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参赛选手建筑施工技术

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'建筑施工技术参赛讲师:***** 建筑施工技术本章主要介绍桩基工程、基坑工程、砌体工程、脚手架工程、模板工程和混凝土工程的分类、施工方法和施工要求。在常见建筑工程的基础上,又介绍了适合高层建筑的施工方法、施工设备、新型建筑材料施工等方面的内容,突出了适应现代建筑施工要求的技术内容。本章提要 本章内容6.1基础与基坑工程6.2砌体与脚手架工程6.3混凝土结构工程 6.1基础与基坑工程桩是指深入土层的柱型构件,称为基桩。由基桩与连接桩顶的承台组成桩基础,简称桩基。若桩身全部埋入土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基。桩基的主要作用是将上部结构的荷载传递到深部较坚硬、压缩性小的土层或岩层,如图6.1。6.1.1柱基工程6.1.1.1概述 按桩的功能不同分为竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩和复合受荷桩。其中竖向抗压桩又可按承载性状不同分为摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩及端承桩四种。按成桩有无挤土效应,分为挤土桩、部分挤土桩及非挤土桩三类。按成桩方法分为预制桩与灌注桩两种。其中预制桩由木桩、混凝土预制桩(RC桩),发展到空心桩(PC桩)、预应力混凝土管桩、螺旋形混凝土桩、结节形混凝土桩、钢桩等。沉桩方法有锤击法、振动法、静压法及射水法等。 目前我国普通混凝土预制桩截面尺寸可达600mm×600mm,预应力管桩最大直径已达1300mm,预制桩沉桩深度可达70m以上。按桩径大小分为大直径桩(d≥800mm)、中等直径桩(250mm<d<800mm)和小直径桩(d≤250mm)。 图6.1桩基础示意图1—持力层;2—桩;3—桩基承台;4—上部建筑物;5—软弱层 预制桩具有结构坚固耐久、桩身质量易于控制、成桩速度快、制作方便、承载力高,并能根据需要制成不同尺寸、不同形状的截面和长度,且不受地下水位的影响、不存在泥浆排放问题等特点,是建筑工程最常用的一种桩型。(1)预制桩制备、运输及堆放预制混凝土实心方桩是最常用的桩型之一。断面尺寸一般为200mm×200mm~600mm×600mm,见图6.2。6.1.1.2预制柱施工 单节桩的最大长度,根据打桩架的高度而定,一般在27m以内。现场制桩一般采用重叠法间隔制作,见图6.3。重叠层数应根据地面允许荷载和施工条件确定。但不宜超过四层。桩与桩之间应做好隔离层。上层桩或邻桩的浇注,应在下层桩或邻桩混凝土达到设计强度的30%以后方可进行。由于重叠法施工需待上层桩混凝土到龄期后整堆桩才能起吊使用,故也可将桩制成阶梯状,见图6.4所示。 预制桩钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊或电弧焊。主筋接头配置在同一截面内的数量应符合下列规定:①当采用闪光对焊和电弧焊时,不得超过50%;②相邻两根主筋接头截面的距离应大于35d(d为主筋直径),且不小于500mm。预制桩混凝土粗骨料应使用碎石或开口卵石,粒径宜为5~40mm。混凝土强度等级常用C30~C40,宜用机械搅拌,机械振捣,由桩顶向桩尖连续浇筑捣实,一次完成。 混凝土预制桩达到设计强度的70%后方可起吊,达到设计强度100%后方可进行运输。如提前吊运,必须验算合格。桩在起吊和搬运时,吊点应符合设计规定。如无吊环,设计又未作规定时,可按下述方法确定:当吊点不超过3个时,可按正负弯矩相等原则计算确定,当吊点多于3个时,则应按反力相等的原则确定,见图6.5。 (2)沉桩方法预制桩沉桩方法主要有锤击沉桩、静压沉桩、振动沉桩和水冲沉桩。锤击沉桩又称打入法,是利用桩锤下落时的瞬时所产生的冲击机械能,克服土体对桩的阻力,使其静压力平衡状态遭到破坏,导致桩体下沉,达到新的静压平衡状态,如此反复地锤击桩头,桩身也就不断地下沉。 静压沉桩是借助专用桩架上的压重,通过卷扬机滑轮组或液压系统施加压力在桩顶或桩身上,当施加给桩的静压力与桩的入土阻力达到动态平衡时,桩在自重和静压力作用下逐渐压入地基中。振动沉桩的原理是借助固定于桩头的振动沉桩机所产生的振动力,以减少桩与土壤颗粒之间的摩擦力,使桩在自重与机械力的作用下沉入土中。振动沉桩机系由电动机、弹簧支撑、偏心振动块和桩帽组成。 水冲沉桩法,就是利用高压水流冲刷桩尖下面的土壤,以减少桩表面与土壤之间的摩擦力和桩下沉时的阻力,使桩身在自重或锤击作用下,很快沉入土中,见图6.6。射水停止后,冲松的土壤沉落,又可将桩身压紧。水冲沉桩设备,除桩架、桩锤外,还需要高压水泵和射水管。 (3)沉桩顺序群桩施工时,为了保证打桩工程质量,防止周围建筑物受挤土的影响,打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短和桩架移动方向来正确选择打桩顺序。打桩顺序一般分为逐排打设、自边缘向中央打设、自中央向边缘打设和分段打设四种。 当桩较密集(桩中心距小于四倍桩边长或桩径)时,应由中间向两侧对称施打或由中间向四周施打,如图6.7(c)、(d)。当桩较稀疏(桩中心距大于四倍桩边长或桩径)时,可采用上述两种顺序,也可采用由一侧向单一方向施打的方式(即逐排打设)或由两侧同时向中间施打,如图6.7(a)、(b)。当桩规格、埋深、长度不同时,宜先大后小、先深后浅、先长后短施打。 (4)接桩方法良好的接头构造形式,不仅应满足足够的强度、刚度及耐腐蚀性要求,而且还应符合制造工艺简单,质量可靠,接头连接整体性强与桩材其他部分应具有相同断面和强度,在搬运、打入过程中不易损坏,现场连接操作简便迅速等条件。此外也应做到接触紧密,以减少锤击能量损耗。接头的连接方法有焊接法、浆锚法、法兰法三种类型。 ①焊接法接桩适用于单桩承载力高、长细比大、桩基密集或须穿过一定厚度较硬土层、沉桩较困难的桩。焊接法接桩的节点构造如图6.8所示。②浆锚法接桩可节约钢材,操作简便,接桩时间比焊接法要大为缩短。在理论上,浆锚法与焊接法一样,施工阶段节点能够安全地承受施工荷载和其他外力;使用阶段能同整根桩一样工作,传递垂直压力或拉应力。如图6.9所示。 ③法兰法接桩主要用于混凝土管桩,如图6.10所示,由法兰盘和螺栓组成,接桩速度快,但法兰盘制作工艺较复杂,用钢量大。法兰盘接合处可加垫沥青纸或石棉板。接桩时,将上下节桩螺栓孔对准,然后穿入螺栓,并对称地将螺帽逐步拧紧。如有缝隙,应用薄铁片垫实,待全部螺帽拧紧,检查上下节桩的纵轴线符合要求后,将锤吊起,关闭油门,让锤自由落下锤击一次,然后复紧一次螺帽,并用电焊点焊固定;法兰盘和螺栓外露部分涂上防锈油漆或防锈沥青胶泥,即可继续沉桩。 (5)打桩质量控制打桩质量主要指偏差是否在允许范围内,最后贯入度与沉桩标高是否满足设计要求,以及桩顶、桩身是否被打坏。桩的入土深度的控制:摩擦桩以标高为主,最后贯入度(桩下沉至设计标高时的最后三阵,每阵10击的平均入土深度)作为参考;端承桩以最后贯入度为主,标高作为参考。测量最后贯入度应在下列正常条件下进行:桩顶没有破坏;锤击没有偏心;锤的落距符合规定;桩帽和桩垫工作正常。 (6)预制桩施工对环境的影响及其防护措施预制桩施工对环境效应主要表现在挤土问题以及打桩的噪声、振动等对周围环境、邻近建筑物及地下管线的不利影响。挤土效应及振动对周围环境不利影响表现轻则为:使建筑物的粉刷脱落,墙体和地坪开裂;重则使圈梁和过梁变形、门窗起闭困难、邻近的地下管线破损或断裂、路基变形、邻近结构物基础被推移、周围开挖基坑坍塌或推移增大等。 