筑施工過程中，混凝土施工技術已成為必備基礎技術之一，該項技術的應用得當與否，將會直接影響高層建筑施工項目的質量。結合目前高層建筑混凝土施工技術的應用實際情況，一定要做好混凝土原料的選擇與配比，規范混凝土泵送工作，控制好混凝土澆筑速度，優化構件的銜接施工，并做好混凝土養護工作，從而確保混凝土施工質量能滿足高層建筑施工質量要求，增強高層建筑結構的安全性與穩定性。

作者:魏璇 單位:山西省晉城市晉城宏圣建筑工程有限公司工程師

混凝土施工技術篇2

1工程概況

某房地產開發項目，現澆混凝土框架剪力墻結構，工程總面積為120000m2。主體結構為33+1層，標準層層高3m。工程分為A、B座的2座塔樓，A、B座結構形式和面積均相同。本工程同一樓層的剪力墻混凝土與樓板混凝土強度等級相同。混凝土強度等級1層及以下采用C50，混凝土強度等級10層以下采用C45，21層以下采用C35，21層以上采用C30。標準層樓板厚度為120mm，剪力墻墻體厚度為240mm。施工現場A座和B座各設1臺5O型混凝土泵配合BLG15型布料桿澆筑混凝土。

2澆筑方案的確定

工程正式進入施工階段，A座在澆筑混凝土時，利用的是分層澆筑法。為了全面考查工程質量、安全等諸多要素，B座在澆筑混凝土時，升級了方案，改進了澆筑施工方法。即不再進行分別澆筑，而是進行整體澆筑。在墻體與樓板的整體澆筑技術施工過程中，準備階段以現場具備條件為基礎進行了多輪模擬試驗，并重點確定了模板設立、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等環節。在充分調研的基礎上，將混凝土澆筑施工操作調節為6個工藝順序：（1）對墻壁體鋼筋進行綁扎；（2）對外墻外的模板進行安裝；（3）對樓板模板進行安裝；（4）對外墻內模板進行安裝；（5）對內墻模板進行安裝；（6）對混凝土進行澆筑。依據既定方案，B座采用了整體澆筑技術。這種技術不僅使墻體與頂部樓板的施工縫完全消失，而且使施工時間大為縮減?？傊w澆筑施工技術有效提升了結構的整體完整性。

3混凝土材料的選擇

整體澆筑技術主要運用的混凝土傳輸方式為泵送混凝土?；炷林泻械奈镔|包括水泥、骨料、粉煤灰等。其中，粉煤灰的加入不僅使鋼筋混凝土的和易性有所改善，而且使鋼筋混凝土的可泵性有所增強。對于攪拌好的混凝土，一定要展開及時的澆筑，確保在混凝土初凝前就完成澆筑操作。如果天氣炎熱、氣溫條件不理想，可以考慮添加緩凝型減水劑。另外，在人工澆筑混凝土環節，混凝土的坍落度范圍可參考表1數值。還要注意的是，在施工過程中，要注意將水泥與灰砂的比例以及混凝土的坍落度控制在合理范圍。為了達到設計要求，在高層建筑混凝土施工中必須加強混凝土材料的選擇與坍落度的控制，規范施工材料招投標，綜合考慮材料的經濟性與可靠性，加強原材料質量與級配控制，以試驗室確定的水灰配合方案為指導，降低混凝土干縮徐變量，確保施工材料質量滿足設計要求。同時，還要加強施工配件設備的配置與安排，統籌各項施工資源。最后，嚴格按照試驗室確定的配比方案添加各類混凝土原料，保證加入的劑量與順序符合施工規范。投料按照以下順序展開：（1）石子加入攪拌機；（2）水泥加入攪拌機；（3）粉煤灰加入攪拌機；（4）砂子加入攪拌機；（5）早強劑放入攪拌機；（6）泵送劑放入攪拌機；（7）水放入攪拌機。將這些物料在攪拌機中進行攪拌，攪拌時間要＞3min。

