土木工程建筑中混凝土结构的施工技术探讨

夏永鑫

荆门俊丰绿建科技集团股份有限公司银川分公司 宁夏 银川 750000

1 混凝土结构施工技术概述

1.1 混凝土材料和性质

混凝土是一种由水、水泥、骨料（如沙子和石子）以及掺合料（如粉煤灰和矿渣等）按一定比例配制而成的复合材料。混凝土具有优秀的耐压强度、耐久性和可塑性，广泛应用于土木工程建筑中。在混凝土材料中，水泥起到胶凝作用，将骨料粘结在一起形成坚固的结构；骨料提供强度和稳定性；掺合料可以改善混凝土的性能和特性，如增加抗裂性能和减少收缩[1]。

1.2 混凝土施工流程

在施工之前，需要确定施工场地，并进行必要的准备工作。这包括清理场地、平整土地、设置边界线和临时设施等。同时，准备必要的施工设备和材料，并制定详细的施工计划。根据设计要求和施工图纸，搭建或安装模板系统。模板用于形成混凝土的外形和结构，确保模板的垂直度、平整度和稳定性，以保证浇筑后的混凝土结构符合预期。之后在模板内按照结构设计要求预留和安装钢筋。钢筋的正确布置和连接对于混凝土结构的强度和稳定性至关重要。钢筋应放置在适当的位置，并通过绑扎或焊接等方式连接在一起，以形成坚固的钢筋骨架。根据施工计划和浇筑顺序，将预先配制好的混凝土均匀地倒入模板内。浇筑过程需要确保混凝土能够充满整个钢筋骨架，避免出现空洞或孔隙。同时，控制浇筑速度，以避免混凝土液态过长时间，防止分层和沉淀发生。在混凝土浇筑完成后，使用振动器对混凝土进行振捣处理。振捣的目的是排除混凝土中的气孔、空隙和不均匀性，以提高混凝土的密实性和质量。之后，对已振捣的混凝土进行养护。养护包括保持适当的湿度和温度条件，以促进混凝土的强度发展和硬化过程。养护期间需要避免过早干燥和温度变化等不利因素，以确保混凝土的正常硬化和强度发展。

1.3 施工中的质量控制

在混凝土结构的施工过程中的质量控制旨在确保最终建筑物的稳定性和耐久性。具体来说有以下方面：（1）原材料质量控制：对水泥、骨料、掺合料等原材料进行严格的检测和评估。这包括检查原材料的质量证书、外观、颗粒形状、含水率以及化学成分等。通过确保原材料符合规定的标准和质量要求，可以保证混凝土的整体质量。（2）施工操作控制：施工操作是影响混凝土质量的关键因素之一。施工人员应严格按照施工工艺和规范要求执行施工步骤。这包括控制混凝土搅拌时间、浇筑速度、振捣方式和养护条件等。适当的操作控制可确保混凝土的均匀性、密实性和强度。（3）检测和监测：通过取样和试验，对混凝土的强度、密实性和质量进行监测和评估。常见的测试包括抗压强度试验、坍落度测定、氯离子渗透试验等。这些检测和监测活动可以及时发现混凝土中的问题，如含气孔、不均匀性或强度不达标等，并采取相应的措施进行调整和改进。（4）施工记录和文件管理：详细记录施工过程中的各项参数、操作和检测结果，建立完整的施工档案和技术文件。这些记录包括原材料检测报告、施工操作记录、混凝土试验结果等。良好的文件管理可以提供施工过程的追溯和评估，对于质量问题的解决和责任的追究具有重要意义[2]。

2 混凝土浇筑技术

2.1 模板和支撑系统设计

根据工程设计要求，确定模板的形状、尺寸和结构类型。这包括确定模板的几何形状，如墙体、梁、柱等，并根据荷载计算确定模板的尺寸和厚度。模板必须能够承受混凝土的重量和施工期间的负荷。同时需要选择适当的模板材料，常见的模板材料包括木质模板、钢板模板和塑料模板等。木质模板广泛使用，可根据需要进行切割和加工，但需要防腐处理和定期维护。钢板模板具有高强度和耐用性，适用于大型或多次使用的项目。塑料模板轻便且易于拆卸，适用于一次性工程。根据工程需求和预期的表面质量，选择合适的模板材料[3]。

