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房屋建筑土方和混凝土工程施工技术应用
2023-01-16 18:05:08 ℃熊 畅 赵建峰 马 涛 韩雄毅 张志涛
(中建七局国际工程建设有限公司,广东 广州 510000)
随着城市化进程加快,房屋建筑数量明显增多,建筑施工质量不仅影响建筑使用性能,还关乎社会的稳定发展。其中,土方工程包括土(石)方的开挖、填筑、运输及排水降水,例如场地平整、基础开挖、基坑回填等;
混凝土工程是根据设计要求,利用钢筋与混凝土两种材料浇筑形成的构件和结构。土方工程和混凝土工程,均是房屋建筑施工中的重点,不少施工质量缺陷的形成,均是这两者引起的[1]。以下结合实践,探讨了房屋建筑土方和混凝土施工技术的应用。
1.1 房屋建筑项目简介
某房屋建筑项目,是一个多功能的商业办公楼。该项目占地面积约1600m2,建筑总面积4950m2,包括地下1层、地上4层;
层高3.4m,屋脊高度16.5m;
耐火等级为二级,防火区采用乙级、丙级防火门,共设计4部电梯。建筑主体结构采用框-剪结构,屋面保温材料使用50mm厚的岩棉保温板,防水材料使用1.5mm厚的水泥基防水涂料;
外墙装修采用铝塑板幕墙,内墙装修采用乳胶漆和陶瓷面砖。
1.2 施工重难点
本工程施工重难点包括:①土方和混凝土工程量大。地下室施工过程中,需要进行大量的土方开挖、转运和回填作业,如何提高开挖效率、调配机械设备,成为一个施工难点;
②施工影响范围广。该工程项目位于市中心,场地周围交通便捷,是商业和住宅集中区。现场施工过程中,噪音、扬尘、污染等情况控制不到位,会对周边居民的生活、工作带来不利影响,是一个管理重难点;
③工期紧张、施工技术要求高。该工程项目预计工期为18个月,第三方机构的质量评分要不低于95分,对施工技术提出高要求。如何兼顾进度和质量,也是一个施工管理难点。
该项目地下室土方工程施工工艺流程为:准备工作→土方开挖→基坑防护→回填施工→填土压实,具体施工方法介绍如下。
2.1 准备工作
土方开挖前,准备工作包括:①四通一平,根据施工平面图对现场进行合理规划,为后续施工作业奠定基础;
②测量放样,标记各类施工控制线,建立完整的控制网络;
③了解地质勘查结果,本项目地基持力层为粉土~砂质粉土,标高为-2.8m~-2.2m,厚度平均为60cm。持力层下方是黏土质砂岩、砂岩和砂,质地较坚硬。基础垫层底部标高为-1.5m,结合地质特点将开挖深度控制为1m;
④开挖作业中,使用2台挖土机、6辆运输车;
以机械开挖为主,人工配合为辅;
⑤基坑四周均放坡,坡度为1∶0.2,采用土钉墙锚喷支护。
2.2 土方开挖
土方开挖施工,遵循分层开挖、及时支护、禁止超挖的原则。施工技术要点包括:①先利用挖土机进行开挖,对2台挖土机进行合理配置,提高施工效率;
②当开挖面距离设计标高25cm时,转为人工开挖作业,提高施工精细化程度,避免出现超挖、欠挖等情况[2];
③开挖过程中,动态监测平面位置、水平标高和边坡坡度,将误差控制在允许范围内;
④为防止地下水浸泡基底,在基坑边设置临时排水沟,宽度为50cm;
在转角处设置临时集水坑,配置1台抽水泵,将基坑内的积水及时排出。
2.3 基坑防护
基坑开挖完成后,及时完善防护措施,技术要点包括:①探明地下管网,避免发生管网挖断的意外事件;
②距离基坑边缘60cm处设置护身栏杆,立杆相邻间距为4m,高出地面1.8m,埋深0.8m。在基坑边缘50cm处,砌筑30cm高的砖墙,砖柱间距控制为6m;
③在基坑上口边1m范围内,不能堆放材料、弃土,不能停放机械设备;
施工人员不能翻越护身栏杆,并设置安全警示牌,夜间使用红色标志灯;
④现场施工时,基坑外施工人员不能向基坑内乱扔杂物,传递工具时注意保护基坑内人员的安全;
⑤基坑内的施工人员休息时,要远离基坑边缘、放坡处,防止发生意外;
⑥机械设备运行时,严格服从现场指挥,实行一人一机负责制。土钉墙锚喷支护方案如图1所示。
图1 土钉墙锚喷支护的示意图和现场图
2.4 回填施工
回填施工使用2台推土机,施工技术要点包括:①回填前,将基坑底部的垃圾、杂物清理干净,清理至基础底面标高;
②合理选择回填材料,常见如碎石、砂土、黏性土等,检验密度、含水率等指标,确保符合规定要求;
③分层回填,根据土质、密实度要求,确定每一层土体的铺设厚度,一般人工打夯厚度≤200mm,使用打夯机厚度为200mm~250mm;
④在深、浅基坑相连的部位,按照先深后浅的顺序进行回填。当深基坑回填高度与浅基坑一致时,再与浅基坑一起进行填夯。分段填夯时,在两者的交接处形成阶梯状,上下层错缝≥1m[3];
⑤填土全部回填完成后,对表面拉线找平,超过标准高程的地方及时铲平,低于标准高程的地方补土夯实。
2.5 填土压实
回填施工完成后,填土压实主要有三种方法:一是使用机械滚轮碾压,适用于大面积的土方工程中;
二是使用夯锤压实,适用于湿陷性黄土、黏性土工程中;