4施工方法

在整體澆筑技術中，施工的核心主要體現在兩方面：（1）墻體模板安裝以及樓板模板安裝；（2）墻體的拆除工序。這兩方面都需要根據實際情況進行相應的調整。需要注意的是，要為后期建筑樓板模板的整體安裝工序預留一個通道。對于通道上部樓板的模板，主要是利用通道斜梁支撐以及通道主梁向上懸挑的形式進行安裝。與此同時，為了安裝以及拆卸便捷，可以對整個墻體模板的高度做相應調整，這種調整主要是進行降低操作，調整量約控制在100mm。當底層混凝土板澆筑完成，其強度保持在1.2MPa之上，即用手按壓混凝土時，不會出現松軟以及痕跡的情況，便可以進入軸線投測環節。墻體鋼筋固定綁扎施工結束后，進行外墻外模板的安裝。當外圍全部模板按照既定要求結束安裝后，樓板底模的整體安裝操作環節可以接續展開。對樓板底模進行分層安裝，需利用早拆支撐系統。墻體模板在正式進行安裝之前，需要對整個墻體上的雜物展開及時全面的處理清除工作，“爛根”是墻體模板安裝之后經常出現的問題，為了徹底解決這一問題，在安裝墻體模板時，必須依據尺寸展開，不得有偏離，不得有誤差，而且還可以在模板底部貼海綿條，以使底板平整、光潔。同時，必須要使用質量上乘的穿墻螺栓，以免出現漏漿。墻體模板上部不僅會與樓板模板實現連接，而且連接點一定要堅固密實。樓板模板進入安裝程序后，會提前預留縫隙，縫隙一般保持在約240mm，墻體單片模板會充分利用這一縫隙，并利用吊車分片，按照順序進行吊裝。這時，不論是模板之上，還是模板之下，都要由專業人員進行專業施工，操作過程中，施工安全是一條紅線，所有工序都要確保施工的安全。在確定澆筑方式時，應綜合澆筑高度與澆筑方式的特點，采用最符合高層建筑混凝土施工的澆筑方式，并根據不同的施工部位調整澆筑方式，結合澆筑高度與混凝土凝結時間控制澆筑速度，避免因為澆筑施工不當而產生環向裂縫。在整體澆筑施工中要注意兩點：（1）澆筑的是剪力墻，可以利用長流水作業的形式，分段展開澆筑。（2）澆筑的是樓板時，主要是依據“先外墻、再內墻、后樓體”的順序展開。在對墻體正式澆筑之前，底部應該先填充混凝土以及水泥砂漿，這樣才能有效防止底部出現蜂窩狀況。墻體混凝土要利用準50mm和準30mm振搗棒進行分層澆筑，移動間距實測≤50cm和≤40cm。振搗時間并沒有嚴格的限制，而是要根據具體情況確認，如果混凝土表面沒有氣泡出現，表面有泛漿，那么可以停止振搗。振搗過程中，應根據施工特點采用合適的振搗方式，逐點振搗，并密切關注振搗質量，預防出現漏振與過振現象。在澆筑門窗部位的混凝土時，不能從中間下料，而是從兩側下料，而且過程要勻速展開，這樣才能防止模板出現位移的情況。要格外注意內外墻的交接部位，可以利用大型鋼絲網片進行攔擋。

5模板拆除

模板拆除不是隨意進行的，而是要嚴格依照拆除現場的條件進行。最需要進行全面拆除的是豎向模板，但是豎向模板的拆除也只有等到混凝土達到規定強度后才能展開。若混凝土沒有達到規定強度，嚴禁進行拆除操作。其次要拆除的是墻模板，在混凝土強度達到12MPa，同時其表面不會所損壞時，才可以對其進行拆除。模板正式進入拆除工序之前，首先要拆除模板條，其次拆除墻體模板。一般依據“外墻在先內墻在后，模板在先角模在后”的順序進行，即在內墻模板與外墻模板之間，先對后者進行拆除，再對前者進行拆除。在模板與角模之間，先拆除前者，再拆除后者。拆除后的模板仍可使用，而為了更好地應用這些模板，可以對其進行標號，并將模板及時轉移至下一場地。墻體模板在拆除完畢后，可以進行樓板模板的拆除。模板拆除后，仍然要對樓板進行養護及支撐等。

6注意事項

6.1制訂符合項目要求的混凝土施工計劃

在開展混凝土施工項目前，首先要對該建筑工程項目的混凝土施工制訂科學合理的計劃。該混凝土施工計劃要由專業的計劃制訂部門根據實際的施工環境、施工條件以及該建筑工程項目對混凝土的要求來制訂，除了要編制混凝土施工各個步驟與技術的指導計劃書，還要編寫混凝土施工澆筑的設計圖紙與方案，然后再對執行部門進行詳細的講解，要求相關施工部門嚴格按照所設計的混凝土施工設計方案開展工作。另外，還要綜合考慮混凝土澆筑要求、材料配比以及技術的重點難點等因素，制訂出科學合理的混凝土澆筑施工設計方案，使混凝土的實際施工得以順利進行，從而保證建筑項目的施工質量[1]。

