混凝土施工技术研究3篇

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混凝土施工技术篇1

摘要：混凝土施工技术作为高层建筑施工建设中的关键技术之一,会对高层建筑整体施工质量形成直接影响,因此必须规范高层建筑混凝土施工技术的应用,制定科学的施工方案,确保混凝土的施工质量。基于此,结合工作实践,着重探讨高层建筑混凝土施工技术工艺的应用要点,同时对混凝土施工的质量控制措施进行简要分析,以期为相关从业者提供参考借鉴。

关键词：高层建筑;混凝土;施工技术;质量

相较于传统低层建筑施工而言，高层建筑无论是结构布局还是施工环境均更为复杂。若高层建筑施工中对混凝土施工技术应用失当，会大概率弱化高层建筑结构的稳定性，对人们的生命财产安全带来威胁[1]。因此，业内人士应当重视对高层建筑混凝土施工技术的研究，采取相应措施规范高层建筑混凝土施工技术的应用。

1高层建筑混凝土施工技术的应用要点

1.1重视混凝土原料的选择与配比

选择骨料时，要合理确定粗骨料和细骨料的粒径。高层建筑的混凝土施工需要泵送，因此还要考虑泵送因素，配置出更利于泵送的混凝土[2]。选用外加剂时，要保持合理的减水率和较高的保坍性，以契合高层建筑项目的施工要求。通常来讲，高层建筑混凝土原材料中，粗骨料粒径应不超过25mm，砂含泥量不超过3%，石含泥量不超过0.5%，石针片状颗粒含量不得超过15%，砂细度模数为2.3～2.8，砂率需控制在40%～45%。此外，由于高层建筑施工中会用到大量构件，因此必须保证构件拥有较高的承载力与支撑力。在正式施工前，先要进行混凝土质量控制试块的制作，制作流程要严格按照规范要求，对于有特殊要求的混凝土必须单独进行试验，待其完全满足高层建筑项目施工标准之后，才能投入到正式施工当中。

1.2规范混凝土泵送工作

泵送混凝土施工过程中，需要结合高层建筑项目的实际情况，采用汽车泵机完成混凝土的施工处理。及时向高层施工区域输送混凝土，并且在固定式地泵和相关人员的支持下进行流水线式施工操作，保证混凝土施工质量。

1.2.1注意严格控制时间

在输送混凝土的过程中，要注意严格控制时间，因为会影响混凝土坍落度。参考上述的原料配比，可在混凝土拌和料中适量添加木质素磺酸钙减水剂，合理控制水泥的水化热反应，延缓初凝[3]。混凝土施工时的温度偏高，坍落度会产生极大损失。结合实践，未添加减水剂条件下，混凝土出机温度分别为5～25℃和25～35℃时，泵送混凝土运输延迟分别为60～90min和50～60min。添加减水剂的运输延续时间具体如表2所示，两者差别明显。

1.2.2注意泵送规范

在对混凝土进行泵送的处理过程中，需要保证泵送的规范程度，这也是后续混凝土浇筑施工的关键基础。第一，需要全面清洗泵送管道，并且184CONSTRUCTION施工在对混凝土进行泵送之前进行合理配比，对水泥、水以及外加剂进行配置，添加到料斗中，等待管道润滑完成之后，再开始对混凝土进行泵送。若管道出口位置有水泥砂浆残存，要第一时间清理，为后面混凝土的泵送清除阻碍。同时，需要严格控制泵送速度，时刻关注设备的油压情况，始终遵循“由远及近”的原则进行施工。第二，连续施工作业的过程中，若经常出现混凝土供应间断的情况，要先适度调低泵送速度，待泵送暂停后，对间断原因予以查明。需要注意的是，料斗的搅拌不能停止，确保混凝土的质量。按照施工要求，若混凝土泵送暂停时间超过20min，要每隔5min进行一次正反转动，以保证泵送管道内部的混凝土材料具备良好蠕动，否则容易发生泌水离析现象[4]。若是因为电路故障而出现设备停转的情况，则需要及时拆卸管道，将内部混凝土引出，再对管道进行全面清洗。第三，若发生管道堵塞问题，可先将泵调整为反转模式，倘若依旧没有解决问题，要及时停止设备，找出堵塞部位，进行人工排堵，以尽快恢复设备的正常运转。

