综述高层建筑施工的混凝土质量控制应用

　　摘要:目前混凝土工程施工中的质量问题很多，而高层建筑由于自身的特点和施工的特点，使得高层建筑在施工中的质量问题更为突出。本文阐述了高层建筑施工的特点及混凝土工程施工中的质量问题，并提出混凝土质量控制措施，以和大家交流。
　　关键词:施工特点，质量问题，措施
　　高层建筑施工与一般建筑施工的最大区别就是高层建筑需要有深埋的基础,需要用钢筋混凝土材料建造坚固的墙体。另外建筑物特别高耸时,需要有既自重轻、又强度高的材料来做建筑物的竖向受力构件。这时就有了钢筋和钢筋混凝土的组合结构。针对高层建筑施工的这些特点,我国近年来在高层建筑施工实践中摸索了很多经验,积累了丰富的工艺技术,创造了许多先进水平的成果。
　　1高层建筑的施工特点
　　1.1高层建筑的结构特点与要求
　　1.1.1强度
　　低层、多层建筑的结构受力主要考虑垂直荷载,包括结构自重和活荷载、雪荷载等。高层建筑的结构受力,除了要考虑垂直荷载作用外,还必须考虑由风力或地震力引起的水平荷载。垂直荷载使建筑物受压,其压力的大小与建筑物高度成正比,由墙体和柱子来共同承受。受水平荷载作用的建筑物,可以视为悬臂梁,水平力对建筑物主要产生弯矩,弯矩与房屋高度的平方成正比,即垂直压力。弯矩对结构产生拉力和压力,建筑物超过一定的高度,由水平荷载产生的拉力就会超过由垂直荷载或地震力的作用而处于周期性的受拉和受压状态。对于不对称及复杂体型的高层建筑还需要考虑结构的受扭。因此,高层建筑必须充分考虑结构的各种受力情况,保证结构有足够的强度。
　　1.1.2刚度
　　高层建筑要保证结构刚度和稳定性,控制结构水平位移。由于水平荷载产生的楼层水平位移,与建筑物高度的四次方成正比。随着高度的增加,高层建筑的水平位移增大较强度增大更迅速。过大的水平位移会使人产生不舒服感,影响生活、工作;会使电梯轨道变形;会使填充墙或建筑装修开裂、剥落;会使主体结构出现裂缝;水平位移再进一步扩大,就会导致房屋的各个部件产生附加内力,引起整个房屋的严重破坏,甚至倒塌。必须控制水平位移,包括相邻两层的层间位移和全楼的顶点位移。建筑物层间相对位移与层高之比为△/H,根据不同的结构类型和不同的水平荷载,应控制在1/400~1/1200。
　　1.1.3延性
　　有抗震设防要求的高层建筑还必须具有一定的延性,使结构在强震作用下,当某一部分进入屈服阶段后,还具有塑性变形的能力,通过结构的塑性吸收地震力所产生的能量,使结构可维持一定的承载力。
　　1.1.4耐久性
　　对高层建筑的耐久性要求较高,从《民用建筑设计通则(JGJ37-87)》第1•0•4条将建筑耐久年限分为四级,一级耐久年限为1年以上,适用于重要的建筑和高层建筑。
　　1.1.5基础稳定性
　　由于高层建筑上部结构所承担的垂直荷载和水平荷载大,各种荷载最终要通过地下室和基础传递到地基。因此,对其基础选型和埋置深度与多层建筑不同。一般根据上部荷载、结构类型、地基情况和施工要求的不同综合考虑,选用筏型基础、箱型基础、桩基础和复合基础等。为了确保高层建筑的稳定性和满足地基变形的要求。其基础要有一定的埋置深度。采用天然地基时不小于建筑高度的1/12桩基时不小于建筑高度的1/15,桩的长度不计在埋置深度内。
　　1.1.6抗震性
　　高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载,在地震区,还要抵抗地震作用。
　　综上所述,对于高层建筑结构,抵抗水平力设计是个关键,应该很好地理解上述特点,使所设计的结构具有足够的强度、刚度和良好的抗震性能,还要尽可能地提高材料利用率,降低材料消耗。
　　1.2高层建筑的施工特点
