高層建筑施工的控制要點

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]

    1 引言
    　　
    　　隨著我國社會經(jīng)濟的蓬勃發(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多層大，且施工周期長，混凝土澆筑量大，工程質(zhì)量及安全等方面有它的特殊性，筆者從進一步加強質(zhì)量及確保安全角度出發(fā)，結(jié)合在實踐中的一些體會，談?wù)剛€人的一些看法。
    　　
    　　2 高層建筑的強度控制
    　　
    　　強度主要是指混凝土的強度。高層建筑由于混凝土用量大，施工周期長，氣候及工作條件影響因素多，有時會發(fā)生混凝土強度離散性大，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)計要求配制不同強度等級的混凝土，并都要到法定試驗機構(gòu)做級配試驗，待級配報告出來后，根據(jù)級配做配合比試驗（實驗室配比），在實際施工時照此執(zhí)行。但問題就在于級配與現(xiàn)場施工過程中是否相符。有資料統(tǒng)計顯示，若因砂的含水率增多，砂率下降2％一3％，混凝土強度將下降15％～20％，而水泥數(shù)量的影響為5％～20％，石子及砂的級配影響為5％～20％；水灰比影響為多增l％，強度降低5％一10％。既然影響如此之大，那就應(yīng)該采取相應(yīng)措施進行控制。
    　　
    　?。?）根據(jù)地區(qū)市場原材料情況進行不同配比的試驗，以確保在施工過程中配比的及時調(diào)整，如5～40mm石子，M<2.3細砂做一組，5?40mm石子，M≥2.3中粗砂做一組等等。
    　　
    　?。?）對實驗室配比結(jié)合原材料的含水量、含泥量進行施工配合比調(diào)整，以確保實驗室配比的實際通用性。在實際施工中要加強原材料把關(guān)工作，沙石級配不良時，采取相應(yīng)措施調(diào)整，如適量摻入0.5？L～10？L沙石等。
    　　
    　　2.2嚴格養(yǎng)護制度
    　　
    　　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、振搗控制嚴格的情況下，仍出現(xiàn)混凝土強度不足。分析其原因，多為搶工期、養(yǎng)護時間嚴重不足。據(jù)有關(guān)專家測試結(jié)果，其強度比全濕養(yǎng)護28天：全濕養(yǎng)護3天：空氣中養(yǎng)護28d分別為2：1.5：1.由此可見養(yǎng)護的重要性。
    　　
    　?。?）對大體積澆筑量大的混凝土應(yīng)有養(yǎng)護方案，從養(yǎng)護開始至養(yǎng)護結(jié)束應(yīng)有專人負責(zé)，從主觀意識上要對養(yǎng)護有足夠的認識。養(yǎng)護方案中應(yīng)從人員、水源、晝夜、覆蓋等多方面措施進行考慮，不漏主要關(guān)鍵細節(jié)。
    　　
    　?。?）加強養(yǎng)護期的督查。對養(yǎng)護所采取的措施及現(xiàn)場養(yǎng)護情況進行跟蹤記錄，及時發(fā)現(xiàn)問題，確保養(yǎng)護的有效性。
    　　
    　　2.3加強混凝土強度評定
    　　
    　　剔除試塊制作的不規(guī)范現(xiàn)象。當(dāng)混凝土試塊的強度測試大于設(shè)計強度時，是否就是強度評定合格了呢？不盡然?！痘炷翉姸葯z驗評定標準》（GBJ107）規(guī)定，混凝土強度應(yīng)分批進行檢驗評定。一個驗收批的混凝土應(yīng)由強度等級相同、齡期相同以及生產(chǎn)工藝條件和配比基本相同的混凝土組成。
    　　
    　　根據(jù)相應(yīng)條件選定一種，這其中都涉及到一個標準差問題。高層建筑由于施工周期、混凝土的澆筑、養(yǎng)護等氣候條件相差大，混凝土試驗值的離散性也較大，即標準差過大，如籠統(tǒng)地作為一批來評定，很可能不合格，因此應(yīng)分批，按條件基本相同的劃為一批進行評定，這樣做既符合國家規(guī)范要求，也符合現(xiàn)場實際。
    　　
    　　3 高層建筑“三線”控制
    　　
    　　軸線、標高、垂直度類似于建筑物的經(jīng)絡(luò)。對高層建筑來說，由于涉及面廣，操作難度大，經(jīng)常會發(fā)生位移或不準現(xiàn)象?！叭€”的控制是高層建筑的一大難點。
    　　
    　　3.1垂直度的控制
    　　
    　?。?）控制垂直度是保證高層建筑的質(zhì)量基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。為了控制建筑大樓的垂直度，首先應(yīng)根據(jù)大樓柱網(wǎng)布置情況，先將大樓四個邊角柱的位置確定。在安裝四個邊角柱的模板時，沿柱外層上彈出厚度線，立模、加支撐，采用吊線的方法測定立柱的垂直度：在保證垂直度100％后，對準模板外邊線加固支撐、澆筑混凝土。待四角柱拆模后，其他各列柱以該四柱為基線，拉條鋼線，控制正面的平整度和垂直度。
