大跨度、大层高工业厂房工程清水混凝土施工技术应用研究

所属栏目：机械论文
发布时间：2013-01-09 09:30:38  更新时间：2013-01-09 09:06:37

摘要：结合深圳市某工程项目实例，介绍了清水混凝土质量标准的确定，探讨了在施工过程中测量放线、原材料、配合比、模板设计制作与安装、钢筋、混凝土浇筑与养护、成品保护、缺陷修补等方面的质量控制方法与措施。

关键词：清水混凝土;质量标准;施工应用

0引言

清水混凝土也就是装饰混凝土，混凝土结构一次成型后表面不做任何外装饰，显得自然庄重、朴实无华，可谓“天然去雕饰，清水出芙蓉”。因此要求混凝土表面平整光滑,色泽均匀,无碰损和污染,对拉螺栓及施工缝的设置应整齐美观,且不允许出现普通混凝土的质量通病。

深圳市某工程总建筑面积24367.3m2，为大跨度、大层高、多层现浇钢筋混凝土结构制药工业厂房，最大跨度18m，最大层高16m，所有混凝土结构均采用清水混凝土施工工艺。 施工前，编制了专项施工方案并严格遵循“样板先行”的原则，采用两家混凝土搅拌站的混凝土，6组对比试验， 明确了砂率、坍落度、水泥用量，粉煤灰的掺量。先施工了4根地下室独立柱，经各方现场共同察看并认可后，大面推广。

1 质量标准

针对工程实际特点及业主方的特殊要求，施工方会同业主及监理，共同制定了清水混凝土施工的检查控制标准(表1)。检查数量：全数检查。尺寸偏差：达到一般抹灰的质量标准。

2.1混凝土配制

清水混凝土要颜色一致，则要求所用的材料一致。水泥应选用厂家、标号、品种相同且安定性好、强度好的水泥;砂石也应按规定选用合格材料;外加剂不仅要满足混凝土施工性能的要求，而且要有利于提高混凝土的内在质量和外观效果。混凝土应取样试配，按试配的配合比施工，严格控制坍落度。在材料和浇筑方法允许的条件下,应采用尽可能低的坍落度和水灰比,根据现场实际要求,坍落度一般控制在140±20,以减少泌水的可能性;控制初凝时间在6～8h。

2.2清水混凝土原材料的控制措施

水泥：选用具有深圳市建设局备案的广东“海螺”P.O42.5R水泥，该水泥水化热小，抗裂性能良好，强度稳定，与外加剂相容性良好。使用该水泥可以降低单方水泥用量和混凝土水化热，对防止温差裂缝和混凝土自身收缩有利。水泥用量经与业主和监理商定为285kg/m3。

粗骨料(碎石)：使用深康石场的最大粒径为25的连续级配石子。该石子含泥量及泥块含量均较小且稳定，石子级配情况良好，堆积密度较大，孔隙率较小，有利于改善混凝土的和易性和减少收缩。石子压碎指标控制在10%以下，几乎不含泥及泥块。超过此范围一律不投入使用，且严格按规范要求取样检测，符合要求方可使用。

细骨料：使用东莞河砂，该砂属中砂，细度模数在2.5±0.2范围内。砂含泥量控制在1.5%以下，泥块含量控制在1.0%以下，几乎不含有机质。超过此范围一律不投入使用，且严格按规范要求取样检测，符合要求方可使用。

粉煤灰：使用深圳妈湾电厂Ⅱ级粉煤灰，该粉煤灰含碳量小，需水量小，从而可降低混凝土的单方用水量，可改善混凝土和易性。

膨胀剂：对于后浇带等混凝土结构，拟采用掺加膨胀剂的方法进行补偿收缩，掺加膨胀剂后对混凝土的坍落度及流动度的损失影响相对较小，掺加该膨胀剂可在钢筋混凝土中导入0.2～0.7MPa的压应力，可补偿混凝土的早期的自身收缩，减少混凝土收缩而造成的收缩裂缝。膨胀剂选择武汉“三源”UEA。

