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由设计谈混凝土结构施工质量控制重点

2013-08-15付秀艳韩建强

山西建筑 2013年22期
关键词:设计规范构件钢筋

付秀艳 韩建强

(1.唐山市城市建筑工程总公司,河北唐山 063000; 2.河北联合大学建筑工程学院,河北唐山 063000)

0 引言

随着国民经济的增长,建筑技术的提高,建筑工程规模不断扩大,尤其在城市,为充分发挥土地的综合利用率,高层建筑正逐渐成为城市的主体。通常而言,高层建筑结构相对复杂,荷载较大,因此,砖混结构已经不再适应,钢筋混凝土或钢骨混凝土结构成为建筑的主要载体。

1 建筑物采用混凝土结构的优势

1)通常混凝土结构包括素混凝土结构、钢筋(钢骨)混凝土结构和预应力混凝土结构等。而普通民用建筑中大部分采用的是钢筋混凝土结构,充分发挥了混凝土的抗压与钢筋的抗拉性能,因此,钢筋混凝土结构的承载力较高,大多数情况下可用来代替钢结构,因而节约钢材;2)混凝土容易就地取材,钢筋混凝土结构中,砂和石料所占比例很大,水泥和钢筋所占比例较小,砂和石料一般都可以由建筑工地附近提供,达到降低成本的目的;3)钢筋埋放在混凝土中,经混凝土保护不易发生锈蚀,因而提高了结构的耐久性。当火灾发生时,钢筋混凝土结构不会像木结构那样被燃烧,也不会像钢结构那样很快达到软化温度而破坏。有较高的耐火性;4)虽然钢筋混凝土结构在构件制作时,可以根据需要浇捣成任意形状,有良好的可模性,但成型后却有很大的刚度、整体性好,确保有足够的抗震性能。

2 混凝土结构施工中存在的问题

在《混凝土结构工程施工质量验收规范》中指出,混凝土施工过程中要分别对模板、钢筋、混凝土进行验收,而目前就混凝土结构的施工现状来看,其存在的问题主要包括以下几点:

1)原材料不合格,如混凝土配比执行不严格、钢筋强度或塑性不符合要求;

2)构件断面尺寸、轴线存在偏差、表面平整度超限的问题;

3)钢筋制作不达标,安装尺寸误差过大,影响荷载的传递、保护层厚度;

4)建筑结构出现裂缝,直接影响到建筑的承载力;

5)建筑结构的表面有损伤现象,比如缺棱、掉角等等;

6)存在蜂窝、麻面、露筋、孔洞以及内部不实等等问题,影响到建筑物的正常使用;

7)在建筑的梁、板、墙以及柱等等结构的接缝处、施工缝处产生夹渣、疏松等现象。

3 混凝土结构施工质量控制重点

3.1 加强材料检测

材料是生产任何产品的基础,因此材料是否合格,直接决定了产品的质量。在通常的混凝土结构中,钢筋和混凝土是最基本的材料。在《混凝土结构设计规范》中,4.1条明确指出混凝土在设计过程中采用的标准,以及各个不同强度级别的混凝土的性能指标;同样,在4.2条中规定了钢筋的所有力学、变形等指标,而所有这些指标都是钢筋混凝土构件设计计算的标准。如果在施工中的材料达不到设计图纸中规定的要求,那么所有的结构计算将失去根本依据,结果也就没有安全保障,建造出的建筑物也就没有合格与否的确定性。而在实际施工过程中,钢筋原材直接来自工厂生产,标准化程度较高,质量的控制较容易。而混凝土工程中水泥、粗细骨料等原材料使用数量庞大,施工规范规定的质量检验方法存在检验周期长、操作复杂、费用高及取样代表性难以保证等问题。对混凝土原材料质量主要依靠有关管理人员的工程经验进行判断,因而出现此类错误的可能性比较大。特别是砂、石的含水率、杂质及不合理级配等直接影响混凝土强度的指标更难以控制,因此,应作为混凝土施工质量控制的重点。现在,一般规定主要受力构件要采用预拌混凝土即商品混凝土,以避免此类质量问题的出现。

3.2 加强测量控制

施工中测量是保障构件截面尺寸、建造位置的操作。截面尺寸大小直接决定构件承载能力,而构件位置会影响整体结构的传力方式。《混凝土结构设计规范》5.2条介绍了混凝土结构在设计时计算简图确定方法,明确指出构件截面与平面轴线的对应关系;在规范的第六章承载力极限状态计算、第七章正常使用极限状态计算的各个公式中都体现出截面尺寸与承载力的关系;而在《建筑抗震设计规范》5.5条中,规定了层间位移的限值,即竖向位移对建筑抗震性能的影响限值。这些条文都体现了尺寸的重要性,因此,在施工中必须严格控制,特别是在高层建筑中,尺寸误差的积累会加大,对建筑物安全的影响也会加大,应该更加注意。《高层建筑混凝土结构技术规程》13.2条中,详细规定了高层建筑施工时有关测量的要求。

