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摘要:混凝土结构越来越多地应用到建筑工程中,混凝土质量的稳定性或质量好坏,直接影响工程建造成本和建筑物的结构安全。但混凝土内外温较难控制,易造成混凝土裂缝等质量问题。所以选择合适的原材料、合理的施工工艺,对提高混凝土结构质量有重要意义。本文对此进行了阐述。
关键词: 混凝土结构 施工中常见技术问题 处理方法
中图分类号: TV331 文献标识码: A
一、建筑混凝土结构建筑物特点
1、受力效果好
混凝土结构建筑物的受力效果好表现在混凝土与钢材的特长,如果对于相同的压力负荷来说,钢管混凝土构件的断面明显小于钢筋混凝土构件,钢管约束改变了受力性能,由单向受压变为三向受压,提升了混凝土抗压强度;加上混凝土的填充,从而保证了钢管的整体稳定性,使得建筑物的总体结构坚固。
2、可塑性高
混凝土属于脆性材料,但是加上钢筋构架,混凝土处于三向约束状态,不仅改变了使用时的脆性性质,而且还具有了很大的可塑性变形,使得建筑物更加多变,为建筑提供灵活的使用空间。混凝土与钢管相结合的结构使钢管混凝土柱完全没有脆性特征,而可塑性大大提高。
3、抗震性好
相比较传统砖质建筑,钢筋混凝土结构有坚硬的钢筋为框架,混凝土进行浇筑,使整体建筑物更加稳固,加上钢筋混凝土结构自身的重量大大减轻,这都有利于减小地震带来的晃动,提高建筑物的抗震性。
4、经济效益好
钢筋混凝土结构的建筑物主要采用混凝土构件,在施工阶段即可作为承重骨架,节省木材、脚手架等材料设备,减少施工材料和施工工作量,同时也加快了施工工期,获得更好的经济效益。
二、建筑混凝土结构发展现状及问题
1、梁、柱的钢筋保护层厚度问题
钢筋保护层厚度通常是指主筋的保护层厚度,有些施工人员按字面将其误解为构件最外侧钢筋到模板,甚至是拉筋外侧到模板的距离。钢筋保护层一方面能够确保混凝土包裹钢筋,使两者共同工作;另一方面是防止因混凝土开裂后钢筋被氧化锈蚀,且满足耐火极限的需要。如果施工人员的错误使保护层太厚会导致构件有效截面削弱过多而太薄,将影响其作用的发挥。
2、混凝土强度等级不同的问题
目前,我国建筑也在对混凝土强度方面有着具体的规定。梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa。如果超过,梁柱节点区施工时应作专门处理,使节点区混凝土强度等级与柱相同,强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同。大多数单位采用商品混凝土泵送工艺,并习惯将竖向构件与水平构件分两批集中浇筑;若要求梁柱节点单独浇筑,会因浇筑时日不易控制而导致质量事故,且节点区与梁板间分隔也有难度。对此问题虽然有很多处理方法,但还未得到统一规范的做法。
3、梁柱节点的施工问题
梁柱节点的施工工作具有很大的复杂性,主要表现为:节点构造复杂,钢筋分布密集,操作人员高空作业,施工难度大,特别是中间柱子钢筋纵横交错,箍筋绑扎不便,采用整体沉梁时节点区下部箍筋无法绑扎,致使梁节点部位不放或少放柱箍筋,留下严重隐患。部分施工人员意识到钢筋骨架柱节点内箍筋绑扎困难,便采用两个开口箍筋拼合,然而在整个节点区均采用开口箍筋显然不符合相关规范和规定,使整个建筑工程留下隐患。
三、通病预防及治理实施方法
1、钢筋施工
