孙章红
罗定市第二建筑工程有限公司信宜分公司
摘要：在建筑工程施工中，钢筋混凝土矩形柱施工技术能够提高混凝土的浇筑成型质量，减少施工瑕疵，从整体上提高工程项目的效益和质量。本文结合程实例，对钢筋混凝土矩形施工技术的运用及效益展开了探讨，以期能为相关的施工技术提供参考与借鉴。
关键词：混凝土浇筑；矩形柱；施工技术
随着我国钢材量的不断提高，钢筋混凝土组合结构在建筑行业得到了迅速发展。与传统的混凝土施工技术相比，钢筋混凝土矩形柱施工技术具有承载力高、抗震性好、节约钢材和施工简捷等突出优点，在结构承载力允许的条件下可以缩小构件截面尺寸，增加使用面积和层高，减小结构自重，综合经济效益可观。文章从施工技术与效益两大方面着手，探讨了钢筋混凝土矩形柱施工技术，对保障施工质量具有显著效果。
1 工程概况
某工程项目为商业办公建筑，总建筑面积约82.7万m2，占地3.7万m2，由2栋塔楼及裙楼组成。其中2栋塔楼结构高度334.5m，单栋塔楼建筑面积约17万m2，地上66层，地下5层，塔楼主要功能为写字楼和酒店，裙房与塔楼相连，地上7层，地下6层，建筑面积约50万m2，主要功能为商铺和停车场。
2 施工技术
2.1 技术特点
（1）省材、省工、可周转次数多得益于柱构件模板无对拉螺杆，其板面避免了钻孔，模板的损耗率降低了约15%。节省了材料费（如PVC管、堵孔用的防水砂浆、短钢管及高强螺栓）和人工费（螺栓孔的堵塞、灌浆、抹面、安拆操作架等）。槽钢虽然价格较高，但其周转次数多，损耗率极低，以常见结构尺寸加工槽钢箍，做到标准化、模数化、通用性，可以实现支模材料周转利用。
（2）施工操作方便快捷槽钢加固施工技术和水玻璃养护技术简单易学、容易上手、操作方便、施工效率高。水玻璃养护剂后期处理简单，只需进行喷水处理即可进行抹灰作业。无线监测只需进行简单的预埋和接线工作，通过接收设备即可在监测室采集数据。
（3）柱面成型效果好混凝土柱构件表面光洁平整、极少瑕疵。彻底避免了因对拉螺杆孔而引起的孔周围不平、漏浆、起砂、歪斜、内陷等观感缺陷。
（4）实时监测，质量可靠在监测室进行动态监测，根据温度数据变化及时提供预警，指导现场保温养护工作（如柱混凝土表面温度过低，可挂设麻袋等其他保温材料），保证大截面柱混凝土的质量。
（5）无水养护，保湿性能好水玻璃养护剂中含有硅酸钠（Na2SiO3），喷洒在混凝土表面后，可参与水泥水化反应，反应硬化后，形成一个致密、坚硬的表层，阻止水分蒸发，使水泥颗粒较充分水化，防止表面因失水产生裂缝。
（6）减少混凝土碳化水玻璃养护剂与混凝土表面形成的致密薄膜，比内部的混凝土更密实、更坚硬、可阻止空气与混凝土的接触，降低对混凝土的碳化。
2.2 工艺原理
（1）钢筋混凝土大截面矩形柱综合施工技术包含：
大截面柱无穿墙螺杆施工技术；大截面柱内部温度无线监测；大截面柱无水养护（水玻璃养护）。
（2）根据施工前温度传感器的布置方案安装柱内温度传感器（见图1），不同的布置点通过数据线连接到MCU接收器，在通过现场发射设备和监测室接收设备进行对现场数据的采集、处理，提出预警和处理措施，保证大截面矩形柱混凝土的施工质量。
图1 温度传感器布置
（3）柱模板加固以方钢为竖楞，槽钢为背楞，在柱外围一圈使用对拉螺杆对槽钢进行拉锚（见图2），形成了一个刚度大、变形小的稳定加固体系。
图2 模板加固体系示意
（4）水玻璃养护剂是一种涂膜材料，喷洒在混凝土表面后固化，形成一层致密的薄膜，使混凝土表面与空气隔绝，大幅度降低混凝土表面水分蒸发，从而利用混凝土中自身的水分最大限度地完成水化作用，达到养护的目的。
