钢筋混凝土结构的建筑施工技术分析

文/肖建良 北京城建五建设集团有限公司 北京 100029

钢筋混凝土结构下,成品建筑的架构坚实、墙体坚固,不仅防火性强,而且耐用,使房屋的寿命极大地延长,由此,该结构也成为建筑行业多年来的青睐对象。钢筋混凝土结构所选用的材料、施工技术,均影响着相应建筑的承压能力、耐久性、安全性等,因而,在实际的钢筋混凝土类型建筑施工中,人们关注、研究的主要方向也是材料、技术方面。本文则选择了施工技术作为探析对象,力图清晰梳理房屋建筑混凝土施工的技术要点。

钢筋混凝土结构是现代建筑工程中最常见的结构形式[1]。钢筋混凝土结构具有结构优势[2]。就材料的组成而言,钢筋混凝土是同时融合了钢化材料,诸如钢纤维、钢板、钢筋网等,以及混凝土材料的一种复合材料,还被叫做钢筋砼。显然,钢化材料的加入,使得混凝土材料的原本性能得到升级,变得更加坚固、稳定,同时也赋予它新的与钢化材料趋同的力学性质。可以说,钢筋混凝土材料是集混凝土、钢化材料特性于一体的,是对二者进行了优势组合。

建筑行业内能够出现钢筋混凝土材料设计,是因为混凝土、钢筋二者有进行组合的条件:二者各自的线膨胀系数趋近,所以组合后不会受限于环境变化的影响,可能产生的应力仍在可控范围;
二者组合时,能够进行紧密粘结,自成一体,所以可顺利改善混合后材料结构的强度以及稳定性。

成品钢筋混凝土材料的具体的特性表现在:其一,材料易得、成本相对不高,在同样的设计目标与工期要求下,该类材料结构往往施工快、竣工快,进度和质量控制更为稳妥。该类材料结构的制作并不复杂。建筑人员应用的钢筋混凝土原材料来源广泛,很容易从周边环境或市场中获取,诸如获取到钢筋、水泥、粗细集料等,继而再方便快捷地制作成组合材料,即钢筋混凝土结构成品,用于之后的施工。其二,两类组合材料可优势互补,形成综合性能新材料。即,钢筋混凝土材料兼而具有较强的抗压性能(混凝土)和较强的抗拉性能(钢筋);
同时,它也具有突出的抗爆、抗震性能。显然,对于商用、民用、公用建筑而言,材料的诸上特性乃优质特性,是建筑工程得以保质量、保安全的现实条件。

2.1 可模性

就结构的塑造而言,新拌和的混凝土具备很好的塑形能力,能够根据差异化的建筑设计要求,进行尺寸、外形等角度的构件或结构塑造。这也使得钢筋混凝土结构带有了可模性,高度适应于不同的建筑设计场景。

2.2 整体性

钢筋混凝土结构有助于提高建筑物的使用安全性[3]。这与其整体性特性是分不开的。在钢筋混凝土材料特性中提到,混凝土、钢化材料二者可高度粘结。这为钢筋混凝土结构自身的整体性保持奠定了前提基础。其中,所有钢筋混凝土结构中,处于现浇阶段的,性能最为优良,结构整体性最强。只要保证设计科学,则其抗爆、抗振动、抗震等能力都表现优秀。

2.3 耐火性

整体上,钢筋混凝土结构一旦形成后,其综合的耐火性能要强于普通的钢结构。这是因为,其内部的组成材料中,增加了更多的抗燃物质,诸如砂石材料、水泥材料等。

2.4 耐久性

和其他需要维修、保养的建材相对比,钢筋混凝土结构更加耐久,即,无需在短周期内进行经常性地维护、修缮。这可以节约大量的建筑保养成本。

建筑工程钢筋混凝土结构施工质量的好坏,既对结构物 的安全和使用功能产生影响,也对结构物的造价有很大影响[4]。因此,真实的施工中,尤为注重对相关结构质量影响因素的分析、控制。

