1、钢筋混凝土工程施工技术一、超高层混合结构与混凝土结构综合经济比较分析1.混合结构与混凝土结构综合经济比较分析以下通过结构造价、结构占地面积和施工周期对整体成本的影响等方面, 论述超高层建筑采用混合结构和混凝土结构的综合经济效益比较, 其前提是机电设备、电梯、装修等非结构性项目不因结构体系变化而变化, 且采用不同结构材料所产生的结构抗震、建筑布置的灵活性、施工对周围环境的影响等也暂不作为本文的比较分析内容。本文提及的工程整体成本非指工程总投资额, 而是指工程的结构造价和由于采用不同结构材料所产生的结构施工工期与建筑有效使用面积的差异并由此带来的经济收益转换而成的等效成本之和。1.1 结构造价对整
2、体成本的影响结构造价包括地基基础处理费用、地下室和上部结构的造价, 由于结构造价对工程总体成本的影响较直观, 可直接把两工程所需投入的实物和资金体现出来, 也是开发商首先关心的问题。由于采用的结构体系不同, 结构材料也不同, 使得结构自重也差别较大, 因此对基础的造价影响也较大。1.2 结构占用面积对整体成本的影响由于高强钢材的使用, 使得混凝土结构构件截面比混凝土结构要小, 尤其当框架柱采用钢管混凝土柱时, 由于钢管对核心混凝土的约束效果, 使得构件强度进一步提高, 且有关规程对钢管混凝土柱的轴压比限值较为宽松。另外, 由于钢- 混凝土组合构件( 钢管混凝柱、钢管混凝土叠合柱、型钢- 钢管混
3、凝土柱)较好的延性, 使得高强混凝土的使用成为可能,可进一步减小结构占地面积, 增加实际可使用面积( 包括办公面积和地下停车位等) 。另外, 选用高强钢材, 能进一步减小结构占地面积, 但高强钢材往往价格较高, 因此也应进行比较分析。上述原因使得超高层建筑中采用钢- 混凝土混合结构的面积比例小于混凝土结构, 但建筑有效使用面积相对增大, 在销售上能体现其经济效益。值得一提的是,当超高层混合结构中的框架梁采用蜂窝梁, 管道从钢梁中开孔中穿过时 ,可在楼层净高要求相同的情况下使其层高更小。我们简单计算过一栋60 层超高层混凝土建筑, 如采用蜂窝梁便可在相同建筑高度情况下, 增加45 层结构面积,
4、在销售时可取得可观的经济效益。1.3 结构施工周期对整体成本的影响由于结构体系以及使用的主体材料不同, 工程上部结构施工工期会受到较大影响, 同时施工环境及季节、工程量大小、地质条件等诸多因素也会对施工工期造成影响。当采用钢- 混凝土混合结构体系时, 由于钢与混凝土弹性模量不同及混凝土的收缩徐变特性, 使得核芯筒与外围竖向构件存在差异变形而引起较大的次应力, 在组合结构设计中必须加以考虑。具体处理方法是通过让混凝土核芯筒先施工至一定高度, 再开始外围构件施工, 使楼面混凝土浇捣完时筒体与外围构件有效折算应力s 增量接近, 从而控制两者的差异变形在可接受范围内, 降低构件由于差异变形引起的次应力
5、。对于有伸臂桁架的结构, 需对伸臂桁架节点作先铰后刚的连接处理, 以释放施工阶段的相对位移。外围钢柱的制作长度也需根据现场测量情况作出调整, 以降低徐变、收缩和弹性压缩的不利影响。最符合上述原则的施工过程是将各部分的施工分别进行, 之间相距数层 : 钢筋混凝土核心筒采用爬模施工, 爬模自支撑于核心筒上, 无需脚手架。安装周边钢框架, 充分利用钢结构施工周期短的特点; 若采用钢管混凝土柱, 外钢管可一次立好数层, 然后浇灌钢管内混凝土。在合理施工组织下, 混合结构体系的施工速度较快, 与钢结构大致相同甚至更快, 如一些超高层混合结构实例的平均每层施工周期为4d7d, 比混凝土结构缩短约2d。另外
