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高層建筑施工的控制要點(diǎn)

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]

    1 引言
    　　
    　　隨著(zhù)我國社會(huì )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(zhù)土地的緊張及進(jìn)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的主體。一般而言，9～16層（<50m）為一類(lèi)高層，17～25層（<75m）為二類(lèi)高層，26～40層（<100m）為三類(lèi)高層，>40層（>100m）為超類(lèi)層。由于高層建筑的投入相對多層大，且施工周期長(cháng)，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(jìn)一步加強質(zhì)量及確保安全角度出發(fā)，結合在實(shí)踐中的一些體會(huì )，談?wù)剛€(gè)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(cháng)，氣候及工作條件影響因素多，有時(shí)會(huì )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(kāi)工前，一般均要按設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做級配試驗，待級配報告出來(lái)后，根據級配做配合比試驗（實(shí)驗室配比），在實(shí)際施工時(shí)照此執行。但問(wèn)題就在于級配與現場(chǎng)施工過(guò)程中是否相符。有資料統計顯示，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，那就應該采取相應措施進(jìn)行控制。
    　　
    　?。?）根據地區市場(chǎng)原材料情況進(jìn)行不同配比的試驗，以確保在施工過(guò)程中配比的及時(shí)調整，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(shí)驗室配比結合原材料的含水量、含泥量進(jìn)行施工配合比調整，以確保實(shí)驗室配比的實(shí)際通用性。在實(shí)際施工中要加強原材料把關(guān)工作，沙石級配不良時(shí)，采取相應措施調整，如適量摻入0.5？L～10？L沙石等。
    　　
    　　2.2嚴格養護制度
    　　
    　　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，仍出現混凝土強度不足。分析其原因，多為搶工期、養護時(shí)間嚴重不足。據有關(guān)專(zhuān)家測試結果，其強度比全濕養護28天：全濕養護3天：空氣中養護28d分別為2：1.5：1.由此可見(jiàn)養護的重要性。
    　　
    　?。?）對大體積澆筑量大的混凝土應有養護方案，從養護開(kāi)始至養護結束應有專(zhuān)人負責，從主觀(guān)意識上要對養護有足夠的認識。養護方案中應從人員、水源、晝夜、覆蓋等多方面措施進(jìn)行考慮，不漏主要關(guān)鍵細節。
    　　
    　?。?）加強養護期的督查。對養護所采取的措施及現場(chǎng)養護情況進(jìn)行跟蹤記錄，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，確保養護的有效性。
    　　
    　　2.3加強混凝土強度評定
    　　
    　　剔除試塊制作的不規范現象。當混凝土試塊的強度測試大于設計強度時(shí)，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）規定，混凝土強度應分批進(jìn)行檢驗評定。一個(gè)驗收批的混凝土應由強度等級相同、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。
    　　
    　　根據相應條件選定一種，這其中都涉及到一個(gè)標準差問(wèn)題。高層建筑由于施工周期、混凝土的澆筑、養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(guò)大，如籠統地作為一批來(lái)評定，很可能不合格，因此應分批，按條件基本相同的劃為一批進(jìn)行評定，這樣做既符合國家規范要求，也符合現場(chǎng)實(shí)際。
    　　
    　　3 高層建筑“三線(xiàn)”控制
    　　
    　　軸線(xiàn)、標高、垂直度類(lèi)似于建筑物的經(jīng)絡(luò )。對高層建筑來(lái)說(shuō)，由于涉及面廣，操作難度大，經(jīng)常會(huì )發(fā)生位移或不準現象?！叭€(xiàn)”的控制是高層建筑的一大難點(diǎn)。
    　　