3.1 结构构件分析

内因乃各类质量问题发生的首要因素。所以,钢筋混凝土结构自身的构件问题,在其质量保持中不容小觑。显然,如诸上分析所述,钢筋混凝土结构有其被选择、被应用推广的诸多优点,但是,它也是一个优缺点共存的矛盾体。其结构构件的缺点也是十分突出的。这表现在其结构的节点较多、结构截面较小两方面。另外需要强调的就是,建筑施工常涉及高空操作,这要求施工人员必须克服较多的施工难题。而一旦人员的技术水平不达标,或者现场作业难度确实超大,就不可避免地要暴露出相应的质量问题。

3.2 人员因素分析

在施工现场,最大的影响钢筋混凝土结构施工质量的动因就是人。建筑施工场地遍布全国各地,每一个施工项目所集结的施工人员,都是来自差异化的地区。他们各自的受教育背景不同、对施工技术的掌握程度不同、务工经验的积累程度也不同,这决定了施工现场可能存在无形的安全隐患。在进行关于钢筋混凝土结构的系列施工时,其对应的人员未经专业性作业培训或者所受培训程度不深的情况下,就不可避免地存在一定比重的违规操作,而相应材料结构的较高的施工质量就不能保持了。

3.3 材料因素分析

和单一材料的结构相对比,钢筋混凝土结构的质量稳定性要通过其组成材料的合理、正确配比来保证。在该类结构的组成材料中,涉及到了模板材、钢筋、砂石骨料、水泥材料。它们各自首先要保证质量过关。同时,使所有材料组合在一起,形成可用、堪用的钢筋混凝土结构,则是要经过标准化地配比的。一旦施工现场的配比操作不合理、不标准,则必然制成不合格的建材,也必然直接影响建筑施工质量。所制成的钢筋混凝土建材不合格,最直接且直观的表现就是材料结构出现裂缝。例如,一旦水、水泥二者配比失当,即出现泥浆现象;
一旦水灰、水泥二者配比失当,即出现混凝土强度不符标准的情况;
一旦水泥、砂石二者配比失当,即出现混凝土黏合力不符标准的情况;
等等。

3.4 技术因素分析

现实中的钢筋混凝土结构质量的保持,须以规范化的技术操作为条件之一。例如,当施工人员的温度把控操作不规范时,就容易导致混凝土变形,其中,温度应力如果高于混凝土抗拉强度,则随即会出现相应的温度裂缝;
当施工人员的拆除模板时机错误,即过于提前,则可能导致混凝土强度不足,继而使其结构出现局部塌陷、棱角缺陷等问题。

除了诸上因素,实际的钢筋混凝土结构的建筑施工中,能对质量形成影响的还有施工人员对施工特点的把握:首先,相关施工要注意对应的流程的复杂性。如诸上影响因素分析可见,钢筋混凝土结构施工的质量控制较有难度,而且,相应的施工流程、工序也并不简单。所以施工上必须从严、从细进行诸方面的流程监督、环节把控。施工人员可先梳理现场情况,实事求是地落实具体要求、明确流程工序,再一一依据工序步骤进行操作。当出现现场情况变化、具体施工要求变化时,则尽快做出工序调整,使施工作业平稳、不杂乱。其次,相关施工要注意对应的钢筋混凝土结构的可损、易损性。从理想角度分析,钢筋混凝土结构较之其他类型建材,在结构强度、稳定性上都是突出的,但其依然不能完全规避实际作业中可能出现的综合性问题,诸如原材料质量不过关、施工工序安排有失合理性等。由此,在不固定的内外因作用下,钢筋混凝土结构于施工中就不能保证绝对稳定和无破损,甚至还有连带发生安全事故的不利因素存在。再次,相关施工要注意对应的钢筋混凝土结构的易变性。就结构的浇筑质量而言,钢筋混凝土结构有赖于对模板、二次支撑结构的正确设置,这样才能使结构内部的连接更为有效。然而该浇筑过程也存在需要注意的问题,即所设置的现场的支撑系统有发生位移、变形的可能。当其荷载压力不断增加,以至于达到超负荷状态时,位移或变形状况就出现了。由此,以支撑系统为标准的钢筋混凝土结构,自然也要出现变形。最后,相关施工要注意钢筋混凝土结构的碳化问题。所谓碳化,主要是针对其结构中的混凝土而言的。混凝土内部材料并非绝对稳定,它们可能因外界空气的渗透,主要是其中的二氧化碳渗透,而渐进式地引发化学反应,从而使混凝土材料中生成水、碳酸钙等新的物质,也就完成了一定程度的碳化过程。一旦碳化现象存在,钢筋混凝土结构内的混凝土就会失去稳定性,内部水泥出现干缩,继而引发裂隙,自此,其优秀的结构性能会损失大半。其中,水泥的干缩裂缝一般较小,一般存在于墙体表面[5]。

