高層建筑施工的控制要點(diǎn)

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　　1 概述

　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，建筑科學(xué)和建筑技術(shù)也有了高速發(fā)展。尤其在城市，隨著土地的緊張及進(jìn)一步充分發(fā)揮土地的綜合利用率，高層建筑正在日益成為城市建設(shè)的主體。一般而言，9~16層(<50m)為一類高層，17~25層(<75m)為二類高層，26~40層(<100m)為三類高層，>40層(>100m)為超類層。由于高層建筑的投入相對(duì)多層大，且施工周期長(zhǎng)，混凝土澆筑量大，工程質(zhì)量及安全等方面有它的特殊性，從進(jìn)一步加強(qiáng)質(zhì)量及確保安全角度出發(fā)，結(jié)合在實(shí)踐中的一些體會(huì)，談?wù)剛€(gè)人的一些看法。

　　2 高層建筑的強(qiáng)度控制 

　　強(qiáng)度主要是指混凝土的強(qiáng)度。高層建筑由于混凝土用量大，施工周期長(zhǎng)，氣候及工作條件影響因素多，有時(shí)會(huì)發(fā)生混凝土強(qiáng)度離散性大，甚至不合格。那么如何克服和控制好混凝土的強(qiáng)度這一關(guān)呢?

　　2.1配比的選定

　　工程開工前，一般均要按設(shè)計(jì)要求配制不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，并都要到法定試驗(yàn)機(jī)構(gòu)做級(jí)配試驗(yàn)，待級(jí)配報(bào)告出來后，根據(jù)級(jí)配做配合比試驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)室配比)，在實(shí)際施工時(shí)照此執(zhí)行。但問題就在于級(jí)配與現(xiàn)場(chǎng)施工過程中是否相符。有資料統(tǒng)計(jì)顯示，若因砂的含水率增多，砂率下降2%~3%，混凝土強(qiáng)度將下降15%~20%，而水泥數(shù)量的影響為5%~20%，石子及砂的級(jí)配影響為5%~20%;水灰比影響為多增1%，強(qiáng)度降低5%~10%。既然影響如此之大，那就應(yīng)該采取相應(yīng)措施進(jìn)行控制。

　　(1)根據(jù)地區(qū)市場(chǎng)原材料情況進(jìn)行不同配比的試驗(yàn)，以確保在施工過程中配比的及時(shí)調(diào)整，如5~40mm石子，M<2.3細(xì)砂做一組，5~40mm石子，M≥2.3中粗砂做一組等等。

　　(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)室配比結(jié)合原材料的含水量、含泥量進(jìn)行施工配比調(diào)整，以確保實(shí)驗(yàn)室配比的實(shí)際通用性。在實(shí)際施工中要加強(qiáng)原材料把關(guān)工作，砂石級(jí)配不良時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整。

　　2.2嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)制度

　　高層建筑多采用泵送混凝土。泵送混凝土不僅能縮短施工周期，而且能改善混凝土的施工性能。但在某些工程上的使用表明，在配比、原材料、振搗控制嚴(yán)格的情況下，仍出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不足。分析其原因，多為搶工期、養(yǎng)護(hù)時(shí)間嚴(yán)重不足。據(jù)有關(guān)專家測(cè)試結(jié)果，其強(qiáng)度比全濕養(yǎng)護(hù)28天：全濕養(yǎng)護(hù)3天：空氣中養(yǎng)護(hù)28d分別為2：1.5：1。由此可見養(yǎng)護(hù)的重要性。

　　(1)對(duì)大體積澆筑量大的混凝土應(yīng)有養(yǎng)護(hù)方案，從養(yǎng)護(hù)開始至養(yǎng)護(hù)結(jié)束應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，從主觀意識(shí)上要對(duì)養(yǎng)護(hù)有足夠的認(rèn)識(shí)。養(yǎng)護(hù)方案中應(yīng)從人員、水源、晝夜、覆蓋等多方面措施進(jìn)行考慮，不漏主要關(guān)鍵細(xì)節(jié)。

