混凝土施工技术在房屋建筑工程中的运用

谢青生 刘 勇 张方平 王志宏 朱建斌

混凝土工程施工内容较多，涉及的技术工艺比较复杂，是房屋建筑工程管理的重点。在以往施工过程中，经常出现混凝土质量不合格、浇筑不及时、振捣不均匀以及养护不到位等问题，且在面对大体积混凝土施工时，往往会存在裂缝、渗漏等问题。另外，在装配整体式结构施工时，预制构件与后浇混凝土的结合也容易产生质量问题，因此必须明确质量控制点，采取行之有效的质量控制措施。

1 工程概况

永丰雅苑项目位于江西省南昌市赣江新区直管区，占地面积66 761.83 m2，由1 层地下室、15 栋23 ～26 层住宅楼、1 栋3 层社区服务中心、1 栋3 层幼儿园、4 栋商业用房、1 栋开关站、1 栋垃圾收集站、5 栋门卫室以及1 栋消防控制室组成，总建筑面积256 461.42 m2，其中地下室建筑面积56 342.87 m2，地上建筑面积200 118.55 m2。在结构设计方面，地下室采用框剪结构，地上商铺采用框架结构，主楼采用剪力墙结构，装配率30%，主要包括叠合楼板、预制楼梯和预制空调板。

2 混凝土施工技术在房屋建筑工程中的运用

2.1 一般混凝土施工技术

2.1.1 混凝土浇筑

本项目采用商品混凝土，需要严格控制运输距离和时间，保证混凝土的均质性，避免发生离析现象，满足坍落度要求，以便在混凝土初凝前有充分的时间进行浇筑和振捣。在输送和浇筑过程中严禁加水，散落的混凝土不能用于结构浇筑，同一施工段的混凝土应保证浇筑作业的连续性。在混凝土浇筑前，应做好清理工作，将垫层或模板上的杂物清除干净；在表面干燥的地方施工时，还应洒水湿润。当现场作业环境温度超过35 ℃时，如果采用金属模板，可以通过洒水进行降温，但洒水后不得留有积水。

当进行竖向结构混凝土浇筑时，需要先在底部填入与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，厚度控制在3 cm 内。为保证混凝土浇筑时不产生离析现象，必须严格控制混凝土自由倾落高度。例如，粗骨料料径大于25 mm 时，自由倾落高度不得超过3 m，反之不能超过6 m，若不能满足规定要求，则需要加设溜槽、溜管以及串筒等装置。在浇筑与墙柱连成整体的梁板时，应在墙柱浇筑完成后1 ～1.5 h 再继续浇筑。梁板宜同时浇筑，有主梁的楼板应顺着次梁方向浇筑，单向板应沿着长边方向浇筑，对于拱和高度超过1 m 的梁结构可以单独浇筑[1]。在底层混凝土初凝前，应完成上一层混凝土的浇筑，否则需要根据相关施工缝技术要求进行处理。

2.1.2 混凝土密实成型

混凝土浇筑过程中，要及时进行振捣工作，如果构件尺寸较厚，需要在两侧安装振动器进行振捣。根据工作方式和使用部位的不同，可以将振动器分为外部振动器、内部振动器、表面振动器以及振动台等。其中，外部振动器主要为附着式振动器，直接固定在模板上，适用于钢筋较密、截面较小的梁、墙、柱等构件，有效作用深度约为25 cm。内部振动器主要为插入式振动器，主要适用于基础、梁、柱、墙等结构构件，可以按照分层浇筑厚度分别振捣，震动棒的前端应插入前一层混凝土中，且插入深度不能小于5 cm，遵循垂直插入、快插慢拔的基本原则，保证振捣的均匀性。表面振动器主要为平板振动器，放在混凝土表面进行振捣，适用于薄壁构件，如地面、楼板等。振动器平板需要和混凝土保持接触，严格控制平板覆盖范围和搭接距离，最好振捣两遍，且两遍的方向需相互垂直。振动台是预制构件厂使用的固定生产设备，主要用于振捣预制构件。