一般情况下工地上施工阶段钢筋容易出现的主要问题有:钢筋表面锈蚀;钢筋间距偏差大;钢筋下料尺寸不准;钢筋焊接不规范等问题。
钢筋加工采用在棚内加工成半成品,然后用托盘车运至施工现场绑扎成型,对于一些不适应在场内加工的钢筋,长钢筋和较为笨重的在场内加工运输困难的钢筋就在结构物现场加工,加工场地均是经过砼硬化处理过的原地面,然后在上面摆放方木,在方木上加工钢筋。钢筋加工完成后及时的入模,并在尽短的时间内浇筑砼,以防因时间长而生锈,如果钢筋表面已经有轻微的锈蚀,用钢丝刷刷干净表面锈蚀后方可使用。
构件配筋应预先算好箍筋间距,作为绑扎钢筋骨架的依据,施工前现在原地进行放样,用粉笔等做好标记,然后进行绑扎成型,在成型时安排专人随时检查钢筋间距及时调整。
加强钢筋下料的管理,预先确定各种形状钢筋下料长度调整值,配料时考虑周到,依据实际成型条件,采用画线方法,在操作台上画出分段尺寸线,形状对称的钢筋,从钢筋中心点向两边分画,尽量减少加工成型后的钢筋与设计图纸中偏差过大,反复试验,找出其中的规律后方可大量加工制作。
项目部安排质量部门会同实验室随时抽查工地施工现场焊接的钢筋,首先是不允许使用不合格的焊条,对焊接完成的钢筋随机的进行抽样做试验,当环境温度较低时采取挡风、防雪、焊前预热、焊后缓冷等措施。
2、模板施工
为保证混凝土的外观质量,项目部对所施工的结构或构件均采用定型钢模板,在施工前首先进行试验构件的预制工作,或者叫首件制工作,以验证构件或结构物的施工工艺方法、人员机械的配合情况。模板在使用前先用砂轮磨光机进行模板表面除锈,再用柴油将模板表面清洗干净,立即使用的模板表面均匀的按照柴机油(不得使用废材料)配比涂刷脱模剂,不立即使用的模板清洗干净后表面涂一层防锈油脂,待使用时在清理干净重新涂刷脱模剂。模板在安装时加强砼保护层短的检查,在主筋上绑扎强度及厚度都满足要求的塑料垫块做保护层。在底层钢筋下面适当加密保护层的间距。
3、混凝土施工
混凝土施工中容易出现的质量问题主要有:混凝土强度不合格,离散性太大;表面有蜂窝、麻面、水纹、离析、漏浆、露筋、颜色不一致、错台、边角破损、裂缝。
根据项目施工特点,施工单位首先对拌制混凝土所用的原材料严格控制,对每批进场的砂石料進行取样做常规检查,及时的向机料部门反馈试验结果,不合格的材料及时的清出料场,对拌合站所进的水泥、粉煤灰等胶凝材料按照抽检频率做委托试验,一些常规试验由项目部试验抽检。
选用的是施工质量比较稳定的水泥,不同的施工工艺采用了相对应的配合比,混凝土生产时,砂、石的实际含水率可能于设计配合比存在一定的差异,因此对混凝土拌制前对砂、石含水率进行测定,建立砂石含水量台账,根据测定结果调整材料用量及用水量,及时的调整施工配合比,以保证混凝土良好的和易性,减少水泡气孔的形成,另外实验室所确定的配合比,其和易性不一定能与实际施工条件完全适应,项目部实验室会根据实际情况而做出调整,当运输设备、运输方法或运输距离、施工气候等条件变化时,所要求的混凝土塌落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求,实验室会及时将混凝土的含水率及含水量做出相应的调整,调整后准确的实现实验室配合比,而不会改变实验室配合比,在实际施工过程中随时制作同期养生试块,检查混凝土的强度均匀性,如果发生变差过大的情况,及时调整配合比。