    　　
    　?。?）過程中的垂直度控制，應(yīng)用激光儀加重錘進行雙重較驗，這樣更能增添垂直度的準確性，同時加上內(nèi)、外雙控使高層建筑的豎向投測誤差能減小到最低限度。
    　　
    　　3.2軸線的控制
    　　
    　　（1）軸線傳遞。高層建筑施工過程中，腳手架與施工層同步向上，導(dǎo)致從外圍一些基準點無法引測。因此在±0.00結(jié)構(gòu)施工復(fù)核軸線無誤后，以?層樓面為基準在最長縱橫向預(yù)埋多塊200*200*8mm鋼板，在鋼板上標出控制軸線或主軸線控制點：二層及以上施工時，以一層樓面為基準在每層樓面相應(yīng)位置留設(shè) 200*200mm方洞，采用大線錘引測下層樓面的控制點，再用經(jīng)緯儀及鋼卷尺進行軸線校正，放出各層軸線和細部尺寸線。
    　　
    　?。?） 過程線的控制。掛起兩條線，澆好剪力墻，這是過程線控制的關(guān)鍵。澆筑剪力墻，宜用18mm厚優(yōu)質(zhì)膠合夾板，外墻外圍組合固定大模，內(nèi)墻散裝散拆進行組合模編號。這樣墻體平整度得到了保證，但更要注意的是墻體的垂直度。為此：①模板支撐時嚴格控制好剪力墻的四角，確保四個角的垂直度偏差在最小范圍內(nèi)：②澆筑混凝上時，在剪力墻外平面的腰部和頂部掛雙線，確保線和模板始終保持一致，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整，從而達到線性控制的目的。
    　　
    　　3.3標高線的控制
    　　
    　?。?）在每層預(yù)控軸線的至少四個洞口（一般高層至少要由3處向上引測）進行標高的定位，同時輔以多層標高總和的復(fù)核，然后輔以水準儀抄平，復(fù)核此四點是否在同一水平面上，以確保標高的準確性。
    　　
    　　（2）這其中對四個洞口標高自身的準確性要求提高，因施工過程中模板、澆筑、加載等原因，洞口標高可能失去基準作用。為此必須確保引測點的可靠性，加強洞口處模板支撐，同時輔以直徑為12鋼筋控制該部位樓面厚度，確保標高的準確。
    　　
    　?。?）在大樓四角、四周具備條件處設(shè)立層高、累計層高復(fù)核點，每層向上都附以該位置進行復(fù)核，防止累計誤差過大。層面標高復(fù)核過程中必須實現(xiàn)每層面的四個洞口控制點與外層高復(fù)核點在同一水平面上方能確認標高的準確性，達到標高控制的目的。
    　　
    　　4 建筑裂縫的控制
    　　
    　　從我國的《混凝上結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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準，允許裂縫最大為0.2mm～0.4？L.但作為裂縫控制來說，應(yīng)以預(yù)控為主，等裂開了、縫增大了再補救那是萬不得已。裂縫分為運動、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度普遍較高、混凝土量較大、且?guī)в械叵率遥粤芽p產(chǎn)生的可能性更大。下面主要敘述有關(guān)對裂縫的“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，為防止裂縫所采取的措施。
    　　
    　　4.1設(shè)計措施
    　　
    　?。?）“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：重視對構(gòu)造鋼筋的配置；對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，每層墻高的中部增設(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；兩種不同基體交接處，用鋼絲網(wǎng)（每邊搭接 ≮150mm）進行處理；屋面保溫層與隔氣層的合理設(shè)置等。
    　　
    　?。?）‘放’、‘抗’相結(jié)合的措施：合理設(shè)置后澆帶，采取相應(yīng)補償收縮混凝土技術(shù)，混凝土中多摻纖維素類等。
    　　
    　　4.2施工措施
    　　
    　?。?）‘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。
    　　