6.2做好控溫防裂工作

控溫防裂工作是混凝土澆筑后續工序中的重要一環。在完成混凝土澆筑施工后，對澆筑成型的混凝土的后期養護工作也要做到位，這樣才能保證混凝土成品的質量。因此，為了做好混凝土的后期養護，首先要做的就是控溫防裂工作?；炷翝仓?，并不意味著混凝土施工的完成，其質量保證的關鍵在于后期的控溫防裂的養護工作是否做到位。相關的建筑企業應該成立測溫養護部門，專職對澆筑成型的混凝土進行控溫防裂工作，減少因溫差過大導致成型的混凝土出現裂縫。若在施工條件和造價控制允許的基礎上，可以制訂溫控方案和配備信息化現場溫度控制系統，這種控制系統智能易操作，同時覆蓋的范圍廣，能夠全面準確地收集溫度控制與防裂數據，實現對裂縫的動態監控，同時能夠對施工工藝做出精準評價，調整并優化施工方案，提升高層建筑工程中混凝土澆筑施工管理的信息化與智能化。

6.3規范混凝土結構的養護

加強混凝土結構的養護工作，不僅能保證高層建筑的建設質量，同時對高層建筑的安全長期使用也有積極意義?；炷恋酿B護工作是其他后期工作的重要基礎，只有在保證高質量的混凝土養護工作的前提下，溫度控制、裂縫預防以及其他相關工作才能順利開展?；炷琉B護工作需要根據施工時的季節、天氣以及施工條件選擇最佳的養護方式，確保養護時間達到14d以上，在養護過程中要對混凝土的性能進行跟蹤與檢查，確?；炷两Y構質量達到設計要求。此外，還要加大對施工人員的培訓力度，掌握正確的施工工藝與方法，提高施工人員的安全責任意識，保證混凝土施工質量。

7結語

綜上所述，混凝土是目前建筑施工中使用的主要材料，混凝土在具體澆筑施工中，不僅需要持續提高混凝土澆筑施工技術水平，更要與其他模板材料的使用進行密切的配合，才能確保工程保質保量完成交付。

作者:梁小平 單位:四川鐵投城鄉投資建設集團有限責任公司

混凝土施工技術篇3

近年來，進行高層建筑混凝土結構設計時，由于缺乏先進的科學技術手段，導致計算、測量參數缺乏較高精準度，再加上施工過程中沒有注意細節問題，或者施工存在失誤問題，致使高層建筑在投入使用后存在很大的安全隱患。通過優化設計混凝土結構，嚴格按照設計標準進行設計工作，能夠消除傳統設計中的不足，提高混凝土結構的合理性和安全性，為高層建筑結構的安全性能提供有效保障。因此，進行高層建筑混凝土結構設計時，需要遵循安全性、適用性、可靠性設計原則，優化設計地基基礎、建筑平面結構、剪力墻結構、薄弱層結構、轉換層結構，嚴格控制混凝土的配合比，提高混凝土結構的密實度和強度，全面提升高層建筑的整體建設質量，延長高層建筑的使用年限。

1高層混凝土結構優化設計原則

1.1安全性

跟一般的建筑物相比，高層建筑物的建設高度較高，人口居住密度大，如果高層建筑物混凝土結構缺乏良好的穩定性，一旦發生自然災害，就會帶來嚴重經濟損失和人員傷亡，危害程度較高，所帶來的社會影響也更加深遠。因此，在進行高層建筑混凝土結構優化設計時，首要遵循的設計原則就是安全性，安全第一。以《混凝土結構安全健康標準》作為設計指導，設計過程中應重視結構性能，要提高整體混凝土結構抵御外部風險因素的能力，包括建筑抗震性、抗風性、抗水淹等，降低各種自然災害對建筑物的毀滅性破壞，這樣才能提高建筑安全系數，為人們的生命安全與財產安全提供強有力保障[1]。

1.2適用性

進行高層建筑混凝土結構設計時，不僅要考慮安全性，還需要考慮整體結構的適用性。設計人員需要了解掌握建筑物的使用功能，對高層建筑內部空間進行合理分析和優化設計，提高結構內部設計的科學性和合理性，確保建筑物的適用性，這樣能夠讓高層建筑的優勢充分發揮出來，滿足人們的使用需求。