    　　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，也是關(guān)鍵的環(huán)節之一。為了控制建筑大樓的垂直度，首先應根據大樓柱網(wǎng)布置情況，先將大樓四個(gè)邊角柱的位置確定。在安裝四個(gè)邊角柱的模板時(shí)，沿柱外層上彈出厚度線(xiàn)，立模、加支撐，采用吊線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)，拉條鋼線(xiàn)，控制正面的平整度和垂直度。
    　　
    　?。?）過(guò)程中的垂直度控制，應用激光儀加重錘進(jìn)行雙重較驗，這樣更能增添垂直度的準確性，同時(shí)加上內、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(xiàn)的控制
    　　
    　?。?）軸線(xiàn)傳遞。高層建筑施工過(guò)程中，腳手架與施工層同步向上，導致從外圍一些基準點(diǎn)無(wú)法引測。因此在±0.00結構施工復核軸線(xiàn)無(wú)誤后，以?層樓面為基準在最長(cháng)縱橫向預埋多塊200*200*8mm鋼板，在鋼板上標出控制軸線(xiàn)或主軸線(xiàn)控制點(diǎn)：二層及以上施工時(shí)，以一層樓面為基準在每層樓面相應位置留設 200*200mm方洞，采用大線(xiàn)錘引測下層樓面的控制點(diǎn)，再用經(jīng)緯儀及鋼卷尺進(jìn)行軸線(xiàn)校正，放出各層軸線(xiàn)和細部尺寸線(xiàn)。
    　　
    　?。?） 過(guò)程線(xiàn)的控制。掛起兩條線(xiàn)，澆好剪力墻，這是過(guò)程線(xiàn)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，內墻散裝散拆進(jìn)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(shí)嚴格控制好剪力墻的四角，確保四個(gè)角的垂直度偏差在最小范圍內：②澆筑混凝上時(shí)，在剪力墻外平面的腰部和頂部掛雙線(xiàn)，確保線(xiàn)和模板始終保持一致，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)調整，從而達到線(xiàn)性控制的目的。
    　　
    　　3.3標高線(xiàn)的控制
    　　
    　?。?）在每層預控軸線(xiàn)的至少四個(gè)洞口（一般高層至少要由3處向上引測）進(jìn)行標高的定位，同時(shí)輔以多層標高總和的復核，然后輔以水準儀抄平，復核此四點(diǎn)是否在同一水平面上，以確保標高的準確性。
    　　
    　?。?）這其中對四個(gè)洞口標高自身的準確性要求提高，因施工過(guò)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(diǎn)的可靠性，加強洞口處模板支撐，同時(shí)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、四周具備條件處設立層高、累計層高復核點(diǎn)，每層向上都附以該位置進(jìn)行復核，防止累計誤差過(guò)大。層面標高復核過(guò)程中必須實(shí)現每層面的四個(gè)洞口控制點(diǎn)與外層高復核點(diǎn)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《混凝上結構設計規范》GB50010?2002表3.3.4看出，裂縫寬度在不同的環(huán)境下，不同的混凝土結構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(lái)說(shuō)，應以預控為主，等裂開(kāi)了、縫增大了再補救那是萬(wàn)不得已。裂縫分為運動(dòng)、不穩定、穩定、閉合、愈合等幾大類(lèi)型。雖說(shuō)骨料內部凝固時(shí)產(chǎn)生的微觀(guān)裂縫不可避免，但從質(zhì)量角度考慮應盡可能減少。由于高層建筑混凝土強度普遍較高、混凝土量較大、且帶有地下室，所以裂縫產(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”，就是結構完全處于自由變形無(wú)約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時(shí)所采取的措施；所謂“抗”，就是處于約束狀態(tài)下的結構，在沒(méi)有足夠的變形余地時(shí)，為防止裂縫所采取的措施。
    　　
    　　4.1設計措施
    　　
    　?。?）“放”的措施：設置永久性伸縮縫；外墻面適當位置留分隔縫等。
    　　
    　?。?）“抗”的措施：避免結構斷面突變帶來(lái)的應力集中：重視對構造鋼筋的配置；對采用混凝土小型空心砌塊等輕質(zhì)墻體，增設間距≯3m的構造柱，每層墻高的中部增設厚度120mm與墻等寬的混凝土腰梁；砌體無(wú)約束端增設構造柱；預留的門(mén)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(jìn)行處理；屋面保溫層與隔氣層的合理設置等。