1)挤土效应及保护根据实测表明,地面隆起量与打桩速率、桩数有直接的关系,打桩速率越快,隆起量也越大。在挤土桩施工区内,可根据基础平面形状、桩数、桩径、桩长、桩距、地质条件、地下水位高低情况、施工期等诸因素,合理选择以下几种措施,达到消除或减少挤土效应对周围环境的影响。 ①预钻孔沉桩法根据施工实践经验,采用预钻孔沉桩法可明显改善挤土效应,地基明显改善,地基土变位可减少30%~50%,超孔隙水压力值可减少40%~50%,并可减少对已沉入桩的挤推和上浮,也有利于减少对周围环境的影响。预钻孔直径一般取桩径的70%左右,深度视桩距和土的密实度、渗透性而定,预钻孔深度宜取桩长的1/3~1/2,应随钻随打。 ②采用降低地下水位或改善地基土排水特性的方法通常采用井点或集水井降水措施,或采用袋装砂井、砂桩、碎砂石桩、塑料排水板等排水措施,减少和及时疏导由沉桩引起的超静孔隙水压力,防止砂土液化或提高邻近地基土体的强度以增大其对地基变位的约束作用,从而减少地基变位的影响范围。一般采用砂井等排水措施,可降低超孔隙水压力40%左右,袋装砂井直径一般为70~80mm,间距1~1.5m,深度10~12m。 ③采用合理的沉桩顺序和工艺合理安排沉桩顺序、控制沉桩速率、重锤轻击以及先开挖基坑后沉桩等措施,对减缓超静孔隙水压力的积聚、超孔隙水的消散及减少影响范围、土体变位,减轻对周围环境的影响程度等,都有明显的效果。 ④设置防挤防震沟对于消除浅层的水平挤压作用,减少土体变位及影响范围,隔断打桩产生的地震波,减缓沉桩对周围环境的影响也具有显著的作用。一般沟宽采用0.5~0.8m,深度宜超过被保护的附近管线和基础埋深为好,同时要根据土质合理放坡,避免沉桩引起沟壁坍塌。 ⑤设置防挤、防渗墙在沉桩区域周围设置防挤、防渗墙壁可有效地限制沉桩引起的变位及超孔隙水压力对邻近建筑物的影响。防挤、防渗墙可采用打钢板桩,地下连续墙或水泥搅拌桩壁,旋喷、粉喷加固壁等,宜结合周边围护结构统一考虑,以节约造价。 2)沉桩振动及防护沉桩振动危害影响程度不仅与桩锤锤击能量、桩锤锤击频率、离沉桩区的距离有关,而且取决于沉桩区的地形、地基土的成层状态和土质、邻近建筑物的结构形式及其规模大小、重量和陈旧程度、建筑物的设备运转对振动影响的限制要求等。 为了缩短沉桩振动影响时间和减少振动影响程度,可在沉桩施工中采用特殊缓冲垫材或缓冲器,合理选择低振动强度和高施工频率的桩锤,采取桩身涂覆减少摩阻力的材料以及与预钻孔法、掘削法、水冲法、静压法相结合的沉桩施工工艺,控制沉桩施工顺序(由近向远)等防护措施。 3)打桩噪音及防护在沉桩过程中会产生一定的噪音,噪音在空气中以平面正弦波传播,并按音源距离对数值呈线性衰减。一般以音压单位dB来衡量噪音的强弱及其危害程度。噪音的危害不仅取决于音压大小,而且与持续时间有关。沉桩施工工艺不同,噪音音压也有所不同。见图6.11和图6.12。住宅区噪音一般应控制在70~75dB,在工商业区噪音可控制在75~80dB。当沉桩施工噪音高于80dB时,应采取减小噪音的处理措施。 一般可采取以下几种基本防护措施:①音源控制防护如锤击法沉桩可按桩型和地基条件选用冲击能量相当的低噪音冲击锤,振动法沉桩选用超高频振动锤和高速微振动锤,也可采用预钻孔辅助沉桩法、振动掘削辅助沉桩法、水冲辅助沉桩法等工艺。同时可改进桩帽、垫材以及夹桩器来取得降低噪音的效果。在柴油锤锤击法沉桩施工中,还可用桩锤式或整体式消音罩装置将桩锤封隔起来。 ②遮挡防护在打桩区和受音区之间设置遮挡壁可增大噪音传播回折路线,并能发挥消音效果,显著增大噪音传播时的衰减量。通常情况下遮挡壁高度不宜超过音源高度和受音区控制高度,一般宜为15m左右比较经济合理。③时间控制防护控制沉桩施工时间,午休和晚上停止沉桩施工,以尽可能减小对打桩区邻近住宅区的噪音危害,确保正常生活和休息。 图6.2混凝土预制桩 图6.3重叠法间隔施工示意图 图6.4阶梯状预制桩 图6.5吊点的合理位置(a)1个吊点;(b)2个吊点;(c)3个吊点;(d)4个吊点 图6.6水冲沉桩1—桩架;2—桩锤;3—桩;4—射水管;5—高压水 图6.7打桩顺序(a)从两侧向中间打设;(b)逐排打设;(c)自中部向四周打设;(d)由中间向两侧打设 图6.8焊接法接桩节点构造 图6.9浆锚法接桩节点构造1—锚筋;2—锚筋孔 图6.10管桩法兰接桩节点构造1—法兰盘;2—螺栓;3—螺栓孔 图6.11噪音音压和人能经受的允许时间 图6.12打桩噪音与距离的关系 民锤击法施工时,施工场地应按坡度不大于1%、地耐力不小于85kPa的要求进行平整、压实,地下应无障碍物。在基坑和围堰内沉桩,要配备足够的排水设备。桩锤安装时,应将桩锤运到桩架正前方2m以内,不得远距离斜吊。用桩机吊桩时,必须在桩上拴好溜绳,严禁人员处于桩机与桩之间。起吊2.5m以外的混凝土预制桩,应将桩锤落在下部,待桩吊近后,方可提升桩锤。严禁吊桩、吊锤、回转或行驶同时进行。6.1.1.3桩基工程安全技术 卷扬机钢丝绳应经常处于油膜状态,防止硬性摩擦,钢丝绳的使用及报废标准应按有关规定执行。遇有大雨、雪、雾和六级以上大风等恶劣气候,应停止作业。当风速超过七级或有强台风警报时,应将桩机顺风停置,并增加缆风绳,必要时,应将桩架眠放到地面上。施工现场电器设备外壳必须保护接零,开关箱与用电设备实行一机一闸一保险。 钻孔法施工时,应检查有否发生卡杆现象,起吊钢丝是否牢固,卷扬机刹车是否完好,信号设备是否明显。钻孔桩的孔口必须加盖。成桩附近严禁堆放重物。施工过程应随时查看桩机施工附近地面有无开裂现象,防止机架和护筒等发生倾斜或下沉。每根桩的施工应连续进行,如因故停机,应及时提上钻具;保护孔壁,防止造成塌孔事故。 人工挖孔法施工时,井下应设通风设施,工人下井时应携带有害气体测定仪,电气设备要装安全漏电保护开关等。井下照明必须使用36V安全照明电压。对易塌孔土层采取可靠的护壁措施。经常检查桩孔护壁施工质量和变形情况。对运土吊筐经常检查其质量,并检查吊绳是否扎牢,以防掉土、掉石砸伤井下施工人员。对挖土施工作业的设备应经常检查,摇把质量、滑轮、吊绳等应定期检查,防止断落、脱落等可能发生的事故。 高层建筑由于上部荷载大,大多采用补偿性基础,因此一般都设一层或多层地下室,这样有利于建筑物的稳定,并可充分利用地下空间。但同时由于基础埋深较大,基坑开挖较深,也给施工增大了难度,尤其是在地下水位较高的软土地区开挖深基坑时,地下水会不断地渗入基坑,容易造成流砂、边坡失稳或使地基承载力下降,为此,在进行深基坑施工时必须做好地下水控制工作。6.1.2基础工程6.1.2.1基坑的地下水控制 地下水的控制方法主要有降水、截水和回灌等几种形式,这几种形式可以单独使用,也可以组合使用。降水的方法有集水明排和井点降水两类。集水明排属重力降水,它是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水沟,并每隔一定距离设置集水井,使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井,然后用水泵将水排出坑外。 井点降水主要是将带有滤管的降水工具沉设到基坑四周的土中,利用各种抽水工具,在不扰动土的结构的情况下,将地下水抽出,使地下水位降低到坑底以下,保证基坑开挖能在较干燥的施工环境中进行。井点降水的作用是:①通过降低地下水位消除基坑坡面及坑底的渗水,改善施工作业条件;②增加边坡稳定性,防止坡面和基底的土粒流失,以避免流砂现象; ③降低承压水位,防止坑底隆起与破坏;④改善基坑的砂土特性,加速土的固结。井点降水法主要有轻型井点法、喷射井点法、电渗井点法、管井井点和深井井点法等。