1.3可靠性

進行高層建筑混凝土結構設計時，還需要考慮到施工材料、施工工藝等因素，這些因素會對混凝土結構的穩定性和耐久性產生一定的影響。為了提高設計質量和效果，需要嚴格檢查施工材料質量，嚴格規范施工工藝和施工技術，這樣才能確保施工流程高效有序進行，確?；炷两Y構質量符合設計要求，延長高層建筑結構的使用年限，提高建筑整體結構的可靠性。

2高層混凝土結構設計存在的問題

2.1地基基礎設計問題

地基基礎設計也是混凝土結構設計中的重要組成部分，只有合理設計地基基礎，才能為建筑物提供良好的支撐作用，提升高層建筑混凝土結構質量。就目前高層混凝土結構設計來看，很多設計人員沒有重視地基基礎設計部分，基礎設計缺乏安全性和經濟性，最終影響了高層建筑的使用質量。比如，在柱下獨立基礎帶梁板式的地下室底板設計中，很多設計人員都忽略了地基的沉降風險問題，沒有將沉降變形帶來的附加應力納入考慮范疇，最終導致底板處于不安全狀態下，地下室底板缺乏良好的承載能力，在外力作用下很容易出現開裂情況[2]。

2.2建筑結構選型設計問題

新的建筑結構設計規范對結構的可靠度、設計計算等內容進行了更新和補充，尤其是對結構規則性增加了很多限制，對抗震及結構的整體性提出了更高的要求，同時也深化了建筑設計中的超高問題。比如，新的建筑結構設計規范明文規定，建筑物的建筑設計方案不能采用嚴重不規則的建筑平面結構。因此，在進行高層建筑結構設計時，設計人員需要嚴格按照建筑設計規范開展設計工作，合理設計建筑平面結構，盡可能選擇簡單、規則的建筑結構。如果設計方案中存在不符合設計規范的情況，設計人員需要根據實際條件進行適當調整，避免設計工作中存在隱患[3]。

2.3抗震設計問題

近年來，很多地區頻繁發生地質災害，最為常見的就是地震，一旦出現地震災害就會發生建筑物倒塌事故，帶來嚴重的經濟損失和人員傷亡，鑒于此，人們開始對建筑結構的抗震性能投以高度關注的目光，這就要求在高層混凝土結構設計中，注重抗震設計。影響高層建筑混凝土結構抗震性能的因素有很多，鋼筋的使用數量、鋼筋分布情況、結構構件連接的穩定性等都會對其產生影響，一旦設計人員沒有對這些進行優化設計，那么混凝土結構的抗震性能就無法得到強有力保障。此外，高層建筑的平面結構、剪力墻結構以及薄弱層結構部分的設計效果也會影響建筑物的抗震性能，此部分內容也需設計人員重點關注。

2.4混凝土結構裂縫問題

在高層建筑鋼筋混凝土結構設計中，混凝土裂縫問題普遍存在，混凝土裂縫類型分為溫度裂縫、膨脹裂縫、收縮裂縫、結構裂縫等。進行高層建筑施工時，經常會在施工現場現澆制作鋼筋混凝土結構構件，構件不同，它們的剛度也存在很大的差別，這就導致整體鋼筋混凝土結構中部分區域的剛度無法達到規定要求，在后續施工中或者投入使用后這些薄弱區域就會逐漸產生裂縫，如果不采取有效的措施進行處理，裂縫會逐漸蔓延擴大。而溫度裂縫經常出現在大體積混凝土結構中以及溫差較大的區域，這是因為混凝土結構表面散熱比較快，而混凝土結構內部由于發生水化反應導致內部熱量不容易散發出去，混凝土結構內外溫差就比較大，混凝土表面就會產生一定的應力，一旦應力高于混凝土的最大抗拉強度，裂縫就產生了[4]。