2.1.3 施工缝留置及处理

混凝土结构一般要求整体浇筑，由于施工组织或技术上的原因，在浇筑过程中会留有间歇时间，如果间歇时间超过混凝土的初凝时间，就需要提前做好施工缝设计。根据相关技术要求，施工缝宜设置在结构受剪力较小且便于施工的部位。例如，在梁板式结构混凝土柱施工时，施工缝宜留置在基础顶面或者梁底面；主次梁楼盖沿次梁方向浇筑混凝土时，施工缝应设置在次梁1/3 跨度范围内。在施工缝处继续浇筑混凝土时，必须保证混凝土抗压强度符合技术规定，且做好已硬化混凝土表面的清理和湿润处理，经过细致捣实，保证施工缝处混凝土与原混凝土结构紧密结合[2]。

2.1.4 混凝土养护

混凝土养护一般分为标准养护、自然养护和加热养护，要根据现场条件、环境温度、技术要求以及构件特点等综合因素进行合理选择。其中，标准养护主要适用于混凝土立方体试块养护。自然养护是在自然条件下采取的覆盖、湿润、防风以及防冻等养护措施，平均气温一般不低于5 ℃，主要包括洒水养护和喷涂薄膜养生液养护，前者是常用的养护方式，后者不适用于大面积混凝土结构养护。在进行自然养护时，通常情况下需要在浇筑完成后12 h 内采取覆盖保湿养护措施，如果使用的是干硬性混凝土，需要在浇筑完毕后立即养护。保湿养护可以采用覆盖、洒水以及喷涂养护剂等多种方式，洒水养护时间应根据不同类型水泥性能确定，当日最低温度低于5 ℃时，不应采用洒水养护，严格控制浇水次数，以混凝土保持湿润状态为准。采用塑料布覆盖养护时，表面要覆盖严密，塑料布内应有凝结水，在混凝土达到一定强度前，严禁踩踏、堆放杂物及施工作业。加热养护是对混凝土拌合物进行加热处理，能有效加快混凝土的硬化速度，常用方法是蒸汽养护，主要适用于特殊环境和技术要求下的混凝土养护。

2.2 装配式混凝土施工技术

本项目装配率为30%，属于预制装配整体式结构，主要涉及叠合楼板、预制楼梯和预制空调板等部分，有利于减少现场施工工程量，对于缩短工期、降低劳动强度等都能产生积极作用，而且具有较强的抗震能力和整体性能。与全预制装配式结构相比，该结构形式生产基地一次投资少，节省了运输费用，体现了良好的经济效益[3]。

要严格控制装配式混凝土的施工质量，制作单位应具备相应的生产工艺设施和完善的质量管理体系，保证各种原材料和混凝土强度等级能够符合规范要求。在一定条件下，该结构形式可以实现大面积流水施工，因此必须合理安排构件生产计划，避免影响施工进程。在节点及接缝处的纵向钢筋连接上，应根据施工工艺、接头受力等情况选择合适的连接方式。例如，纵向钢筋采用套筒灌浆连接时，钢筋接头处套筒外侧钢筋的混凝土保护层厚度要满足相关规范要求；当纵向钢筋采用浆锚搭接连接时，应试验验证预留孔、灌浆料以及被连接钢筋等部分，直径超过2 cm 的钢筋不宜采用，直接承受动力荷载的构件也不宜采用。

预制构件与后浇混凝土、灌浆料、坐浆材料的结合面应设置粗糙面与键槽，这样可以增强整体结合效果。通常情况下，预制板与后浇混凝土叠合层之间的结合面应设置粗糙面，粗糙面的面积不宜小于结合面的80%，且预制板粗糙面凹凸深度应不小于4 mm。预制楼梯与支撑构件之间采用简支连接，在预制楼梯一端设置固定铰，另一端设置滑动铰，转动和滑动变形能力应满足结构间的位移要求，保证在不同抗震设防下最小搁置长度能够符合规范要求。在设置滑动铰的端部，应采取防止滑落的构造措施。

在现场施工时，根据预制构件的形状、重量、尺寸等相关参数配置吊具，吊索水平夹角不宜小于60°；如果形状复杂或尺寸较大，就需要采用有分配梁或分配桁架的吊具。预制构件吊装就位后，采取临时固定措施，每个预制构件的临时支撑不宜少于两道，且支撑点的位置应符合相关规定。后浇混凝土施工时，需要清除预制构件结合面的疏松部分，并作洒水湿润，浇筑用的混凝土强度等级不能低于连接处构件的混凝土强度等级。同时，做好振捣、养护工作，保证振捣密实、结合完整，在达到一定强度要求后拆除临时固定措施。