确保模板之间的连接牢固可靠，以防止混凝土泄漏和变形。使用适当的连接件，如螺栓、钉子或夹具等，将模板固定在一起。必要时，在板与板之间添加填充物以防止混凝土渗漏。确保模板之间的缝隙处于控制范围内，并采取防止浆料渗漏的措施。除了连接和密封，还需设计合理的支撑系统。支撑系统包括支撑杆、支撑架、支撑墩等。支撑系统的设计需要考虑施工期间的荷载、混凝土浇筑顺序和高度等因素。支撑系统必须能够承受浇筑混凝土的重量并保持模板的水平度。支撑点的设置位置和密度应符合设计要求，并通过调整支撑杆的长度来控制模板的位置。

2.2 混凝土浇筑方法

在混凝土浇筑过程中，有多种常用的浇筑方法，包括手工浇筑、泵送浇筑、自流平混凝土以及预制构件浇筑等。

图1 混凝土浇筑

手工浇注适用于小型工程或无法使用机械设备的场合。将预先搅拌好的混凝土通过人工或小型机械（如砂浆泵）运送到浇筑位置。然后，使用振捣器对混凝土进行振捣，以排除气泡和空隙，并使其充分密实。最后，使用抹子或抹平板对混凝土表面进行抹平和整理，以获得所需的表面质量。

泵送浇注适用于远距离输送或高层建筑等需要大量混凝土的场合。通过混凝土泵，将预先搅拌好的混凝土从搅拌站输送到浇筑位置。泵送浇注可分为静态泵送和动力泵送两种方式。静态泵送适用于较小的工程，在一定范围内将混凝土泵入浇筑位置；动力泵送适用于大型工程，通过泵车将混凝土泵送到较高或远的位置。在泵送过程中，需注意控制混凝土的流速和均匀性，并进行适当的振捣和抹平[4]。

自流平混凝土适用于水平面大面积的浇筑，如地板、台阶等。这种混凝土具有较低的黏度，在倾斜度限定范围内能够自动均匀地流平至目标位置。自流平混凝土通常通过搅拌站配制好，并通过输送管道将混凝土引入浇筑区域。在浇筑过程中，需要及时调整混凝土的黏度和流动性，并进行必要的振捣和抹平操作，以确保获得平整而光滑的表面。

预制构件指在工厂或施工现场事先制作好的构件。在预制构件制造过程中，根据设计要求，在模具内浇筑混凝土。然后，对混凝土进行养护和固化，以确保其强度和稳定性。最后，从模具中取出预制构件，并通过吊装、安装等方式将其放置到工程现场的预定位置。

2.3 浇筑顺序和层厚控制

在混凝土浇筑过程中，需要合理安排浇筑顺序和控制每层的厚度，以确保施工质量和结构稳定性。一般情况下，混凝土的浇筑顺序是从底部向上逐层进行。具体的浇筑顺序需要根据设计要求、结构形式和施工计划来确定。通常先浇筑底板或基础，然后再依次浇筑墙体、梁柱等部位。对于大型结构或多层建筑，可能需要分阶段进行浇筑，以确保施工的平衡性和稳定性。在混凝土浇筑过程中，需要严格控制每层的厚度，避免一次过厚或过薄。过厚的浇筑会导致混凝土内部收缩不均匀、温度升高和裂缝的产生；过薄的浇筑则会降低混凝土的强度和稳定性。通过调整浇筑速度、振捣和抹平操作等措施，确保每层混凝土的厚度符合设计要求。当混凝土的厚度较大时，需要设置分层接缝，以避免由于温度和湿度引起的裂缝和变形。分层接缝可根据结构设计确定位置和形式，通常采用钢筋、塑料接缝条或压缩带等材料进行处理。分层接缝能够有效限制混凝土内部的应力集中，提高整体结构的稳定性和耐久性。此外，还需要控制混凝土的浇筑速度，过快的浇筑速度可能导致混凝土流动不均匀、气泡聚集和分层现象；过慢的浇筑速度则会造成冷缝或浇筑缝的出现。根据混凝土的特性和环境条件，合理调整浇筑速度，保证每层之间的浇筑间隔适当，并注意控制浇注过程中的振捣和抹平操作。

3 钢筋混凝土结构施工技术

3.1 钢筋加工和预埋件安装

钢筋加工是根据结构设计图纸要求进行的一系列操作，包括切割、弯曲和焊接。切割时使用切割机等工具将钢筋按照需要的长度进行平整、准确的切割，并遵循安全操作规范；弯曲时通过弯曲机或手工方式将钢筋按照设计要求弯曲成所需形状，确保弯曲角度、半径准确，并保持钢筋轴线与设计位置一致；在某些情况下需要将多段钢筋通过焊接连接在一起形成长构件，焊接工艺需符合相关标准和规范，确保焊接强度和质量满足设计要求。这些步骤都是为了满足结构的要求，确保钢筋在混凝土结构中具有正确的形状、尺寸和连接方式，以提供支撑和抗拉强度，确保工程质量和结构安全可靠。