1.3把控混凝土浇筑要点

高层建筑施工项目应用的混凝土大部分结构偏大，为保证混凝土结构的施工质量完好，通常会采取分段和分层的浇筑施工方式。各层混凝土浇筑宽度需把控在1m之内，且每段混凝土浇筑量要把控在50m3之内。此外，为了确保混凝土内外部温差趋于稳定，每一次浇筑时间必须控制在1h左右，可大幅降低冷缝出现的概率。在实际浇筑过程中，要严格按照“由低至高，由远至近”的标准，以后退式做法进行有效浇筑施工。例如，在具体的高层建筑项目施工中，需要先从后浇带东面开始第一次浇筑，再从后浇带西面开始第二次浇筑。在第一次浇筑过程中，要从南到北循序开展浇筑工作；第二次浇筑过程中，同样需要从南到北循序开展浇筑，并且要求东西两面同步开展浇筑工作，直到浇筑施工完成。为了保证混凝土的强度达标，在混凝土浇筑过程中需要由专人负责混凝土的振捣工作，结合施工现场的需要与条件，用插入式振动棒与混凝土输送泵协调配合，于浇筑带前、后部位设置振捣带。在坡脚处设置的振捣带主要负责下部混凝土的振捣，而在卸料点设置的振捣带主要负责上部混凝土的振捣。为了保证混凝土浇筑施工的高效开展，在卸料点的振捣应当保证形成自然坡度，不可出现大量混凝土堆积的现象。振捣过程中，振动棒的抽动幅度需保持在50～100mm，移动距离不能超过作用半径的1.5倍，各个振捣点的振捣时间要把控在20～30s，同时振动棒不能与模板、钢筋等材料直接接触。当混凝土无气泡产生且没有明显下沉时，便可停止振捣。此外，在混凝土浇筑过程中还需做好表面处理与水分处理工作。第一，表面处理。高层建筑混凝土结构高度较大，振捣结束后极易在表面形成水泥浆，导致混凝土结构表面平整度较低，因此要用到刮尺，配合标高进行表面刮平，确保符合施工标准。在混凝土初凝前，还要用木抹子展开模压和搓平操作，可提高混凝土强度，降低混凝土因固化收缩而表面出现干裂纹路的概率。第二，水分处理。由于分段分层浇筑的时间间隔较长，因此在振捣过程中容易出现混凝土泌水、浮浆等情况，可在混凝土模板侧面或底部钻出排水孔，让泌水形成的水分直接排出，或者可用污水泵对后浇带的水分进行抽出。

1.4优化混凝土构件衔接施工

高层建筑混凝土施工中构件较大，因此在衔接过程中极易暴露出裂缝等相关问题，直接影响混凝土构件的施工质量，导致高层建筑的稳定性与安全性有所降低，因此必须高度重视构件衔接施工，做好技术优化。从高层建筑项目施工实践来看，容易出现裂缝质量问题的衔接施工主要集中在基础与柱衔接处以及梁与柱衔接处等，处理病害一般会采取施工缝做法。对于建筑基础施工而言，在施工之前要以工程体量作为依据，规范地基基础的施工，保证地基、桩基拥有较强承载能力，防止在后期施工中发生沉降裂缝问题。而在柱与独立基础的衔接施工中，由于衔接处的混凝土强度存在差异，因此必须将柱设置在基础或底板的上表面，深度要达到基础或底板的底部。若地基基础是独立基础，还可将柱设置在梯形截面的变截面处，与混凝土施工缝贴合。为了保证施工便利性，梁板与梁的混凝土需要采用同等级强度的混凝土。对于梁柱不同标号的混凝土衔接处，要在不影响结构强度的基础上，适度调整石子、水以及外加剂等的用量，有效降低坍落度。随后要遵循“先高后低”的原则展开浇筑施工，通过二次振捣去强化混凝土的密实度。值得注意的是，梁柱模板施工过程中要保证模板的高效使用，浇筑之后不必拆卸柱模板，并支设好梁柱头模板，于施工缝处塞海绵条。选用碗扣架和丝杠对梁柱衔接处的定型模板进行顶撑，保证模板稳固，提高混凝土构件的施工质量。

1.5做好混凝土后期管护工作

对混凝土的后期管护工作要加以重视，进行规范化管理，从而提升高层建筑混凝土施工质量。在养护管理中，需要严格控制混凝土的温湿度，防止混凝土构件出现裂缝。第一，进行模板拆除时，需要合理确定拆模时间，防止混凝土构件强度不符合标准。而在混凝土浇筑完成后，其内部水分蒸发会随着温度的变化而出现不同变化，导致构件表面平整度受到影响而产生裂缝，因此要做好遮阳与降温工作。若混凝土施工时温度偏高，要进行覆膜养护，定期洒水，保证构件表面湿度；若温度偏低，则要做好保温措施，防止因冷冻出现裂缝，导致构件强度降低。第二，在混凝土终凝之前，表面不可安装任何设备或出现人员踩踏情况，特别是对楼层混凝土表面的养护，要分批次完成作业，表面不能进行锤击、开槽以及打洞等操作，必须提前预留位置。若无法避免必须在混凝土表面施工，则一定要用垫板，避免混凝土表面被污染。

2高层建筑混凝土施工质量控制措施

2.1做好施工设计

高层建筑混凝土施工的前期设计与后期施工建设质量，同样会产生直接影响。在前期施工设计过程中，要依据高层建筑项目的建设指标进行设计。例如，以主控项目举例，选用粗骨料时要保证含泥量不超过0.5%，若砂子为中粗砂，含泥量不能超过3%；以一般项目举例，要做好混凝土垫层施工的有效设计，保证混凝土垫层表面的平整度，标高与指标的误差需控制在±10mm之内，其中表面平整度要用靠尺检查，报告则用水平仪检查。另外，还要对高层建筑混凝土施工的组织计划和施工顺序进行设计，为后期施工提供指导。