外加剂：选用深圳五山外加剂厂生产的N型泵送剂，由于其均具有减水增强、增大混凝土流动性、缓凝保坍、微膨胀等作用而成浇注地下室底板及外墙混凝土的首选材料。该泵送剂可同时改善拌合物的流动性、粘聚性和保水性。由于其减水作用可大幅降低混凝土用水量，从而降低水化热，减少温度裂缝和自身收缩，其缓凝保坍作用可利于远距离混凝土运输的要求，防止混凝土出现坍落度损失，优良的分散作用和抗离析性可使混凝土从布料处穿过密集的钢筋均匀向四周流动，填充整个空间，从而达到比较密实的效果。掺加N型泵送剂混凝土坍落度和流动度损失较小，且其拌合物性能稳定，具有良好的施工性能、泵送性能良好。

3 控制应用

3.1测量

测量放线作为先导工序贯穿于施工的各个环节，它是保证主体结构外形尺寸满足设计要求的前提，是使主体结构达到清水混凝土的基础。为确保轴线测量的准确性，避免发生差错，工程轴线测量将由专业测量小组完成。平面轴线控制网布设的控制点应相通视，并要求闭合测量，测量控制点应设置在不易损坏处，并日常进行检查与维护。

3.1.1平面轴线投测

平面轴线精度受控，是确保设计轴线和细部线准确的基础。根据轴线控制桩，将所需轴线投测到施工平面图上，同一层上所投测的纵横轴线不得少于2条，以此作为角度、距离的校核。经校核无误后方可在该平面上放出其它相应的设计轴线和细部线。各楼层的轴线投测，上下层垂直偏差不得超过0.3cm;轴线投测后放出竖向构件几何尺寸和模板就位线、检查控制线;施工平面测量工作完成后，方可进入竖向施测;墙体拆模后，在墙体上测出结构1m线以供下道工序使用;每一层平面或每段轴线施测完后，进行自检，合格后由专职人员复检，合格后再报检。

3.1.2引测标高

要保证竖向控制的精度要求，先要进行高程控制网点的联测，检查场区内水准点是否被碰动，确认无误后引测标高。标高基准点的测设必须正确，同一层不少于3点，以便于互相校核，其3点校差不得超过3，取其平均值作为平面施工中标高基准点。在地上1层和电梯基坑，在墙柱上弹出基准水平墨线，并用红漆做标志，为高程引测提供依据。各层标高的传递均利用首层基准水平墨线，用检定合格的钢尺向上引测，以避免积累误差。标高基准点每层不少于3个，用水准仪往返测，测设合格注上标记，并要设在同一个水平标高上。

3.2钢筋

翻样时，考虑钢筋的叠放位置和穿插顺序，重点考虑钢筋接头形式、接头位置、搭接长度、锚固长度、端头弯头等。为避免钢筋绑扎与对拉螺栓位置矛盾，在地面上画出对拉螺栓的位置，并设置竖向标识杆。遇到对拉螺栓与钢筋相碰时，将相邻的几排钢筋进行适当调整，但调整幅度必须在规范允许范围内。

钢筋绑扎前，先清理钢筋，保持清洁，无明显锈污。钢筋限位筋选用f12钢筋，呈600间距梅花桩点焊，墙、柱上口用限位筋应安放在同一水平面上并加固，点焊时加设构造钢筋，严禁在主筋上点焊。要使配制的各种钢筋和箍筋平直、方正及弯钩准确，严格把好配料关，派有经验的人负责，实行定期的抽检，不合格者责令返工并予处罚，直至符合设计要求。

绑扎钢筋的扎丝多余部分向构件内侧弯折，以免因外露形成锈斑，影响清水混凝土观感质量。梁板底筋采用铁丝水泥砂浆块，间距500×500;墙、梁、柱侧面钢筋采用塑料卡垫环，钢筋刚好卡入塑料环中，变砂浆垫块的“面”接触为“点”接触，混凝土浇筑完成后不留痕迹。另配置多种规格的塑料卡环，可满足不同规格钢筋的需用。塑料卡环尽量与混凝土颜色一致。

本工程楼板钢筋普遍较小，若采用老式马凳，上层钢筋易踩弯，钢筋的上保护层厚度无法保证。故采用塑料马凳，间距600×600。

3.3模板

3.3.1模板设计

模板设计要求保证模板机构构造合理，强度、刚度满足要求，牢固稳定，拼缝严密，尺寸规格准确，便于组装和支拆。

本工程均使用钢管排架、18厚胶合板、50×100木枋组成模板及其支撑体系。模板面板要求板材强度高、韧性好、加工性能好，具有足够的刚度。木枋顺直，规格一致，和面板紧贴，连接牢固，具有足够的刚度。同一楼层的模板拼缝水平方向交圈，竖向方向垂直，有一定的规律性。模板在使用前涂刷均匀脱模剂,但不得沾污钢筋和成型后的混凝土表面。而脱模剂除了起到脱模作用外,不应影响混凝土的外观。本工程选用食用色拉油为清水混凝土柱的脱模剂，涂刷色拉油成型柱面光滑，气泡少且均匀。脱模剂应涂刷全面、均匀。