4.1 模板工程施工技术分析

(1)关于框架柱模板的准确定制。每一个框架柱模板定制的相关作业,都需要于其模板内部加装合适的木方、九夹板。木方、九夹板的大小或尺寸以具体工程的施工图纸为根据,以严格把握最终的模板的尺寸。另外,于木方、九夹板加装前,施工人员应当先在柱底外侧认真画出对应的柱模墨线、支模控制线、内边线;
继而,还要严格就柱模的垂直度加以校正,并加固两个柱模。两柱模的加固需要用到拉杆工具。

(2)关于梁板模板的准确定制。施工人员需参照规范的位置设定,标注梁位线、水平线、对轴线,继而对标相应的位置,安装支撑架。其中,支撑架的安装需注意提前查看其坚实与否,一旦坚实度不足,则尽快进行加固;
支撑架的安装也需提前在其下铺设垫板(木制)。垫板厚度约为5cm 即可。同时,还有如下模板定制数据需要把握:水平横杆距:距离范围为150~180cm;
支撑力杆间距:距离范围为80~100cm;
地面与底部扫地杆间距:距离约为20cm。诸上数据的控制,有助于保证支撑架结构的对力的合理分配,从而防止因过于集中各个支撑力而出现危险。梁板模板的定制中,也需要基于具体工程的实况,进行斜撑的架设。这有助于保持整体的排架的稳固。其中,两个横楞之间的间距,也需要在标准的范围内,其最佳范围是30~50cm;
而起拱同样也要遵循规范化要求,不可任意选择标准。此外,在模板安装的测量方面,施工人员必须先严格进行钢筋绑扎与调整,继而按流程验收,在确定其合格时,再接着推进安装、加固等工序。

(3)关于楼梯模板的准确定制。真实的施工作业中,楼梯模板必须保证和工程中的实际现场的楼梯是1 ∶1对应的,同时还要确保模板质量符合要求。在确定模板比例、质量均无问题后,施工人员要依据既定安装顺序与流程进行实际的作业施工。其中,需要注意的技术要点是,在展开钢筋混凝土结构施工时,要使楼梯踏步的立面有所退缩,从而令相应楼梯的踏步线条趋于美观、整齐。

(4)关于模板的拆除工序。当各个模板得到完整施工后,施工人员要检验混凝土的强度。当其强度随时间变化,最后达到标准要求时,就要启动模板拆卸工序。拆卸工序需注意的技术要点是,严格把握拆除顺序,让非承重部分先被除去,承重部分后被除去;
让后支的部分先被除去,而先支的部分要后被除去。

4.2 钢筋工程施工技术分析

(1)关于钢筋的绑扎作业。绑扎作业的预备:于正式绑扎前,提前做好关于钢筋的验收工作,包括参照具体的施工要求进行钢筋材料的性能、型号、规格、数量等的明确,使相应数据一一对应。绑扎作业的过程控制:作业过程中,施工人员需要基于对铁丝的应用,绑紧需要固定的各端,即,要使各交叉位置的钢筋能够紧固在一起,连接为一体;
接头位置要选在弯曲处,而相应的间距必须严格限定在钢筋直径的10 倍以上。此处,有一个需要强调的技术要点,即接头位置虽然必在弯曲处,但不可以是弯矩最大值之处。同时,模板、钢筋二者间需要加入垫层结构,这能够合理地避免钢筋受损。而遇到对双层钢筋网进行绑扎的情况时,施工人员应当提前对其设置合适的钢筋撑脚,以保证钢筋定位的准确性不会因绑扎钢筋的动作而受到影响。墙与板二者间也要加入钢筋网,且要对钢筋交叉位置(靠近外围的除外)进行绑扎加固。

