關鍵詞:建筑工程 樁基混泥土 模板 施工技術

1前 言

中國建筑業(yè)經(jīng)過幾十年的奮斗和發(fā)展,近幾年來以前所未有的規(guī)模和速度發(fā)展,建成了一大批規(guī)模宏大、結構新穎、技術難度大的建筑物,取得了顯著的成績和突破性進展,充分顯示了我國建筑技術的實力。特別是超高層建(構)筑物和新型鋼結構建筑的興起對我國建設工程技術進步產(chǎn)生了巨大的推動力,促使我國建筑施工水平再上新臺階,有些已達到國際先進水平。本文在分析我國施工技術現(xiàn)狀的同時,也闡述了國內(nèi)施工技術的發(fā)展趨勢。

2 基礎工程施工技術

2.1 樁基技術

混凝土灌注樁具有適用于任何土層、承載力大、對周圍環(huán)境影響小等特點,因而發(fā)展最快。目前已施工的混凝土灌注樁樁徑達3m、孔深達104m。在灌注樁施工中國內(nèi)還研究應用了后壓漿技術,即成樁后通過預埋的注漿管用一定壓力將水泥漿壓入樁底和樁側,使之對樁側底泥皮、樁身和樁端底沉渣、樁周底土層生充填膠結、加筋、固化效應。采用后壓漿技術后,可減少樁體積40%,成本降低效果顯著。

(1)沉管灌注樁

在振動、錘擊沉管灌注樁基礎上,研究了新的樁型,如新工藝的沉管樁、沉管擴底樁(靜壓沉管夯擴灌注樁和錘擊振動沉管擴底灌注樁)、直徑500mm以上的大直徑沉管樁等。先張法預應力混凝土管樁逐步擴大應用范圍,在防止由于起吊不當、偏打、打樁應力過高、擠土、超靜水壓力等原因而產(chǎn)生的施工裂縫方面,研究出了有效地措施。

(2)挖孔樁

近年來已可開挖直徑3.4m、擴大頭直徑達6m的超大直徑挖孔樁。在一些復雜地質條件下,亦可施工深60m的超深人工挖孔樁。

(3)大直徑鋼管樁

在建筑物密集地區(qū)高層建筑中應用較多,在防止擠土樁沉樁時對周圍環(huán)境影響的技術方面達到了較高的水平。

(4)CFG樁復合地基技術

CFG樁復合地基是一種采用長螺旋鉆成孔管內(nèi)泵壓水泥粉煤灰碎石樁、樁間土和褥墊層組成的一種新型復合地基形式,適用于飽和及非飽和的粉土、粘性土、砂土、淤泥質土等地質條件。同等條件下CFG樁復合地基的綜合造價僅為灌注樁的50% ～70%左右。

(5)樁檢測技術

樁的檢測包括成孔后檢測和成樁后檢測。后者主要是動力檢測,我國樁基動力檢測的軟硬件系統(tǒng)正在趕上或達到國際水平。已編制了“樁基低應變動力檢測規(guī)程”和“高應變動力試樁規(guī)程”等,對樁的檢測和驗收起了指導作用。

2.2 深基坑支護技術

為適應不同坑深和環(huán)境保護要求,在支護墻方面發(fā)展了土釘墻、水泥土墻、排樁和地下連續(xù)墻等。

(1)土釘墻

費用低、施工方便,適宜于深度不大于15m、周圍環(huán)境保護要求不十分嚴格的工程,因此,土釘墻和復合土釘墻近年來發(fā)展十分迅速,在軟土地區(qū)得到應用。

(2)地下連續(xù)墻

宜用于基坑較深、環(huán)境保護要求嚴格的深基坑工程。近年在北京中銀大廈施工中,基礎外墻采用封閉式三合一型(防水、護坡、承重)800mm厚的地下連續(xù)墻,深度達3O米,在施工中要采取實施可拆式錨桿等特殊措施,與錨桿,降水,土方同步進行,解決了地下連續(xù)墻的錨固問題。

預應力地下連續(xù)墻作為一個新趨勢,也得到了研究與應用。預應力地下連續(xù)墻可提高支護墻的剛度30%以上,墻厚度可減薄,內(nèi)支撐的數(shù)量可減少。由于曲線布筋張拉后產(chǎn)生反拱作用,可減少支護墻地變形,支護墻裂縫少,提高了抗?jié)B性。因此,在解決了設計和施工工藝之后,預應力地下連續(xù)墻會得到一定地發(fā)展。