2.2加强技术管理

在高层建筑混凝土施工管理中，技术管理是不可或缺的内容，主要需对以下几方面加强技术层面的管理。首先，高层建筑项目施工前期，要加强对原材料配置质量的管理，保证所有材料的选用都符合高层建筑项目的建设要求；其次，加强钢筋工程施工质量管理，确保钢筋定位精准、绑扎牢固，并保证后续的混凝土施工不会影响到钢筋工程；再次，混凝土施工前要加强模板施工质量的管理，保证模板材料强度适中、支撑稳固且衔接紧密；最后，加强混凝土浇筑、振捣以及养护的技术管理。混凝土浇筑过程中需要对伸缩缝、分格缝、窗洞等关键部门实施标准化和规范化管理。振捣施工要注意不能对钢筋、模板工程质量形成干扰。养护过程中要重点关注混凝土的温差变化和水化热反应，防止混凝土构件出现较大收缩而导致裂缝产生[5]。

2.3优化安全管理

为提高高层建筑混凝土施工质量，在管理过程中需要格外关注工程质量与安全管理的关系。一方面，施工质量会影响到高层建筑的安全性；另一方面，施工阶段的安全管理也会影响到项目的建设质量。因此，在高层建筑混凝土施工过程中，需要结合实情进行安全防控预案的科学编制，做好材料、机械、人员、技术以及环境等多方面的安全管理，确保风险因素对混凝土施工的负面影响降至最低，同步提高高层建筑工程的施工质量及安全效益。

2.4加强裂缝控制

高层建筑混凝土在施工中之所以会产生裂缝，主要是因为水泥遇水之后会产生水化热，所以为了避免裂缝的产生，应当做好混凝土的温度控制及养护工作，具体需要注意以下几个环节。第一，在对水泥进行选择的过程中，要优先选择水化热低且稳定性佳的水泥进行混凝土混合料的配置，同时要适当提高粉煤灰的用量，减少水泥使用量。第二，在进行混凝土配置的过程中，要对粗骨料级配予以控制，采用减水剂等外加剂达到降低混合料水含量的效果，降低水泥使用量，弱化水泥与水的水化热反应。此外，粗细骨料选定后还要进行清洗，使混凝土混合料得到充分混合，保证混凝土的密实度与抗拉强度，在硬化过程中不会出现太大的收缩变形。之后还可借助二次投料的方法，增强混凝土结构的强度与抗裂能力，使层级不同的混凝土都能在初凝前有效结合，保证混凝土的整体性。第三，在混凝土的浇筑施工过程中，需要对入模温度进行把控，保证混凝土与环境的温差达到最小，通过降低温差抑制裂缝产生。还可通过添加低碱膨胀剂去提高混凝土的收缩率，弱化温度应力的负面影响。同时，浇筑过程中还要格外关注伸缩缝、分格缝、窗口以及洞口等部位的施工，振捣时不能对钢筋和模板等造成损伤。对此可尝试采取分块式与分层式浇筑方法，降低混凝土的单位体积，借助后浇带减少每一次浇筑施工中混凝土的蓄热量，通过降低热量的积蓄实现控制温度的效果。第四，在混凝土浇筑施工完毕的养护阶段，工作人员需要严格按照规章制度与质量标准开展养护工作，关注混凝土的保温与保湿，对刚浇筑完毕的混凝土进行缓慢降温处理，弱化温度应力作用。如果混凝土浇筑遭遇雨、雪等温差较大的天气，要用到塑料布和棉毡等物品对混凝土表面进行覆盖，以此控制混凝土的内外温度差，抑制表面裂缝的产生。一般混凝土浇筑完毕后，水化热反应会在3～5d达到峰值，然后不断下降，因此在这一阶段一定要做好养护管理工作。

3结语

在高层建筑施工过程中，混凝土施工技术已成为必备基础技术之一，该项技术的应用得当与否，将会直接影响高层建筑施工项目的质量。结合目前高层建筑混凝土施工技术的应用实际情况，一定要做好混凝土原料的选择与配比，规范混凝土泵送工作，控制好混凝土浇筑速度，优化构件的衔接施工，并做好混凝土养护工作，从而确保混凝土施工质量能满足高层建筑施工质量要求，增强高层建筑结构的安全性与稳定性。

作者:魏璇 单位:山西省晋城市晋城宏圣建筑工程有限公司工程师

混凝土施工技术篇2

1工程概况

某房地产开发项目，现浇混凝土框架剪力墙结构，工程总面积为120000m2。主体结构为33+1层，标准层层高3m。工程分为A、B座的2座塔楼，A、B座结构形式和面积均相同。本工程同一楼层的剪力墙混凝土与楼板混凝土强度等级相同。混凝土强度等级1层及以下采用C50，混凝土强度等级10层以下采用C45，21层以下采用C35，21层以上采用C30。标准层楼板厚度为120mm，剪力墙墙体厚度为240mm。施工现场A座和B座各设1台5O型混凝土泵配合BLG15型布料杆浇筑混凝土。