　　(1)工程量大、造价高据统计资料分析,多层建筑平均每栋建筑面积为2000m2相当于多层建筑的6倍。高层建筑较多层建筑造价平均增加6倍左右。
　　(2)工期长、季节性施工(雨、冬季)不可避免据统计资料分析,多层建筑单栋工期平均为10个月左右,高层建筑平均为2年左右。
　　(3)高空作业要突出解决好材料、制品、机具、设备和人员的垂直运输。要认真做好高空安全保护、防火、用水、用电、通风、临时厕所等问题,防止物体坠落发生打击事故。
　　(4)深基础施工高层建筑基础一般较深、地基处理复杂,基础方案有多种选择,对造价和工期影响很大,还需要研究解决各种深基础开挖支护技术。
　　(5)一般在市区施工,施工用地紧张,要尽量压缩现场暂设工程,减少现场材料、制品、设备存储量,根据现场合理选择机械设备、充分利用工厂化、商品化成品。
　　(6)商品建筑多以钢筋混凝土为主,钢筋混凝土又以现浇为主。需要着重研究解决各种工业化模板、钢筋连接、高强度等级的混凝土、建筑制品、结构安装等施工技术。
　　(7)防水、装饰、设备要求较高,深基础、地下室、墙面、屋面、厨房、卫生间的防水和管道冷凝水要处理好。设备繁多、高级装饰多,所以施工前期就要安排好加工、订货,在结构施工阶段就要提前插入装饰施工、保证施工工期。
　　(8)标准层占主体工程的主要部分,设计基本相同,便于组织逐层循环流水作业。层数多、工作面大,可充分利用时间和空间进行平行流水、立体交叉作业。
　　(9)工程项目多、工种多、涉及单位多、管理复杂,对于一些大型复杂高层建筑,往往是边设计、边准备、边施工,总、分包涉及许多单位,协作关系涉及许多部门,必须精心组织、加强集中管理。
　　2混凝土工程施工中的质量问题
　　目前混凝土工程施工中的质量问题很多,而高层建筑由于自身的特点和施工的特点,使得高层建筑在施工中的质量问题更为突出,主要存在以下几个方面。
　　首先是模板工程的质量问题,根据我国建筑安装工程质量检验评定标准的规定,模板分项工程质量不进入结构质量等级评定。在隐蔽工程中,监理工程师对模板质量的验收检查也较为马虎,因而在施工过程中模板工程的问题是比较多的。从材料方面来说,由于受项目质量目标偏低、施工企业投入的限制、施工管理水平差等多方面原因的影响,很大一部分施工工地的模板及其支撑系统的原材料质量达不到应有的标准。如:模板或支架等经多次周转使用后会出现刚度降低、板面破损、变形、截面积小等缺陷。这样的周转材料若不经处理便直接用于模板组装时,可能造成混凝土构件变形过大,或由于脱模剂涂刷困难,从而造成拆模困难或粘坏混凝土表面,出现麻面、缺棱掉角甚至露筋等质量缺陷,直接影响构件承载能力。
　　其次是钢筋工程的质量问题,钢筋工程中质量缺陷主要存在于三个环节中:即原材料、钢筋加工、现场绑扎和焊接及混凝土浇筑过程中的成品保护。在中心城市中或是质量标准较高的工程项目,钢筋质量一般都控制较严。如钢筋进场前施工方需先将质量保证资料交监理工程,经同意后方可采购。钢筋进场后需进行见证取样送检,合格后方能加工。还有不少工程项目甚至在施工合同上便明确规定只能选用几种品牌的钢筋。但在一些工程项目中采用小厂钢材或假冒伪劣的现象大量存在,这些钢筋的质量是无法保证的,若用于承重结构,可能会大幅度降低结构可靠性。其质量低劣主要表现在:截面尺寸不均匀,与标称尺寸差距很大;强度低、脆性大,有的劣质钢材甚至在卸货过程中发生断裂;钢筋绑扎及成品保护中的质量缺陷主要有:钢筋根数或型号搞错,这种错误可用受力钢筋面积的降低来表示;钢筋垫块数量不够或固定不稳或垫块本身强度太差,在模板拼装过程中容易被破坏,直接影响到构件的有效尺寸或耐久性;钢筋笼刚度太差或在混凝土浇筑过程中成品保护不善会导致受力钢筋偏离设计位置。