    　　
    　?。?）‘放’、‘抗’相結合的措施：合理設置后澆帶，采取相應補償收縮混凝土技術(shù)，混凝土中多摻纖維素類(lèi)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(shí)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(shí)還有大體積混凝土，從經(jīng)濟、實(shí)用角度宜摻入外加劑。當然摻入外加劑后，要預計對早期強度的影響程度。據此可提請設計科研部門(mén)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，應避免過(guò)振和漏振，提倡二次振搗、二次抹面，盡量排除混凝土內部的水分和氣泡。④現澆板中的線(xiàn)盒置于上、下層筋中間，交叉布線(xiàn)處采用線(xiàn)盒，沿預埋管線(xiàn)方向增設直徑為6？？150，寬度≮450？L的鋼筋網(wǎng)帶。
    　　
    　?。?）‘放’、‘抗’相結合的措施。在混凝土裂縫的預防中，對新澆混凝土的早期養護尤為重要。為使早期盡可能減少收縮，需主要控制好構件的濕潤養護，避免表面水分蒸發(fā)過(guò)快，產(chǎn)生較大收縮的同時(shí)，受到內部約束而易開(kāi)裂。對于大體積混凝土而言，應采取必要的措施（埋設散熱孔、通水排熱），避免水化熱高峰的集中出現；同時(shí)在養護過(guò)程中對表面、中間、底部溫度進(jìn)行跟蹤監測（尤其在前3天）。對混凝土澆筑后的內部最高溫度與氣溫宜控制在25℃以?xún)?，否則因溫差過(guò)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(cháng)、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(wèn)題比較突出，在此對安全管理綜述以下主要控制點(diǎn)：
    　　
    　　5.1基坑支護
    　　
    　?。?）基坑開(kāi)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）周邊應有安全防護措施，且距坑槽1.2m范圍內不允許堆放重物。
    　　
    　?。?）對基坑邊與基坑內應有排水措施。
    　　
    　?。?）在施工過(guò)程中加強坑壁的監測，發(fā)現異常及時(shí)處理。
    　　
    　　5.2腳手架
    　　
    　?。?）高層建筑的腳手架應經(jīng)充分計算，根據工程的特點(diǎn)和施工工藝編制的腳手架方案應附計算書(shū)。
    　　
    　?。?）架體與建筑物結構拉結：二步三跨，剛性連接或柔性硬頂。
    　　
    　?。?）腳手架與防護欄桿：施工作業(yè)層應滿(mǎn)鋪，密目式安全網(wǎng)全封閉。
    　　
    　?。?）材質(zhì)：鋼管Q235（3#鋼）鋼材，外徑48mm，內徑35mm，焊接鋼管、扣件采用可鍛鑄鐵。
    　　
    　?。?）卸料平臺：應有計算書(shū)和搭設方案，有獨立的支撐系統。
    　　
    　　5.3模板工程
    　　
    　?。?）施工方案：應包括模板及支撐的設計、制作、安裝和拆模的施工程序，同時(shí)還應針對泵送混凝土、季節性施工制定針對性措施。
    　　
    　?。?）支撐系統：應經(jīng)過(guò)充分的計算，繪制施工詳圖。
    　　
    　?。?）安裝模板應符合施工方案，安裝過(guò)程應有保持模板臨時(shí)穩定的措施。
    　　
    　?。?）拆除模板應按方案規定的程序進(jìn)行先支的后拆，先拆非承重部分。拆除時(shí)要設警戒線(xiàn)，專(zhuān)人監護。
    　　
    　　5.4施工用電
    　　
    　?。?）必須設置電房，兩級保護，三級配電，施工機械實(shí)現“四個(gè)一”；施工現場(chǎng)專(zhuān)用的中心點(diǎn)直接接地的電力線(xiàn)路供電系統中心采用TN?S系統，即三相五線(xiàn)制電源電纜。
    　　
    　?。?）接地與接零保護系統：確保電阻值小于規范的規定。
    　　
    　?。?）配電箱、開(kāi)關(guān)箱：采取三級配電、兩級保護，同時(shí)兩級漏電保護器應匹配。
    　　
    　　6 結語(yǔ)
    　　
    　　現代高層建筑隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，一大批先進(jìn)的儀器和施工工藝越來(lái)越廣泛地應用到施工中，這對設計、施工、監理也提出了越來(lái)越高的要求。強度、三線(xiàn)、裂縫、安全都是些門(mén)類(lèi)科學(xué)，值得進(jìn)一步研究、探討。以上僅是本人從實(shí)踐角度對高層建筑的控制提些微薄的觀(guān)念，望同行對本文不到之處多提寶貴意見(jiàn)。
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