高層建筑施工質(zhì)量與安全控制研究

1、高層建筑施工質(zhì)量與安全控制研究 【內(nèi)容提要】近年來,大型商場、酒店和住宅都采用高層建筑的方式構建。高層 建筑整個結構較為復雜, 施工周期較長, 要在安全施工的前提下, 完成工程建設, 需要工程施工方提出科學有效的施工質(zhì)量和安全管理策略。 本文主要對高層建筑 施工質(zhì)量與安全控制進行了分析,可供同行參考借鑒?！娟P鍵詞】高層建筑 施工質(zhì)量 安全 控制隨著建筑技術與社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展, 高層建筑拔地而起、 不斷 涌現(xiàn), 高層建筑項目的施工和質(zhì)量控制問題也成為建筑業(yè)界關注的課 題。市場經(jīng)濟體制的進一步完善,競爭也顯得尤為激烈。更應提高對 形勢的判斷能力,博采眾長,更新觀念,吸取先進的管理經(jīng)驗,以科 學的

2、發(fā)展,認真組織、精心施工以達到更高要求,也是新時期工程管 理人員應具備的條件。高層建筑項目施工涉及面廣, 是一個復雜的綜合管理過程, 影響 質(zhì)量的因素眾多,管理困難。如設計、地質(zhì)勘察、氣象、施工工藝方 法、 管理制度等均可直接影響工程質(zhì)量。 高層項目的質(zhì)量可控點和可 變因素眾多,微小的變化和差異都會引起質(zhì)量問題,甚至質(zhì)量事故。 如材料性能的微小波動,機械設備正常的磨損、操作的微小變化,環(huán) 境的微小波動,均會引起偶然性質(zhì)量問題。當使用材料的規(guī)格、品種 有誤,施工方法不妥,機械故障,設計計算錯誤,則會引起系統(tǒng)性的 質(zhì)量問題,造成質(zhì)量事故。同時,高層施工項目工序交接繁多,若不 及時檢查實質(zhì),事后再看

3、表面,就容易產(chǎn)生第二判斷錯誤,容易使不 合格的產(chǎn)品認為合格的產(chǎn)品,反之,若檢查不認真,測量儀器不準, 就會產(chǎn)生第一判斷錯誤,把合格產(chǎn)品認為是不合格的產(chǎn)品。另外,高 層建筑項目質(zhì)量管理受成本、進度制約較大,一般情況下,投資大、進度慢,質(zhì)量就好,反之則差,在高層項目施工過程中,還要處理好 質(zhì)量、成本、進度的關系,達到三者的統(tǒng)一。一、 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(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呢 ? (一 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

4、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(jù)級配做 配合比試驗 (實驗室配比 ,在實際施工時照此執(zhí)行。但問題就在于級 配與現(xiàn)場施工過程中是否相符。 有資料統(tǒng)計顯示, 若因砂的含水率增 多,砂率下降 2%3%,混凝土強度將下降 15%20%,而水泥數(shù) 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%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(jù)地區(qū)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(diào)整, 如 540mm 石子, M2.3細砂做一組, 540mm 石子, M 2.3中粗

5、砂做一組等。(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(diào)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(diào)整。(二嚴格養(yǎng)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(xiàn)混凝土強度不足。 分析其原因, 多為搶工期、養(yǎng)護時間嚴重不足。(1對大體積澆筑量大的混凝土應有養(yǎng)護方案,從養(yǎng)護開始至養(yǎng) 護結束應有專人負責, 從主觀意識上要對養(yǎng)護有足夠的認識。 養(yǎng)護方 案中應從人員、水源、晝夜、覆蓋等多方面措施進行考慮,

6、不漏主要 關鍵細節(jié)。(2加強養(yǎng)護期的督查。對養(yǎng)護所采取的措施及現(xiàn)場養(yǎng)護情況進 行跟蹤記錄,及時發(fā)現(xiàn)問題,確保養(yǎng)護的有效性。(三加強混凝土強度評定剔除試塊制作的不規(guī)范現(xiàn)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! GB_T 50107-2010混 凝土強度檢驗評定標準規(guī)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(chǎn)工藝條件和 配比基本相同的混凝土組成。根據(jù)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(yǎng)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