(3)內(nèi)支撐

H型鋼、鋼管、混凝土支撐皆有應用,布置方式根據(jù)基坑形狀有對撐、角撐、桁(框)架式、圓環(huán)式等,還可多種布置方式混合使用。圓環(huán)式支撐受力合理、能為挖土提高較大的空間。

深、大基坑土方開挖目前多采用反鏟挖土機下坑,以分層、分塊、對稱、限時的方式開挖土方,以減少時空效應的影響,限制支護墻的變形。

(4)逆作法施工工藝

在有多層地下室地深基坑工程中應用逆作法或半逆作法能有效地降低施工費用、加快整個工程地施工進度,還能較好地控制周圍環(huán)境地變形,可用于施工地鐵車站、高層建筑多層地下室、構筑物的深基礎和車站廣場人防工程等。在軟土地區(qū)解決了中柱樁承載不足,防止中柱樁過多的問題。

3 混凝土工程施工技術

混凝土是我國結構工程中應用最多的材料,對其生產(chǎn)、施工和性能改進等方面的研究也最為充分。

3.1 預拌混凝土和混凝土泵送技術

3.1.1預拌混凝土技術

商品混凝土的應用數(shù)量和比例標志著一個國家的混凝土工業(yè)生產(chǎn)的水平。隨著預拌混凝土的發(fā)展,我國的混凝土泵送技術提高很快,泵送高度在上海金茂大廈達到382.5m,在世界上已名列前茅。

3.1.2混凝土外加劑技術

商品混凝土產(chǎn)量的增大,極大地推動了混凝土外加劑(特別是各種減水劑)的發(fā)展。如自流平混凝土、水下混凝土施工技術、噴射混凝土、商品混凝土和泵送混凝土。

3.1.3預防混凝土堿集料反應的措施我國許多地方存在混凝土堿一集料反應,給結構帶來嚴重危害。必須采用相應的技術措施,保證混凝土安全,延長結構使用壽命。要解決混凝土堿一集料反應,重點在選用的低堿水泥、砂石料、外加劑和低堿活性集料等,選用高品質減水劑、膨脹劑,嚴格控制砂石料的含泥量及其級配,混凝土試配時首先考慮使用低堿活性集料以及優(yōu)選低堿水泥(堿含當量0.6%以下)、摻加礦粉摻和料及低堿、無堿外加劑。

3.2 高強高性能混凝土

目前我國已利用多種地方材料(磨細砂渣、無機超細粉、粉煤灰、硅粉等)和超塑化劑在工業(yè)化生產(chǎn)水平C60的高強混凝土,C80高強混凝土在一些大城市開始用于工程實踐,也已基本掌握了配置1 00M~高強混凝土的技術,并在國家大劇院工程中應用。此外,一些特種混凝土如纖維混凝土、水下不分散混凝土、特細砂混凝土等,亦成功配制和應用。

3.3 大體積混凝土澆筑

我國在高層建筑的樁基承臺或箱基底板大體積混凝土澆筑方面達到很高水平。據(jù)了解,擬建的中央電視臺主樓工程基礎底板厚度約為7.5m,電梯井區(qū)域最厚處達到了13.55m,我國施工技術水平面臨新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇。 一般可采取以下措施保證大體積混凝土施工質量:

(1)進行混凝土試配。

(2)根據(jù)混凝土用量,組織商品混凝土供應站、現(xiàn)場泵車、備用電源、混凝土罐車確保現(xiàn)場混凝土供應的連續(xù)性。

(3)混凝土采用斜面推進、大斜面分層下料,分層振筑。

(4)現(xiàn)場測溫設備采用“大體積混凝土溫度微機自動測試儀”,對混凝土內(nèi)外溫差進行適時監(jiān)控。

3.4 預應力混凝土技術

新Ⅲ級鋼筋和低松弛高強度鋼絞線的推廣,以及開發(fā)研究的新型預應力錨夾具的應用,都為推廣預應力混凝土創(chuàng)造了條件。目前大跨度預應力框架和高層建筑大開間的無粘結預應力樓板應用較為普遍,后者能減少板厚、減低高度、減輕建筑物自重,優(yōu)越性顯著。在構筑物中如壓力管道、水池、貯罐、核電站、電視塔應用更普遍,如天津電視塔采用了最長束達310m的豎向預應力筋,其預應力束長度為國內(nèi)之最。

