缩略图

土木工程建筑中混凝土结构的施工工艺

作者

李佩璇

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摘要;在土木工程建设领域,混凝土结构施工工艺直接影响建筑质量与安全。本文深入剖析混凝土结构施工工艺现状,指出传统工艺在效率与质量控制上的局限,阐述现代工艺自动化、智能化、绿色化的发展趋势,以及裂缝、蜂窝麻面等常见问题。同时,系统解析施工前准备、制备运输、浇筑振捣、养护拆模等关键环节工艺要点,并提出从原材料把控、施工过程监测到成品检验的全流程质量控制策略,为提升混凝土结构施工水平提供理论与实践指导。

关键词:土木工程;混凝土结构;施工工艺;质量控制;工艺创新

引言

随着城市化进程的加速与基础设施建设的蓬勃发展,混凝土结构凭借其良好的可塑性、高强度及耐久性,在土木工程领域占据核心地位。从高耸入云的摩天大楼到横跨江河的桥梁,从大型水利枢纽到地下交通工程,混凝土结构广泛应用于各类建筑项目。然而,混凝土结构施工工艺的复杂性与多样性,使得施工过程中易出现质量隐患,直接威胁建筑的安全性与使用寿命。

一、混凝土结构施工工艺现状分析

常规的混凝土施工工序都是人工主导工序,如支模、绑筋、浇混凝土和养护。支模主要是用木制模板或钢板模板,支模时按图成块组装连接而成,在这一工序上,人工灵活方便,可以满足一些复杂造型建筑的支模要求。再如钢筋绑扎都是人工进行绑扎,不仅劳动强度高,而且钢筋的绑扎质量受工人水平差异影响很大,容易出现钢筋间距不准确、锚固长度不够等质量问题。而在浇混凝土工序中常规方法基本上都是用插入式振捣棒人工振动进行操作,这种振动法很难控制振捣时间、振捣深度,很容易引起混凝土的过振、漏振,振捣不密实。常规养护主要是自然养护,就是用草帘盖好、浇水,这样的养护要求温度湿度达标,但是再好的材料一旦温度湿度不达标,则自然效果也不明显,非常影响高性能混凝土的养护效果。

1.2 现代施工工艺的发展趋势

现代建筑施工日益注重智能化、绿色化,混凝土施工也不例外。自动化主要体现在预拌混凝土技术的推广使用,商品混凝土搅拌站实现利用计算机进行自动配料、搅拌,远高于人工现场搅拌的效率(多可节省50%以上),生产质量更加稳定。智能化施工,如无人机测绘与BIM相结合为混凝土浇筑提供精确定制的路线,智能振捣设备利用传感器实时计算振捣数据,确保振捣过程不会有主观意识的影响。而绿色化则主要体现在混凝土施工的新型环保材质的应用上。如自密实混凝土,在进行施工后,由于混凝土中无需振捣机的搅拌和振动便可以依靠自重就能在混凝土输送泵的作用下完成自流平,从而将整个混凝土浇注工作所产生的噪音和消耗的电力降至最低等。再如将建筑垃圾通过混凝土的再生骨料来实现对建筑垃圾进行再利用等等,以此来达到再生型混凝土施工材料绿色节能的目标。

1.3 当前施工工艺存在的主要问题

虽然工艺不断创新,但是在实际工程中仍出现了很多问题,其中裂缝是最典型的问题,60%的混凝土结构都有程度不同的裂缝,常见的诱因有温度变化、收缩变形以及荷载作用等,例如在大体积混凝土施工过程中,由于水泥水化热过高,使得大体积混凝土内部温度升高,而外部散热的速度较快,容易产生温差应力,从而造成结构出现裂缝问题。蜂窝麻面和孔洞问题非常常见,大多数情况都是由于混凝土振捣不实、模板漏浆或者钢筋过于密集使混凝土不能够填充,另外也有混凝土强度不够的问题,主要是由于部分工程中的混凝土施工配合比设计不合理或原材料质量不达标或施工养护不到位等问题的出现,导致混凝土的强度无法满足设计要求。