7、統(tǒng)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(guī)范要求,也符合現(xiàn)場實際。二、加強高層建筑的“三線”控制軸線、標高、垂直度類似于建筑物的經(jīng)絡。對高層建筑來說,由于涉 及面廣,操作難度大,經(jīng)常會發(fā)生位移或不準現(xiàn)象。 “三線”的控制 是高層建筑的一大難點。(一垂直度的控制(1控制垂直度是保證高層建筑的質(zhì)量基礎,也是關鍵的環(huán)節(jié)之 一。為了控制建筑大樓的垂直度,首先應根據(jù)大樓柱網(wǎng)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

8、,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(nèi)、 外雙控使高層建筑的豎向 投測誤差能減小到最低限度。(二軸線的控制(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

9、,采用大 線錘引測下層樓面的控制點, 再用經(jīng)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(yōu)質(zhì)膠合夾板, 外墻外圍組合固 定大模, 內(nèi)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: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(nèi); 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(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整,從而達到線性控制的目的。(三標高線的控制(1在每層預控軸線的至少四個洞口 (一般高層至少要由

10、 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 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(xiàn)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。三、加強建筑裂縫

11、的控制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 0.4iL 。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(wěn)定、穩(wěn)定、閉合、愈合等幾大類型。雖說骨料內(nèi)部凝 固時產(chǎn)生的微觀裂縫不可避免, 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?guī)в械叵率?所 以裂縫產(chǎn)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(tài)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(tài)下的結構, 在沒有

12、足夠的變形余地時,為防止裂縫所采取的措施。(一設計措施(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(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(wǎng) (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。(二施工措施(

13、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: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/m 3 。 實踐經(jīng)驗表明, 每 m 3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(jīng)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(jù)此可提請設計科研部門予以探討和評定。 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

14、內(nèi)部的水分 和氣泡。(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(yǎng)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(yǎng)護, 避免表面水分蒸發(fā)過快, 產(chǎn)生較大收縮的同時, 受到內(nèi)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(xiàn);同時在養(yǎng)護 過程中對表面、中間、底部溫度進行跟蹤監(jiān)測 (尤其在前 3天 。對混 凝土澆筑后的內(nèi)部最高溫度與氣溫宜控制在 25以內(nèi),否則因溫差 過大產(chǎn)生混凝土裂縫。四、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(yè)多、工作條件差,以及 在有限的空間要集中大量人員密集

15、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:(一基坑支護(1基坑開挖前,要按照土質(zhì)情況、基坑深度及環(huán)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(nèi)不允許堆放重物。(3對基坑邊與基坑內(nèi)應有排水措施。(4在施工過程中加強坑壁的監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)異常及時處理。(二腳手架(1高層建筑的腳手架應經(jīng)充分計算,根據(jù)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(yè)層應滿鋪,密目式安全網(wǎng)全封 閉。(4材質(zhì):鋼管 Q235(3#鋼 鋼材,外徑 48mm

16、 ,內(nèi)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(tǒng)。 (三模板工程(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(jié)性施工制定針對性措施。(2支撐系統(tǒng):應經(jīng)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(wěn)定 的措施。(4拆除模板應按方案規(guī)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(jiān)護。(四施工用電(1必須設置電房,兩級保護,三級配電,施工機械實現(xiàn)“四個 一” ;施工現(xiàn)場專用的中心點直接接地的電力線路供電系統(tǒng)中心采用 TN S 系統(tǒng),即三相五線制電源電纜。(2接地與接零保護系統(tǒng):確保電阻值小于規(guī)范的規(guī)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。四、結束語現(xiàn)代高層施工技術中, 安全施工是建設中的主要部分。 如何保證 施