当因降水的原因可能会危及基坑及周边环境安全时,宜采用截水方法或回灌方法。 深基坑工程的截水方法经常采用的是截水帷幕,它是在基坑开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁(亦称隔水帷幕),帷幕的底部宜深入坑底一定深度或到底部透水层,由于围护壁是止水的,这样基坑内外的地下水就不能相互渗流。截水后,基坑内的水量或水压较大时,可以采用基坑内井点降水,这种方法既有效地保护了周边环境,同时又使坑内一定深度内的土层疏干并排水固结,改善了施工作业条件,并有利于围护及基底的稳定。 回灌法就是在降水井点和需保护的原有建筑物、地下管线之间打一排井点。在降水的同时,通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水,从而阻止或减少回灌井点外侧建(构)筑物下的地下水流失,使原地下水位基本保持不变,这样就不会因降水而使土层产生固结下沉,消除或减少了周围的地面沉降,保证原有建筑物、地下管线的安全与使用。 (1)支护结构的作用与构成①重力式水泥土挡墙式通常以挡墙的自重和刚度保护基坑壁,既挡土又挡水,一般不设内支撑,个别情况下必要时亦可辅以内支撑,以加大基坑的支护深度;②排桩与板墙式由板桩、排桩(有的地区加止水帷幕)或地下连续墙等用作挡墙,另设内支撑或外拉的土层锚杆;6.1.2.2基坑工程的支护结构 ③边坡稳定式有土钉墙和喷锚支护,是一种利用加固后的原位土体来维护基坑边坡土体稳定的支护方法,由土钉(锚杆)、钢丝网喷射混凝土板和加固后的原位土体三部分组成。(2)支护结构的形式支护结构按其工作机理和挡墙形式,一般分为图6.13所示的一些类型。 图6.13支护结构形式 (1)土方开挖方案深基坑工程土方开挖前,应根据基坑工程设计和场地条件,综合考虑支护结构形式、水文和地质条件、气候条件、环境要求以及机械配置情况等,编写出土方开挖施工组织设计,用于指导土方开挖施工。土方开挖方案的选择既要考虑施工区域的工程地质条件,还要考虑周围环境中的各项制约因素以及一个地区成熟的施工方法和施工经验,只有这样才能保证制定的施工方案切实可行。6.1.2.3基坑的土方开挖 ①无支护结构的基坑开挖深基坑工程无支护的开挖多为放坡开挖。在条件许可的情况下,放坡开挖一般较经济。此外,放坡开挖基坑内作业空间大,方便挖土机械作业,也为施工主体工程提供了充足的工作空间。由于简化了施工程序,放坡开挖一般会缩短施工工期。放坡开挖的特点是占地面积大,适合于基坑四周场地空旷,周围无邻近建筑物、地下管线和道路的情况,以满足基坑放坡坡度的要求,因此,在城市密集地区施工往往条件不允许。 ②有支护结构的基坑开挖深基坑在支护结构支护下的开挖方式多为垂直开挖,根据其确定的支撑方案,这种开挖方式又分为无内撑支护开挖和有内撑支护开挖两类;根据其开挖顺序,还可分为盆式开挖和岛式开挖、条状开挖及区域开挖等。盆式开挖即先挖除基坑中间部分的土方,后挖除挡墙四周土方的开挖方式。 岛式开挖即保留基坑中心土体,先挖除挡墙内四周土方的开挖方式。这种开挖方式的优点是可以利用中心岛搭设栈桥,以加快土方外运,提高挖土速度。缺点是由于先挖挡墙内四周的土方,挡墙的受荷时间长,在软粘土中时间效应显著,有可能增大支护结构的变形量。常用于无内撑围护开挖(如土层锚杆)或采用边桁架等大空间支撑系统的基坑开挖。 (2)土方开挖注意事项①基坑开挖的时空效应②先撑后挖,严禁超挖③防止坑底隆起变形过大④防止边坡失稳⑤防止桩位移和倾斜⑥对邻近建(构)筑物及地下设施的保护 (3)保护周围环境的措施①井点降水加固土体②围护墙本身应具有良好的抗渗漏特性③相继或同时开工的相邻基坑工程,必须事先协调施工进度,以确定设计工况,避免相互产生危害。④支护桩(墙)不允许和采用打入法的桩同时施工,两者必须保证有一定的间歇期,一般砂质粉土不少于20d,淤泥质粘土不少于30d,土的固结度不低于80%。 ⑤墙后、管线底部和现有建筑物房屋基础的注浆加固⑥坑底加固可采用注浆加固或搅拌桩加固⑦基础托换⑧施加支撑预应力⑨开挖期跟踪注浆 (1)围护结构及支撑系统达到设计要求,具有足够的强度和刚度后方可开挖深基坑。(2)基坑开挖工况要和基坑工程设计工况一致,严禁超挖和先挖后撑。(3)土方开挖严格按要求放坡,操作时随时注意土壁的变动情况,禁止捣挖和在危岩、孤石或贴近危险建筑物挖土。6.1.2.4基坑开挖安全技术 (4)多台机械挖土时,挖土机间距应大于10m,在挖土机工作范围内,不允许进行其他作业。挖土机下的土体应稳定,挖土机离边坡应有一定安全距离,以防塌方造成翻机事故。(5)挖土机、自卸汽车等大型机械禁止在支撑系统上行走,若需利用支撑搭设施工栈桥,需经周密的设计计算,并对相应的支撑和立柱进行加固处理。(6)基坑内的施工栈桥和坡道应有防滑措施以及防护栏杆和安全网。 (7)基坑周边严禁超载堆放,堆放离坑边应保持一定安全距离。(8)车辆运输的道路坡度、转弯半径应符合有关安全规定。(9)基坑周边地面应设排水沟,放坡开挖时坡顶、坡面、坡脚应采取降排水措施,并防止地下水回渗流入基坑。(10)禁止坑内放炮破石。支撑的爆破拆除要尽量减小爆震,并对周围环境和主体结构采取有效的保护措施。 (11)地下施工动力、照明线路应设置专用的防水输电线路,采用专用防水电箱。(12)加强对基坑工程及周边环境的监测,及时提供监测数据。(13)对需保护的地下管线尽可能做到先暴露管线后开挖基坑,难以做到时,应挖出管线接头,设置测点。(14)进行地基加固或结构补强,保证邻近建筑物、地下管线在施工期间的安全。 6.2砌体与脚手架工程砂浆的配合比应经试验确定,试配砂浆时,应按设计强度等级提高15%。施工中如用水泥砂浆代替同强度等级的水泥混合砂浆砌筑砌体时,因水泥砂浆和易性差,砌体强度有所下降,因此,应提高水泥砂浆的配制强度,方可满足设计要求。水泥砂浆中掺入微沫剂时,砌体抗压强度较水泥混合砂浆砌体降低10%,故用微沫砂浆代替水泥混合砂浆使用时,微沫砂浆的配制强度也应提高一级。6.2.1砂浆的制备与使用 砖砌体的组砌要求:上下错缝,内外搭接,以保证砌体的整体性;同时组砌要有规律,少砍砖,以提高砌筑效率,节约材料。砖在砌筑时有三种不同的放置方式,分别称为:①“顺”,指砖的长边沿墙的轴线平放砌筑;②“丁”,指砖的长边与墙的轴线垂直平放砌筑;③“侧”,指砖的长边沿墙的轴线侧放砌筑。砖墙的主要组砌形式有:6.2.2砖砌体施工6.2.2.1砖砌体的组砌要求与形式 ①一顺一丁砌法是指一皮中全部顺砖与一皮中全部丁砖相互间隔砌成,上下皮间的竖缝相互错开1/4砖长,如图6.14(a)所示。②三顺一丁砌法是指三皮中全部顺砖与一皮中全部丁砖间隔砌成。上下皮顺砖间竖缝错开1/2砖长;上下皮顺砖与丁砖间竖缝错开1/4砖长,如图6.14(b)所示。③梅花丁砌法(又称沙包式、十字式)是指每皮中丁砖与顺砖相隔,上皮丁砖坐中于下皮顺砖,上下皮间竖缝相互错开1/4砖长,如图6.14(c)所示。 柱的组砌,应使柱面上下皮的竖缝相互错开1/2砖长或1/4砖长,在柱心无通天缝,少砍砖,并尽量利用二分头砖(即1/4砖)。严禁用图6.15所示的包心组砌法。根据砖规格的不同,采用不同的组砌方式。规格190mm×190mm×90mm的承重多孔砖一般是整砖顺砌,上下皮竖缝相互错开1/2砖长(100mm)。如有半砖规格的,也可采用每皮中整砖与半砖相隔的梅花丁砌筑形式,如图6.16所示。 规格为240mm×115mm×90mm的承重多孔砖一般采用一顺一丁或梅花丁砌筑形式,见图6.17所示。规格为240mm×180mm×115mm的承重多孔砖一般采用全顺或全丁砌筑形式。非承重空心砖一般是侧砌的,上下皮竖缝相互错开1/2砖长,如图6.18所示。多孔砖墙的转角及丁字交接处,应加砌半砖,使灰缝错开。