6、, 混凝土结构施工受天气气候影响较大, 工期的缩短有利于建筑物及早投入使用, 缩短贷款建设还贷时间, 且提早出租增加租金收入,对整体成本的影响体现在利息和租金的收益上。作为实例, 我们获得了某混合结构和混凝土结构利息节约情况。超高层建筑采用混合结构体系, 由于施工周期的缩短, 建筑可提前投入使用, 以及有效使用面积的增大, 必然带来租金的益, 它与建筑场地、出租面积率和楼层位置等因素有关。1.4 综合经济分析超高层建筑采用钢- 混凝土混合结构, 在建筑有效使用面积和施工工期方面具有一定的优势, 并能取得较可观的经济收益, 从而可抵消一部分因采用钢结构而增加的材料费用, 进而使工程整体成本明显降
7、低。对于特定的实际工程, 将以上各种有利有弊的因素都加以考虑, 投资方可在各方的配合下, 对两种结构体系作详细的综合经济性比较分析,经多方论证找到最优和最合理经济的结构设计方案。超高层建筑采用钢筋混凝土结构的造价虽低,但工期相对较长, 时间成本相对较高, 而采用混合结构具有结构占用面积小、施工工期短的优点, 但结构造价高, 前期资金投入大, 当然钢材也具有可回收、更环保的优点。超高层建筑采用混合结构或是混凝土结构, 其综合经济效益并非一个简单的课题, 它涉及到结构设计、施工管理、风险投资和资本运作等多个方面,投资方可在各方的配合下, 对两种结构体系作详细的综合经济性比较分析 , 进行多方面论证
8、, 找到最优最合理经济的结构设计方案。二、混凝土的施工包括原材料的计量，混凝土的搅拌、运输、浇筑和混凝土养护等内容。1.原材料计量各种计量器具应按计量法的规定定期检定，保持准确。在混凝土生产过程中，应注意控制原材料的计量偏差。对集料的含水率的检测，每一工作班不应少于一次。雨期施工应增加测定次数，据集料实际含水量调整集料和水的用量。2.混凝土搅拌、运输和浇筑2.1混凝土搅拌混凝土拌合物应拌合均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。搅拌时间是混凝土拌合时的重要控制参数。混凝土拌合物的坍落度应在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测。每1工作班或每1单元结构物不应少于2次。评定时应以浇筑地点的测值为准。如混凝
9、土拌合物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过15min时，其坍落度可仅在搅拌地点检测。在检测坍落度时，还应观察混凝土拌合物的黏聚性和保水性。2.2混凝土运输2.2.1混凝土的运输能力应满足混凝土凝结速度和浇筑速度的要求，使浇筑工作不间断。2.2.2运送混凝土拌合物的容器或管道应不漏浆、不吸水，内壁光滑平整，能保证卸料及输送畅通。2.2.3混凝土拌合物经运输到浇筑地点，应保持均匀性，不产生分层、离析等现象，如出现分层、离析现象，则应对%考 试大%混凝土拌合物进行二次快速搅拌。2.2.4混凝土拌合物经运输到浇筑地点后，应按规定检测其坍落度，坍落度应符合设计要求和施工工艺要求。2.2.5预拌混凝土在
10、卸料前需要掺加外加剂时，外加剂的掺量应按配合比通知书执行。掺人外加剂后，应快速搅拌，搅拌时间应根据试验确定。2.2.6严禁在运输过程中向混凝土拌合物中加水。2.2.7采用泵送混凝土时，应保证混凝土泵连续工作，受料斗应有足够的混凝土。泵送间歇时间不宜超过15min2.3混凝土浇筑2.3.1浇筑前的检查混凝土浇筑前，要检查模板、支架的承载力、刚度、稳定性，检查钢筋及预埋件的位置、规格，并做好记录，符合设计要求后方可浇筑。在原混凝土面上浇筑新混凝土时，相接面应凿毛，并清洗干净，表面湿润但不得有积水。2.3.2混凝土浇筑(1)混凝土一次浇筑量要适应各施工环节的实际能力，以保证混凝土的连续浇筑。(2)混