2.5混凝土材料配比不合理

作為高層建筑施工中的重要建筑材料，混凝土的屬性并不是單一的，而是多樣性的，混凝土的原材料有水泥、石頭、砂子、添加劑、水等，將這些原材料拌和在一起最終凝結形成混凝土材料。在施工過程中，由于高層建筑的建設要求不一樣，對混凝土的強度和耐久性標準也存在很大差異，這就要求進行混凝土材料拌和時，需要提前進行試驗，嚴格按照試驗比例進行配比，這樣才能確?；炷临|量達到規定要求。就實際情況來看，還是存在混凝土材料配比不合理的情況，大大降低了混凝土的標號等級，這樣在混凝土結構施工環節，混凝土表面很容易出現氣泡、凹坑、蜂窩麻面等缺陷，嚴重影響了混凝土結構質量，降低了高層建筑的穩定性和安全性。比如，制作混凝土時，如果砂石材料的投入比例超出了規定配比，那么在攪拌過程中由于骨料過度集中導致拌和物出現分崩離析狀態，嚴重情況下混凝土材料會發生硬化，使得混凝土的牢固性大大降低。

3高層混凝土結構的優化設計方法

3.1強化地基基礎設計

地基基礎設計在混凝土結構設計中占據著重要地位，地基基礎承載著整體的建筑物結構，良好穩定的地基有助于高層建筑混凝土結構質量的提升。因此，在進行混凝土結構優化設計時，需要注重地基與基礎設計，根據建筑施工的相關要求選擇合適的基礎類型，制定多種基礎設計方案，對比分析各方案的經濟性和安全性，從中選取出最佳方案，以此降低造價成本，提高建筑物的穩定性、抗震性和安全性。設計前需要實地考察施工現場，掌握了解建筑的地理位置、地質條件、水文條件、周圍的環境因素等，在此基礎上綜合分析，制定合適的建筑方案。如果建筑的地理位置優越，地質條件不復雜，建筑的建設高度不是很高，就需要選擇一些簡單方便的淺性基礎，比如獨立基礎或者條形基礎。如果建筑的地理位置條件復雜程度高，建設高度很高，地基基礎需要承擔較大的負荷，就可以選擇樁基礎，通過樁基礎將建筑物整體的荷載傳遞到土質穩定良好的土層上，有效避免建筑物的沉降問題。如果建筑物水文地質條件好，而且要求的層數高，筏板基礎是較為合適的選擇，筏板基礎不僅能夠提高下部持力層，還能使高層混凝土結構的基礎面積得到明顯提升，這樣能夠使土層單位面積的受力值大大降低，確保地基基礎具有良好的穩定性，對建筑物的不均勻沉降進行合理控制。

3.2合理設計建筑平面結構

只有具備良好的抗震性能，高層建筑才能抵御地震災害的侵襲，而高層建筑的平面結構布局是影響建筑物抗震性能的主要因素。因此，需要重點關注建筑平面結構設計。在進行建筑平面結構設計時，需要嚴格遵循高層建筑抗震設計原則，掌握了解混凝土結構材料對建筑抗震性能的影響，參考建筑物的建設高度，確定好建筑物所要達到的抗震等級。通常情況下，如果建筑平面結構具備簡單、規則、對稱特點，那么它不僅符合抗震規定要求，顯著提高了整體的抗震能力，還能使地震釋放的能量盡快消耗掉，大大降低地震延伸所帶來的破壞力。如果建筑平面結構屬于多塔結構、頂塔結構，就需要對它們的振型數進行合理掌握，將其大小控制在合理范圍內，認真核算設計數據，根據抗震設計理念和標準規范設計要求，在確保建筑物建設要求得到滿足的前提條件下，對建筑平面結構的設計內容進行優化完善，確保高層建筑混凝土結構具有較強的抗震性能[5]。

3.3優化設計高層建筑剪力墻結構

進行高層建筑剪力墻結構設計工作時，需要根據相關建筑結構，認真考慮剛度角和延性角2個問題。為了優化設計相關結構的延性水平，需要保證結構的承載力保持不變，再根據建筑主體結構的抗變形效果對其進行優化設計；為了優化設計相關結構的剛度水平，設計人員需要根據建筑物主體結構的側向位移和自身的自振周期對相關結構進行標定。設計人員需要深入研究剪力墻的構件結構，對構件結構的延性、剛度、極限承載力進行合理分析，在此基礎上采取有效的措施提高剪力墻構件結構的支撐強度和穩定性。同時，在進行相關剪力墻結構的優化設計時，需要同步進行減震隔離設計工作，確保兩者工作的步調協調一致。通過優化設計高層建筑剪力墻結構，確保高層建筑支座間的彈塑性位移角持續保持在合理范圍內，而且通過提高彈性層間位移角限值，能夠讓鋼筋混凝土結構得到進一步優化，顯著提升混凝土結構的剛度參數和延伸特性參數。