(2)关于焊接作业。焊接作业的预备:工作前,需做系列的检查,例如查看引弧位置,看其是否在帮条、垫板或者相应的焊缝位置上。这是为了避免出现因焊接温度过高而出现主筋结构被烧伤的情况,否则就会影响钢筋的承载力发挥。具体的钢筋焊接中,施工人员有多种焊接形式作为选择,例如,双面焊、帮条焊、搭接焊等。倘若工程施工的条件受限,施工人员也可选择进行简单的单面焊接。需要强调的是,帮条焊的操作中,被应用的帮条的型号必须和主筋相对应,而主筋间距范围要保持在0.2~0.5cm 之间;
而搭接焊的操作中,施工人员必须做好关于主筋结构的弯曲处理(仅在搭接段),从而防止操作中使被焊接的两条钢筋处于一个轴线上。此外,帮条焊、搭接焊的焊接操作上,施工人员也要注意先进行焊缝中的引弧操作,尽可能于端头收弧以前,保证弧坑被填满,从而使定位焊缝、主焊缝二者连接紧实。

4.3 混凝土工程施工的技术

(1)关于框架柱的浇筑作业。实际作业中,往往需根据混凝土级来配比水泥砂浆,继而由柱的底部作为起始处,开始注浆。当柱高大于4m 时,注浆策略要改变,即,先在柱的中间处设相应的孔洞,而后由孔洞开始注浆。如果柱顶部位因先前的主筋交叉作业影响,不能支持进行浇筑,则要在其下50cm 处,设相应的孔洞,用来继续完成浇筑。此时,也可以选择不设置孔洞,而改成变更钢筋绑扎位置,从而实现由柱的顶部进行浇筑。需要注意的是,浇筑作业中的下料、振捣操作应结合实际情况来分层实施。其中,下料的操作高度可保持在低于50cm 范围内。

(2)关于梁板的浇筑作业。该作业一方面要贯彻操作原则,另一方面要对施工缝正确处理,用以辅助浇筑的完成,确保浇筑质量。浇筑倾向于选择“赶浆法”,即基于一端的“赶浆”操作,使混凝土流向得到推进;
其间也要结合梁高来分层操作,注意形成阶梯形的浇筑。

(3)关于楼梯的浇筑作业。该作业与梁板浇筑可一并开展,坚持按照由上而下的顺序进行。当浇筑作业结束时,施工人员需尽快振捣处理底板的混凝土,使其达到标准的密实度,继而再处理踏步位置的混凝土。以上处理完毕,施工人员还要使用搓板搓平所有楼梯浇筑面。

(4)关于施工缝的处理操作。相关处理操作进行前,施工人员要先处理一下施工缝和缝的周边,主要是让其存有的硬化混凝土得到去除,以及顺便做好表面清洁,诸如去掉浮浆、细小垃圾等。处理过程中,施工人员不可损坏周围混凝土及其结构,并要预先为配合混凝土浇筑,进行施工缝上的对应的水泥砂浆铺设。

(5)关于混凝土工程的事后养护。事后养护的第一个要点是,进行温度控制。施工人员应当于所有作业完成后,认真检测混凝土的内外温度,从而了解到对应的环境温度情况,依次为依据,分析得出应该采取的正确的养护措施,以使钢筋混凝土结构不会在过大的内外温差作用下出现缝隙。同时,工程完工后,也有个别的区域会出现冻胀、有孔洞等的情况,这要求施工人员选用塑料薄膜对混凝土表面尽快进行覆盖,以形成保护。若是温度特别高的情况下,施工人员要结合具体情况施策,其需要注意的事项有:混凝土表面处于初凝状态,则不可直接覆盖其表面来控温,这易使其表面坑洼不平;
保护膜的去除,需要等到混凝土表面进入终凝状态以后。

综上所述,钢筋混凝土结构是兼而具有应用优势、缺点的建筑材料结构。其优势的存在,决定了其在建筑市场的应用前景,哪怕在新式材料层出不穷的情况下,也依然有较大的应用比重。其缺点的存在,决定了相关建筑施工不能有失规范和有失技术考量,而必须在模板工程施工、钢筋工程施工、混凝土工程施工方面做出正确的技术处理,由此才能够使相应的工程质量趋近于理想水平。

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