11、凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。(3)采用振捣器振捣混凝土时，每一振点的振捣延续时间，应以使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落为准。3.混凝土养护一般混凝土浇筑完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。对干硬性混凝土、炎热天气浇筑的混凝土、大面积裸露的混凝土，有条件的可在浇筑完成后立即加设棚罩，待收浆后再予以覆盖和养护。洒水养护的时间，不少于7d。对有抗渗要求的混凝土，不少于14d。当气温低于50C时，应覆盖保温，不得向混凝土面上洒水。三、冬季施工安全技术措施3.1 准备工作（1）进行冬季施工的项目
12、，在入冻前应编制施工方案。确保工程质量，经济合理、现场布置设备、材料供应，必须满足工程需要。 （2）进入冻期前，对掺外加剂人员、测温人员、火炉管理人员应专门组织业务培训，考试合格后才能上岗工作。 （3）安排专人测量施工期间的室外气温，注意天气变化，及时传达气象信息，防止寒流突然袭击，做好暖棚、砂浆、混凝土的测温工作及并做好记录入档。 （4）对混凝土搅拌机、砂浆搅拌机搭设机具棚封闭保温，对施工用的临时供水管道进行保温，对各种加热的材料、设备要检查安全可靠。机械内的水在下班前应全部放净，机械内的机油换成防冻机油，保养好机械。 （5）冬期施工时，要采取防滑措施，遇下雪天气，现场道路和施工作业面， 、
13、脚手架，必须及时清理积雪。使用的热水要防止烫伤，使用的外加剂要防止腐蚀皮肤。现场火源要加强管理，天然气、煤炉等注意通风换气，防止煤气中毒。工人的电热毯必须使用安全的合格产品，电源开关、控制箱要加锁，并有专人负责管理，防止漏电触电。3.2 土方工程（1）土方工程的冬期施工，施工前做好准备工作。并连续施工。施工时运输道路和现场要采取防滑措施。 （2）土方的开挖，根据西安地区冻层厚度不考虑开挖难度。但当基坑挖完的不能及时进行下道工序是，应在基坑底标高以上预留土层，并覆盖。坑边弃土堆置，距离为堆土高加常温时坑边距离。 （3）土方的回填，冬期土方回填时，每层虚铺厚度比常温时减少 20%25%，回填的土料
14、中不得含有大于 15cm 的冻土块，冻土含量不大于 15%，用作回填的土料要覆盖保温。回填时将基底的冻雪和覆盖材料清理干净。人工回填铺土厚度不大于20cm。填好的土层下班时必须覆盖保温。3.3 砌筑工程(1)普通砖、空心砖、加气混凝土砌块砌筑时，清除表面污物、冻雪。拌制的砂浆所用的砂不的含有直径大于 1cm 冻结块和冰块。拌和砂浆时，水的温度不得超过 80。砂浆稠度不常温时增大，水泥宜优先选用硅酸盐水泥，冬期不得使用无水泥砂浆。(2)冬期施工的砖砌体必须使用“三一”砌组法，灰缝不大于 1cm。砌筑时砂浆温度不应低于 5，当日气温低于 15时，砂浆的标号应提高一级。每日砌筑后，应及时在砌体表面进
15、行保温覆盖，次日上班时，应先将砖表面霜雪扫净再继续砌筑。冬期砌筑每日施工高度及临时断槎处高度差不得大于 1.2 米。(3)外加剂掺量、品种必须符合规范规定，配制专人负责。(4)砂浆试块的留置，除按常温规定留置外，还应留置不少 2 组的同条件养护试块。3.4 混凝土工程(1)混凝土冬期施工优先选用硅酸盐水泥，水泥标号不应低于 425 号，最少水泥用量不应少于 300Kg/m3，水灰比不应大于 0.6。拌和的骨料不得含有冰、雪、冻块及其它易冻裂物质。(2)外加剂符合国家标准，具有产品合格证、说明书，可不覆盖的防冻剂（如防冻 2 号）设专人根据说明书及气温正确掺加防冻剂保证配合比准确。(3)拌和的骨