　　(2)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)期的督查。對(duì)養(yǎng)護(hù)所采取的措施及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)情況進(jìn)行跟蹤記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，確保養(yǎng)護(hù)的有效性。

　　3 建筑裂縫的控制

　　從我國(guó)的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002表3.3.4看出，裂縫寬度在不同的環(huán)境下，不同的混凝土結(jié)構(gòu)其裂縫寬度也有不同的控制標(biāo)準(zhǔn)，允許裂縫最大為0.2~0.4mm。但作為裂縫控制來說，應(yīng)以預(yù)控為主，等裂開了、縫增大了再補(bǔ)救那是萬不得已。裂縫分為運(yùn)動(dòng)、不穩(wěn)定、穩(wěn)定、閉合、愈合等幾大類型。雖說骨料內(nèi)部凝固時(shí)產(chǎn)生的微觀裂縫不可避免，但從質(zhì)量角度考慮應(yīng)盡可能減少。由于高層建筑混凝土強(qiáng)度普遍較高、混凝土量較大、且?guī)в械叵率?，所以裂縫產(chǎn)生的可能性更大。下面主要敘述有關(guān)對(duì)裂縫的“放”、“抗”相關(guān)措施。

　　所謂“放”，就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時(shí)所采取的措施;所謂“抗”，就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，在沒有足夠的變形余地時(shí)，為防止裂縫所采取的措施。

　　3.1設(shè)計(jì)措施

　　(1)“放”的措施：設(shè)置永久性伸縮縫;外墻面適當(dāng)位置留分隔縫等。

　　(2)“抗”的措施：避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中：重視對(duì)構(gòu)造鋼筋的配置;對(duì)采用混凝土小型空心砌塊等輕質(zhì)墻體，增設(shè)間距≯3m的構(gòu)造柱，每層強(qiáng)高的中部增設(shè)厚度120mm與墻等寬的混凝土腰梁;砌體無約束端增設(shè)構(gòu)造柱;預(yù)留的門窗洞口采用鋼筋混凝土框加強(qiáng);兩種不同基體交接處，用鋼絲網(wǎng)(每邊搭接≮150mm)進(jìn)行處理;屋面保溫層與隔氣層的合理設(shè)置等。

　　(3)“放”、“抗”相結(jié)合的措施：合理設(shè)置后澆帶，采取相應(yīng)補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，混凝土中多摻纖維素類等。

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　　3.2施工措施

　　(1)“放”的措施：砌筑填充墻至接近梁底，留一定高度，砌筑完后間隔至少一周，宜15d后補(bǔ)砌擠緊;合理分縫分塊施工;在柱、梁、墻板等變截面處宜分層澆搗等。

　　(2)“抗”的措施：a.盡量避免使用早強(qiáng)高的水泥，積極采用摻合料和混凝土外加劑，降低水泥用量(宜<450kg/m3)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，每立方米混凝土的水泥用量增加10kg，其水化熱將使混凝土的溫度升高1℃。高層混凝土用量大，有時(shí)還有大體積混凝土，從經(jīng)濟(jì)、實(shí)用角度宜摻入外加劑。當(dāng)然摻入外加劑后，要預(yù)計(jì)對(duì)早期強(qiáng)度的影響程度。據(jù)此可提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)科研部門予以探討和評(píng)定。b.選擇合理的最大粒徑砂石，這樣可減少水和水泥用量，減少泌水、收縮和水化熱。有資料顯示：用5~40mm碎石，比用5~25mm的碎石，可減少用水量6~8降低水泥用量15kg/m3;用M=2.8的中粗砂比用M=2.3的中粗砂，可減少用水量20~25kg/m3，降低水泥用量20~25。c.在施工工藝上，應(yīng)避免過振和漏振，提倡二次振搗、二次抹面，盡量排除混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。d.現(xiàn)澆板中的線盒置于上、下層筋中間，交叉布線處采用線盒，沿預(yù)埋管線方向增設(shè)直徑為6150，寬度≮450的鋼筋網(wǎng)帶。