施工前，在电脑上用CAD绘制出面板的排列布置图。墙柱面板沿竖向布置，当整块胶合板排列后尺寸不足时，采用>600宽胶合板补找，设于中心位置或对称位置。当采用整张排列后出现较小余数时，调整胶合板规格或分割尺寸。宽度<900的柱不设竖缝，>900的柱竖缝设置在中间，横缝余数宜放在柱顶。

3.3.2模板制作

柱、梁帮板及底板由木工车间统一制作。模板加工制作，关键是控制模板的支撑系统及拼缝、平整度、平直度等指标模板加工时，材料裁口应弹线后切割，尺寸准确，角度到位。

为保证模板组合效果，使用前要对模板进行现场预拼，对模板表面平整度、截面尺寸、阴阳角、相邻板面高低差以及对拉螺栓组合安装情况进行校核，以保证模板质量，并根据预拼情况在模板背面编号，以便安装需要。

3.3.3模板制作节点处理

阴阳角：在阳角部位，采取一边平模包住另一边平模的做法。

模板拼缝的处理：胶合板面板竖缝设在竖肋位置。胶合板面板水平缝拼缝宽度≯1.5，拼缝位置一般无横肋，为防止漏浆，当水平缝拼缝宽度≯1.5时，板缝注满胶，在板缝背面用两层通长胶带纸封严。地下室外墙使用的一次性止水螺栓。500×1400柱采用可周转的对拉螺栓，在截面范围内用塑料套管，两端为成品塑料胶杯。

3.3.4模板安装

模板安装前，复核模板控制线，作好控制标高;检查是否涂刷脱模剂、面板清洁与否，严禁带有污物的模板上墙。模板接缝处理要求严密，模板周转次数3次后进行全面检修。柱外口模板下挂10cm，与已浇筑的混凝土面贴海绵条，以防漏浆。模板及其支撑系统通过检查经验收后，方可浇筑混凝土。

3.4混凝土浇筑

施工前，对参加混凝土浇捣的所有施工人员进行详细的口头与书面交底，认真检查现场的施工准备工作，明确各有关人员的岗位职责。在施工中，严格按交底和操作规程作业，落实责任。对每一车混凝土的坍塌度及质量情况加强监测，不合格者坚决退货。

混凝土浇捣前要进行模板内部清理，干净后用水湿润方可浇筑，振捣方法要正确。墙、柱根部先浇30～50厚同混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。砂浆投放点与混凝土浇筑点距离控制在3m左右。

混凝土浇筑时，应保证浇筑的连续性，尽量缩短浇筑时间间隔，避免分层面产生冷缝。

为保证混凝土振捣密实，每条浇筑线路配备3台插入式振捣器和1台平板振动器。插入式振捣器分三道布置。第一道布置在混凝土输送泵出口处，使混凝土形成自然流淌坡度;第二道布置在坡角处，确保最下部的混凝土振捣密实;第三道负责斜面分层逐点振捣。振捣时，振点从中间开始向边缘分布，棒应呈45°斜插，快插慢拔，插点间距一般在300～400，插点应均匀排列，逐点移动，循序渐进;振捣时间宜为10～30s，以混凝土表面泛浆和不冒气泡为准。

浇筑板混凝土的虚铺厚度应略大于板厚，用平板振捣器垂直浇筑方向来回振捣，厚板可用插入式振捣器振捣，，平板振动器的移动应能保证平板覆盖部分的边缘已振实;施工中，应避免漏振、欠振或过振。要求在混凝土初凝之前复振一次。振捣完毕后用3m长刮尺刮平，并带线检查板面标高和平整度，用木抹子抹平。柱、墙施工缝用石子植入，再用扫帚扫毛。

