韓 劍

（浙江天工建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 紹興 312000）

0 引言

對于建筑工程項(xiàng)目，在施工時多采用大體積混凝土結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)形式具有較高的強(qiáng)度，能夠確保施工質(zhì)量，被廣泛運(yùn)用在建筑施工領(lǐng)域。與一般混凝土結(jié)構(gòu)相比，大體積混凝土結(jié)構(gòu)需要用到大量材料，并且施工截面相對較大，因混凝土材料容易發(fā)生水化熱作用，受到溫度變化的影響，會增加混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。本文通過分析大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)，對“幾”字形大體積混凝土施工技術(shù)加以完善，從而提高其施工質(zhì)量。

1 大體積混凝土施工技術(shù)特點(diǎn)及裂縫成因

1.1 施工技術(shù)特點(diǎn)

對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)而言，其施工面積大，內(nèi)部溫度比較高，如果外部環(huán)境溫度比較低，就會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)水熱化作用，從而導(dǎo)致混凝土裂縫。為減少結(jié)構(gòu)裂縫，在進(jìn)行大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工時，要合理運(yùn)用施工技術(shù)，從而提高總體施工質(zhì)量。大量研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行大體積混凝土施工時，在進(jìn)行澆筑后要在完成初凝之前確保一次性完整澆筑，同時對混合料進(jìn)行科學(xué)配制[1]。在完成大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工后，為確保施工質(zhì)量，還需要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，從而減少結(jié)構(gòu)裂縫。

1.2 裂縫成因

（1）溫度裂縫：由溫度變化所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫，在特征上比較明顯，一般情況下，溫度變化越大，所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫越多。從分布情況看，建筑物陽面溫度裂縫往往多于建筑物陰面，且兩端位置裂縫分布比較多且嚴(yán)重。從垂直結(jié)構(gòu)看，頂層的溫度裂縫數(shù)量要多于墻下。當(dāng)溫度發(fā)生明顯改變后，不僅會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，同時也會增加外縱墻體相連部位開裂風(fēng)險，并逐漸向外墻延伸，呈“斜八字”形態(tài)。從上述情況看，應(yīng)力相對集中的部位更容易出現(xiàn)溫度裂縫。而導(dǎo)致溫度裂縫的主要原因在于溫度差變化較大時，混凝土材料內(nèi)部會發(fā)生應(yīng)力變化，易在交界處形成溫度裂縫。對于頂蓋位置，陽光直射面積比較大，溫度差可能達(dá)到10～15℃，進(jìn)而產(chǎn)生溫度裂縫[2]。

（2）收縮裂縫：收縮變形所引起的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，早期發(fā)展速度快，經(jīng)過一段時間后，干縮變形作用逐漸減小。但是，混凝土材料收縮后，如果管理不當(dāng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受潮或遇水，還會出現(xiàn)膨脹，脫水處理后還有可能出現(xiàn)二次變形，雖然此過程收縮率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如首次干縮大，但是仍然會對建筑物本身混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。觀察發(fā)現(xiàn)，由結(jié)構(gòu)干縮所造成的收縮裂縫，其分布范圍比較廣泛，裂縫程度比溫度裂縫更加嚴(yán)重。但是，與溫度裂縫“斜八字”形態(tài)不同，收縮裂縫主要呈“倒八字”。出現(xiàn)收縮裂縫的原因與混凝土材料有直接關(guān)系，水泥水化過程本身就會產(chǎn)生收縮反應(yīng)，加之化學(xué)收縮的影響，材料水分逐漸消失后，就會出現(xiàn)收縮裂縫[3]。混凝土砌塊、灰砂磚組成的混凝土材料，水分減少會導(dǎo)致引力增加，進(jìn)而出現(xiàn)材料變形，但是這種變形完成速度比較快，溫度和濕度變化、材料用量不當(dāng)?shù)纫蛩鼐谑湛s裂縫形成中產(chǎn)生一定作用。

2 “幾”字形大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程實(shí)例

2.1 工程概況

以某建筑工程項(xiàng)目為例，對混凝土施工技術(shù)進(jìn)行探討，該工程為某建筑停車樓工程，采用“幾”字形大體積混凝土結(jié)構(gòu)，位置在停車樓外墻外側(cè)，一共3座。該工程“幾”字形結(jié)構(gòu)形式所采用的框架結(jié)構(gòu)為雙曲面，采用等高線曲面進(jìn)行找坡處理，具體結(jié)構(gòu)形式見表1。

