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    行業知識
    高層建筑施工的控制要點
    添加時間:2013-09-25    閱讀次數:1459
    高層建筑施工的控制要點
    1 引言
    隨著我國社會經濟的蓬勃發展,建筑科學和建筑技術也有了高速發展。尤其在城市,隨著土地的緊張及進一步充分發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,工程質量及安全等方面有它的特殊性,筆者從進一步加強質量及確保安全角度出發,結合在實踐中的一些體會,談談個人的一些看法。
    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呢?
    2.1配比的選定
    工程開工前,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,待級配報告出來后,根據級配做配合比試驗(實驗室配比),在實際施工時照此執行。但問題就在于級配與現場施工過程中是否相符。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行控制。
    (1)根據地區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。
    (2)對實驗室配比結合原材料的含水量、含泥量進行施工配合比調整,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工作,沙石級配不良時,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、養護時間嚴重不足。據有關專家測試結果,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。由此可見養護的重要性。
    (1)對大體積澆筑量大的混凝土應有養護方案,從養護開始至養護結束應有專人負責,從主觀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行考慮,不漏主要關鍵細節。
    (2)加強養護期的督查。對養護所采取的措施及現場養護情況進行跟蹤記錄,及時發現問題,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,是否就是強度評定合格了呢?不盡然。《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107)規定,混凝土強度應分批進行檢驗評定。一個驗收批的混凝土應由強度等級相同、齡期相同以及生產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標準差問題。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,即標準差過大,如籠統地作為一批來評定,很可能不合格,因此應分批,按條件基本相同的劃為一批進行評定,這樣做既符合國家規范要求,也符合現場實際。
    3 高層建筑“三線”控制
    軸線、標高、垂直度類似于建筑物的經絡。對高層建筑來說,由于涉及面廣,操作難度大,經常會發生位移或不準現象。“三線”的控制是高層建筑的一大難點。
    3.1垂直度的控制
    (1)控制垂直度是保證高層建筑的質量基礎,也是關鍵的環節之一。為了控制建筑大樓的垂直度,首先應根據大樓柱網布置情況,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。
    (2)過程中的垂直度控制,應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、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,導致從外圍一些基準點無法引測。因此在±0.00結構施工復核軸線無誤后,以—層樓面為基準在最長縱橫向預埋多塊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位置留設200*200mm方洞,采用大線錘引測下層樓面的控制點,再用經緯儀及鋼卷尺進行軸線校正,放出各層軸線和細部尺寸線。
    (2)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鍵。澆筑剪力墻,宜用18mm厚優質膠合夾板,外墻外圍組合固定大模,內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: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,發現問題及時調整,從而達到線性控制的目的。
    3.3標高線的控制
    (1)在每層預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核,然后輔以水準儀抄平,復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。
    (3)在大樓四角、四周具備條件處設立層高、累計層高復核點,每層向上都附以該位置進行復核,防止累計誤差過大。層面標高復核過程中必須實現每層面的四個洞口控制點與外層高復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《混凝上結構設計規范》GB50010—2002表3.3.4看出,裂縫寬度在不同的環境下,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。但作為裂縫控制來說,應以預控為主,等裂開了、縫增大了再補救那是萬不得已。裂縫分為運動、不穩定、穩定、閉合、愈合等幾大類型。雖說骨料內部凝固時產生的微觀裂縫不可避免,但從質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,所以裂縫產生的可能性更大。下面主要敘述有關對裂縫的“放”、“抗”相關措施。
    所謂“放”,就是結構完全處于自由變形無約束狀態下,有足夠變形余地時所采取的措施;所謂“抗”,就是處于約束狀態下的結構,在沒有足夠的變形余地時,為防止裂縫所采取的措施。
    4.1設計措施
    (1)“放”的措施:設置永久性伸縮縫;外墻面適當位置留分隔縫等。
    (2)“抗”的措施:避免結構斷面突變帶來的應力集中: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;砌體無約束端增設構造柱;預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(每邊搭接≮150mm)進行處理;屋面保溫層與隔氣層的合理設置等。
    (3)‘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,混凝土中多摻纖維素類等。
    4.2施工措施
    (1)‘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。
    (2)‘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,從經濟、實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現澆板中的線盒置于上、下層筋中間,交叉布線處采用線盒,沿預埋管線方向增設直徑為6??150,寬度≮450?L的鋼筋網帶。
    (3)‘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,避免表面水分蒸發過快,產生較大收縮的同時,受到內部約束而易開裂。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;同時在養護過程中對表面、中間、底部溫度進行跟蹤監測(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℃以內,否則因溫差過大產生混凝土裂縫。
    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,要按照土質情況、基坑深度及環境確定支護方案。
    (2)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。
    (3)對基坑邊與基坑內應有排水措施。
    (4)在施工過程中加強坑壁的監測,發現異常及時處理。
    5.2腳手架
    (1)高層建筑的腳手架應經充分計算,根據工程的特點和施工工藝編制的腳手架方案應附計算書。
    (2)架體與建筑物結構拉結:二步三跨,剛性連接或柔性硬頂。
    (3)腳手架與防護欄桿:施工作業層應滿鋪,密目式安全網全封閉。
    (4)材質: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。
    (5)卸料平臺:應有計算書和搭設方案,有獨立的支撐系統。
    5.3模板工程
    (1)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,同時還應針對泵送混凝土、季節性施工制定針對性措施。
    (2)支撐系統:應經過充分的計算,繪制施工詳圖。
    (3)安裝模板應符合施工方案,安裝過程應有保持模板臨時穩定的措施。
    (4)拆除模板應按方案規定的程序進行先支的后拆,先拆非承重部分。拆除時要設警戒線,專人監護。
    5.4施工用電
    (1)必須設置電房,兩級保護,三級配電,施工機械實現“四個一”;施工現場專用的中心點直接接地的電力線路供電系統中心采用TN—S系統,即三相五線制電源電纜。
    (2)接地與接零保護系統:確保電阻值小于規范的規定。
    (3)配電箱、開關箱:采取三級配電、兩級保護,同時兩級漏電保護器應匹配。
    6 結語
    現代高層建筑隨著社會生產和科學技術的進一步發展,一大批先進的儀器和施工工藝越來越廣泛地應用到施工中,這對設計、施工、監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,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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