2浇筑方案的确定

工程正式进入施工阶段，A座在浇筑混凝土时，利用的是分层浇筑法。为了全面考查工程质量、安全等诸多要素，B座在浇筑混凝土时，升级了方案，改进了浇筑施工方法。即不再进行分别浇筑，而是进行整体浇筑。在墙体与楼板的整体浇筑技术施工过程中，准备阶段以现场具备条件为基础进行了多轮模拟试验，并重点确定了模板设立、钢筋绑扎、混凝土浇筑等环节。在充分调研的基础上，将混凝土浇筑施工操作调节为6个工艺顺序：（1）对墙壁体钢筋进行绑扎；（2）对外墙外的模板进行安装；（3）对楼板模板进行安装；（4）对外墙内模板进行安装；（5）对内墙模板进行安装；（6）对混凝土进行浇筑。依据既定方案，B座采用了整体浇筑技术。这种技术不仅使墙体与顶部楼板的施工缝完全消失，而且使施工时间大为缩减。总之，整体浇筑施工技术有效提升了结构的整体完整性。

3混凝土材料的选择

整体浇筑技术主要运用的混凝土传输方式为泵送混凝土。混凝土中含有的物质包括水泥、骨料、粉煤灰等。其中，粉煤灰的加入不仅使钢筋混凝土的和易性有所改善，而且使钢筋混凝土的可泵性有所增强。对于搅拌好的混凝土，一定要展开及时的浇筑，确保在混凝土初凝前就完成浇筑操作。如果天气炎热、气温条件不理想，可以考虑添加缓凝型减水剂。另外，在人工浇筑混凝土环节，混凝土的坍落度范围可参考表1数值。还要注意的是，在施工过程中，要注意将水泥与灰砂的比例以及混凝土的坍落度控制在合理范围。为了达到设计要求，在高层建筑混凝土施工中必须加强混凝土材料的选择与坍落度的控制，规范施工材料招投标，综合考虑材料的经济性与可靠性，加强原材料质量与级配控制，以试验室确定的水灰配合方案为指导，降低混凝土干缩徐变量，确保施工材料质量满足设计要求。同时，还要加强施工配件设备的配置与安排，统筹各项施工资源。最后，严格按照试验室确定的配比方案添加各类混凝土原料，保证加入的剂量与顺序符合施工规范。投料按照以下顺序展开：（1）石子加入搅拌机；（2）水泥加入搅拌机；（3）粉煤灰加入搅拌机；（4）砂子加入搅拌机；（5）早强剂放入搅拌机；（6）泵送剂放入搅拌机；（7）水放入搅拌机。将这些物料在搅拌机中进行搅拌，搅拌时间要＞3min。

4施工方法

在整体浇筑技术中，施工的核心主要体现在两方面：（1）墙体模板安装以及楼板模板安装；（2）墙体的拆除工序。这两方面都需要根据实际情况进行相应的调整。需要注意的是，要为后期建筑楼板模板的整体安装工序预留一个通道。对于通道上部楼板的模板，主要是利用通道斜梁支撑以及通道主梁向上悬挑的形式进行安装。与此同时，为了安装以及拆卸便捷，可以对整个墙体模板的高度做相应调整，这种调整主要是进行降低操作，调整量约控制在100mm。当底层混凝土板浇筑完成，其强度保持在1.2MPa之上，即用手按压混凝土时，不会出现松软以及痕迹的情况，便可以进入轴线投测环节。墙体钢筋固定绑扎施工结束后，进行外墙外模板的安装。当外围全部模板按照既定要求结束安装后，楼板底模的整体安装操作环节可以接续展开。对楼板底模进行分层安装，需利用早拆支撑系统。墙体模板在正式进行安装之前，需要对整个墙体上的杂物展开及时全面的处理清除工作，“烂根”是墙体模板安装之后经常出现的问题，为了彻底解决这一问题，在安装墙体模板时，必须依据尺寸展开，不得有偏离，不得有误差，而且还可以在模板底部贴海绵条，以使底板平整、光洁。同时，必须要使用质量上乘的穿墙螺栓，以免出现漏浆。墙体模板上部不仅会与楼板模板实现连接，而且连接点一定要坚固密实。楼板模板进入安装程序后，会提前预留缝隙，缝隙一般保持在约240mm，墙体单片模板会充分利用这一缝隙，并利用吊车分片，按照顺序进行吊装。这时，不论是模板之上，还是模板之下，都要由专业人员进行专业施工，操作过程中，施工安全是一条红线，所有工序都要确保施工的安全。在确定浇筑方式时，应综合浇筑高度与浇筑方式的特点，采用最符合高层建筑混凝土施工的浇筑方式，并根据不同的施工部位调整浇筑方式，结合浇筑高度与混凝土凝结时间控制浇筑速度，避免因为浇筑施工不当而产生环向裂缝。在整体浇筑施工中要注意两点：（1）浇筑的是剪力墙，可以利用长流水作业的形式，分段展开浇筑。（2）浇筑的是楼板时，主要是依据“先外墙、再内墙、后楼体”的顺序展开。在对墙体正式浇筑之前，底部应该先填充混凝土以及水泥砂浆，这样才能有效防止底部出现蜂窝状况。墙体混凝土要利用准50mm和准30mm振捣棒进行分层浇筑，移动间距实测≤50cm和≤40cm。振捣时间并没有严格的限制，而是要根据具体情况确认，如果混凝土表面没有气泡出现，表面有泛浆，那么可以停止振捣。振捣过程中，应根据施工特点采用合适的振捣方式，逐点振捣，并密切关注振捣质量，预防出现漏振与过振现象。在浇筑门窗部位的混凝土时，不能从中间下料，而是从两侧下料，而且过程要匀速展开，这样才能防止模板出现位移的情况。要格外注意内外墙的交接部位，可以利用大型钢丝网片进行拦挡。

