建筑框架结构混凝土工程施工技术研究

随着城镇化进程的加快，人们对混凝土建筑的质量提出更高的要求，合理进行混凝土施工至关重要。建筑框架结构混凝土施工细节丰富，技术要求高，需深入探讨施工技术，明确技术应用流程与要点，依托科学的施工技术保证建筑框架结构混凝土施工质量。1工程概况某建筑工程采用框架结构，垫层采用强度等级C20、抗渗等级P6的混凝土，厚度100mm；基础采用强度等级C30、抗渗等级P6的混凝土；负一层采用强度等级C30的混凝土；主体采用强度等级C25的混凝土。本建筑工程的混凝土施工量较大，工程建设人员高度重视建筑框架结构混凝土施工，精心挑选优质原材料，深入优化混凝土施工技术。2混凝土原材料选取2.1水泥以硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及矿渣硅酸盐水泥为宜，不宜采用耗水量较高且易泌水的火山灰质硅酸盐水泥。向具有资质的品牌制造商采购水泥，检验水泥的生产日期、质量合格证，评估水泥的强度、细度、安定性、水化热特性等。2.2砂石中砂且靠上限，适当提高细度模数对混凝土施工质量有益，相比细度模数为2.3的中砂，细度模数为2.8的中砂可减少28kg/m3～35kg/m3的水泥用量和20kg/m3～25kg/m3的用水量，减弱水泥水化热作用，避免异常温升引起混凝土开裂。砂的泥块含量≤1%，含泥量≤3%。优先选择可泵性良好的天然级配碎石或卵石，粒径视泵送管道内径和结构最小断面尺寸而定，条件允许时采用大粒径砂石，粒径由5mm～25mm增加至5mm～40mm时，可减少15kg/m3的水泥用量和6kg/m3～8kg/m3的用水量，缓解混凝土水化热、泌水、收缩。泵送混凝土的粗骨料的粒径≤32mm，重点控制最大粒径与输送管径之比。2.3粉煤灰、外加剂和水1)粉煤灰：具有润滑作用，改善混凝土的流动性、粘聚性，同时用粉煤灰取代部分水泥后，可缓解水泥的水化热。在本工程中，采用二级粉煤灰；2)外加剂：根据《混凝土外加剂应用技术规范》的规定选择混凝土的外加剂，常见的是泵送剂、减水剂、缓凝剂等，采用单一类型或多种类型的外加剂，以满足混凝土缓凝、膨胀等特殊要求；3)水：拌和用水应保持洁净，不存在影响混凝土性能的杂物。3建筑框架结构混凝土施工技术应用3.1前期处理3.1.1留设施工缝1)按施工段的划分情况留设现浇板及梁的施工缝，需留设顶板施工缝时，上下层的施工缝不可共处相同的垂线，且缝应位于顶板跨度的中间1/3以内；2)墙体水平施工缝留置在楼板底向上5mm加软弱层的部位，竖向施工缝留在过梁中间1/3范围内；顶板及梁的水平施工缝以结构上皮标高处为宜；3)楼梯施工缝留设在楼层平台板自踏步向外1/3处；4)在浇筑混凝土前，剔凿原施工缝表面软弱混凝土层和松动石子，凿除深度以露出原混凝土的石子为准予以控制；用加压水冲洗凿除面的杂物；拌制同混凝土配合比一致的水泥砂浆，浇筑至凿除面，厚度为30mm～50mm，再正式浇筑混凝土；加强振捣，使新旧两部分混凝土稳定结合[1]。3.1.2留设后浇带在后浇带处增设原配筋15%或更多的附加钢筋，禁止截断原构件钢筋。浇筑材料采用比结构强度高一级的微膨胀混凝土，若为调节结构不均匀沉降而设置后浇带，浇筑时间安排在两侧结构单元沉降至稳定状态后，若为减弱混凝土的温度应力而设置后浇带，应加强防护，保留时间至少为两个月。