3.5 鋼筋技術

在粗鋼筋連接方面,除廣泛應用的電渣壓力焊外,機械連接(套筒擠壓連接、錐螺紋連接、直螺紋連接)不受鋼筋化學成分、可焊性及氣候影響,質量穩(wěn)定,無明火,操作簡單,施工速度快。尤其是直螺紋連接,可確保接頭強度不低于母材強度,連接套筒通用Ⅱ、Ⅲ級鋼筋,該技術正得到國內(nèi)廣泛推廣。

3.6 模板工程施工技術

3.6.1 模板腳手架體系的發(fā)展

近20年來,豎向模板經(jīng)歷了小鋼模一鋼框竹膠合板一一全鋼組合大模板,目前市場的主流體系除組合鋼模板外,木膠合板模板使用量也比較大。水平模板體系一直難以工具化,國內(nèi)主要采用木膠合板模板和竹膠合板模板體系(歐美多采用鋁木結合)。全鋼大模板具有拼縫少,施工過程中混凝土不易漏漿;剛度大,能承受混凝土側壓力達60KN/m2,構件不易變形、鼓肚;周轉次數(shù)多;模板表面平整光潔,成型質量好,能很好保證清水混凝土質量的優(yōu)點。

3.6.2 模板腳手架技術

隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展,國內(nèi)許多專利系統(tǒng)模板被應用,很多新型模板技術工法及已使用。如:50墻體模板體系、柱模體系、井筒模體系;早拆體系;滑模、爬升模板體系;預應力圓孔、大型屋面、異型(樓梯模、門窗洞口模等)多向新型模板系統(tǒng);路、橋梁、隧道模板體系;飾面混凝土模板系統(tǒng);竹膠合板及高強人造板模板;鋼框膠合板模板及其支撐系統(tǒng);鋁制、玻璃鋼模殼及其它材質的新型結構模板系統(tǒng)等。

在腳手架技術方面,扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架、門式鋼管腳手架以及爬、挑、掛腳手架得到廣泛應用,此外還有一些特殊腳手架,如:吊腳手架(吊籃)橋式腳手架塔式腳手架,而木、竹腳手架則因為成本低廉,在高度較低建筑物施工中使用。

超高層建筑的發(fā)展,促進了高層建筑模板體系的系統(tǒng)研究,目前已有模板CAD輔助設計軟件。高層建筑施工用附著升降式腳手架亦日益完善。

3.7 清水飾面混凝土施工技術

近幾年在我國,一些建筑物和構筑物率先采用清水飾面混凝土,如聯(lián)想集團北京研發(fā)基地,它的興起說明了我國建筑業(yè)的整體施工水平在提高。

清水飾面混凝土的飾面效果通過明縫、禪縫設計,對拉螺栓的設計,金屬裝飾片的設計,模板的設計與施工來完成。

明縫布置要根據(jù)建筑物高度確定,分塊大小要與建筑物協(xié)調(diào),水平明縫與樓層施工縫結合考慮;豎向明縫根據(jù)構件形式確定,一般設置在構件中部。

禪縫設計必須根據(jù)建筑物的結構形式、模板的規(guī)格、施工安排、飾面效果綜合進行考慮,既要保證整棟建筑的禪縫水平交圈,豎向的垂直成線,又能使模板充分利用。

對拉螺栓孔沿建筑物高度和水平方向均等間距均勻排列,外露直徑統(tǒng)一,且配套的堵頭和套筒能定型加工,截面精度好控制,堵頭和套筒有足夠的剛度和硬度,混凝土成型后的效果好。

金屬裝飾片的尺寸與明縫、禪縫的分塊大小相協(xié)調(diào)。金屬片安裝采用先在清水飾面混凝土表面預留安裝槽而后安裝的方法,安裝槽的深度及尺寸必須與金屬片相符。