5模板拆除

模板拆除不是随意进行的，而是要严格依照拆除现场的条件进行。最需要进行全面拆除的是竖向模板，但是竖向模板的拆除也只有等到混凝土达到规定强度后才能展开。若混凝土没有达到规定强度，严禁进行拆除操作。其次要拆除的是墙模板，在混凝土强度达到12MPa，同时其表面不会所损坏时，才可以对其进行拆除。模板正式进入拆除工序之前，首先要拆除模板条，其次拆除墙体模板。一般依据“外墙在先内墙在后，模板在先角模在后”的顺序进行，即在内墙模板与外墙模板之间，先对后者进行拆除，再对前者进行拆除。在模板与角模之间，先拆除前者，再拆除后者。拆除后的模板仍可使用，而为了更好地应用这些模板，可以对其进行标号，并将模板及时转移至下一场地。墙体模板在拆除完毕后，可以进行楼板模板的拆除。模板拆除后，仍然要对楼板进行养护及支撑等。

6注意事项

6.1制订符合项目要求的混凝土施工计划

在开展混凝土施工项目前，首先要对该建筑工程项目的混凝土施工制订科学合理的计划。该混凝土施工计划要由专业的计划制订部门根据实际的施工环境、施工条件以及该建筑工程项目对混凝土的要求来制订，除了要编制混凝土施工各个步骤与技术的指导计划书，还要编写混凝土施工浇筑的设计图纸与方案，然后再对执行部门进行详细的讲解，要求相关施工部门严格按照所设计的混凝土施工设计方案开展工作。另外，还要综合考虑混凝土浇筑要求、材料配比以及技术的重点难点等因素，制订出科学合理的混凝土浇筑施工设计方案，使混凝土的实际施工得以顺利进行，从而保证建筑项目的施工质量[1]。

6.2做好控温防裂工作

控温防裂工作是混凝土浇筑后续工序中的重要一环。在完成混凝土浇筑施工后，对浇筑成型的混凝土的后期养护工作也要做到位，这样才能保证混凝土成品的质量。因此，为了做好混凝土的后期养护，首先要做的就是控温防裂工作。混凝土浇筑后，并不意味着混凝土施工的完成，其质量保证的关键在于后期的控温防裂的养护工作是否做到位。相关的建筑企业应该成立测温养护部门，专职对浇筑成型的混凝土进行控温防裂工作，减少因温差过大导致成型的混凝土出现裂缝。若在施工条件和造价控制允许的基础上，可以制订温控方案和配备信息化现场温度控制系统，这种控制系统智能易操作，同时覆盖的范围广，能够全面准确地收集温度控制与防裂数据，实现对裂缝的动态监控，同时能够对施工工艺做出精准评价，调整并优化施工方案，提升高层建筑工程中混凝土浇筑施工管理的信息化与智能化。

6.3规范混凝土结构的养护

加强混凝土结构的养护工作，不仅能保证高层建筑的建设质量，同时对高层建筑的安全长期使用也有积极意义。混凝土的养护工作是其他后期工作的重要基础，只有在保证高质量的混凝土养护工作的前提下，温度控制、裂缝预防以及其他相关工作才能顺利开展。混凝土养护工作需要根据施工时的季节、天气以及施工条件选择最佳的养护方式，确保养护时间达到14d以上，在养护过程中要对混凝土的性能进行跟踪与检查，确保混凝土结构质量达到设计要求。此外，还要加大对施工人员的培训力度，掌握正确的施工工艺与方法，提高施工人员的安全责任意识，保证混凝土施工质量。

7结语

综上所述，混凝土是目前建筑施工中使用的主要材料，混凝土在具体浇筑施工中，不仅需要持续提高混凝土浇筑施工技术水平，更要与其他模板材料的使用进行密切的配合，才能确保工程保质保量完成交付。

作者:梁小平 单位:四川铁投城乡投资建设集团有限责任公司

混凝土施工技术篇3

近年来，进行高层建筑混凝土结构设计时，由于缺乏先进的科学技术手段，导致计算、测量参数缺乏较高精准度，再加上施工过程中没有注意细节问题，或者施工存在失误问题，致使高层建筑在投入使用后存在很大的安全隐患。通过优化设计混凝土结构，严格按照设计标准进行设计工作，能够消除传统设计中的不足，提高混凝土结构的合理性和安全性，为高层建筑结构的安全性能提供有效保障。因此，进行高层建筑混凝土结构设计时，需要遵循安全性、适用性、可靠性设计原则，优化设计地基基础、建筑平面结构、剪力墙结构、薄弱层结构、转换层结构，严格控制混凝土的配合比，提高混凝土结构的密实度和强度，全面提升高层建筑的整体建设质量，延长高层建筑的使用年限。