3.2混凝土配合比设计1)根据建筑结构特点、现场气温条件、输送距离等因素设计混凝土配合比，进行试验，检验配合比的可行性；2)根据混凝土的不同强度等级设计相应的配合比，质检员从拌制后的混凝土中抽样检验；3)拌和站工作人员严格依据已批准的配合比称量原材料，粉煤灰掺量≤20%，砂率35%～45%。若需调节水泥、砂石、粉煤灰等原材料的用量，必须检验新配合比下的混凝土，确认性能达标且通过批准后，才可做出调整。3.3混凝土拌和1)掺料顺序：按照“石子→水泥→砂子”的基本顺序依次掺料。掺入粉煤灰时，控制好用量，连同水泥共同掺入。掺入外加剂时，根据材料状态调整掺入方式：液状，按每盘用量与水共同掺入；粉状，先确定每盘加工量，用塑料袋包装好，与骨料共同掺入。2)搅拌时间：根据搅拌机型式和出料量控制混凝土的搅拌时间，此处着重控制最短搅拌时间，具体要求如表1所示。表1混凝土的最短搅拌时间(s)3)混凝土运输：混凝土出料后，检验和易性、坍落度等指标，若无误则及时运输至现场进行浇筑。运输车辆平稳运行，缩短运输时间，避免坍落度异常变化、离析、初凝等问题。运至建筑工程施工现场的混凝土发生离析时，需二次拌和。为满足混凝土随拌随用的要求，尽可能缩短混凝土出料至浇筑结束的延续时间，具体视混凝土强度和气温而定，控制要求如表2所示。3.4泵送混凝土泵送设备采用臂长为45m的汽车泵，设备进场时检验性能。施工人员规范操控泵送设备，准确控制泵送泵范围和输送速度。汽车泵布设在临近建筑物及道路通行条件良好的区域，以便混凝土罐车顺畅转弯。泵送前，采用与混凝土同标号的水泥砂浆润滑管道，向准备好的料斗内浇入混凝土或摊铺到位。严格控制混凝土的泵送高度，避免离析，并以实际泵送高度为准，向混凝土中掺入高效减水剂，用于优化混凝土的和易性和坍落度。3.5混凝土浇筑3.5.1垫层混凝土浇筑浇筑材料采用强度等级C15、坍落度160mm～180mm的混凝土。基槽验收合格后，清理基底的杂物，压实、找平基底，冲木筋、抄好水平线，放置50×100mm的方木并拉线找平，而后按木筋的标高浇筑混凝土。混凝土浇筑至设计标高后，用2m刮杠刮平，平板振捣器捣平，撒1∶1水泥细砂，抹光压光。3.5.2基础混凝土浇筑1)浇筑方法。以“薄层浇筑、一个坡度、循序推进、一次到顶”的方法浇筑条形基础混凝土。2)振捣方法。①振捣设备采用振捣棒，插点间距不大于设备作用半径的1.5倍；②在振捣本层时，将振捣棒插入下层5cm，使相邻两层稳定结合至一体。准确控制振捣时间，必须在下一层初凝前振捣上一层；③振捣棒不碰触钢筋、模板；④待混凝土表面出现水泥浆、无气泡、无下沉时，结束该点的振捣，进行下一点的振捣作业。斜坡分层振捣，如图1所示。图1斜坡分层振捣示意图3)泌水处理。混凝土坍落度为160mm～180mm，拌和站集中拌制、现场浇筑时均要严格控制坍落度，防止离析。混凝土具有较强的流动性，在浇筑过程中需用灰勺和小桶处理泌水、浮浆。4)表面处理。由于混凝土坍落度的差异、表面温度的差异以及环境温度的差异，混凝土的初凝时间并非完全一致，混凝土先后成型时可能出现表面开裂问题。为此，施工人员需要协调施工工序，并密切观察混凝土表面，及时在源头上处理异常状况。3.5.3墙体混凝土施工1)浇筑方法。①混凝土浇筑遵循连续性原则，因故中断时将间歇时间控制在2h以内。在浇筑墙体混凝土前，清理后浇带和施工缝，均匀涂刷界面处理剂，向清理干净的后浇带埋设橡胶止水条，用钢钉固定。