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高原环境下房建工程的施工技术难点与应对策略研究

张俊巍 陈哲
  
大海媒体号
2024年163期
中国民用航空西藏自治区管理局 西藏 850700

摘要:高原地区房建工程意义重大,但其特殊环境带来诸多挑战。本文探讨了高原环境下房建工程施工的主要技术难点与应对策略。先分析了地基沉降控制难度大、混凝土材料性能衰减及强风环境下钢结构施工困难等问题,并提出了采用多元地基加固技术、研发适配高原环境的高性能混凝土以及采用防风稳固型钢结构设计等针对性策略。这些策略旨在保障房建工程质量、安全与进度,为未来高原地区房建工程的技术优化与发展提供参考。

关键词:高原环境;房建工程;施工技术

引言

在当今时代,我国对高原地区的开发不断加深,房建工程的身影愈发频繁地出现在这片广袤的土地上。它是改善民生、带动高原区域经济腾飞的关键力量。但高原独特的自然环境宛如一道巨大鸿沟横亘在施工进程前。此地具有显著区别于平原的特质,低温、昼夜温差大易引发材料热胀冷缩异常,地质复杂且冻土广布给地基施工添难题,还有强风、强紫外线肆虐。这些恶劣因素贯穿房建全程,对常规技术造成极大冲击,既影响工程品质、推进效率,又关联人员安危、资金投入。因此,研究和制定有效的应对策略变得尤为迫切。

1.高原环境特性及其对房建工程的影响

高原地区拥有诸多独特的环境特性,这些特性对房建工程的各个环节施加着显著影响。首先,高原气候极为复杂,稀薄的空气导致严重缺氧,极大考验施工人员的身体机能,使其易疲劳、工作效率降低;与此同时,低温且昼夜温差悬殊,材料热胀冷缩现象加剧,致使混凝土开裂、墙体粉刷层脱落等质量问题频发。其次,地质条件同样棘手,复杂的地形地貌增添了场地平整难度,而广泛分布的冻土更是地基处理的“硬骨头”,其冻融循环易造成地基沉降不均,威胁房屋稳定性。最后,强风常年呼啸,不仅增大了建筑物的风荷载,对结构强度提出更高要求,还干扰高空作业,给施工安全笼罩上一层阴影。

2.高原环境下房建工程施工技术难点

2.1地基沉降控制难度大

高原地区的地质状况给地基沉降控制带来了重重挑战。一方面,高原多冻土分布,冻土在温度变化下会发生冻融循环,土体反复膨胀与收缩,使得地基土体结构遭到破坏,承载能力不稳定,进而引发不均匀沉降。另一方面,复杂的地质构造致使地下岩石层分布不均,部分区域岩石破碎、裂隙发育,地基处理时难以达到均匀受力状态。同时,高原地区的地震活动相对频繁,地震波的冲击会进一步加剧地基的变形与沉降风险[1]。再者,施工过程中,大型机械设备的频繁运行以及建筑材料的堆放,若未进行合理规划,也会额外增加地基的压力,使得沉降控制难上加难,严重威胁房建工程的长期稳定性。

2.2混凝土材料性能衰减

身处高原环境,混凝土材料的性能衰减问题不容小觑。一方面,低氧状况下,水泥的水化反应受阻,混凝土如同失去活力一般,硬化缓慢,强度迟迟难以达标,拖慢施工节奏。另一方面,低温与昼夜的巨大温差,让混凝土内部饱经折磨。低温时,水分结冰撑裂内部结构,冻害裂缝纷纷涌现,强度与耐久性大打折扣;昼夜交替,频繁的热胀冷缩令其表面剥落、内部布满微裂缝。再者,高原的强紫外线无孔不入,长时间侵蚀下,混凝土化学键断裂,表面碳化加速,抗渗、抗侵蚀能力直线下降。还有,当地水资源稀缺且水质不佳,硬水或杂质多的水用于搅拌,使得混凝土的工作性能变差,成品质量堪忧。