4鋼結構安裝技術

除原鋼板箱形柱焊接技術、高強螺栓施工技術和鋼結構安裝技術繼續(xù)發(fā)展、提高外,在鋼結構預應力技術方面發(fā)展很快。20世紀90年代以后我國大跨度公共建筑興建較多,預應力技術在空間鋼結構中得到較廣泛的應用,創(chuàng)造出多種空間鋼結構的新體系,如預應力網(wǎng)架與網(wǎng)殼、索網(wǎng)、索拱、索膜、斜拉體系等,充分發(fā)揮受拉桿件的強度潛力,結構輕盈,時代感強。在空間鋼結構預應力是施工中也創(chuàng)造了許多新穎的施加預應力的方法,有張拉整體下壓整體頂升等多種,工藝簡易、經(jīng)濟而且可靠。

5 建筑防水技術

近年,我國建筑防水材料應用量穩(wěn)步增長,特別是新型防水材料增長很快。到2010年,按原國家建材局“新型建材及制品導向目錄”要求及市場走勢,SBS、APP改性瀝青防水卷材仍是主導產(chǎn)品,將大力發(fā)展;高分子防水卷材重點發(fā)展EPDM、PVC(P型)兩種產(chǎn)品,并積極開發(fā)TPO產(chǎn)品;防水涂料著重發(fā)展前景看好的聚氨酯、丙烯酸酯類防水涂料;密封材料仍重點發(fā)展硅酮、聚氨酯、丙烯酸酯密封膏,盡快開發(fā)防水保溫一體材料;剛性防水材料、滲透結晶型防水材料、金屬屋面材料、瀝青油氈瓦、水泥瓦、土工材料應有一定的發(fā)展。

6建筑裝飾施工技術

我國建筑裝飾行業(yè)興起是改革開放政策帶來的并保持了2O年高速持續(xù)發(fā)展的行業(yè),建筑裝飾行業(yè)的施工技術、部品制造技術也有了很大的進步,尤其幕墻專業(yè)已經(jīng)接近國際水平,有的工種已經(jīng)進行了徹底的改變,建筑裝飾行業(yè)常用的各種電動工具已經(jīng)在全行業(yè)得到了普及。有的企業(yè)已經(jīng)開始走裝飾配件生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場施工裝配化的路子,這種應用全新生產(chǎn)方式的示范工程已經(jīng)顯示出工期短、質量好、無污染等特點,是當前通常施工方式無法比擬的。

背栓系列、石材干掛技術、組合式單體幕墻技術、點式幕墻技術、金屬幕墻技術、微晶玻璃與陶瓷復合技術、木制品部品集成技術、石材毛面鋪設整體研磨等有較大發(fā)展。

7信息化管理技術

以工程項目管理信息化為突破口提高企業(yè)信息化建設水平:工程項目是施工企業(yè)生存與發(fā)展的基礎,企業(yè)的效益來源于工程項目。因此,以工程項目管理信息化為突破口,是提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和經(jīng)營水平、提升企業(yè)核心競爭力,從而提高企業(yè)信息化建設水平的捷徑。

建立工程項目管理信息系統(tǒng)可堅持總體規(guī)劃、系統(tǒng)設計、分步實施的原則,分階段逐步實現(xiàn)工程項目管理信息的高度共享,提高工程項目管理的現(xiàn)代化和信息化水平。

目前在組織管理方面,計算機輔助管理及多媒體技術已用于工程概預算、工程投標書編制、網(wǎng)絡計劃編制和優(yōu)化、工程成本管理、工程質量管理、文檔管理、勞動力管理、工程集成管理等。還有的企業(yè)為使其管理水平符合國際慣例,提升在國際市場中的競爭力,還開始應用國際互聯(lián)網(wǎng)、施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控技術的工程管理技術進行工程項目管理。

在施工工藝方面,計算機輔助施工已用于施工工藝的優(yōu)化和控制、模板和腳手架CAD設計、鋼筋優(yōu)化下料、大體積混凝土測溫、混凝土攪拌站自動控制、深基坑支護結構設計、試驗數(shù)據(jù)自動采集、高層建筑垂直量偏差控制、設計圖紙CAD放樣等。

8結語:

近幾年來我國的建筑技術在許多方面取得了飛速發(fā)展,建筑技術上了一個新的臺階,有些領域已達到了國際水平。隨著科學技術的發(fā)展和建筑結構分析的進步,各建筑行業(yè)要不斷總結經(jīng)驗,努力開拓技術新領域,積極吸取國內(nèi)外新的建筑技術和管理手段,為推動我國建筑技術作出新的貢獻。