制备与墙体混凝土水灰比一致的水泥砂浆，向新浇混凝土与下层接槎处均匀浇筑，厚度控制在30mm～50mm，水泥砂浆浇筑与墙体混凝土浇筑同步进行，用铁锹入模。墙体高度超过3m时，配置溜槽或串筒，将混凝土的倾落高度控制在1.5m左右，避免混凝土因倾落高度过大而发生离析；②混凝土浇筑分段、分层进行，单次浇筑高度约为400mm，每结束一部分的施工后，及时进行质量检验和管控；③在各楼层墙顶处留设水平施工缝，在门洞过梁中1/3范围内沿流水段留设垂直施工缝，在地下外墙垂直施工缝处设置钢丝网。人工浇灌、振捣施工缝混凝土，分层厚度不超过350mm，振捣设备采用有效振动长度为370mm的Φ50振捣棒。2)振捣方法。①振捣设备采用插入式振捣器，逐点依次振捣，移动距离为400mm；②遵循快插慢拔的振捣原则，待混凝土表面不下沉、有浮浆时，结束该点的振捣；③振捣上层混凝土时，将振捣棒插入下层50mm，增强层间结合稳定性；④加大墙交接部位的振捣力度，保证结合的两部分结构具有完整性和稳定性；⑤振捣洞口部位的混凝土时，要求在洞口两侧同步振捣，避免漏振、洞口变形；⑥施工人员准确控制插入式振捣器的作业位置，不可碰触模板、钢筋等材料[2]。3.5.4梁和顶板混凝土施工1)混凝土坍落度为160mm～180mm，梁、板同步浇筑。首先从一端开始，以“赶浆法”浇筑梁的混凝土，以梁高度为准划分为多层，浇筑作业呈阶梯形逐层推进，浇筑至板底位置时同步浇筑板混凝土，虚铺厚度略大于板厚。每结束一层浇筑后随即振捣，再浇筑后一层，尤其需要振捣梁帮部位，保证密实性；2)顶板混凝土的振捣方法是：用插入式振捣器顺浇筑方向拖拉振捣，设备移动距离控制在400mm；再用平板振捣器加强振捣，充分振捣已振实部分的边缘。各振点的振捣时间以混凝土表面下沉状况、浮浆状况而定；3)禁止任何振捣设备碰触钢筋及预埋件；4)暗柱与梁交叉部位的混凝土用小直径振动棒振捣，由于此部分的钢筋密集分布，需从梁的上部钢筋较稀部位插入，振捣棒不与钢筋发生碰触；5)混凝土浇筑、振捣完成后，用铁插尺检测混凝土的厚度，实测结果与设计值无明显偏差时，用长木抹子找平表面。同时，混凝土浇筑每推进1m左右时，均要用铁插尺检查一次，及时发现并处理异常状况。3.5.5楼梯混凝土施工1)混凝土坍落度为140mm～160mm，上下层间的休息板两侧墙上预留休息板梁洞，每层楼梯平面与楼层标高一致，混凝土施工连同楼板同步进行；2)在浇筑每层楼梯的混凝土时，在不进行平台梁混凝土浇筑，将此部分留在后续连同踏步板共同浇筑，并确保踏步板留槎在梁上。在浇筑楼梯混凝土时，同步进行上下层间休息板混凝土浇筑作业；3)按照自下而上的顺序浇筑楼梯混凝土，考虑此处浇筑的混凝土易下滑离析的特殊性，拌和站工作人员应调节拌和方式、优化材料配比，适度降低混凝土的坍落度。3.6混凝土养护1)建筑框架结构混凝土浇筑、振捣后，加强养护，调控混凝土的温度和湿度，以便混凝土正常成型。养护方法视结构类型而定：竖向墙体，用花洒喷头淋水养护；竖向柱子构件，依次覆盖一层麻袋布和塑料布进行包裹养护；水平楼板构件，浇水养护。养护期间，由专员在现场进行管理，保证养护时间至少达到14d，养护全过程中混凝土均要保持湿润，且不受到外界环境的影响；2)严格管控养护用水的质量，以通过检验的混凝土拌和用水或饮用水为宜；3)注重混凝土养护的及时性，宜在混凝土终凝后的2h内随即采取覆盖、浇水养护措施，养护期间加强观察，判断混凝土的成型状态，并结合气温灵活调整养护用水量[3]。4