转角处半砖砌在外角上,丁字交接处半砖砌在横墙端头,如图6.19所示。 图6.14砖墙组砌形式(a)一顺一丁;(b)三顺一丁;(c)梅花丁 图6.15包心组砌法 图6.16190mm×190mm×90mm多孔砖砌筑形式(a)整砖顺砌;(b)梅花丁砌筑 图6.17240mm×115mm×90mm多孔砖砌筑形式 图6.18空心砖墙砌筑形式 图6.19多孔砖墙转角及丁字交接(a)转角;(b)丁字接 砖砌体的砌筑过程包括找平、放线、摆砖、立皮数杆和砌砖、清理等工序。(1)找平砌墙前应在基础防潮层或楼层上定出各层标高,并用M7.5水泥砂浆或C10细石混凝土找平,使各段砖墙底部标高符合设计要求。找平时,使上下两层外墙之间不致出现明显的接缝。6.2.2.2砖砌体砌筑工艺 (2)放线根据龙门板上给定的轴线及图纸上标注的墙体尺寸,在基础顶面上用墨线弹出墙的轴线和墙的宽度线,并划出门洞口位置线。二楼以上墙的轴线可以用经纬仪或垂球将轴线引上,并弹出各墙的宽度线,划出门洞口位置线。 (3)摆砖摆砖是指在放线的基面上按选定的组砌方式用干砖试摆。一般在房屋外纵墙方向摆顺砖,在山墙方向摆丁砖,摆砖由一个大角摆到另一个大角,砖与砖留10mm缝隙。摆砖的目的是为了校对所放出的墨线在门窗洞口、附墙垛等处是否符合砖的模数,以尽可能减少砍砖,并使砌体灰缝均匀,组砌得当。 (4)立皮数杆和砌砖皮数杆是指在其上划有每皮砖和砖缝厚度,以及门窗洞口、过梁、楼板、梁底、预埋件等标高位置的一种木制标杆,如图6.20所示。砌砖的操作方法很多,各地的习惯、使用工具也不尽相同,一般宜用“三一”砌砖法(即是一块砖、一铲灰、一挤揉,并随手将挤出的砂浆刮去)。 砌砖时,先挂上通线,按所排的干砖位置把第一皮砖砌好,然后盘角,每次盘角不得超过六皮砖,在盘角过程中应随时用托线板检查墙角是否垂直平整,砖层灰缝是否符合皮数杆标志,然后在墙角安装皮数杆,即可挂线砌第二皮以上的砖。砌筑过程中应“三皮一吊,五皮一靠”,把砌筑误差消灭在操作过程中,以保证墙面垂直平整。砌一砖半厚以上的砖墙必须双面挂线。 (5)清理当该层砖砌体砌筑完毕后,应进行墙面、柱面和落地灰的清理。 全部砖墙应平行砌起,砖层必须水平,砖层位置用皮数杆控制,基面和每楼层砌完后必须校对一次基面水平、轴线和标高,允许范围内的偏差值应在基础或楼板顶面调整。砖墙的水平灰缝厚度和竖缝宽度一般为10mm,但不小于8mm,也不大于12mm。水平灰缝的砂浆饱满度应不低于80%,砂浆饱满度用百格网检查。竖向灰缝宜用挤浆或加浆方法,使其砂浆饱满,严禁用水冲浆灌缝。砖墙的转角处和交接处应同时砌筑。6.2.2.3砖砌体的施工要求 不能同时砌筑处,应砌成斜槎,斜槎长度不应小于高度的2/3,见图6.21。如临时间断处留斜槎有困难,除转角处外,也可以留直槎,但必须做成阳槎,并加设拉结筋。拉结筋的数量为每120mm墙厚设置一根直径6mm的钢筋;间距沿墙高不得超过500mm;埋入长度从墙的留槎处算起,每边均不应小于500mm;末端应有90°弯钩,见图6.22。抗震设防地区建筑物的临时间断处不得留直槎。 隔墙与墙或柱如不同时砌筑而又不留成斜槎时,可于墙或柱中引出阳槎,或于墙或柱的灰缝中预埋拉结筋。抗震设防地区建筑物的隔墙,除应留阳槎外,沿墙高每500mm配置2Φ6钢筋与承重墙或柱拉结,伸入每边墙内的长度不应小于500mm。砖砌体接槎时,必须将接槎处的表面清理干净,浇水湿润,并应填实砂浆,保持灰缝平直。宽度小于1m的窗间墙,应选用整砖砌筑,半砖和破损的砖,应分散使用于墙心或受力较小部位。 图6.20皮数杆示意图1—皮数杆;2—准线;3—竹片;4—圆铁钉 图6.21斜槎 图6.22直槎 小型空心砌块墙的转角处,应隔皮纵、横墙砌块相互搭砌,即隔皮纵、横墙砌块端面露头,见图6.23;T字交接处,应隔皮使横墙砌块端面露头。当该处无芯柱时,应在纵墙上交接处砌两块一孔半的辅助规格砌块,隔皮砌在横墙露头砌块下,其半孔应位于中间,见图6.24所示。6.2.3小型空心砌块施工6.2.3.1砌筑技术要点 当该处有芯柱时,应在纵墙上交接处砌一块三孔大规格砌块,砌块的中间孔正对横墙露头砌块靠外的孔洞,见图6.25;十字交接处,当该处无芯柱时,在交接处应砌一孔半砌块,隔皮垂直相交,其半孔应在中间。当该处有芯柱时,在交接处应砌三孔砌块,隔皮垂直相交,中间孔相互对正。小型空心砌块墙的转角处和交接处应同时砌筑,如不能同时砌筑,则应留置斜槎,斜槎的长度应不小于斜槎高度,如图6.26所示。 在非抗震设防地区,除外墙转角处,空心砌块墙的临时间断处可从墙面伸出200mm砌成直槎,并每隔三皮砌块高在水平灰缝设2根直径6mm的拉结筋;拉结筋埋入长度,从留槎处算起,每边均不应小于600mm,钢筋外露部分不得任意弯折,如图6.27所示。如作为后砌隔墙或填充墙时,沿墙高每隔600mm应与承重墙或柱内预留的钢筋网片或2根直径6mm的钢筋拉结,钢筋伸入墙内的长度不应小于600mm。 空心砌块墙表面不得预留或凿打水平沟槽,对设计规定的洞口、管道、沟槽和预埋件,应在砌筑墙体时预留和预埋。在墙体的下列部位,应用C15混凝土灌实砌块的孔洞,并应先灌后砌:①底层室内地面以下或防潮层以下的砌体;②无圈梁的楼板支承面下的一块砌块;③没有设置混凝土垫块的次梁支承处,灌实宽度不应小于600mm,高度不应小于一皮砌块;④挑梁的悬挑长度不小于1.2m时,其支承部位的内外墙交接处,纵横各灌实高度不小于三皮砌块。 图6.23空心砌块墙转角砌法 图6.24混凝土空心砌块墙T字交接处砌法(无芯柱) 图6.25混凝土空心砌块墙T字交接处砌法(有芯柱) 图6.26空心砌块墙斜槎 图6.27空心砌块墙直槎 混凝土芯柱是设置在混凝土小型空心砌块墙的转角处和交接处,在这些部位的砌块孔洞中插入钢筋,并浇筑混凝土。对于抗震设防6~8度的混凝土小型空心砌块房屋,应按表6.2的要求设置钢筋混凝土芯柱;对医院、教学楼等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按表6.2的要求设置芯柱。除此之外,根据计算需要设置其他芯柱时,芯柱宜均匀布置,8度设防的五层房屋,芯柱的最大间距不应大于2.4m。6.2.3.2混凝土芯柱施工 应设置拉结钢筋网片时,网片可用直径4mm的钢筋焊成,置于砌块的水平灰缝内,每边伸入墙内不宜小于1m,且沿墙高每隔600mm设置一道,见图6.28。芯柱插筋应与基础或基础圈梁中的预埋钢筋绑扎或焊接连接;上下楼层的插筋可在楼板面上搭接,搭接长度不小于40d。对于非抗震设防地区的混凝土小型空心砌块房屋,芯柱中的插筋不应小于1根直径10mm的钢筋。芯柱应沿房屋全高贯通,并与各层圈梁整体现浇,水平灰缝中钢筋网片每边伸入墙体不少于600mm。 在楼、地面砌筑第一皮砌块时,应采用开口小砌块或U形小砌块,以形成清理口。浇筑混凝土前,从清理口中掏出落在砌块孔洞中的杂物,并用水冲洗孔洞内壁,将积水排出,用混凝土预制块封闭清理口。芯柱混凝土应在砌完一个楼层高度后连续浇筑。 图6.28芯柱拉结钢筋网片设置 脚手架是建筑工程施工中堆放材料和工人进行操作的临时设施。按脚手架的设置形式分为单排脚手架、双排脚手架、满堂脚手架、满高脚手架、交圈脚手架和特形脚手架;按构架方式划分为杆件组合式脚手架、框架组合式脚手架、格构件组合式脚手架和台架等;按支固方式划分为落地式脚手架、悬挑脚手架、附墙悬挂脚手架和悬吊脚手架;6.2.4脚手架工程6.2.4.1脚手架种类和基本要求 按其所用材料分为木脚手架、竹脚手架、钢管脚手架和金属脚手架;按搭拆和移动方式划分为人工装拆脚手架、附着升降脚手架、整体提升脚手架、水平移动脚手架和升降桥架;按搭设位置分为外脚手架和里脚手架。对脚手架的基本要求:宽度应满足工人操作、材料堆置和运输的需要,脚手架的宽度一般为1.5~2.0m;并保证有足够的强度、刚度和稳定性;构造简单;装拆方便并能多次周转使用。 (1)扣件式钢管脚手架①扣件式钢管脚手架的构造要求扣件式钢管脚手架由钢管、扣件、脚手板和底座等组成,如图6.29所示。钢管一般用48mm、厚3.5mm的焊接钢管。用于立柱、纵向水平杆和支撑杆(包括剪刀撑、横向斜撑、水平斜撑等)的钢管长宜为4~6.5m;用于横向水平杆的钢管长度以2.2m为宜。扣件用于钢管之间的连接,其基本形式有三种,如图6.30所示。6.2.4.2多立柱式脚手架 立柱底端立于底座上,以传递荷载到地面上,底座如图6.31所示。脚手板可采用冲压钢脚手板、钢木脚手板、竹脚手板等。每块脚手板重量不宜大于30kg。扣件式钢管脚手架的基本形式有双排、单排两种,一般用于外墙砌筑与装饰。 ②扣件式钢管脚手架的拆除要求脚手架的拆除按由上而下逐层向下的顺序进行。严禁上下同时作业,所有固定件应随脚手架逐层拆除。严禁先将固定件整层或数层拆除后再拆除脚手架。分段拆除高度差不应大于2步。如高差大于2步,应按开口脚手架进行加固。当拆至脚手架下部最后一节立柱时,应先架临时抛撑加固后拆固定件。卸下的材料应集中堆放,严禁抛扔。 (2)碗扣式钢管脚手架碗扣式钢管脚手架或称多功能碗扣型脚手架。这种新型脚手架的核心部件是碗扣接头,由上下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成,见图6.32。具有结构简单、杆件全部轴向连接、力学性能好、接头构造合理、工作安全可靠、拆装方便、操作容易、零部件损耗率低等特点。上、下碗扣和限位销按600mm间距设置在钢管立柱上,其中下碗扣和限位销直接焊在立柱上。 碗扣式钢管脚手架的部件可用以搭设各种形式脚手架,特别适合于搭设扇形表面及高层建筑施工和装饰作业两用外脚手架,还可作为模板的支撑。碗扣式钢管脚手架的设计构配件,按其用途可分为主构件、辅助构件、专用构件三类。主构件用以构成脚手架主体的杆部件,如图6.33所示。 图6.29钢管扣件式脚手架的构造 图6.30扣件形式图(a)直角扣件;(b)旋转扣件;(c)对接扣件 图6.31底座 图6.32碗扣接头 图6.33碗扣式脚手架的主要构配件 通常用剥皮杉木杆。用于立柱和支撑的杆件小头直径不小于70mm;用于纵向水平杆、横向水平杆的杆件小头直径不小于80mm。木脚手架搭设构造与扣件式钢管脚手架相似,但它一般用8号铅丝绑扎。立柱、纵向水平杆的搭接长度不应小于1.5m,绑扎不少于三道。纵向水平杆的接头处,小头应压在大头上。如三杆相交时,应先绑扎两根,再绑第三根,切勿一扣绑三根。6.2.4.3木脚手架 杆件应用生长三年以上的毛竹(楠竹)。用于立柱、支撑、顶柱、纵向水平杆的竹杆小头直径不小于75mm;用于横向水平杆的小头直径不小于90mm。竹脚手架一般用竹篾绑扎,在立柱旁加设顶柱顶住横向水平杆,以分担一部分荷载,避免使纵向水平杆因受荷过大而下滑,上下顶柱应保持在同一垂直线上,如图6.34所示。木、竹多立柱式脚手架的一般构造要求见表6.3(详见P188)。6.2.4.4竹脚手架 图6.34顶柱绑扎 门式脚手架又称多功能门式脚手架,是目前国际上应用最普遍的脚手架之一,是由门式框架、剪刀撑和水平梁架或脚手板构成基本单元,如图6.35所示。将基本单元连接起来(或增加梯子、栏杆等部件)即构成整片脚手架,如图6.36所示。这种脚手架的搭设高度一般限制在45m以内。施工荷载限定为:均布荷载1816N/m2,或作用于脚手板跨中的集中荷载1916N。门式脚手架的主要部件如图6.37所示。6.2.4.5门式脚手架 图6.35门形脚手架的基本单元 图6.36整片门式脚手架 图6.37门形脚手架主要部件 (1)套管式附着升降脚手架套管式附着升降脚手架的基本结构见图6.38所示,由脚手架系统和提升设备两部分组成,脚手架系统由升降框和连接升降框的纵向水平杆、剪刀撑、脚手板以及安全网等组成。套管式附着升降脚手架的升降原理是通过固定框和滑动框的交替升降来实现。固定框和滑动框可以相对滑动,并且分别同建筑物固定。6.2.4.6升降脚手架 (2)悬挑式附着升降脚手架悬挑式附着升降脚手架是目前应用面较广的一种附着升降脚手架,其种类也很多,基本构造如图6.39所示,由脚手架、爬升机构和提升系统三部分组成。脚手架可用扣件式钢管脚手架或碗扣式钢管脚手架搭设而成;爬升机构包括承力托盘、提升挑梁、导向轮及防倾覆防坠落安全装置等部件;提升系统一般使用环链式电动葫芦和控制柜,电动葫芦的额定提升荷载一般不小于70kN,提升速度不宜超过250mm/min。 悬挑式附着升降脚手架的升降原理:将电动葫芦(或其他提升设备)挂在挑梁上,葫芦的吊钩挂在承力托盘上,使各电动葫芦受力,松开承力托盘同建筑物的固定连接,开动电动葫芦,则爬架即沿建筑物上升(或下降),待爬架升高(或下降)一层,到达预定位置时,将承力托盘同建筑物固定,并将架子同建筑物连接好,则架子即完成一次升(或降)的过程。再将挑梁移至下一个位置,准备下一次升降。 (3)互爬式附着升降脚手架互爬式附着升降脚手架的基本结构形式见图6.40,由单元脚手架、附墙支撑机构和提升装置组成。单元脚手架可由扣件式钢管脚手架和碗扣式脚手架搭设而成;附墙支撑机构是将单元脚手架固定在建筑物上的装置,可通过穿墙螺栓或预埋件固定;提升装置一般使用手拉葫芦,其额定提升荷载不小于20kN,手拉葫芦的吊钩挂在与被提升单元相邻架体的横梁上,挂钩则挂在被提升单元底部。 互爬式附着升降脚手架的升降原理见图6.41所示。每一个单元脚手架单独提升,当提升某一单元时,先将提升葫芦的吊钩挂在被提升单元相邻的两架体上,提升葫芦的挂钩则钩住被提升单元底部,解除被提升单元约束,操作人员站在两相邻的架体上进行升降操作;当该升降单元升降到位后,与建筑物固定,再将葫芦挂在该单元横梁上,进行与之相邻的脚手架单元的升降操作。相隔的单元脚手架可同时进行升降操作。 (4)导轨式附着升降脚手架导轨式附着升降脚手架的基本结构由脚手架、爬升机构和提升系统三部分组成。其爬升机构是一套独特的机构,包括导轨、导轮组、提升滑轮组、提升挂座、连墙支杆、连墙支座、连墙挂板、限位锁、限位锁挡块及斜拉钢丝绳等定型构件。提升系统也是采用手拉葫芦或环链式电动葫芦。 导轨式附着升降脚手架的升降原理如图6.42所示。导轨沿建筑物竖向布置,其长度比脚手架高一层,架子上部和下部均装有导轮,提升挂座固定在导轨上,其一侧挂提升葫芦,另一侧固定钢丝绳,钢丝绳绕过提升滑轮组同提升葫芦的挂钩连接。启动提升葫芦,架子沿导轨上升,提升到位后固定;将底部空出的那根导轨及连墙挂板拆除装到顶部,将提升挂座移到上部,准备下次提升。 图6.38套管式爬架的基本结构 图6.39悬挑式爬升脚手架的基本构造 图6.40互爬式脚手架基本结构 图6.41互爬式脚手架升降原理 图6.42导轨式附着升降脚手架的升降原理 悬挑式脚手架是利用建筑结构边缘向外伸出的悬挑结构来支承外脚手架,将脚手架的荷载全部或部分传递给建筑结构。悬挑脚手架的关键是悬挑支承结构,它必须有足够的强度、稳定性和刚度,并能将脚手架的荷载传递给建筑结构。架体可用扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架或门式脚手架搭设,一般为双排脚手架,架体高度可依据施工要求、结构承载力和塔吊的提升能力确定,最高可搭设至12步架,约20m高,可同时进行2~3层施工。6.2.4.7悬挑脚手架 悬挑式脚手架的支撑结构形式有三种:①悬挂式挑梁(图6.43(a))型钢挑梁一端固定在结构上,另一端用拉杆或拉绳拉结到结构的可靠部位上。拉杆(绳)应有收紧措施,以便在收紧以后承担脚手架荷载。悬挂式挑梁与结构的连接做法见图6.44。②下撑式挑梁(图6.43(b))其挑梁受拉,与结构的连接方法见图6.45。 ③桁架式挑梁(图6.43(c))通常采用型钢制作,其上弦杆受拉,与结构连接采用受拉构造;下弦杆受压,与结构连接采用支顶构造。桁架式梁与结构墙体之间还可以采用螺栓连接做法,如图6.46所示。螺栓穿在刚性墙体的预留孔洞或预埋套管中,可以方便地拆除和重复使用。 图6.43挑梁(架)形式(a)悬挂式挑梁;(b)下撑式挑梁;(c)桁架式挑梁 图6.43挑梁(架)形式(a)悬挂式挑梁;(b)下撑式挑梁;(c)桁架式挑梁 图6.44悬挂式挑梁与结构的连接做法 图6.45下撑式挑梁与结构的连接方法(a)挑梁抗拉节点构造;(b)斜撑杆底部支点构造 图6.46桁架式挑梁与墙体间的螺栓连接 悬吊式脚手架是通过特设的支承点,利用吊索悬吊吊架或吊篮进行砌筑或装修工程操作的一种脚手架。其主要组成部分为吊架(包括桁架式工作台)或吊篮、支承设施(包括支承挑架和挑梁)、吊索(包括钢丝绳、铁链、钢筋)及升降装置等,如图6.47所示。对于高层建筑的外装修作业和平时的维修保养,都是一种极为方便、经济的脚手架形式。6.2.4.8悬吊式脚手架 图6.47小型吊篮的构造组成 里脚手架用于在楼层上砌墙、装饰和砌筑围墙等。常用的里脚手架有:①角钢(钢筋、钢管)折叠式里脚手架,如图6.48(a)所示。其架设间距砌墙时宜为1.0~2.0m,粉刷时宜为2.2~2.5m。②支柱式里脚手架,如图6.48(b)所示,由若干支柱和横杆组成,上铺脚手板。其搭设间距砌墙时宜为2.0m,粉刷时不超过2.5m。③木、竹、钢制马凳式里脚手架,如图6.48(c)所示,间距不大于1.5m,上铺脚手板。6.2.4.9里脚手架 图6.48里脚手架(a)角钢折叠式;(b)支柱式;(c)马凳式 当外墙砌砖高度超过4m或立体交叉作业时,必须设置安全网,以防材料下落伤人和高空操作人员坠落。安全网是用直径9mm的麻绳、棕绳或尼龙绳编织而成的,一般规格为宽3m、长6m、网眼50mm左右,每块织好的安全网应能承受不小于1.6kN的冲击荷载。架设安全网时,其伸出墙面宽度应不小于2m,外口要高于里口500mm,两网搭接应扎接牢固,每隔一定距离应用拉绳将斜杆与地面锚桩拉牢。6.2.5安全网搭设 在无窗口的山墙上,可在墙角设立柱来挂安全网;也可在墙体内预埋钢筋环以支撑斜杆;还可用短钢管穿墙,用回转扣件来支设斜杆。当用里脚手架施工外墙时,要沿墙外架设安全网;多层建筑用外脚手架时,亦需在脚手架外侧设安全网。安全网要随楼层施工进度逐层上升。多层建筑除一道逐步上升的安全网外,尚应在第二层和每隔三至四层加设固定的安全网。 高层建筑施工中的安全网设置有以下几种方式:(1)在外墙面满搭外脚手架的情况下,应在脚手架的外表面满挂安全网(或塑料编制篷布);在作业层的脚手板下平挂安全网(或篷布);第一步架应满铺脚手板或篷布,每隔四至六层加设一层水平安全网。 (2)在不设外脚手架的情况下,作外装修所使用的悬吊式或悬挑式脚手架,除顶面和靠墙一面外,其他各面均应满挂安全网或塑料篷布,以避免从作业面向下坠物。同时每隔四至六层挑出一层安全网,并在首层架设宽度不小于4m的安全网。(3)采用悬挑式脚手架时,当脚手架升高后,保留悬挑支架,并加绑斜杆改挂安全网;若为挑平台时,可在平台上加设一道安全网。 钢脚手架(包括钢井架、钢龙门架、钢独脚把杆提升架等)不得搭设在距离35kV以上的高压线路4.5m以内的地区和距离1~10kV高压线路2m以内的地区,否则使用期间应断电或拆除电源。过高的脚手架必须有防雷措施,钢脚手架的防雷措施是用接地装置与脚手架连接,一般每隔50m设置一处。最远点到接地装置间脚手架上的过渡电阻不应超过10m。 6.3混凝土结构工程模板工程的施工包括模板的选材、选型、设计、制作、安装、拆除和周转等过程。模板系统包括模板、支撑和紧固件三个部分。它是保证混凝土在浇筑过程中保持正确的形状和尺寸,是混凝土在硬化过程中进行防护和养护的工具。6.3.1模板工程6.3.1.1模板的基本要求和种类 模板和支撑必须符合下列要求:①保证工程结构和构件各部位形状尺寸和相互位置的正确;②其承载能力、刚度和稳定性足够,能可靠地承受新浇混凝土的自重和侧压力以及施工荷载;③构造简单、装拆方便,并便于钢筋的绑扎、安装和混凝土的浇筑、养护;④模板的连接不应漏浆;⑤能多次周转。 模板的种类很多,按材料分类,可分为木模板、钢木模板、胶合板模板、钢模板、塑料模板、玻璃钢模板、铝合金模板等。按结构的类型分为基础模板、柱模板、楼板模板、楼梯模板、墙模板、壳模板和烟囱模板等多种。按施工方法分类,有现场装拆式模板、固定式模板和移动式模板。 随着新结构、新技术、新工艺的采用,模板工程也在不断发展,其发展方向是:构造上由不定型向定型发展;材料上由单一木模板向多种材料模板发展;功能上由单一功能向多功能发展。支撑系统逐渐向与脚手架通用性的工具化方向发展。 (1)木模板木模板及其支撑系统一般在加工厂或现场木工棚制成元件,然后再在现场拼装。图6.49是基本元件之一,通常称拼板。拼板的板条厚度一般为25~50mm,宽度不宜超过200mm,以保证干缩时缝隙均匀,浇水后易于密缝,受潮后不易翘曲。但梁板的板条宽度则不受限制,以减少拼缝,防止漏浆。 (2)组合钢模板组合钢模板通过各种连接件和支承件可组合成多种尺寸和几何形状,以适应各种类型建筑物的梁、柱、板、墙、基础等构件施工所需要的模板,也可用其拼成大模板、滑模、筒模和台模等。施工时可在现场直接组装,亦可预拼装成大块模板或整个构件模板,用起重机吊运安装。 (3)胶合板模板(钢框胶合板模板)木胶合板模板具有重量轻;面积大;不受季节、地区和环境温度条件的影响;在边框上铺设或镶嵌胶合板很容易,加工费用低;现场使用时,板缝和板面上的孔洞容易处理;可多次周转使用;模板的强度高、刚度好,浇筑混凝土的表面平整度高等特点。 (4)大模板大模板是一种工具式大型模板,配以相应的起重吊装机械,通过合理的施工组织,可以工业化生产方式在施工现场浇筑混凝土墙体结构。大模板工程施工的特点是:以建筑物的开间、进深、层高为标准化基础,以大模板为主要手段,以现浇混凝土墙体为主导工序,组织进行有节奏的均衡施工。 我国目前的大模板工程大体分为三类:外墙预制内墙现浇、内外墙全现浇和外墙砌砖内墙现浇。大模板由面板、加劲肋、竖楞、支撑桁架、稳定机构及附件组成,如图6.50所示。 (5)滑动模板滑动模板是一种工具式模板,用于现场浇筑高耸的构筑物和建筑物等,如烟囱、筒仓、竖井、沉井、双曲线冷却塔和剪力墙体系的高层建筑等。滑动模板施工原理为:在构筑物或建筑物底部,沿其墙、柱、梁等构件的周边组装高1.2m左右的滑动模板,随着向模板内不断地分层浇筑混凝土,用液压提升设备使模板不断地向上滑动,直到需要浇筑的高度为止。 滑动模板装置主要由模板系统、操作平台系统、液压系统以及施工精度控制系统等部分组成,如图6.51所示。 (6)爬升模板爬升模板(即爬模),是一种适用于现浇混凝土竖直或倾斜结构施工的模板,可分为“有架爬模”和“无架爬模”两种。有架爬升模板的工艺原理,是以建筑物的混凝土墙体结构为支承主体,通过附着于已完成的混凝土墙体结构上的爬升支架或大模板,利用连接爬升支架与大模板的爬升设备,使一方固定,另一方作相对运动,交替向上爬升,完成模板的爬升、下降、就位和校正等工作。 (7)飞模飞模又称台模、桌模,如图6.52所示。飞模主要由平台板、支撑系统(包括梁、支架、支撑、支腿等)和其他配件(如升降和行走机构等)组成。飞模适用于大开间、大柱网、大进深的现浇混凝土楼盖施工,尤其适用于现浇板柱结构(无柱帽)楼盖施工。 图6.49拼板的构造(a)一般拼板;(b)梁侧板的拼板 图6.50大模板构造示意图 图6.51滑动模板的组成 图6.52铝合金桁架式飞模 对于梁或板的跨度等于或大于4m,应使梁或板底模板起拱,防止新浇筑混凝土荷载使跨中模板下挠。