在混凝土浇筑过程中加强混凝土的过程控制,主要是通过调整施工入模塌落度进行控制,混凝土入模前首先测量混凝土的塌落度,塌落度满足要求后才可以入模,如不能满足要求,当盘或当车混凝土坚决不能入模,每车运至施工现场时安排专人负责测量塌落度,开始时每车都要测量,当正常后随机抽取做塌落度试验。
浇筑混凝土时控制好混凝土的自由降落高度,如果超过2米时应加串筒、溜槽等设施,防止因落差高度过大混凝土产生离析。在浇筑时按水平分层浇筑,根据振捣设备的不同,每层浇筑厚度一般按照30㎝控制,在用插入式振捣棒振捣混凝土时一定要注意振捣棒与模板间的距离,不可使用振捣棒碰触到模板,在浇筑前对振捣工艺进行详细的技术交底工作。
4、混凝土养护
为了保证浇筑完成后的混凝土达到终凝时所需要的温度,在混凝土浇筑完成达到终凝后采用保湿土工布覆盖并浇水养护,项目部制定了一系列的混凝土养护措施,如墩柱模板在浇筑完成后在墩顶表面安放一个塑料水桶,塑料水桶人为的在周围穿几个小洞,桶里注满水,水由小洞慢慢淌出,安排专人负责向桶内加水,拆模后在墩身上套一个塑料袋防止水分的散发,这样能保持墩柱湿润,其它结构也有的采用这种方法,项目部通过这种手段控制浇筑完成的混凝土表面7天内保持湿润状态。混凝土拆模时间根据现场同期制作的时间强度来确定,当试件强度达到2MP或者达到设计强度的75%时在进行拆模,具体拆模强度根据是不是承重构件来控制。
结束语:混凝土结构施工,是我国建筑行业中技术含量比较高的领域,也是近些年来各个科研院所研究的热门话题之一。文章通过对混凝土结构施工的工艺描述,使更多的建筑界同仁对此领域产生关注与兴趣,最终使我国的混凝土结构工程走在世界的前列。
参考文献
[1]赵志缙,赵 帆.高层建筑施工(第二版) 中国建筑工业出版社,2005.1
[2]叶琳昌,沈 义.大体积混凝土施工 中国建筑出版社,1987
[3]迟陪云.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施.混凝土,2001
关键词: 混凝土结构 施工中常见技术问题 处理方法
中图分类号: TV331 文献标识码: A
一、建筑混凝土结构建筑物特点
1、受力效果好
混凝土结构建筑物的受力效果好表现在混凝土与钢材的特长,如果对于相同的压力负荷来说,钢管混凝土构件的断面明显小于钢筋混凝土构件,钢管约束改变了受力性能,由单向受压变为三向受压,提升了混凝土抗压强度;加上混凝土的填充,从而保证了钢管的整体稳定性,使得建筑物的总体结构坚固。
2、可塑性高
混凝土属于脆性材料,但是加上钢筋构架,混凝土处于三向约束状态,不仅改变了使用时的脆性性质,而且还具有了很大的可塑性变形,使得建筑物更加多变,为建筑提供灵活的使用空间。混凝土与钢管相结合的结构使钢管混凝土柱完全没有脆性特征,而可塑性大大提高。
3、抗震性好
相比较传统砖质建筑,钢筋混凝土结构有坚硬的钢筋为框架,混凝土进行浇筑,使整体建筑物更加稳固,加上钢筋混凝土结构自身的重量大大减轻,这都有利于减小地震带来的晃动,提高建筑物的抗震性。
4、经济效益好
钢筋混凝土结构的建筑物主要采用混凝土构件,在施工阶段即可作为承重骨架,节省木材、脚手架等材料设备,减少施工材料和施工工作量,同时也加快了施工工期,获得更好的经济效益。
二、建筑混凝土结构发展现状及问题
1、梁、柱的钢筋保护层厚度问题