16、料不用加热，拌和水温不低于 80，但水泥不应用大于 80以上水直接接触。投料时应先投入骨料和已加热的水，然后再投入水泥， ，搅拌时间不少 3min。严格控制混凝土的入模温度在 5以上。(4)冬期不得在遭冻的地基土上浇注混凝土。浇注混凝土时配专人负责测温工作。混凝土入模温度、水温、混凝土养护温度每工作班最少测四次，按要求绘制测温布置图，记录归档。(5)负责养护期内拆除模板后，混凝土表面温度与环境温度大于 20时，应采取保温措施。拆模过程中混凝土有受冻现象，影响结构安全时，立即暂停拆除，妥善处理。3.5 钢筋工程(1)冷拉、调直和冷弯时温度不能低于 15，以免钢筋产生冷脆，必要时在钢筋棚外加围护，
17、棚内采取升温措施。(2)钢筋焊接应在社内进行，如必须在室外焊接，其室外环境温度不能低于 15且应有防雷挡风措施。焊后应用炉渣或石棉覆盖，使其缓慢冷却，防止由温度突然下降使钢筋产生脆缩现象，严禁焊接头立即碰到冻雪或雨水。(3)在负温下对焊钢筋，宜采用预热闪光焊或闪光-预热-闪光焊工艺，对焊时调伸长度增加 1020%，预热留量、预热次数、预热间歇时间和预热接触压力适当增加。变压器级数宜降低 12 级，并宜减慢烧化烧化过程的中期速度，对级钢筋宜采用焊后通电热处理工艺。(4)钢筋负温电弧焊宜采用分层控温施焊。热扎钢筋的层间温度宜控制在 150350之间。并宜采用回火焊道施焊即最后回火焊道的长度比前层焊
18、道的两端各缩短 46mm以消除或减少前层焊道及过热区的碎硬组织，以改善接头性能，焊接时严禁产生过热、过热、咬肉和裂纹现象。(5)电渣压力焊按正常的施焊程序完成后。不要急于卸下夹具，等到焊接头完全冷却后才可敲掉焊渣，这样利用停歇，回收焊剂，和接头周围焊剂熔化后的自身保温措施，延续了接头处的降温，使之能够保证接头质量。(6)下雪天气钢筋宜采取护盖措施，防止钢筋表面结瘤，在混凝土浇注前应清除钢筋上的积雪、冻瘤，必要时用热空气加热，绑扎后尽快进行下道工序。3.6 防水工程(1)冬期进行屋面防水工程施工应选择无风晴朗天气进行，并应依据使用的材料控制其施工气温界限，以及利用日照条件提高屋面温度。迎风面宜设
19、置活动挡风装置。(2)防水层施工应先做好关键部位的附加层。热熔法施工的卷材，施工卷材环境温度不得低于-10。溶剂型防水层材料施工环境温度不得低于-5。3.7 装饰工程(1)抹灰工程 砂浆应在搅拌棚中集中加热水，加防冻剂搅拌，并在运输中保温，要随用随拌，增加运输人员，防止砂浆冻结。室内抹灰前，先将门窗口、外墙脚手眼或倥侗封好，施工洞、运料口、楼梯间处应封闭保温，保证室内抹灰温度不低于 5，并保持 7 天。室外抹灰：当抹灰基层表面有冰、霜、雪时，可采用与抹灰砂浆同浓度的防冻剂溶剂冲刷并消除边面尘土。施工要求分层施工时底层不得受冻。抹灰砂浆在硬化初期采取防冻措施。(2)饰面工程 冻期外墙面砖施工前宜
20、在 2%盐水侵泡 2 小时晒干后方可使用。粘贴的水泥浆要求掺加防冻剂，沟缝的水泥浆加防冻剂和水不漏，施工时要调整上班时间，强度上升时上班，温度下降前下班，对施工面的外架采取封闭保温措施。温度低于 0时外墙停止施工。(3)油漆刷浆、玻璃工程 油漆应在采暖条件下进行施工，当室外需要施工时，其最低温度不应低于 5，遇有大风、雨、雪时应停止施工，刷调和漆时应在其中加入调和漆重量 2.5%的催干剂和 5%的松香水，施工时应排除烟气和潮气，防止失光和发粘不干，室外刷浆应保持施工均衡，粉浆、美料浆宜采用热水配制，随用随配并做好料浆保温，料浆使用温度宜保持 15左右。玻璃安装时，应将玻璃镶嵌用合成橡胶等材料运到采暖设备的室内，操作地点环境温度不应低于 5，外墙铝合金、塑料框、大扇玻璃不宜在冬期安装。