2.3强风环境下钢结构施工难度大

在高原地区,强风环境给钢结构施工造成了诸多棘手难题。强风频繁来袭,一是,在钢结构的构件运输与吊装环节,风力会使构件产生较大幅度的摆动,极大地增加了精准就位的难度,甚至会引发碰撞,损坏构件,危及施工人员安全。二是,强风施加于钢结构上的风荷载远超平原地区,这对结构的稳定性设计提出了更高要求,需要加大构件截面尺寸、增强连接节点强度,无疑会提升工程造价与施工复杂性。三是,焊接作业时,大风易吹散保护气体,导致焊缝出现气孔、夹渣等缺陷,严重影响焊接质量,而且为防风而采取的遮挡措施又会限制施工操作空间,进一步拖慢施工进度,让钢结构施工在高原强风中举步维艰。

3.应对高原环境的房建工程施工技术策略

3.1多元地基加固技术

面对高原复杂的地质条件,多元地基加固技术成为确保房建工程根基稳固的关键。其一,对于冻土区域,采用隔热保温法,铺设隔热材料阻止热量传递,减缓冻土融化速度,维持地基稳定;或运用冻结法,主动制造低温环境,强化冻土强度。其二,强夯法通过重锤多次夯实松软土质,有效提升地基承载力,改善土体密实度,减少沉降风险。其三,灰土挤密桩技术,利用成孔后填入灰土并夯实,挤密桩周土体,增强地基抗剪能力,使地基均匀受力[2]。此外,高压喷射注浆法可将浆液高压注入地基,固化土体,填充裂隙,修复破碎地质结构,为房建工程打造坚实可靠的基础。

3.2研发适配高原环境的高性能混凝土

在高原环境下,研发适配的高性能混凝土至关重要。为克服低氧阻碍水泥水化难题,在混凝土配制中引入高效活化剂,激发水泥活性,加速硬化进程,确保早期强度达标。针对低温与温差困扰,添加抗冻剂,降低冰点,防止内部结冰胀裂,同时优化骨料级配,提升混凝土密实度,抵御温度变化侵袭。考虑强紫外线影响,融入耐候性矿物掺合料,如粉煤灰、硅灰,增强混凝土抗紫外线侵蚀能力,稳定表面性能[3]。此外,结合高原地区水质特点,采用针对性的水质处理剂,净化水源,去除有害杂质,保证混凝土搅拌用水质量,全方位打造出能在高原严苛环境下持久耐用的高性能混凝土。

3.3采用防风稳固型钢结构设计

为应对高原强风挑战,采用防风稳固型钢结构设计势在必行。在结构选型上,优先选用空间桁架、网架等具有良好空间受力特性的体系,它们能将风荷载更均匀地分散传递,增强整体稳定性。构件设计方面,增大梁柱等主要构件的截面尺寸,采用厚壁型钢,提升构件自身抗弯、抗扭能力,直接抵抗强风作用力。同时,增设隅撑、支撑桁架等各类支撑构件,形成稳固的支撑网络,限制结构位移。连接节点处,运用高强度螺栓并优化连接工艺,确保节点紧密可靠,防止在强风反复拉扯下松动。此外,结合建筑外形,进行合理的防风外形优化,如采用流线型设计减少风阻,为钢结构建筑穿上“防风铠甲”,使其在高原强风中屹立不倒。

结论

高原地区房建工程意义重大,但其特殊环境带来诸多挑战。从地基沉降控制难,到混凝土性能衰减,再到强风下钢结构施工困境,均严重制约工程推进。不过,通过针对性策略可有效应对,多元地基加固技术保障根基稳定,适配高原的高性能混凝土克服材料劣化,防风稳固型钢结构设计抵御强风侵袭。这些技术手段相辅相成,为高原房建工程质量、安全与进度护航。未来,随着技术发展与实践经验积累,有望进一步优化,持续助力高原建设迈向新高度,推动区域发展。

参考文献

[1]朱鹏,孔甲东,杨云堂.浅谈高原环境对CFG桩地基加固的影响[J].建筑与预算,2022,(06):65-67.

[2]周委.高原铁路混凝土制备与施工质量控制技术[J].建设监理,2024,(04):88-90+115.

[3]尹斌,次央.高原地区混凝土抗冻性能研究及应用[J].中国住宅设施,2023,(09):79-81.

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