2.3 施工流程
施工流程具体为：施工准备→柱弹线定位→柱钢筋绑扎，温度传感器预埋→柱模板安装、检查、验收→柱混凝土浇筑→柱模板拆除，并进行水玻璃养护。
2.4 操作要点
（1）在柱模板施工前，对大截面柱截面尺寸进行分类，并使用PKPM等计算软件根据不同柱截面尺寸对槽钢型号、对拉螺杆型号、龙骨间距进行计算，得到适用的施工数据。
（2）对柱进行弹线定位后，开始进行柱钢筋绑扎，在钢筋绑扎工作快要完成时，根据温度传感器布置方案进行传感器预埋安装并编号，在温度传感器上接数据线并用PVC管将数据线套住后接入现场数据采集设备，采集设备通过无线与监控室的接收设备进行连接，对接收的数据进行分析。
（3）当柱钢筋绑扎和传感器预埋工作完成后，开始进行柱模板安装，在柱模板底部需要留设清扫口，使用空压机清理柱内的垃圾，清理干净后用模板进行封闭。柱模板以方钢为竖楞、槽钢为背楞（在槽钢槽内每隔300mm焊接钢筋，用于加大槽钢强度）、外围使用对拉螺杆拉锚加固后，校正模板垂直度与平整度，并请相关部门、单位进行检查验收。
（4）在柱混凝土浇筑前，需要进行适当的洒水湿润，柱混凝土浇筑采取循环布料的方法，一次下料厚度控制在500mm以内，且注意两次下料时间间隔需控制在自身的初凝时间以内。混凝土振捣与浇筑同时进行，做到随浇筑随振捣。
（5）在柱模板拆除的同时，开始用适宜浓度的水玻璃养护剂对混凝土进行养护，喷涂养护剂时需使柱表面得到充分湿润（喷涂1次即可），且根据温度传感器实时监测数据对大截面柱进行温度调节。
3 效益分析
3.1 经济效益
该工程于2012年10月开工，钢筋混凝土大截面矩形柱综合施工技术应用于主塔楼（6层以上矩形柱）的施工，在施工过程中加强现场施工技术管理，严格控制了施工质量和成本，交底详细、过程控制良好、施工质量良好，该技术的应用提高了施工工效，加快了施工进度，降低了施工成本。至东塔楼施工至11层（11层以上使用铝合金模板），西塔楼施工至19层，每层大截面矩形柱36根，平均每根柱面积约20m2，每层柱总面积720m2。已采用该技术施工面积共18×720=12960m2。
该工程采用钢筋混凝土大截面矩形柱综合施工技术，操作简单、施工效率高、大大加快了施工进度、减少了后期处理的人工费、大大降低了成本并且能保证工程的质量。与传统施工方法对比分析和计算如下。
3.1.1 工期方面
采用传统柱加固施工方式（模板需要打螺杆孔，加固时需要使用穿墙螺杆），每层柱施工需要27h（工人每天工作9h，约3d），采用槽钢加固施工技术，每层柱22h即可完成施工（约2.5d），故每层柱施工可节省工期3－2.5=0.5d。截至东塔楼施工至11层，节约工期（11－7+1）×0.5=2.5d；西塔楼施工至19层，节约工期（19－7+1）×0.5=6.5d。
3.1.2 经济方面
（1）采用传统施工技术，柱施工人工费（含后期塞缝等处理）约60元/m2，而采用无穿墙螺杆施工技术约48元/m2，由此可节约人工费12元/m2，共节约12×12960=155520元。
（2）东塔楼节约工期2.5d和西塔楼节约工期6.5d所产生的经济效益：每天管理人员按70人，工资平均4000元/月，水电费1.5万元/月，东、西塔楼设备租赁按20万元/月，则经济效益为：（70×4000+15000+200000）×9÷30=148500元/d。