3.4提高對薄弱層結構設計的重視度

在高層建筑混凝土結構設計中，需要高度重視薄弱層結構的設計工作。在地震等自然災害影響下，高層建筑的薄弱層會出現下沉、變形情況，從而嚴重破壞了建筑內部的混凝土結構，降低了混凝土結構的穩固性，帶來了安全隱患。因此，設計人員需要優化設計建筑中的薄弱層，確保高層建筑具有良好的安全性能。如果高層建筑混凝土結構的豎向結構剛度無法保持連續性，再加上建筑物沒有按照標準規定要求的樓層剛度進行施工作業，那么就會很容易出現建筑結構薄弱層，建筑物的安全隱患也會大大增加。這種情況下，設計人員進行薄弱層結構優化設計時，就需要通過對薄弱樓層的安全標準進行適當調整，確保薄弱層的設計能夠符合設計規范和安全標準要求。如果制定的安全標準缺乏合理性，那么薄弱樓層的施工質量必將達不到相關規定要求。此外，進行混凝土結構設計時，還需要加強對薄弱層周邊區域和周邊構架的設計，這樣能夠提高高層建筑薄弱層的設計效果，讓建筑物整體具備較強的抗震性能，確保建筑物的使用安全。

3.5做好轉換層結構設計工作

高層建筑底部各層的建造不僅要滿足建筑空間的各項建設要求，還需要在建筑中的相應位置設置一定的轉換層，確保上下結構的轉換具有良好的過渡性。因此，在進行高層建筑混凝土結構優化設計時，需要做好轉換層結構的設計工作，不僅要保證轉換層上下垂直方向的結構設計符合設計標準，還需要對轉換層的上部和下部結構的剛度比進行嚴格控制，這樣在剪力墻建造施工比例合理控制的前提條件下，能夠顯著降低上下混凝土結構剛度突然變化帶來的影響力。如果轉換層的結構設計存在不足，就會導致建筑物的整體結構存在缺陷，這個缺陷的位置就會成為地震侵襲的突破口，安全隱患很大。同時，還需要對高層建筑轉換層以上豎向構件的數量進行嚴格控制，從而使轉換層結構剛度的差異性大大降低，這樣即便混凝土結構的轉換層發生了剛度轉變，也不會對建筑物整體的安全性能帶來太大的影響。此外，高層建筑轉換層的混凝土澆筑面積很大，對混凝土結構強度提出了很高的要求，施工過程中需要格外注意混凝土溫度裂縫問題。相關人員需要合理調整振搗點及振搗范圍，不僅要避免振搗棒碰撞鋼筋，還需要保證混凝土內部振搗的均勻性。

3.6嚴格控制混凝土的配合比例

混凝土作為高層建筑施工中不可或缺的材料，它的參數和性能會對高層建筑的施工質量和使用年限產生直接影響。因此，在進行高層建筑結構優化設計時，需要優化設計混凝土配合比。為了提高混凝土結構強度，相關人員需要提前做好混凝土試驗工作，混凝土配合比設計內容包含用水量、水泥用量、砂石總用量等。選擇水泥時優先選擇普通硅酸鹽水泥，此種水泥的水化熱反應適中，可避免因混凝土內外部溫差過大而影響混凝土性能，然后再根據相關規定要求準備其他試驗原料，同時需要對各種砂石骨料的含水量和大小進行準確檢測，最后再運用專業的計算方式，獲得科學有效的混凝土配合比。當然配合比并不是固定不變的，相關人員還需要結合施工的建設要求和施工現場的實際情況，適當調整各原材料的添加比例，這樣才能提升混凝土結構強度和耐久性[6]。進行實踐，不斷優化課程設計，切實提高教學效果。

參考文獻：

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［6］范建紅，張俊杰，謝滌湘.OBE理念下城市規劃原理課程教學模式探討［J］.高等建筑教育，2018，27（5）：94-98.

［7］張男星.以OBE理念推進高校專業教育質量提升［J］.大學教育科學，2019（2）：11-13.

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［9］胡秀蘭.基于OBE理念的《無機非金屬材料工學》線上線下混合式教學實踐［J］.高教學刊，2020（5）：77-79.

［10］趙玲峰，楊劍冰，鄧炯，等.基于OBE理念的混合式教學模式改革初探［J］.中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2020（5）：21-23.

作者:王晨 單位:山東華邦建設集團有限公司