模板的拆除日期取决于混凝土的强度、各个模板的用途、结构的性质、混凝土硬化时的气温。及时拆模,可提高模板的周转率,也可以为其他工作创造条件。但过早拆模,混凝土会因强度不足以承担本身自重,或受到外力作用而变形甚至断裂,造成重大的质量事故。6.3.1.2模板搭设和拆除的基本要求 侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除而受损坏时,方可拆除。底模板应在与混凝土结构同条件养护的试件达到施工规范所规定强度标准值时,方可拆除。拆模顺序一般是先支后拆,后支先拆,先拆除侧模板,后拆除底模板。重大复杂模板的拆除,事前应制定拆模方案。肋形楼板的拆模顺序为:柱模板→楼板底模板→梁侧模板→梁底模板。 多层楼板模板支架的拆除,应按下列要求进行:上层楼板正在浇筑混凝土时,下一层楼板的模板支架不得拆除,再下一层楼板模板的支架仅可拆除一部分;跨度4m及4m以上的梁下均应保留支架,其间距不得大于3m。拆模时,应尽量避免混凝土表面或模板受到损坏,注意避免整块下落伤人。拆下来的模板,有钉子时,要使钉尖朝下,以免扎脚。拆完后,应及时加以清理、修理,按种类及尺寸分别堆放,以便下次使用。 对定型组合钢模板,倘若背面油漆脱落,应补刷防锈漆。已拆除模板及其支架结构的混凝土,应在其强度达到设计强度标准值后,才允许承受全部使用荷载。当承受施工荷载产生的效应比使用荷载更为不利时,必须经过核算,加设临时支撑。 当钢筋运进施工现场后,必须严格按批分等级、牌号、直径、长度挂牌存放,并注明数量,不得混淆。钢筋应尽量堆入仓库或料棚内。条件不具备时,应选择地势较高、土质坚实、较为平坦的露天场地存放。在仓库或场地周围挖排水沟,以利泄水。堆放时钢筋下面要加垫木,离地不宜少于200mm,以防钢筋锈蚀和污染。6.3.2钢筋工程6.3.2.1钢筋的验收与存放 钢筋成品要分工程名称、构件名称、部位、钢筋类型、尺寸、钢号、直径和根数分别堆放,不能将几项工程的钢筋混放在一起。同时不要和产生有害气体的车间靠近,以免污染和腐蚀钢筋。 钢筋加工包括冷拉、冷拔、调直、除锈、切断、弯曲成型、焊接、绑扎等。钢筋冷加工有冷拉、冷拔和冷轧等方法,冷加工的目的在于提高钢筋强度设计值,节约钢材,满足预应力钢筋的需要。(1)钢筋冷拉是在常温下对钢筋进行强力拉伸,拉应力超过钢筋的屈服强度,使钢筋产生塑性变形,以达到调直钢筋、提高强度的目的。6.3.2.2钢筋冷加工 冷拉HPB235级钢筋适用于混凝土结构中的受拉钢筋;冷拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋适用于预应力混凝土结构中使用的预应力筋。冷拉设备由拉力设备、承力结构、测量设备和钢筋夹具等部分组成。冷拉钢筋的控制方法可用控制应力或控制冷拉率的方法。 (2)钢筋冷拔是用强力将直径6~8mm的HPB235级光圆钢筋在常温下通过特制的钨合金拔丝模,多次拉拔成比原钢筋直径小的钢丝,使钢筋产生塑性变形,以改变其物理力学性能。这种经冷拔加工的钢筋称为冷拔低碳钢丝。冷拔低碳钢丝分为甲级和乙级,甲级钢丝主要用作预应力混凝土构件的预应力筋,乙级钢丝用于焊接网片、焊接骨架、架立筋、箍筋和构造钢筋。 钢筋冷拔的工艺过程是:轧头—剥皮—通过润滑剂—进入拔丝模。冷拔总压缩率和冷拔次数对钢丝质量和生产效率都有很大的影响。压缩率越大,抗拉强度提高越多,但塑性降低也越多,因此必须控制总压缩率。冷拔钢丝一般要经过多次冷拔才能达到预定的总压缩率。 (3)钢筋冷轧是用普通低碳钢或低合金钢热轧圆盘为母材,采用被动辊冷轧或冷拔减径后在其表面冷轧成具有三面月牙形横肋的钢筋,或采用主动辊冷轧成具有两面月牙形横肋的钢筋,称之为冷轧带肋钢筋。适用于承受静荷载的受弯构件,对于直接承受动力荷载用的结构构件,必须通过试验后方可使用。 钢筋连接方法有绑扎连接、焊接连接和机械连接。绑扎连接由于需要较长的搭接长度,浪费钢筋,且连接不可靠,应限制使用。焊接连接的方法较多,成本较低,质量可靠,宜优先选用。机械连接无明火作业,设备简单,节约能源,不受气候条件影响,可全天候施工,连接可靠,技术易于掌握,适用范围广,尤其适用于现场焊接有困难的场合。6.3.2.3钢筋的连接 (1)绑扎连接绑扎连接钢筋搭接处,应在中心及两端用20~22号铁丝扎牢。受拉钢筋绑扎连接的搭接长度,应符合有关规定;受压钢筋绑扎连接的搭接长度,应取受拉钢筋绑扎连接搭接长度的0.7倍。受拉区域内,HPB235级钢筋绑扎接头的末端应做弯钩,HRB335、HRB400级钢筋可不做弯钩。 (2)焊接连接钢筋焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊和电阻点焊。①电弧焊是以焊条作一极,钢筋为另一极,利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。电弧焊广泛用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。电弧焊的接头形式有帮条焊、搭接焊、坡口焊、窄间隙焊和熔槽帮条焊。 ②闪光对焊适用于焊接直径为10~40mm的热轧HPB235、HRB335、HRB400级钢筋、直径为10~25mm的热轧RRB400级钢筋和余热处理HRB400级钢筋以及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋宜优先采用闪光对焊。钢筋闪光对焊是将两钢筋安放成对接形式,利用电阻热使接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。钢筋闪光对焊工艺可分为连续闪光焊、预热闪光焊和闪光预热闪光焊三种。 ③电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式,利用焊接电流通过两钢筋端面间隙,在焊剂层下形成电弧过程,产生电弧热和电阻热,熔化钢筋,加压完成的一种压焊方法。电渣压力焊适用于现浇混凝土结构中竖向或斜向(倾斜度在4∶1范围内)钢筋的连接。与电弧焊比较,它的工效高、成本低,在高层建筑施工中应用已取得良好的效果。 (3)机械连接钢筋机械连接接头的类型很多,如套筒挤压接头、锥螺纹套筒接头、等强直螺纹套筒接头、熔融金属充填套筒接头、水泥灌浆充填套筒接头、受压钢筋端面平接头等。这些机械连接接头多是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用,将一根钢筋的力传递至另一根钢筋上的连接方法。 ①带肋钢筋套筒挤压连接套筒挤压连接工艺的基本原理是:将两根待接钢筋插入钢连接套筒,采用专用液压压接钳侧向(或侧向和轴向)挤压连接套筒,使套筒产生塑性变形,从而使套筒的内周壁变形而嵌入钢筋螺纹,由此产生抗剪力来传递钢筋连接处的轴向力。套筒挤压连接有径向挤压和轴向挤压两种(如图6.53),适用于连接直径为16~40mm的HRB335、HRB400级带肋钢筋和余热处理钢筋,对进口钢筋需进行补充试验后使用。 ②钢筋锥螺纹连接钢筋锥螺纹连接是把钢筋的连接端加工成锥形螺纹(简称丝头),通过锥螺纹连接套把两根带丝头的钢筋按规定的力矩值连接成一体的钢筋连接方法。③钢筋等强直螺纹套筒连接钢筋等强直螺纹套筒连接与钢筋锥螺纹套筒连接的技术原理相比,相同之处都是通过钢筋端头螺纹与套筒内螺纹合成钢筋接头,主要区别在钢筋等强技术效应上。 钢筋等强直螺纹套筒连接有两种形式:一种是在钢筋端头先采用对辊滚压,使钢筋端头应力大增,而后采用冷压螺纹(滚丝)工艺加工成钢筋直螺纹(螺纹应力二次增强)端头,套筒采用快速成孔切削成内螺纹钢套筒,简称为滚压直螺纹接头或滚压切削直螺纹接头;另一种是在钢筋端头先采用设备顶、压增径(墩头),使钢筋端头应力大增,而后采用套丝工艺加工成等直径螺纹端头,套筒采用快速成孔切削成内螺纹钢套筒,简称为墩头直螺纹接头或墩粗切削直螺纹接头。 