（3）传统的柱模板加固为双钢管加固，双钢管3900元/t，木方2380元/m3，M16穿墙螺杆10元/m，每根柱竖直方向10道柱箍，可周转使用。一次需要投入的费用如下：①双钢管（2.1×2×2+1.6×2×2）×10×36=5328m，质量为5328m×3.3kg/m=17582.4kg=17.6t，费用为17.6×3900=68640元；②50mm×100mm木方1.5m方向布置8根，1m方向布置6根，总长度为（6×2+8×2）×4×36=4032m，费用为（4032×0.05×0.1）×2380=47980元；③穿墙螺杆（4×2.1×10+4×1.6×10）×36=5328m，费用为5320×10=53280元。故传统柱加固材料一次投入所需费用为：68640+47980+53280=169900元。
（4）采用槽钢加固柱模板时，［14费用为72元/m，方钢管为21元/m，M16对拉螺杆为10元/m，每根柱竖直方向采用10道槽钢柱箍，材料周转使用，一次需要投入的费用为：①［14（2×2.1+2×1.6）×10×36=2664m，费用为2664×72=191808元；②方钢管1.5m方向布置8根，1m方向布置6根，共计（6×2+8×2）×4×36=4032m，费用为4032×21=84672元；③M16对拉螺杆（2.1+1.6）×2×10×36=2664m，费用为2664×10=26640元。采用槽钢加固材料一次投入所需要的费用为：191808+84672+26640=303120元。
（5）采用传统施工技术柱施工需要木模板材料费用45元/m2，可周转5次，不可回收，造价9元/m2，PVC套管材料费用约1元/m2，实际造价10元/m2。采用无穿墙螺杆施工技术，木模板材料费用45元/m2，可周转15次，不可回收，实际造价3元/m2。节省材料费用10－3=7元/m2，共节约材料费用7×12960=90720元/m2。
（6）传统洒水薄膜养护需要薄膜等材料费用及人工费用3元/m2，采用水玻璃无水养护所需费用约1.5元/m2，可节省费用1.5元/m2，总节省费用为1.5×12960=19440元。
（7）总经济效益155520+148500+（169900－303120）+90720+19440=281460元。
（8）综合效益281460÷12960=21.7元/m2。
3.2 社会效益
该技术解决了传统柱施工后存在的螺杆孔，且螺杆孔处也会存在起砂、漏浆等质量缺陷，推进了绿色环保、质量可靠的大截面矩形柱施工的发展，促进了钢筋混凝土大截面矩形柱综合施工技术在建筑领域的推广和应用，使整个体系模板周转次数明显增加，节省了施工过程中模板的损耗，提高了模板的利用率。大截面柱混凝土养护采用“无水养护”，提高了后期柱混凝土表面的观感质量，减少了水资源的浪费，能满足施工绿色、环保的要求。
4 结语
总之，钢筋混凝土矩形施工技术对提高建筑工程的质量与效益具有十分重要的现实意义，做好钢筋混凝土矩形柱的施工工作能够保障工程的质量与效益。通过该项目钢筋混凝土矩形柱施工技术的实施，柱的实体及外观质量良好，完全达到设计规范的要求，取得了良好的技术经济效益。
参考文献：
[1]吴能淼；谢超；吴新星；李宗；秦锴.钢筋混凝土大截面矩形柱综合施工技术.施工技术.2015（09）
[2]孔令键.矩形钢管混凝土施工技术在银川建发现代城工程中的应用[J].铁道建筑.2009（10）
论文作者:孙章红
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/25
标签：混凝土论文; 截面论文; 施工技术论文; 矩形论文; 螺杆论文; 槽钢论文; 钢筋混凝土论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;