高層建筑混凝土綠色施工管理探析

楊敏

（無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

引言

城市化發(fā)展的同時(shí)也助推了我國的建筑產(chǎn)業(yè)獲得前所未有的發(fā)展，但建筑市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大也帶來了不可忽視的環(huán)境問題。目前在全世界能源消耗中，建筑能耗占40%，是工業(yè)能耗的1.5倍。節(jié)約建筑能耗，樹立生態(tài)建筑理念已是刻不容緩的事。在新、改建建筑中，施工管理是綠色評價(jià)體系中不可缺少的環(huán)節(jié)之一，對高層建筑物的施工管理中，選擇高性能混凝土（HPC）與高強(qiáng)度混凝土（HSC）是完善綠色施工管理、保證高層建筑工程品質(zhì)的必備條件。加強(qiáng)高層建筑混凝土施工的質(zhì)量管理是高層建筑綠色施工品質(zhì)的根本保證。

1　高層建筑對于混凝土綠色施工質(zhì)量管理的高要求

1.1　更高的耐久安全性要求

基于安全因素的考慮，高層建筑對于混凝施工質(zhì)量的要求越來越高，大幅提高混凝土的性能與強(qiáng)度已經(jīng)成為現(xiàn)代工程技術(shù)研究人員的主要方向，高性能混凝土與高強(qiáng)度混凝土也因此應(yīng)運(yùn)而生。高性能混凝土與高強(qiáng)度混凝土與普通混凝土相比，大幅提高了混凝土的性能，節(jié)約了能耗。是現(xiàn)代混凝土技術(shù)的結(jié)晶，未來在高層建筑中我們將更多地看到這兩種混凝土的身影。高強(qiáng)度混凝土的最大的特征就是其內(nèi)部在水化后結(jié)構(gòu)會變得更加致密，并且其孔隙也會出現(xiàn)不連續(xù)性的排列，具有較高的強(qiáng)度與抗?jié)B性，耐久安全性也較好。高性能混凝土則以其高粘聚性與高耐久安全性為其主要特征[1]。本文研究的高層建筑混凝土施工主要使用了高性能混凝土，以獲得較高的耐久性。在建筑規(guī)范的綠色評估體系中，高性能混凝土的軸向抗彎載荷及其與鋼筋的配合系數(shù)計(jì)算如下：

高性能混凝土的耐久安全性體現(xiàn)在高抗?jié)B性、高密度、高抗腐性，這些性能共同決定了高性能混凝土的耐久安全性的性能。高抗?jié)B性使得侵蝕只能停頓在混凝土的表層無法向其內(nèi)部滲透，高密度則提高了混凝土的內(nèi)聚性，同時(shí)其強(qiáng)度也必然隨之而提高，高抗腐性使得混凝土的表層在受到腐蝕的情況下不會發(fā)生普通混凝土那樣的脫落、剝蝕與風(fēng)化的現(xiàn)象。達(dá)到節(jié)材節(jié)能環(huán)保的目的，保證高層建筑在未來的風(fēng)雨中更耐久安全。

1.2　更高的體積穩(wěn)定性要求

高層建筑除對混凝土施工質(zhì)量管理有著更高耐久性的要求以外，還要求在混凝土施工過程中保證更高的體積穩(wěn)定性。更高的體積穩(wěn)定體不僅表現(xiàn)在較低的干縮度上，而且還表現(xiàn)在較低的徐變以及較好的溫度適應(yīng)力與較高的彈性模量上。高層建筑對于干縮度要求較高，抑制干縮度不僅可以使得建筑物的表面不會出現(xiàn)普通混凝土經(jīng)常出現(xiàn)的麻面與裂縫等病害，而且還可以使得建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更具內(nèi)聚性，其體積的收縮與變形控制也隨之而能夠保持在最小化的程度。徐變度較低可以賦予高層建筑一種更好的環(huán)境適應(yīng)性與時(shí)間的歷久性，徐變度的降低使得建筑物的體積可以整體保持相對更長時(shí)間的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的混凝土施工過程中經(jīng)常會遇到氣候驟變的影響，在施工過程中會采用將一體化的混凝土設(shè)計(jì)制作成空心形狀以減少其內(nèi)外溫差的驟變，而高性能混凝土則完全可以不必考慮混凝土因厚度不同的溫差導(dǎo)致的形變[2]。與普通混凝土不同的是，高性能混凝土不僅擁有較高的強(qiáng)度而且還具有較好的彈性模量。高性能混凝土的優(yōu)異性能還表現(xiàn)在其具有較小的膨脹度，無論是自然環(huán)境中的化學(xué)侵蝕，還是溫度、冰凍、浸泡等原因引起的膨脹度都可以控制在一個(gè)較小的幅度。在深圳卓越皇崗世紀(jì)中心工程中所采用的鋼管混凝土疊合的方法即有效地整體提高了高層建筑混凝土施工的體積穩(wěn)定性。