通過對上述“幾”字形結(jié)構(gòu)形式的分析，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)會增加標(biāo)高控制難度，且具有一定的施工安全隱患。

2.2 施工難點(diǎn)分析

（1）模板施工難度大：等高線曲面結(jié)構(gòu)具有大坡度、多曲面的特點(diǎn)，從表1可以看出，多曲面柱最大水平夾角高達(dá)70°，在進(jìn)行模板施工時，標(biāo)高控制難度大，在進(jìn)行測量時，存在曲面標(biāo)高控制與找形困難。為降低大體積混凝土施工難度，結(jié)合設(shè)計(jì)單位所確定的標(biāo)高控制點(diǎn)，建立BIM模型，并在施工現(xiàn)場測放等高線（13條）和標(biāo)高控制點(diǎn)（40個）。與此同時，需要采用三維掃描儀掃描模板，結(jié)合掃描所得數(shù)據(jù)，與模型數(shù)據(jù)進(jìn)行比較[4]。

表1 該工程“幾”字形結(jié)構(gòu)雙曲面形式主要指標(biāo)

（2）澆筑施工難度大：該工程采用大跨度斜梁，梁高最大為17.5m，跨度最大達(dá)到25 m，這在一定程度上會增加模板支撐體系自身的密度。與此同時，通過表1中數(shù)據(jù)可以看出，空心混凝土柱需要采用大體積混凝土澆筑，不僅會增加標(biāo)高及找形的難度，同時也具有一定施工安全隱患。不僅如此，通過觀察認(rèn)為，該工程為“幾”字形混凝土結(jié)構(gòu)，由于彎折位置形態(tài)主要為弧形，角度大，并且分布一定數(shù)量的主筋，受到弧度和鋼筋密度的影響，導(dǎo)致鋼筋、模板安裝困難。

（3）混凝土振搗難度大：對于“幾”字形混凝土結(jié)構(gòu)而言，其主要構(gòu)造形式特點(diǎn)為中空，外側(cè)為環(huán)形的空心斜柱薄壁，壁厚為200mm，內(nèi)部設(shè)有暗梁、斜柱，在進(jìn)行混凝土施工時，此種構(gòu)造會增加混凝土振搗工作難度，一旦存在施工不當(dāng)，將無法確?；炷琳駬v作業(yè)的施工質(zhì)量。

3 “幾”字形大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 輔助放樣

結(jié)合該工程施工設(shè)計(jì)圖，建立BIM新型模型，繪制“幾”字形混凝土施工模型，現(xiàn)場測量放樣以信息模型中所提取的點(diǎn)位數(shù)據(jù)為主（如圖1所示）。與此同時，點(diǎn)位坐標(biāo)提取后，采用全站儀進(jìn)行現(xiàn)場測量放樣，結(jié)合施工設(shè)計(jì)圖，連接點(diǎn)位坐標(biāo)，形成梁位線網(wǎng)。為了準(zhǔn)確將標(biāo)高引測到柱鋼筋上，采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行校對，然后將引測后的位置作為標(biāo)高的控制線。梁板位置的確定需要結(jié)合梁位線，同時根據(jù)標(biāo)高控制線對梁底部標(biāo)高進(jìn)行確定。該工程受到“幾”字形結(jié)構(gòu)的影響，不同位置梁標(biāo)高存在一定差異，因此在設(shè)計(jì)坐標(biāo)時，需要將幾字梁各處標(biāo)高與坐標(biāo)進(jìn)行一一對應(yīng)，保證標(biāo)高準(zhǔn)確。在進(jìn)行正式施工時，對標(biāo)高位置進(jìn)行實(shí)時復(fù)核，防止出現(xiàn)累計(jì)偏差而影響總體混凝土施工[5]。

圖1 混凝土結(jié)構(gòu)標(biāo)高、等高線點(diǎn)位平面示意圖

3.2 模板加固

該工程“幾”字形結(jié)構(gòu)中，梁與柱的結(jié)合位置采用弧形斷面處理方式，在對空心斜柱模板進(jìn)行加固時，為保證模板垂直度與整個模板體系的穩(wěn)固性，對于斜柱段模板體系的加固，斜柱上部、側(cè)邊采用Ф16鋼絲繩，以斜拉加固方式為主，斜柱下方則使用鋼管進(jìn)行斜撐（如圖2所示）。