二、混凝土结构施工工艺关键环节解析

2.1 施工前的准备工作

严格控制原材料。水泥须为满足设计要求强度等级、凝结时间的品种,进场水泥进行安定性、强度抽检;严格控制砂石骨料的含泥量和颗粒级配,碎石针片状颗粒含量不超过15%。施工机械设备调试,搅拌机、振捣器、运料车辆等应运行状况良好,计量设备经校准合格。施工方案设计应根据工程施工特点,确定浇筑顺序、施工缝的留置部位及养护措施等。

2.2 混凝土的制备与运输

工程的混凝土配合比设计是混凝土制作中的关键,需要在符合工程施工要求以及根据原材料的特性进行试验配置,确定水泥、水、砂、石、外加剂等材料的配比。在搅拌时应当注意搅拌的时间,在自落式搅拌机中至少要搅拌90秒,在强制式搅拌机中要搅拌60秒,应当确保搅拌中的混凝土充分混合。根据运输方式的不同也会影响到混凝土的质量,在近的距离内可以通过搅拌运输车进行混凝土运输,在较远的距离内需要有相应的缓凝剂添加,避免混凝土在运输的过程当中被初凝。

2.3 混凝土的浇筑与振捣

分结构部位浇筑采用不同的浇筑方法。基础浇筑采用分层连续浇筑,每层厚度为300~500mm;柱浇筑时,应先在柱坑底部浇筑与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆50~100mm厚,避免烂根。梁、板同时浇筑时,梁宜沿次梁方向浇筑,板应双向进行浇筑。用插入式、平板式振捣器进行振捣,插入式振捣器快插慢拔,振捣时以混凝土表面不显著下沉、不再出现气泡、表面泛浆为止,振捣间距控制在不大于振捣器作用半径1.5倍;振捣时间不宜少于20~30s。

2.4 混凝土的养护与拆模

养护是实现混凝土强度增长的保证。养护时自然养护要在浇筑完以后的12小时内进行覆盖保湿,普通混凝土养护时间不少于7天,抗渗混凝土不少于14天。蒸汽养护适用于预制构件,要控制好升温、恒温、降温速度,防止混凝土因温度变化过大而产生裂缝。

三、混凝土结构施工质量控制要点

3.1 原材料质量控制

加强原材料进场检验的管控,对水泥必须要有出厂合格证、出厂检验报告,按批量复试;砂、石骨料按每600吨为一检验批,检查含泥量、泥块含量等内容,外加剂要检测其减水率、凝结时间差等性能指标。对不合格的材料坚决予以退货,杜绝质量隐患从原材料的进场开始严把质量关。

3.2 施工过程质量控制

通过加强对各方面的监测。在模板的支设后,测量其垂直、平整、支撑的牢固性;钢筋的绑扎和查看时应按照设计图纸,对钢筋的型号、间距、焊接等方式进行检查;混凝土浇筑后应当记录混凝土的坍落度与入模温度,每一工作班至少检测两次。

3.3 成品质量检验与评估

成品质量检测,成品质量检验包括外观质量检验与强度检测两方面。外观检验采取目测及尺量方法,检验有无裂缝、蜂窝麻面、孔洞等缺陷;强度检测可以采用回弹法、超声回弹综合法等非破损检测方法,对检测结果有疑问的构件采用钻芯法取芯样进行抗压强度试验。根据检测结果依据相关标准对混凝土结构质量进行评定,保障工程结构质量达到设计要求。

结语

混凝土结构施工工艺的优劣直接关系土木工程的质量与安全。通过分析现状可知,传统工艺的局限性与现代工艺的发展为施工带来机遇与挑战。精准把控施工关键环节,落实质量控制要点,是解决现存问题、提升施工水平的关键。未来,随着技术的不断创新,混凝土施工工艺将朝着更高效、智能、绿色的方向发展,为土木工程领域的持续进步提供有力支撑。

参考文献

[1]潘腾飞.土木工程建筑中混凝土结构的施工工艺[J].建材发展导向,2025,23(06):40-42.

[2]刘晓远.浅谈土木工程建筑中混凝土结构的施工技术[J].中国住宅设施,2024,(11):130-132.