钢筋保护层厚度通常是指主筋的保护层厚度,有些施工人员按字面将其误解为构件最外侧钢筋到模板,甚至是拉筋外侧到模板的距离。钢筋保护层一方面能够确保混凝土包裹钢筋,使两者共同工作;另一方面是防止因混凝土开裂后钢筋被氧化锈蚀,且满足耐火极限的需要。如果施工人员的错误使保护层太厚会导致构件有效截面削弱过多而太薄,将影响其作用的发挥。
2、混凝土强度等级不同的问题
目前,我国建筑也在对混凝土强度方面有着具体的规定。梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa。如果超过,梁柱节点区施工时应作专门处理,使节点区混凝土强度等级与柱相同,强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同。大多数单位采用商品混凝土泵送工艺,并习惯将竖向构件与水平构件分两批集中浇筑;若要求梁柱节点单独浇筑,会因浇筑时日不易控制而导致质量事故,且节点区与梁板间分隔也有难度。对此问题虽然有很多处理方法,但还未得到统一规范的做法。
3、梁柱节点的施工问题
梁柱节点的施工工作具有很大的复杂性,主要表现为:节点构造复杂,钢筋分布密集,操作人员高空作业,施工难度大,特别是中间柱子钢筋纵横交错,箍筋绑扎不便,采用整体沉梁时节点区下部箍筋无法绑扎,致使梁节点部位不放或少放柱箍筋,留下严重隐患。部分施工人员意识到钢筋骨架柱节点内箍筋绑扎困难,便采用两个开口箍筋拼合,然而在整个节点区均采用开口箍筋显然不符合相关规范和规定,使整个建筑工程留下隐患。
三、通病预防及治理实施方法
1、钢筋施工
一般情况下工地上施工阶段钢筋容易出现的主要问题有:钢筋表面锈蚀;钢筋间距偏差大;钢筋下料尺寸不准;钢筋焊接不规范等问题。
钢筋加工采用在棚内加工成半成品,然后用托盘车运至施工现场绑扎成型,对于一些不适应在场内加工的钢筋,长钢筋和较为笨重的在场内加工运输困难的钢筋就在结构物现场加工,加工场地均是经过砼硬化处理过的原地面,然后在上面摆放方木,在方木上加工钢筋。钢筋加工完成后及时的入模,并在尽短的时间内浇筑砼,以防因时间长而生锈,如果钢筋表面已经有轻微的锈蚀,用钢丝刷刷干净表面锈蚀后方可使用。
构件配筋应预先算好箍筋间距,作为绑扎钢筋骨架的依据,施工前现在原地进行放样,用粉笔等做好标记,然后进行绑扎成型,在成型时安排专人随时检查钢筋间距及时调整。
加强钢筋下料的管理,预先确定各种形状钢筋下料长度调整值,配料时考虑周到,依据实际成型条件,采用画线方法,在操作台上画出分段尺寸线,形状对称的钢筋,从钢筋中心点向两边分画,尽量减少加工成型后的钢筋与设计图纸中偏差过大,反复试验,找出其中的规律后方可大量加工制作。
项目部安排质量部门会同实验室随时抽查工地施工现场焊接的钢筋,首先是不允许使用不合格的焊条,对焊接完成的钢筋随机的进行抽样做试验,当环境温度较低时采取挡风、防雪、焊前预热、焊后缓冷等措施。
2、模板施工
为保证混凝土的外观质量,项目部对所施工的结构或构件均采用定型钢模板,在施工前首先进行试验构件的预制工作,或者叫首件制工作,以验证构件或结构物的施工工艺方法、人员机械的配合情况。模板在使用前先用砂轮磨光机进行模板表面除锈,再用柴油将模板表面清洗干净,立即使用的模板表面均匀的按照柴机油(不得使用废材料)配比涂刷脱模剂,不立即使用的模板清洗干净后表面涂一层防锈油脂,待使用时在清理干净重新涂刷脱模剂。模板在安装时加强砼保护层短的检查,在主筋上绑扎强度及厚度都满足要求的塑料垫块做保护层。在底层钢筋下面适当加密保护层的间距。
3、混凝土施工