2　高層建筑提高混凝土綠色施工質(zhì)量管理新方法

2.1　強(qiáng)化高層建筑施工條件

高層建筑綠色施工管理目標(biāo)與措施從以人為本、環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約出發(fā)，高層建筑混凝土施工過程中的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五要素所體現(xiàn)的就是對于綠色施工條件的強(qiáng)化。在高層建筑的施工條件中，首先，材料的質(zhì)量控制對于整座建筑物而言至關(guān)重要，無論是原材物料的型號還是其產(chǎn)品質(zhì)量以及施工過程中對原材物料的操作都應(yīng)嚴(yán)格按照綠色建筑施工規(guī)范執(zhí)行，好的施工條件必然會打造出過硬的一流建筑品質(zhì)。其中的施工人員是歷來提高施工質(zhì)量必然涉及的“以人為本”中的主體，只有每一位參與施工人員心目中都樹立起的“綠色環(huán)?！钡膭?chuàng)優(yōu)意識才能真正實(shí)現(xiàn)質(zhì)量體系貫穿于整個(gè)施工環(huán)節(jié)之中。這一理念也將成為高層建筑混凝土施工，尤其是未來越來越多的C70高性能混凝土施工過程中的一條顛撲不破的鐵律[3]。

2.2　強(qiáng)化質(zhì)量管控“三維”及其有效落實(shí)

在高層建筑的混凝土施工過程中，強(qiáng)化質(zhì)量管理工作可以形象化地以三個(gè)管控維度及其有效落實(shí)進(jìn)行描述。質(zhì)量管理控制的三個(gè)維度分別為嚴(yán)格規(guī)范“三線經(jīng)絡(luò)維度”、嚴(yán)格規(guī)范動態(tài)控制與靜態(tài)控制靈活結(jié)合的質(zhì)量管控維度以及層層把關(guān)的質(zhì)量管控維度。“三線經(jīng)絡(luò)維度”即指在高層建筑的混凝土施工過程中的軸線、標(biāo)高線以及垂直線等“三線管控”，控制好這“三線”的施工質(zhì)量就相當(dāng)于控制了整座建筑工程的經(jīng)絡(luò)一樣，可以起到提綱挈領(lǐng)式的對于基本框架結(jié)構(gòu)的保障作用。

尤其是建筑與基礎(chǔ)的相接處以及梁與柱的相接處，更是高層建筑高性能混凝土施工過程中質(zhì)量管理的三維管控要點(diǎn)。高層建筑混凝土施工的總工期為長期的靜態(tài)控制，是不容改變的，而由總工期分解的各段混凝土施工過程中則為相對的靜態(tài)控制，至于混凝土施工過程中的各工程控制則為動態(tài)控制，對于動態(tài)控制中的可控因素進(jìn)行嚴(yán)格控制就可以達(dá)到從可變動態(tài)控制中要質(zhì)量、要工期、要效益的管理目標(biāo)。高層建筑混凝土施工必須對質(zhì)量管控工作進(jìn)行層層把關(guān)式的有效落實(shí)，質(zhì)量管控應(yīng)從原材物料的進(jìn)場一直落實(shí)到原材物料在高層建筑中的使用完畢為止，這其中的任何一個(gè)細(xì)節(jié)都應(yīng)做到“保質(zhì)前提下有創(chuàng)新”與“高效前提下有管控”[4]。