　　4 高層建筑的安全管理

　　由于高層建筑施工周期長(zhǎng)、露天高處作業(yè)多、工作條件差，以及在有限的空間要集中大量人員密集工作，相互干擾大，因此安全問題比較突出，在此對(duì)安全管理綜述以下主要控制點(diǎn)：

　　4.1基坑支護(hù)

　　(1)基坑開挖前，要按照土質(zhì)情況、基坑深度及環(huán)境確定支護(hù)方案。

　　(2)深基坑(h>2m)周邊應(yīng)有安全防護(hù)措施，且距坑槽1.2m范圍內(nèi)不允許堆放重物。

　　(3)對(duì)基坑邊與基坑內(nèi)應(yīng)有排水措施。

　　(4)在施工過程中加強(qiáng)坑壁的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。

　　4.2腳手架

　　(1)高層建筑的腳手架應(yīng)經(jīng)充分計(jì)算，根據(jù)工程的特點(diǎn)和施工工藝編制的腳手架方案應(yīng)附計(jì)算書。

　　(2)架體與建筑物結(jié)構(gòu)拉結(jié)：二步三跨，剛性連接或柔性硬頂。

　　(3)腳手架與防護(hù)欄桿：施工作業(yè)層應(yīng)滿鋪，密目式安全網(wǎng)全封閉。

　　(4)材質(zhì)：鋼管Q235(3#鋼)鋼材，外徑48mm，內(nèi)徑35mm，焊接鋼管、扣件采用可鍛鑄鐵。

　　(5)卸料平臺(tái)：應(yīng)有計(jì)算書和搭設(shè)方案，有獨(dú)立的支撐系統(tǒng)。

　　4.3模板工程

　　(1)施工方案：應(yīng)包括模板及支撐的設(shè)計(jì)、制作、安裝和拆模的施工程序，同時(shí)還應(yīng)針對(duì)泵送混凝土、季節(jié)性施工制定針對(duì)性措施。

　　(2)支撐系統(tǒng)：應(yīng)經(jīng)過充分的計(jì)算，繪制施工詳圖。

　　(3)安裝模板應(yīng)符合施工方案，安裝過程應(yīng)有保持模板臨時(shí)穩(wěn)定的措施。

　　(4)拆除模板應(yīng)按方案規(guī)定的程序進(jìn)行先支的后拆，先拆非承重部分。拆除時(shí)要設(shè)警戒線，專人監(jiān)護(hù)。

　　4.4施工用電

　　(1)必須設(shè)置電房，兩級(jí)保護(hù)，三級(jí)配電，施工機(jī)械實(shí)現(xiàn)“四個(gè)一”;施工現(xiàn)場(chǎng)專用的中心點(diǎn)直接接地的電力線路供電系統(tǒng)中心采用TN-S系統(tǒng)，即三相五線制電源電纜。

　　(2)接地與接零保護(hù)系統(tǒng)：確保電阻值小于規(guī)范的規(guī)定。

　　(3)配電箱、開關(guān)箱：采取三級(jí)配電、兩級(jí)保護(hù)，同時(shí)兩級(jí)漏電保護(hù)器應(yīng)匹配。

　　結(jié)語

　　現(xiàn)代高層建筑隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，一大批先進(jìn)的儀器和施工工藝越來越廣泛地應(yīng)用到施工中，這對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理也提出了越來越高的要求。強(qiáng)度、三線、裂縫、安全都是些門類科學(xué)，值得進(jìn)一步研究、探討。以上僅是從實(shí)踐角度對(duì)高層建筑的控制提些微薄的觀念，望同行多提寶貴意見。

　　作者：王紀(jì)群 黑龍江省瑞馳建設(shè)公司