1高层混凝土结构优化设计原则

1.1安全性

跟一般的建筑物相比，高层建筑物的建设高度较高，人口居住密度大，如果高层建筑物混凝土结构缺乏良好的稳定性，一旦发生自然灾害，就会带来严重经济损失和人员伤亡，危害程度较高，所带来的社会影响也更加深远。因此，在进行高层建筑混凝土结构优化设计时，首要遵循的设计原则就是安全性，安全第一。以《混凝土结构安全健康标准》作为设计指导，设计过程中应重视结构性能，要提高整体混凝土结构抵御外部风险因素的能力，包括建筑抗震性、抗风性、抗水淹等，降低各种自然灾害对建筑物的毁灭性破坏，这样才能提高建筑安全系数，为人们的生命安全与财产安全提供强有力保障[1]。

1.2适用性

进行高层建筑混凝土结构设计时，不仅要考虑安全性，还需要考虑整体结构的适用性。设计人员需要了解掌握建筑物的使用功能，对高层建筑内部空间进行合理分析和优化设计，提高结构内部设计的科学性和合理性，确保建筑物的适用性，这样能够让高层建筑的优势充分发挥出来，满足人们的使用需求。

1.3可靠性

进行高层建筑混凝土结构设计时，还需要考虑到施工材料、施工工艺等因素，这些因素会对混凝土结构的稳定性和耐久性产生一定的影响。为了提高设计质量和效果，需要严格检查施工材料质量，严格规范施工工艺和施工技术，这样才能确保施工流程高效有序进行，确保混凝土结构质量符合设计要求，延长高层建筑结构的使用年限，提高建筑整体结构的可靠性。

2高层混凝土结构设计存在的问题

2.1地基基础设计问题

地基基础设计也是混凝土结构设计中的重要组成部分，只有合理设计地基基础，才能为建筑物提供良好的支撑作用，提升高层建筑混凝土结构质量。就目前高层混凝土结构设计来看，很多设计人员没有重视地基基础设计部分，基础设计缺乏安全性和经济性，最终影响了高层建筑的使用质量。比如，在柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中，很多设计人员都忽略了地基的沉降风险问题，没有将沉降变形带来的附加应力纳入考虑范畴，最终导致底板处于不安全状态下，地下室底板缺乏良好的承载能力，在外力作用下很容易出现开裂情况[2]。

2.2建筑结构选型设计问题

新的建筑结构设计规范对结构的可靠度、设计计算等内容进行了更新和补充，尤其是对结构规则性增加了很多限制，对抗震及结构的整体性提出了更高的要求，同时也深化了建筑设计中的超高问题。比如，新的建筑结构设计规范明文规定，建筑物的建筑设计方案不能采用严重不规则的建筑平面结构。因此，在进行高层建筑结构设计时，设计人员需要严格按照建筑设计规范开展设计工作，合理设计建筑平面结构，尽可能选择简单、规则的建筑结构。如果设计方案中存在不符合设计规范的情况，设计人员需要根据实际条件进行适当调整，避免设计工作中存在隐患[3]。

2.3抗震设计问题

近年来，很多地区频繁发生地质灾害，最为常见的就是地震，一旦出现地震灾害就会发生建筑物倒塌事故，带来严重的经济损失和人员伤亡，鉴于此，人们开始对建筑结构的抗震性能投以高度关注的目光，这就要求在高层混凝土结构设计中，注重抗震设计。影响高层建筑混凝土结构抗震性能的因素有很多，钢筋的使用数量、钢筋分布情况、结构构件连接的稳定性等都会对其产生影响，一旦设计人员没有对这些进行优化设计，那么混凝土结构的抗震性能就无法得到强有力保障。此外，高层建筑的平面结构、剪力墙结构以及薄弱层结构部分的设计效果也会影响建筑物的抗震性能，此部分内容也需设计人员重点关注。

2.4混凝土结构裂缝问题

在高层建筑钢筋混凝土结构设计中，混凝土裂缝问题普遍存在，混凝土裂缝类型分为温度裂缝、膨胀裂缝、收缩裂缝、结构裂缝等。进行高层建筑施工时，经常会在施工现场现浇制作钢筋混凝土结构构件，构件不同，它们的刚度也存在很大的差别，这就导致整体钢筋混凝土结构中部分区域的刚度无法达到规定要求，在后续施工中或者投入使用后这些薄弱区域就会逐渐产生裂缝，如果不采取有效的措施进行处理，裂缝会逐渐蔓延扩大。而温度裂缝经常出现在大体积混凝土结构中以及温差较大的区域，这是因为混凝土结构表面散热比较快，而混凝土结构内部由于发生水化反应导致内部热量不容易散发出去，混凝土结构内外温差就比较大，混凝土表面就会产生一定的应力，一旦应力高于混凝土的最大抗拉强度，裂缝就产生了[4]。