三是机械振动压实,在振动力作用下,可改善涂料的分布状态、减小空隙率,提高土层的密实度。本项目采用机械振动压实法,使用JKZ-6000型压路机,主要技术参数如下:振幅0.5mm,振动频率55Hz,激振力65kN,振动方式为液压振动,爬坡能力为35°,运行速度为2km/h~8km/h。
2.6 质量与环保措施
质量措施方面,主要内容有:①遵循“谁主管、谁负责”的原则,落实部门和人员的责任,施工班组必须服从施工单位的管理,自觉接受监督检查;
②落实技术和安全交底,编制完善可行的专项施工方案,对人、机、料进行优化配置,兼顾效率和质量;
③基坑开挖完成后,按照表1进行检验。
表1 基坑工程的质量控制标准和检验方法
环保措施方面,主要内容有:①车辆运输土体时,在现场出入口清扫车轮,对土方进行遮盖,防止沿途遗洒;
②在施工现场,使用洒水系统抑制扬尘,改善现场空气质量;
③机械设备运行期间,使用消音装置或设棚封闭,不能进行封闭的设备,严格控制作业时间为早8点至晚22点;
④保持正常的施工秩序,减少对周围办公、居民生活的干扰,推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料[4]。
该项目基础底板、楼板等部位,属于大体积混凝土工程,最常见的质量问题是出现结构裂缝。其中,温差裂缝和干缩裂缝不仅影响建筑物的正常使用,而且危及结构物的安全,造成强度降低、钢筋腐蚀、结构渗漏、耐久性降低,甚至结构破坏。本项目混凝土工程施工期间,采取针对性施工技术方法预防裂缝出现,具体介绍如下。
3.1 控制混凝土的出厂温度
以底板C30膨胀抗裂混凝土为例,施工配合比见表2。在此基础上,为降低混凝土的出厂温度,采取的技术措施有:①对石子、砂子进行洒水,安排人员负责洒水降温工作,定时测量石子、砂子的温度;
②搅拌过程中,增加洒水装置,每次装混凝土前对混凝土搅拌车的搅拌罐进行淋水降温;
③混凝土搅拌站,不定期清洁搅拌机,对搅拌机进行淋水降温;
④根据天气因素,安排在晚间进行混凝土浇筑,避开日间高温时段。
表2 底板C30膨胀抗裂混凝土的施工配合比
3.2 采用分层浇筑法
本项目中,大体积混凝土采用分层浇筑法,施工技术要点包括:①混凝土的浇筑大方向是自内向外,先浇筑电梯井、集水坑底部至底板下方;
②根据后浇带划分为7个施工区域,每个区域采用2台混凝土泵同时顺向进行浇筑。2台相邻混凝土泵在交汇位置处,为防止出现施工缝,施工中采取分时段交汇混凝土浇筑的方法;
③厚度较大的部位,薄层浇筑、循序推进,采取斜面分层推进,一次从底到顶浇筑完成;
④浇筑过程中,及时清除混凝土表面的泌水,防止受力钢筋、定位筋、预埋件出现移位和变形。以承台部位为例,混凝土分层浇筑如图2所示。
图2 承台部位凝土的分层浇筑示意图
3.3 优化振捣工艺
混凝土入模板后,对传统的振捣工艺进行优化,技术要点包括:①分层振捣,每次浇筑高度控制在振动棒长度的1.25倍以内,配合使用钢筋标尺,以保证振捣棒的插入深度;
②对上层混凝土振捣时,插入下层混凝土50mm~100mm,并在下层混凝土初凝前完成振捣,促使上、下层混凝土形成一个整体;
③均匀排列振捣棒的插点,本项目中采用交错式移动方式,移动间距为500mm;
④振捣棒与模板的距离≥30cm,注意避开钢筋和预埋件。浇筑时设专人看护模板、钢筋,一旦发现位移、变形等情况及时处理;
⑤振捣时间按照每点20s~30s进行控制,以不再下沉、不出现气泡、表面出现灰浆为准[5]。
3.4 做好养护工作
混凝土浇筑完成后,养护作业技术要点包括:①在混凝土表面使用薄膜+麻袋覆盖,保持湿润状态养护14d,根据测温结果确定覆盖物拆除时间;
②养护时间≥14d,蓄水时间≥3d。根据测温结果,混凝土表面温度与大气温度的差异小于15℃,撤去蓄水、改为覆盖麻袋浇水,并密切监测温度变化,时刻保持两者的温差小于25℃;
③混凝土强度未达到1.2MPa前,不得上人,不能安装模板、支架。
4.1 质量效益
本项目在规定时间内完工,顺利通过业主的质量验收,第三方机构给出质量评分96分,实现了预期质量目标。
4.2 经济效益
本项目施工期间,通过工艺优化、资源调配提高了土方工程的施工效率,满足大体积混凝土连续性、一次性浇注成型的要求。各项工序顺利完成,工程成本控制在预期造价范围内,取得良好的经济效益。
4.3 社会效益
本项目采用抑制扬尘、控制噪音、预防污染等措施,最大程度上减少对周边居民工作和生活的影响。再加上充分的宣传工作,获得居民的认可与配合,帮助企业树立了正面的社会形象。
综上所述,房屋建筑施工过程中,土方工程和混凝土工程均是重要内容。本文从准备工作、土方开挖、基坑防护、回填施工、填土压实等方面,介绍了土方工程的施工方法;
从控制出厂温度、分层浇筑、优化振捣工艺、养护工作等方面,介绍了大体积混凝土的施工技术要点。
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