本工程后浇带部位结构梁板主筋不断开，在底板厚度1/2处设钢板止水带，钢板止水带上、下设快易收口网;在后浇带施工前，该部位应覆盖并予以保护，以防落入杂物。

混凝土浇捣过程中会析出大量游离水，采用潜水泵及时予以排除。卸料高度超过3m时，则采用串筒或溜槽。为防止电梯井、集水井处吊模因混凝土浮力而上浮，在模板上堆积沙包等重物。地下室侧壁500高施工缝处混凝土，应待水平结构的底板混凝土浇完一段距离后，在混凝土具有一定的堆积高度时再回转浇捣，此部位混凝土可用塔吊吊运的方式浇捣。混凝土早期养护，在浇筑完毕后的12h以内，应派专人负责，使混凝土处于湿润状态。

混凝土养护用水采用自来水。地下室底板蓄水养护，楼板面直接浇水养护，竖向墙柱先涂刷一层薄膜养护液，在用不透水、气的塑料薄膜严密覆盖养护，且应该保持薄膜布内有凝结水。混凝土养护时间：通常混凝土构件，不得少于14d;地下室外墙、水池混凝土结构养护21d;后浇带混凝土养护28d。

3.6螺栓洞封堵

首先清理螺栓孔，凿深15cm，并洒水湿润，用特制工具堵住墙外侧，将砂浆捣实，轻轻旋出特制工具并取出;砂浆终凝后喷水养护7d。

3.7成品保护

施工中保持模板本身的整洁及配套设备零件的齐全，吊运时防止碰撞，堆放合理，保持板面不变形。坚持模板每次使用后清理板面，涂刷脱模剂。

浇筑混凝土时，搭设上人和运输通道，禁止直接踩压钢筋，禁止碰撞预埋件。

混凝土浇筑成型后，如不加以保护易使阴阳角受损，直接影响清水混凝土的外观质量，因此，主要通道口门洞、柱阳角在模板拆除后，应及时采用木制20×40“L”形三角板保护，用铅丝扎牢，楼梯间踏步采用铺板保护。

3.8缺陷修补

3.8.1气泡修复

对于不严重影响清水混凝土观感的气泡原则上不修复;需修复时，先清除混凝土表面的浮浆和松动石子，用与混凝土同厂家、同强度的黑、白水泥调制成水泥浆，先在样板墙上试配试验，保证水泥浆体硬化后颜色与清水混凝土颜色一致。修复缺陷部位，待水泥浆体硬化后，用细砂纸将整个构件表面均匀地打磨光洁，并用水冲洗洁净，确保表面无明显色差。

3.8.2墙根、阳角漏浆部位修复

首先清理表面浮灰，轻轻刮去表面松动砂子，用界面剂的稀释液(50%)调配成与混凝土表面颜色基本相同的水泥腻子，用刮刀取水泥腻子抹于需修复部位。待腻子终凝后打砂纸磨平，再刮至表面平整，阴阳角顺直，洒水覆盖养护。

3.8.3明缝处胀模、错台修复

先用铲刀铲平，如需打磨，打磨后需用水泥浆修复平整。明缝处拉通线后，对超出部分切割，对明缝上下阳角损坏部位先清理浮渣和松动混凝土;用界面剂的稀释液(50%)调配成同配比砂浆，将原有的明缝条平直嵌入明缝内，将修复砂浆填补到缺陷部位，用刮刀压实刮平，上下部分分次修复;待砂浆终凝后，取出明缝条，檫净被污染混凝土表面，洒水养护。

混凝土柱、墙面修复完成后，要求达到表面平整，颜色均一，无明显的修复痕迹;距离墙面5m处观察，肉眼看不到缺陷。

4 结束语

针对大跨度、大层高工业厂房的特点，通过周密细致的方案设计，认真合理的施工控制应用，混凝土结构观感及尺寸偏差达到了预先确定的清水混凝土质量标准;受到业主、监理公司及有关上级部门的好评，取得了良好的技术、经济、社会效益，共节约成本140.7万元(占工程总造价的4.1%)，并获得深圳市优质结构工程奖，为今后类似的清水混凝土结构施工积累了较成熟的经验。

清水混凝土施工技术的应用，能够有效提升工程施工技术与质量水平，克服和杜绝质量通病，减少能源与资源消耗，避免浪费，支持环保，能够促进建筑业可持续发展。

参考文献

[1]毛志兵,张良杰,张晶波等.清水混凝土应用技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2009-08-21