3　高層建筑混凝土綠色施工質(zhì)量管理探析

3.1　施工質(zhì)量管理中的高耐久性探析

眾所周知，在高層建筑中混凝土澆筑的重頭戲就在于混凝土柱與樓板，混凝土柱與樓板的澆筑質(zhì)量不僅直接關(guān)系到后續(xù)混凝土工程施工的順利進(jìn)行，而且關(guān)系到整座建筑物的安危，因此，越來越多的高層建筑物的混凝土柱與樓板的澆筑開始采用高性能混凝土。高性能混凝土施工過程中質(zhì)量管理的關(guān)鍵在于保證高性能混凝土的耐久性品質(zhì)，在施工過程中面臨的最大的問題就在于施工過程中的混凝土的技術(shù)參數(shù)問題。為解決此問題，在高性能混凝土施工過程中針對高性能混凝土的高耐久性所進(jìn)行的質(zhì)量管理方面的新突破就是對混凝土柱與樓板采用無連接單層一次成型式的高壓澆筑工藝。例如，在即在澆筑過程中采用連續(xù)的澆筑方式以保證澆筑過程的連續(xù)性，由計(jì)算機(jī)對各配料倉進(jìn)行進(jìn)料精確控制，從進(jìn)料的水泥、骨料、納米微粉、添加劑以及水等進(jìn)行連續(xù)進(jìn)料操作以保證攪拌倉與出料倉中的成品混凝土的源源不斷的輸出推送[5]。成品混凝土在其輸出推送過程中的振動已經(jīng)起到了相當(dāng)于振搗的作用，這就保證了澆筑的基本質(zhì)量，高性能混凝土中所填加的納米微粉與添加劑對于澆筑過程中其內(nèi)部的所形成的孔隙起到了最大化的縮小與不規(guī)則排列的作用，這就使得澆筑的后的混凝土構(gòu)筑物具有更好的抗?jié)B性，而抗?jié)B性能的好壞則直接決定了構(gòu)筑物的耐久性。例如，在深圳的京基100的建筑施工過程中為保證高耐久性就采取了超常規(guī)的高揚(yáng)程多級泵送系統(tǒng)保證了施工過程中的混凝土澆筑質(zhì)量。

3.2　施工質(zhì)量管理中的高穩(wěn)定性探析

穩(wěn)定性在高層建筑混凝土施工過程中壓倒一切的大事，雖然目前絕大多數(shù)高層建筑的混凝土施工均已采用自動化機(jī)械輔助進(jìn)行，但是，在施工過程中，自動化機(jī)械的銜接過程的管控、工序之間連續(xù)性的安排、物料準(zhǔn)備等工作都會對施工質(zhì)量的穩(wěn)定性產(chǎn)生極大的影響，尤其是自動化機(jī)械的銜接過程不僅對建筑企業(yè)提高自動化機(jī)械的利用效率有著至關(guān)重要的影響，同時(shí)也對高層建筑混凝土施工的穩(wěn)定性有著舉足輕重的影響。此外，普通建筑物通常所使用的混凝土由于缺乏自密與高勻性，因此，其結(jié)構(gòu)密度與強(qiáng)度均較差，對于整座高層建筑的穩(wěn)定性影響極大，目前高層建筑中所使用的高性能混凝土則因其漿液中添加了一定量的外加劑與礦渣超細(xì)微粉而增加了其流動性，這種流動性讓高性能混凝土具備了自密性，這種自密性使得高性能混凝土不僅無需振搗，而且混凝土漿的勻質(zhì)性較好，進(jìn)而極大地提高了混凝土施工質(zhì)量的穩(wěn)定性[6]。混凝土施工質(zhì)量管理中針對穩(wěn)定性的新突破在于建立真正能夠統(tǒng)攝全局的施工質(zhì)量管理系統(tǒng)，以系統(tǒng)論的既環(huán)環(huán)相扣，各環(huán)節(jié)又可以獨(dú)立成為系統(tǒng)的高級管理方法對整個(gè)施工過程進(jìn)行質(zhì)量管控，對施工過程中的由施工條件到施工過程中人的因素等的擾動進(jìn)行全盤抑制、全面管控，以切實(shí)保障高層建筑施工過程中的較高的穩(wěn)定性。例如，在深圳地王大廈工程施工過程中即采用了系統(tǒng)論的方法，對整個(gè)施工進(jìn)程進(jìn)行了自上而下、由分部工程直至細(xì)枝末節(jié)的質(zhì)量管控，并收到了良好的施工效果。

4　結(jié)語

高層建筑綠色施工目前以高性能混凝土為主的施工質(zhì)量管理中的新突破在于狠抓耐久性與穩(wěn)定性，高耐久性的最終解決之道必然是樓板與梁柱的一體化澆筑，而高穩(wěn)定性則依托于施工過程中的系統(tǒng)化質(zhì)量管理工程對質(zhì)量的擾動因素的全盤抑制與全面管控。高層建筑的混凝土綠色施工管理必須全過程實(shí)施環(huán)境保護(hù)計(jì)劃，排除對環(huán)境的不利影響。

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