3.3 加强保护层厚度控制

混凝土保护层是正常使用时,钢筋不被锈蚀,提高结构的耐久性;火灾发生时,钢筋不立即软化,提高耐火性的保障。《混凝土结构设计规范》8.2条中,规定了使用年限为50年、100年的混凝土结构构件在不同使用环境中的最小保护层厚度,而在构件的配筋计算中,钢筋的合力作用点的位置也是根据此规定而确定的,也就是说,施工中如果保护层厚度过小,就达不到其应起的保护作用,而厚度过大,配筋计算的结果又会受到影响,因此,施工中必须控制保护层厚度与设计值相同,只有这样才能确保其预设功能的实现。

3.4 加强特殊部位控制

3.4.1 墙、柱与基础的相接处施工

在建筑物的结构设计时,基础和主体是分段进行的。基础作为上部结构的嵌固端,四周有土的支撑,主要考虑受压荷载,且构件截面可设计的很大,比如筏板基础,因此其混凝土强度可以较低,但对于主体结构中与之相连的墙或柱,不但要承受受压荷载,还要考虑地震作用、风载、偏心距等引起的受弯作用,且截面较小,同时要考虑与钢筋强度的匹配,因此其混凝土强度较高。在施工时,墙或柱与基础或底板连接处,一般根据设计要求设在基础底板的上表面,使之与施工缝重合,方便施工。而此处不但是墙或柱的嵌固端,要求坚固、整体协调,又是不同强度混凝土的交接面,容易形成夹渣、疏松等现象,因此,要达到设计要求,保障施工质量,必须严格控制。

3.4.2 梁柱核心区施工

梁柱的交接区,既属于水平构件梁,又属于竖向构件柱,是受力比较复杂的区域。《混凝土结构设计规范》11.6条规定不仅应对梁柱节点核心区进行抗剪验算或采取抗震构造措施,而且为了增强节点的承载能力,除验算外,同时更要从构造上采取保证措施,比如:首先要保证梁宽小于柱宽的1/2,其次为了增强梁对柱的约束,可采取梁端水平加腋的方法;对于边柱及角柱,可以适当内移外墙采用加挑梁的结构布置方法,使节点不是单侧或两侧为主受力,而是四周均处于四面有梁的约束当中。对于核心区的钢筋,更是在11.6.7及11.6.8中作了详细的锚固长度及配箍率的要求说明。所有这些规定,都是为了保障“强节点,强锚固”的设计原则,使建筑不至于由于某个局部节点破坏导致整体倒塌,因此,核心区的施工质量也显得尤为重要。而且在高层中,为了改善梁的延性,梁端经常采用高强混凝土,从而也提高梁端抗剪能力,改善梁的纵筋的锚固性能,减少柱核心区剪力,即核心区的混凝土强度可能和构件的不同。为此,施工时可以采取措施:交接面采用绑扎筛网或加楔;注意浇筑顺序,一般先浇筑高强混凝土,再浇筑低强度混凝土。

3.4.3 后浇带施工

在规模比较大的工程中,特别是在高层建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高层主楼与低层裙房连在一起,但是从传统的结构观点看,希望将高层与裙房荷载差距较大的两部分脱开,应设变形缝;然而从建筑要求看又不希望设缝;因此施工后浇带便应运而生了。这种后浇带一般具有多种变形缝的功能,在整个结构施工中解决了高层主楼与低层裙房的差异沉降,又达到了不设永久变形缝的目的。而要使这一功能得以实现,最重要的是控制后浇带的时间。如果后浇收缩带单独设置,则灌注混凝土的时间宜在楼板浇筑的60d之后,这样估计可以完成混凝土收缩的60%以上,如确有困难时也不宜少于30d。当然,浇筑后浇带时对原浇筑构件、预留钢筋的处理也是质量控制的重点,材料强度不能低于设计规定,后浇筑的混凝土应采用微膨胀混凝土,尽量使先后浇筑的混凝土成为整体,达到建筑的预期要求。

4 结语

要提高混凝土结构建筑的质量,必须在施工阶段加以控制。同时,还要不断改善施工技术及提高工业化程度,加强人员管理。由测量定位开始,严格控制进场材料、一切以施工图纸为前提找准关键部位,充分考虑设计意图,根据不同建筑物的特点进行重点部位质量控制,以减少或消灭在混凝土工程中长期存在的质量通病,建造出优质的建筑物。

[1]GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].

[2]GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].

[3]JGJ 3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[4]重庆大学,同济大学,哈尔滨工业大学.土木工程施工(上册)[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[5]隗寿军,张治福,韩 勇.高层建筑基础混凝土施工技术方案[J].中国科技信息,2008(13):39-40.

[6]马 祥.谈混凝土结构工程施工和质量控制[J].山西建筑,2012,38(32):242-243.

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