    　?。?）‘抗’的措施：①盡量避免使用早強高的水泥，積極采用摻合料和混凝土外加劑，降低水泥用量（宜<450kg／m3）。實踐經(jīng)驗表明，每m3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，有時還有大體積混凝土，從經(jīng)濟、實用角度宜摻入外加劑。當(dāng)然摻入外加劑后，要預(yù)計對早期強度的影響程度。據(jù)此可提請設(shè)計科研部門予以探討和評定。②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？K／m3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？K/O。③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。④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6？？150，寬度≮450？L的鋼筋網(wǎng)帶。
    　　
    　?。?）‘放’、‘抗’相結(jié)合的措施。在混凝土裂縫的預(yù)防中，對新澆混凝土的早期養(yǎng)護尤為重要。為使早期盡可能減少收縮，需主要控制好構(gòu)件的濕潤養(yǎng)護，避免表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生較大收縮的同時，受到內(nèi)部約束而易開裂。對于大體積混凝土而言，應(yīng)采取必要的措施（埋設(shè)散熱孔、通水排熱），避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)；同時在養(yǎng)護過程中對表面、中間、底部溫度進行跟蹤監(jiān)測（尤其在前3天）。對混凝土澆筑后的內(nèi)部最高溫度與氣溫宜控制在25℃以內(nèi)，否則因溫差過大產(chǎn)生混凝土裂縫。
    　　
    　　5 高層建筑的安全管理
    　　
    　　由于高層建筑施工周期長、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，在此對安全管理綜述以下主要控制點：
    　　
    　　5.1基坑支護
    　　
    　　（1）基坑開挖前，要按照土質(zhì)情況、基坑深度及環(huán)境確定支護方案。
    　　
    　?。?）深基坑（h≥2m）周邊應(yīng)有安全防護措施，且距坑槽1.2m范圍內(nèi)不允許堆放重物。
    　　
    　?。?）對基坑邊與基坑內(nèi)應(yīng)有排水措施。
    　　
    　?。?）在施工過程中加強坑壁的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。
    　　
    　　5.2腳手架
    　　
    　?。?）高層建筑的腳手架應(yīng)經(jīng)充分計算，根據(jù)工程的特點和施工工藝編制的腳手架方案應(yīng)附計算書。
    　　
    　?。?）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）腳手架與防護欄桿：施工作業(yè)層應(yīng)滿鋪，密目式安全網(wǎng)全封閉。
    　　
    　?。?）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：應(yīng)有計算書和搭設(shè)方案，有獨立的支撐系統(tǒng)。
    　　
    　　5.3模板工程
    　　
    　?。?）施工方案：應(yīng)包括模板及支撐的設(shè)計、制作、安裝和拆模的施工程序，同時還應(yīng)針對泵送混凝土、季節(jié)性施工制定針對性措施。
    　　
    　　（2）支撐系統(tǒng)：應(yīng)經(jīng)過充分的計算，繪制施工詳圖。
    　　
    　?。?）安裝模板應(yīng)符合施工方案，安裝過程應(yīng)有保持模板臨時穩(wěn)定的措施。
    　　
    　?。?）拆除模板應(yīng)按方案規(guī)定的程序進行先支的后拆，先拆非承重部分。拆除時要設(shè)警戒線，專人監(jiān)護。
    　　
    　　5.4施工用電
    　　
    　　（1）必須設(shè)置電房，兩級保護，三級配電，施工機械實現(xiàn)“四個一”；施工現(xiàn)場專用的中心點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。
    　　
    　?。?）接地與接零保護系統(tǒng)：確保電阻值小于規(guī)范的規(guī)定。
    　　
    　?。?）配電箱、開關(guān)箱：采取三級配電、兩級保護，同時兩級漏電保護器應(yīng)匹配。
    　　
    　　6 結(jié)語
    　　
    　　現(xiàn)代高層建筑隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，一大批先進的儀器和施工工藝越來越廣泛地應(yīng)用到施工中，這對設(shè)計、施工、監(jiān)理也提出了越來越高的要求。強度、三線、裂縫、安全都是些門類科學(xué)，值得進一步研究、探討。以上僅是本人從實踐角度對高層建筑的控制提些微薄的觀念，望同行對本文不到之處多提寶貴意見。
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