混凝土施工中容易出现的质量问题主要有:混凝土强度不合格,离散性太大;表面有蜂窝、麻面、水纹、离析、漏浆、露筋、颜色不一致、错台、边角破损、裂缝。
根据项目施工特点,施工单位首先对拌制混凝土所用的原材料严格控制,对每批进场的砂石料進行取样做常规检查,及时的向机料部门反馈试验结果,不合格的材料及时的清出料场,对拌合站所进的水泥、粉煤灰等胶凝材料按照抽检频率做委托试验,一些常规试验由项目部试验抽检。
选用的是施工质量比较稳定的水泥,不同的施工工艺采用了相对应的配合比,混凝土生产时,砂、石的实际含水率可能于设计配合比存在一定的差异,因此对混凝土拌制前对砂、石含水率进行测定,建立砂石含水量台账,根据测定结果调整材料用量及用水量,及时的调整施工配合比,以保证混凝土良好的和易性,减少水泡气孔的形成,另外实验室所确定的配合比,其和易性不一定能与实际施工条件完全适应,项目部实验室会根据实际情况而做出调整,当运输设备、运输方法或运输距离、施工气候等条件变化时,所要求的混凝土塌落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求,实验室会及时将混凝土的含水率及含水量做出相应的调整,调整后准确的实现实验室配合比,而不会改变实验室配合比,在实际施工过程中随时制作同期养生试块,检查混凝土的强度均匀性,如果发生变差过大的情况,及时调整配合比。
在混凝土浇筑过程中加强混凝土的过程控制,主要是通过调整施工入模塌落度进行控制,混凝土入模前首先测量混凝土的塌落度,塌落度满足要求后才可以入模,如不能满足要求,当盘或当车混凝土坚决不能入模,每车运至施工现场时安排专人负责测量塌落度,开始时每车都要测量,当正常后随机抽取做塌落度试验。
浇筑混凝土时控制好混凝土的自由降落高度,如果超过2米时应加串筒、溜槽等设施,防止因落差高度过大混凝土产生离析。在浇筑时按水平分层浇筑,根据振捣设备的不同,每层浇筑厚度一般按照30㎝控制,在用插入式振捣棒振捣混凝土时一定要注意振捣棒与模板间的距离,不可使用振捣棒碰触到模板,在浇筑前对振捣工艺进行详细的技术交底工作。
4、混凝土养护
为了保证浇筑完成后的混凝土达到终凝时所需要的温度,在混凝土浇筑完成达到终凝后采用保湿土工布覆盖并浇水养护,项目部制定了一系列的混凝土养护措施,如墩柱模板在浇筑完成后在墩顶表面安放一个塑料水桶,塑料水桶人为的在周围穿几个小洞,桶里注满水,水由小洞慢慢淌出,安排专人负责向桶内加水,拆模后在墩身上套一个塑料袋防止水分的散发,这样能保持墩柱湿润,其它结构也有的采用这种方法,项目部通过这种手段控制浇筑完成的混凝土表面7天内保持湿润状态。混凝土拆模时间根据现场同期制作的时间强度来确定,当试件强度达到2MP或者达到设计强度的75%时在进行拆模,具体拆模强度根据是不是承重构件来控制。
结束语:混凝土结构施工,是我国建筑行业中技术含量比较高的领域,也是近些年来各个科研院所研究的热门话题之一。文章通过对混凝土结构施工的工艺描述,使更多的建筑界同仁对此领域产生关注与兴趣,最终使我国的混凝土结构工程走在世界的前列。
参考文献
[1]赵志缙,赵 帆.高层建筑施工(第二版) 中国建筑工业出版社,2005.1
[2]叶琳昌,沈 义.大体积混凝土施工 中国建筑出版社,1987
[3]迟陪云.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施.混凝土,2001