预埋件安装是在混凝土浇筑之前的关键步骤。根据结构设计图纸确定预埋件的位置和嵌入深度，对预埋件进行清洁、防锈处理，并按需进行固定支撑。然后，在施工现场将预先加工好的预埋件（如螺栓、嵌套管、槽钢等）按照设计要求固定在模板内。采用适当的方法，如焊接、膨胀螺栓或特殊夹具等，确保预埋件的正确位置、嵌入深度和水平度。安装完成后进行固定检查，验证每个预埋件的位置和固定状态是否符合设计要求，并确保其能够承受相应荷载。必要时，进行重新调整和修正，以确保预埋件在混凝土浇筑后能够发挥所需的功能和作用。预埋件的正确安装是保证混凝土结构稳定性和结构完整性的重要步骤，对工程质量和安全性起着至关重要的作用。

3.2 钢筋布置和绑扎

钢筋布置是根据结构设计图纸和施工方案，在模板内按照要求进行钢筋的摆放。这包括主筋、箍筋和分布钢筋等。在布置过程中，需要确保钢筋与模板之间有足够的覆盖层厚度，以提供混凝土保护和防止钢筋锈蚀。布置时应遵循设计要求，如正确的间距、交叉连接和支撑位置，以确保钢筋能够有效地承担荷载，并形成强、稳定的结构。

钢筋绑扎是使用钢丝或钢筋绑扎机将布置好的钢筋连接起来的过程。绑扎的目的是确保钢筋之间的连接紧密牢固，并符合设计要求和规范规定的绑扎要求。绑扎时需注意以下几点：第一，绑扎位置。根据设计要求和施工图纸上的标志，确定绑扎位置，确保主筋、箍筋和分布钢筋之间的正确连接。第二，绑扎方法。使用专用的钢丝或钢筋绑扎机进行绑扎。绑扎时需保持绑扎的紧密度和均匀性，确保钢筋之间没有松动或空隙。第三，绑扎力度。绑扎应具有适当的紧固力度，以确保钢筋与混凝土之间的良好粘结，并提供足够的抗震和荷载承载能力。第四，绑扎要求。遵循相关规范和标准的绑扎要求，如绑扎点数、绑扎距离和绑扎长度等。

3.3 钢筋混凝土浇筑和振捣

在完成钢筋布置和绑扎后，根据施工计划和浇筑顺序，将预先配制好的混凝土均匀地倒入模板内。在此过程中，需要确保混凝土能够充满整个钢筋骨架，避免出现空洞或孔隙。控制浇筑速度也非常重要，以避免混凝土液态过长时间，防止分层和沉淀发生。同时，采用正确的浇筑技术是排除混凝土中气泡的关键。如可以使用喷水或振动杆等方法，在浇筑过程中排除气泡，提高混凝土的致密性和质量。混凝土浇筑的精确执行对于确保结构的强度、耐久性和稳定性至关重要，因此在施工中应严格遵循相关要求和规范。

振捣处理是对已浇筑的混凝土进行处理，以实现混凝土的密实和均匀性，提高其质量和强度。在振捣过程中，需要选择适合混凝土工程特点的振动器，如内置振动器、外置振动器或表面振动器等。振捣应在混凝土刚浇筑后立即进行，并根据设计要求控制振捣时间和频率。一般来说，振捣时间应足够长，以确保混凝土达到预期的致密度和强度。采用适当的振捣方式，如插入式振捣、摆动式振捣或往复式振捣，可以实现混凝土的全面振实。通过振捣处理，可以排除混凝土中的气孔、空隙和不均匀性，从而提高混凝土与钢筋的粘结性能。正确的振捣处理有助于提高混凝土结构的耐久性、稳定性和承载能力，确保施工质量符合设计要求和标准。

4 结语

钢筋混凝土结构的施工技术对于结构的性能和安全性至关重要。通过精确加工和正确安装钢筋，合理布置并绑扎钢筋，以及进行有效的混凝土浇筑和振捣，能够确保钢筋混凝土结构的强度和韧性，增强其抗震和抗裂性能。随着建筑技术的不断发展和创新，混凝土结构施工技术仍面临一些挑战和改进的空间，需要相关从业人员的不断努力，进一步推动混凝土结构施工技术的创新与发展。