2.3 重大质量风险控制技术

本项目中，超大面积、超长混凝土结构施工是混凝土工程的重大质量风险控制点，主要存在于地下室底板及外墙等部位。当混凝土结构物实体超过一定几何尺寸时，混凝土中胶凝材料水化热量大，聚集在内部不易散发，引起的温度变化和收缩会导致裂缝的产生，不但会使混凝土结构承载能力降低，而且会导致结构防渗效果变差。因此，必须严格控制大体积混凝土的施工质量，采用合适的工艺措施，保证最终的施工效果能够满足质量控制要求[4]。

2.3.1 大体积混凝土施工

首先，要严格控制混凝土原材料的质量，可以在底板混凝土中添加抗裂纤维，改善混凝土的抗裂性能。

其次，严格进行施工过程监控，避免混凝土内外温差过大产生收缩裂缝。混凝土的入模温度不宜超过30 ℃，最大温升不宜超过50 ℃；在带模养护或覆盖养护阶段，内外温度差值不宜超过25 ℃；结束养护后，混凝土结构体内部温度与环境温度差值不应超过25 ℃；混凝土的降温速率不宜超过2 ℃/d。为了实现这些效果，可以优先选用水化热较低的水泥，并尽可能减少水泥用量，掺入适量的粉煤灰。

最后，在浇筑过程中，尽量减小浇筑层厚度，降低浇筑速率。本项目采用斜面分层法进行大体积混凝土浇筑，分层厚度控制在50 cm 左右，按照1 ∶6的斜度向前推进。为了保证振捣密实，在浇筑形成的斜坡处设置两道振捣点，一道设置在混凝土卸料点，另一道设置在混凝土坡脚处。使用插入式振捣棒进行振捣，采用行列式移动方式，严格控制移动间距，同时采用二次振捣工艺，在混凝土浇筑后初次振捣，在即将初凝前二次振捣。

另外，底板混凝土浇筑时，表面泌水和浆水一般比较厚，需要做好泌水处理，采用合适方式及时将泌水排出。混凝土浇筑到顶面后，按标高初步刮平，并在初凝前进行二次抹压，这样能够封闭填补混凝土在硬化初期产生的收缩裂缝。在施工过程中，要严格检查模板状态变化，避免出现变形过大和胀模现象，并严格控制预埋件、定位筋以及受力钢筋等的移位和变形情况。

2.3.2 其他技术工艺措施

对于大体积混凝土施工，留设后浇带也是有效的防渗抗裂技术措施，不断优化设计方案，充分利用混凝土早期收缩量大的特点，合理划分后浇带，做好后浇带混凝土浇筑。清理已硬化的混凝土表面，可以先刷一层水泥浆，然后使用微膨胀混凝土进行浇筑，强度等级应比原结构提高一级，并至少保持14 d 的湿润养护，避免后浇带成为结构薄弱点。

除了后浇带的设计施工，考虑到施工工期、成型质量以及劳动力投入等综合因素，在地下室底板和顶板部位，可以采用跳仓法施工技术，减少后浇带的留置数量，加快施工进度。将施工区域划分成若干小块，通常地下室底板分段长度不宜超过40 m，顶板分段长度不宜超过16 m，遵循分块规划、隔块施工、分层浇筑以及整体成型的基本原则，充分利用混凝土凝固前期性能尚未稳定、容易释放内应力的特性，隔一段浇一段，且相邻两段间隔时间不少于7 d。跳仓接缝处按照施工缝的技术要求进行处理，从而有效解决了超大、超长、超厚的大体积混凝土抗裂防渗难题。跳仓法施工示意图如图1 所示，在混凝土浇筑时，首先进行W2-1、W2-5、W2-3 区块的施工，然后进行W2-4、W2-2、W2-6 区块的施工[5]。

图1 跳仓法施工示意图（来源：网络）

3 结语

混凝土施工是房屋建筑工程的重要组成部分，涉及到建筑主体结构的安全性和稳定性，因此必须保证混凝土施工质量能够达到预期的设计效果。在不同工程项目中，混凝土施工的内容也不同，除了应用常规混凝土施工技术以外，还需要根据具体情况不断优化施工方案，针对重大质量风险控制点采取有效措施，提升结构整体性能，解决防渗抗裂的难题。