圖2 斜柱模板體系加固示意圖

各層樓板、邊梁埋設(shè)連墻預(yù)埋鋼管，間距控制在900mm，并且與上層支撐架體進(jìn)行連接。為保證弧形斷面能夠達(dá)到施工設(shè)計(jì)的彎折弧度，利用BIM技術(shù)模型，將架體空間坐標(biāo)導(dǎo)出，然后采用膠合板模板（厚度為15mm）進(jìn)行加固，加固面每隔50mm開設(shè)一個8mm的槽，彎折到適宜弧度，然后于次龍骨上進(jìn)行固定[6]。

3.3 鋼筋彎折

從該工程實(shí)際情況看，由于彎折弧度形式比較多，且彎折位置分布一定數(shù)量主筋，如果按照傳統(tǒng)方法（即預(yù)制加工、現(xiàn)場安裝）進(jìn)行施工，會增加施工難度。因此，在進(jìn)行弧形彎折段鋼筋二次彎折時，準(zhǔn)確計(jì)算各分段坐標(biāo)，確定各節(jié)點(diǎn)情況，計(jì)算出每段弧線長度，為主筋加工控制提供一定依據(jù)。

3.4 混凝土澆搗

在進(jìn)行混凝土澆筑時，為提高澆筑質(zhì)量，減少裂縫，于弧形彎折段模板位置開槽拼裝，同時對斜梁混凝土澆筑技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，混凝土振搗以“內(nèi)振搗”為主，“外振搗”為輔，這對于超高傾斜薄壁混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑和成型具有明顯幫助，這是因?yàn)橥庹駬v裝置安裝在模板底板，在底板與模板產(chǎn)生振動效應(yīng)，通過振動效應(yīng)間接傳給混凝土，使混凝土澆搗更加密實(shí)[7]。為保證該工程大體積混凝土澆筑質(zhì)量，需要在澆筑前觀察標(biāo)高控制點(diǎn)布設(shè)情況，無問題后進(jìn)行澆筑，并且在澆筑前要對混凝土坍落度進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。

4 施工效益分析

該建筑工程采用“幾”字形大體積混凝土結(jié)構(gòu)，為保證混凝土施工滿足要求，在實(shí)踐過程中，采用BIM技術(shù)對工程量進(jìn)行確定，并且輔助完成放樣，不僅及時生成“幾”字梁控制點(diǎn)坐標(biāo)，同時也能進(jìn)一步明確標(biāo)高位置，在降低人工計(jì)算的同時，也在很大程度上避免施工誤差。同時，在模板施工時，采用“鋼管斜撐+鋼絲繩外拉”形式對其進(jìn)行加固處理，經(jīng)過后續(xù)檢測證實(shí)，斜梁模板支撐結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性得到強(qiáng)化，同時確保了模板施工的安全性。該工程結(jié)合實(shí)際需要，改進(jìn)大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，確?！皫住弊中吻娉叱蠼Y(jié)構(gòu)施工安全，且施工進(jìn)度控制在合理范圍之內(nèi)，施工質(zhì)量有保障。從后續(xù)使用監(jiān)測情況看，該工程混凝土施工符合要求，溫度裂縫和收縮裂縫得到有效控制，具有良好的施工效益，可借鑒其施工經(jīng)驗(yàn)對混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)推廣。

5 結(jié)束語

綜上所述，在建筑工程項(xiàng)目施工中，大體積混凝土施工難度比較大，為減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，在施工過程中不斷對施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，從而保證施工質(zhì)量。本文結(jié)合某“幾”字形大體積混凝土結(jié)構(gòu)建筑工程項(xiàng)目，通過分析其施工難點(diǎn)，總結(jié)混凝土施工要點(diǎn)，并對施工過程中注意事項(xiàng)加以分析，目的在于盡量減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，并且降低潛在的施工風(fēng)險，規(guī)避混凝土結(jié)構(gòu)施工問題，切實(shí)提升超高建筑工程項(xiàng)目總體施工效益。作為施工技術(shù)人員，要以建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型為契機(jī)，結(jié)合不同項(xiàng)目實(shí)際情況，不斷對混凝土施工技術(shù)加以改進(jìn)，為建筑工程領(lǐng)域發(fā)展創(chuàng)造更多可能。