　　最后是混凝土工程的质量问题,混凝土施工过程中的质量缺陷主要有以下几个方面。
　　(1)原材料质量差。由于混凝土工程中水泥、粗、细骨料等原材料使用数量庞大,施工规范规定的质量检验方法存在检验周期长、操作复杂、费用高及取样代表性难以保证等问题,对混凝土原材料质量主要依靠有关管理人员的工程经验进行判断,因而出现此类错误的可能性比较大,特别是砂、石的含水率、杂质及不合理级配等直接影响混凝土强度的指标更难以控制。
　　(2)混凝土拌合物质量。虽然我国目前的高层建筑工程施工中已经普遍采用商品混凝土,但是混凝土拌合物的质量仍然不容乐观。有些搅拌站一味追求低成本而采用低配比,造成混凝土配置强度过低;混凝土搅拌站在雨季不及时扣除砂石中的水分,或使用的粗骨料强度指标不合格,或者使用外加剂的方法不当;有些施工单位还在到场的商品混凝土中加水导致水灰比过大。这些因素都会使得混凝土拌合物质量下降。
　　(3)混凝土浇筑及养护过程中的错误行为。振捣过程中的漏振、过振等都会导致混凝土出现蜂窝、孔洞、离析等现象;养护不好的混凝土强度低、抗裂性差;错误的浇筑顺序等直接影响混凝土的强度。
　　3施工过程混凝土工程质量的控制措施
　　工程项目的整个施工过程就是完成一道道的工序,所以施工过程的质量控制主要是工序的质量控制,要很好地完成每道工序,就必须有一个良好的施工现场作保证,因此工序的质量控制表现为施工现场的质量控制,也是施工阶段质量控制的重点。所以,施工过程中应加强施工现场的质量控制和施工工艺的监督控制。
　　3.1工序活动(作业)条件的控制
　　工序活动(作业)条件的控制就是为工序的活动(作业)创造一个良好的环境,使工序能够正常进行,以确保工序的质量,对于工序活动(作业)剩牛的控制就是对供需准备的控制。工序质量受到人、材料、机械、方法、环境等因素(即4MIE因素)综合作用的影响。所以,工序质量控制就是要利用各种手段首先对影响工序质量的人、材料、机械、方法环境等因素加以控制。
　　3.2工序活动(作业)过程的控制
　　工序活动是在预先(施工前)准备好的条件和环境下进行的,在工序活动过程中,影响质量的因素会发生变化。所以,在工序活动过程中,应注意各种影响因素和条件的变化,如发现不利于工序质量的因素和刹牛变化,要立即采取有效措施加以处理,使工序质影台终处于受控状态。
　　3.3工序活动(作业)效果的控制
　　工序活动(作业)效果的控制主要是对施工完成的工程产品质量性能状况和性能指标的控制,通常是工序完成后,首先由施工单位进行自检,自检合格后填写质量验收通知单,监理单位在接到验收知单后,在规定的时间内到达现场对工序进行抽样,通对子样(样品)检验的数据进行统计分析,判断工序活效果(质量)是否正常和稳定;是否符合质量标准的要。
　　3.4工序质量控制的实施
　　(1)制定质量控制的工作程序或工作流程。
　　(2)制定工序质量控制计划,明确质量控制的工作程和质量控制制度。
　　(3)分析影响工序质量的主要因素,针对这些主要因制定控制措施,进行主动的预防性控制,使这些因素处受控状态。
　　(4)设置工序质量控制点,并进行质量预控。通过对序施工过程的全面分析,确定需要进行重点控制的对象键部位或薄弱环节,设置质量控制点,并对所设置的质控制点在施工过程中可能出现的质量问题,制定对策进行预控。
　　(5)对工序活动过程进行动态跟踪控制。施工过程中对供需的整个活动过程实施连续的动态跟踪控制,发现工序活动出现异常状态应及时查找原因,采取相应的措施加以排除或纠正,证工序活动过程处于正常、稳定的受控制状态。
　　(6)工序施工完成后,及时进行工序活动效果的质量检验。