2.5混凝土材料配比不合理

作为高层建筑施工中的重要建筑材料，混凝土的属性并不是单一的，而是多样性的，混凝土的原材料有水泥、石头、砂子、添加剂、水等，将这些原材料拌和在一起最终凝结形成混凝土材料。在施工过程中，由于高层建筑的建设要求不一样，对混凝土的强度和耐久性标准也存在很大差异，这就要求进行混凝土材料拌和时，需要提前进行试验，严格按照试验比例进行配比，这样才能确保混凝土质量达到规定要求。就实际情况来看，还是存在混凝土材料配比不合理的情况，大大降低了混凝土的标号等级，这样在混凝土结构施工环节，混凝土表面很容易出现气泡、凹坑、蜂窝麻面等缺陷，严重影响了混凝土结构质量，降低了高层建筑的稳定性和安全性。比如，制作混凝土时，如果砂石材料的投入比例超出了规定配比，那么在搅拌过程中由于骨料过度集中导致拌和物出现分崩离析状态，严重情况下混凝土材料会发生硬化，使得混凝土的牢固性大大降低。

3高层混凝土结构的优化设计方法

3.1强化地基基础设计

地基基础设计在混凝土结构设计中占据着重要地位，地基基础承载着整体的建筑物结构，良好稳定的地基有助于高层建筑混凝土结构质量的提升。因此，在进行混凝土结构优化设计时，需要注重地基与基础设计，根据建筑施工的相关要求选择合适的基础类型，制定多种基础设计方案，对比分析各方案的经济性和安全性，从中选取出最佳方案，以此降低造价成本，提高建筑物的稳定性、抗震性和安全性。设计前需要实地考察施工现场，掌握了解建筑的地理位置、地质条件、水文条件、周围的环境因素等，在此基础上综合分析，制定合适的建筑方案。如果建筑的地理位置优越，地质条件不复杂，建筑的建设高度不是很高，就需要选择一些简单方便的浅性基础，比如独立基础或者条形基础。如果建筑的地理位置条件复杂程度高，建设高度很高，地基基础需要承担较大的负荷，就可以选择桩基础，通过桩基础将建筑物整体的荷载传递到土质稳定良好的土层上，有效避免建筑物的沉降问题。如果建筑物水文地质条件好，而且要求的层数高，筏板基础是较为合适的选择，筏板基础不仅能够提高下部持力层，还能使高层混凝土结构的基础面积得到明显提升，这样能够使土层单位面积的受力值大大降低，确保地基基础具有良好的稳定性，对建筑物的不均匀沉降进行合理控制。

3.2合理设计建筑平面结构

只有具备良好的抗震性能，高层建筑才能抵御地震灾害的侵袭，而高层建筑的平面结构布局是影响建筑物抗震性能的主要因素。因此，需要重点关注建筑平面结构设计。在进行建筑平面结构设计时，需要严格遵循高层建筑抗震设计原则，掌握了解混凝土结构材料对建筑抗震性能的影响，参考建筑物的建设高度，确定好建筑物所要达到的抗震等级。通常情况下，如果建筑平面结构具备简单、规则、对称特点，那么它不仅符合抗震规定要求，显著提高了整体的抗震能力，还能使地震释放的能量尽快消耗掉，大大降低地震延伸所带来的破坏力。如果建筑平面结构属于多塔结构、顶塔结构，就需要对它们的振型数进行合理掌握，将其大小控制在合理范围内，认真核算设计数据，根据抗震设计理念和标准规范设计要求，在确保建筑物建设要求得到满足的前提条件下，对建筑平面结构的设计内容进行优化完善，确保高层建筑混凝土结构具有较强的抗震性能[5]。

3.3优化设计高层建筑剪力墙结构

进行高层建筑剪力墙结构设计工作时，需要根据相关建筑结构，认真考虑刚度角和延性角2个问题。为了优化设计相关结构的延性水平，需要保证结构的承载力保持不变，再根据建筑主体结构的抗变形效果对其进行优化设计；为了优化设计相关结构的刚度水平，设计人员需要根据建筑物主体结构的侧向位移和自身的自振周期对相关结构进行标定。设计人员需要深入研究剪力墙的构件结构，对构件结构的延性、刚度、极限承载力进行合理分析，在此基础上采取有效的措施提高剪力墙构件结构的支撑强度和稳定性。同时，在进行相关剪力墙结构的优化设计时，需要同步进行减震隔离设计工作，确保两者工作的步调协调一致。通过优化设计高层建筑剪力墙结构，确保高层建筑支座间的弹塑性位移角持续保持在合理范围内，而且通过提高弹性层间位移角限值，能够让钢筋混凝土结构得到进一步优化，显著提升混凝土结构的刚度参数和延伸特性参数。

3.4提高对薄弱层结构设计的重视度

在高层建筑混凝土结构设计中，需要高度重视薄弱层结构的设计工作。在地震等自然灾害影响下，高层建筑的薄弱层会出现下沉、变形情况，从而严重破坏了建筑内部的混凝土结构，降低了混凝土结构的稳固性，带来了安全隐患。因此，设计人员需要优化设计建筑中的薄弱层，确保高层建筑具有良好的安全性能。如果高层建筑混凝土结构的竖向结构刚度无法保持连续性，再加上建筑物没有按照标准规定要求的楼层刚度进行施工作业，那么就会很容易出现建筑结构薄弱层，建筑物的安全隐患也会大大增加。这种情况下，设计人员进行薄弱层结构优化设计时，就需要通过对薄弱楼层的安全标准进行适当调整，确保薄弱层的设计能够符合设计规范和安全标准要求。如果制定的安全标准缺乏合理性，那么薄弱楼层的施工质量必将达不到相关规定要求。此外，进行混凝土结构设计时，还需要加强对薄弱层周边区域和周边构架的设计，这样能够提高高层建筑薄弱层的设计效果，让建筑物整体具备较强的抗震性能，确保建筑物的使用安全。

3.5做好转换层结构设计工作

高层建筑底部各层的建造不仅要满足建筑空间的各项建设要求，还需要在建筑中的相应位置设置一定的转换层，确保上下结构的转换具有良好的过渡性。因此，在进行高层建筑混凝土结构优化设计时，需要做好转换层结构的设计工作，不仅要保证转换层上下垂直方向的结构设计符合设计标准，还需要对转换层的上部和下部结构的刚度比进行严格控制，这样在剪力墙建造施工比例合理控制的前提条件下，能够显著降低上下混凝土结构刚度突然变化带来的影响力。如果转换层的结构设计存在不足，就会导致建筑物的整体结构存在缺陷，这个缺陷的位置就会成为地震侵袭的突破口，安全隐患很大。同时，还需要对高层建筑转换层以上竖向构件的数量进行严格控制，从而使转换层结构刚度的差异性大大降低，这样即便混凝土结构的转换层发生了刚度转变，也不会对建筑物整体的安全性能带来太大的影响。此外，高层建筑转换层的混凝土浇筑面积很大，对混凝土结构强度提出了很高的要求，施工过程中需要格外注意混凝土温度裂缝问题。相关人员需要合理调整振捣点及振捣范围，不仅要避免振捣棒碰撞钢筋，还需要保证混凝土内部振捣的均匀性。

3.6严格控制混凝土的配合比例

混凝土作为高层建筑施工中不可或缺的材料，它的参数和性能会对高层建筑的施工质量和使用年限产生直接影响。因此，在进行高层建筑结构优化设计时，需要优化设计混凝土配合比。为了提高混凝土结构强度，相关人员需要提前做好混凝土试验工作，混凝土配合比设计内容包含用水量、水泥用量、砂石总用量等。选择水泥时优先选择普通硅酸盐水泥，此种水泥的水化热反应适中，可避免因混凝土内外部温差过大而影响混凝土性能，然后再根据相关规定要求准备其他试验原料，同时需要对各种砂石骨料的含水量和大小进行准确检测，最后再运用专业的计算方式，获得科学有效的混凝土配合比。当然配合比并不是固定不变的，相关人员还需要结合施工的建设要求和施工现场的实际情况，适当调整各原材料的添加比例，这样才能提升混凝土结构强度和耐久性[6]。进行实践，不断优化课程设计，切实提高教学效果。

参考文献：

［1］任丙忠，朱其刚，杨金梁，等.基于“互联网+”的混合式教学模式构建［J］.中国教育信息化，2020（4）：65-67.

［2］张顷顷，张华宾，张智慧.互联网+背景下工程力学课程线上线下混合教学模式研究［J］.中国教育技术装备，2019（16）：35-36.

［3］孔令琴，李翠玲，郑猛，等.混合教学模式在《光电仪器电子学实验》中的运用探索［J］.光学技术，2020，46（2）：253-256.

［4］柏金，王谦.工程热力学线上线下混合式教学模式的构建与优化［J］.高等工程教育研究，2019（Suppl1）：283-285.

［5］苏芃，李曼丽.基于OBE理念，构建通识教育课程教学与评估体系：以清华大学为例［J］.高等工程教育研究，2018（2）：129-135.

［6］范建红，张俊杰，谢涤湘.OBE理念下城市规划原理课程教学模式探讨［J］.高等建筑教育，2018，27（5）：94-98.

［7］张男星.以OBE理念推进高校专业教育质量提升［J］.大学教育科学，2019（2）：11-13.

［8］范圣法，黄婕，张先梅，等.基于“产出导向（OBE）”理念的本科教学培养体系探究［J］.教育理论与实践，2019，39（24）：6-8.

［9］胡秀兰.基于OBE理念的《无机非金属材料工学》线上线下混合式教学实践［J］.高教学刊，2020（5）：77-79.

［10］赵玲峰，杨剑冰，邓炯，等.基于OBE理念的混合式教学模式改革初探［J］.中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2020（5）：21-23.

作者:王晨 单位:山东华邦建设集团有限公司