钢筋代换时,应征得设计单位同意,并应符合下列规定:(a)对重要受力构件,如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等,不宜用HPB235级光面钢筋代换变形钢筋,以免裂缝开展过大;(b)钢筋代换后,应满足混凝土结构设计规范中所规定的钢筋间距、锚固长度、最小钢筋直径、根数等要求;(c)当构件受裂缝宽度或挠度控制时,钢筋代换后应进行刚度、裂缝验算; (d)梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换,以保证正截面与斜截面强度。偏心受压构件(如框架柱、有吊车的厂房柱、桁架上弦等)或偏心受拉构件作钢筋代换时,不取整个截面配筋量计算,应按受力面(受拉或受压)分别代换;(e)有抗震要求的梁、柱和框架,不宜以强度等级较高的钢筋代换原设计中的钢筋。(f)预制构件的吊环,必须采用未经冷拉的HPB235级热轧钢筋制作,严禁以其他钢筋代换。 图6.53钢筋挤压连接(a)径向挤压;(b)轴向挤压 钢筋绑扎程序是:划线摆筋—穿箍—绑扎—安放垫块等。划线时应注意间距、数量,标明加密箍筋位置。板类摆筋顺序一般先排主筋后排负筋;梁类一般先摆纵筋。摆放有焊接接头和绑扎接头的钢筋应符合规范规定。有变截面的箍筋,应事先将箍筋排列清楚,然后安装纵向钢筋。6.3.2.4钢筋的绑扎 钢筋绑扎应符合下列规定:①钢筋的交点须用铁丝扎牢。②板和墙的钢筋网片,除靠外围两行钢筋的相交点全部扎牢外,中间部分的相交点可相隔交错扎牢,但必须保证受力钢筋不发生位移。双向受力的钢筋网片,须全部扎牢。③梁和柱的箍筋,除设计有特殊要求外,应与受力钢筋垂直设置。箍筋弯钩叠合处,应沿受力钢筋方向错开设置。 ④柱中的竖向钢筋搭接时,角部钢筋的弯钩应与模板成45°;中间钢筋的弯钩应与模板成90°;如采用插入式振捣器浇小型截面柱时,弯钩与模板的角度最小不得小于15°。⑤板、次梁与主梁交叉处,板的钢筋在上,次梁的钢筋居中,主梁的钢筋在下;当有圈梁或垫梁时,主梁的钢筋在上。 钢筋安装完毕后,应检查下列几方面:①根据设计图纸检查钢筋的钢号、直径、形状、尺寸、根数、间距和锚固长度是否正确,特别是要注意检查负筋的位置;②检查钢筋接头的位置及搭接长度是否符合规定;③检查混凝土保护层是否符合要求; ④检查钢筋绑扎是否牢固,有无松动变形现象;⑤钢筋表面不允许有油渍、漆污和颗粒状(片状)铁锈;⑥安装钢筋时的允许偏差不得大于规范规定。钢筋工程属于隐蔽工程,在浇筑混凝土前应对钢筋及预埋件进行验收,并做好隐蔽工程记录。 混凝土的搅拌就是将水、水泥和粗细骨料进行均匀拌和及混合的过程。同时,通过搅拌还要使材料达到强化、塑化。(1)小型混凝土搅拌机械混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式搅拌机和强制式搅拌机两类。根据其构造的不同,又可分为若干种,见表6.4所示(详见P203)。6.3.3混凝土工程6.3.3.1混凝土制备 自落式搅拌机采用重力拌和原理,搅拌筒内壁装有叶片,搅拌筒旋转,叶片将物料提升一定高度后自由下落,各物料颗粒分散拌和均匀,宜用于搅拌塑性混凝土。锥形反转出料和双锥形倾翻出料搅拌机可用于搅拌低流动性混凝土。 强制式搅拌机分立轴式和卧轴式两类。强制式搅拌机是用剪切拌和原理,在轴上安装叶片,通过叶片强制搅拌装在搅拌筒中的物料,使物料沿环向、径向和竖向运动,拌和成均匀的混合物。强制式搅拌机拌和强烈,多用于搅拌干硬性混凝土、低流动性混凝土和轻骨料混凝土。立轴式强制搅拌机是通过底部的卸料口卸料,卸料迅速,但如卸料口密封不好,水泥浆易漏掉,所以不宜用于搅拌流动性大的混凝土。 (2)混凝土搅拌站①大型混凝土搅拌站是将施工现场需用的混凝土在一个集中站点统一拌制后,用混凝土运输车分别输送到一个或若干个施工现场进行浇筑使用。大大型混凝土搅拌站根据其竖向布置上的不同,可分为单阶式和双阶式两种。单阶式混凝土搅拌站是将原材料由皮带机、螺旋输送机等运输设备一次提升到需要高度后,靠自重作用,依次经过储料、称量、集料、搅拌等程序,完成整个搅拌生产流程。 单阶式搅拌站的优点在于:从上一道工序到下一道工序经历的时间短,生产效率高,机械化、自动化程度高,搅拌楼占地面积小,对产量大的大型永久性混凝土搅拌站比较适用。双阶式混凝土搅拌站是将原材料在第一次提升后,依靠材料的自重经过储料、称量、集料等程序后,再经第二次提升进入搅拌机。这种形式的搅拌站,其建筑物的总高度较小,运输设备较简单,投资相对较少,建设速度快。 ②现场混凝土搅拌站此搅拌站的主要特点是:搬运方便,占用场地较小,制作简便,不需专用设备,基本上适合一般中小型施工现场。对搅拌站后台的场地要求不高,适应性强,砂石分散或集中堆放均不影响后台装置的使用,全部后台上料使用一般通用机械即可,如装载机、轻便翻斗车等,还有一机多用的优点。提升架、砂石储料斗、水泥罐等设备按一般卡车尺寸设计,转移搬运时可整体装车和折叠拆装或分段拆装运输。 (3)搅拌作业①搅拌时间指从全部材料投入搅拌筒起,到开始卸料为止所经历的时间。它与搅拌质量密切相关。搅拌时间过短,混凝土不均匀,强度及和易性下降;搅拌时间过长,不但降低搅拌的生产效率,同时会使不坚硬的粗骨料在大容量搅拌机中因脱角、破碎等而影响混凝土的质量。对于加气混凝土也会因搅拌时间过长而使所含气泡减少。 ②投料顺序投料顺序应从提高搅拌质量,减少叶片、衬板的磨损,减少拌合物与搅拌筒的粘结,减少水泥飞扬,改善工作环境,提高混凝土强度,节约水泥等方面综合考虑确定。常用一次投料法、二次投料法和水泥裹砂法等。一次投料法是是将砂、石、水泥和水一起同时加入搅拌筒进行搅拌。为了减少水泥的飞扬和水泥的粘罐现象,对自落式搅拌机常用的投料顺序是将水泥装在料斗中,并夹在砂、石之间,一次上料,最后加水搅拌。 二次投料法又分为预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。预拌水泥砂浆法是先将水泥、砂和水加入搅拌筒内进行充分搅拌,成为均匀的水泥砂浆后,再加入石子搅拌成均匀的混凝土;预拌水泥净浆法是先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后,再加入砂和石搅拌成混凝土。国内外的试验表明:二次投料法搅拌的混凝土与一次投料法相比较,混凝土强度可提高约15%;在强度等级相同的情况下,可节约水泥15%~20%。 水泥裹砂法又称为SEC法,用这种方法拌制的混凝土称为造壳混凝土(又称SEC混凝土)。这种混凝土就是在砂子表面造成一层水泥浆壳。主要采取两项工艺措施:一是对砂子的表面湿度进行处理,控制在一定范围内;二是进行两次加水搅拌。第一次加水搅拌称为造壳搅拌,就是先将处理过的砂子、水泥和部分水搅拌,使砂子周围形成粘着性很高的水泥糊包裹层;加入第二次水及石子,经搅拌,部分水泥浆便均匀地分散在已经被造壳的砂子及石子周围。 ③进料容量进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量,又称干料容量。进料容量约为出料容量的1.4~1.8倍(通常取1.5倍)。进料容量超过规定容量的10%以上,就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行掺和,影响混凝土拌合物的均匀性;反之,如装料过少,则又不能充分发挥搅拌机的效能。 (1)混凝土运输要求混凝土自搅拌机中卸出后,应及时运至浇筑地点。为保证混凝土的质量,对混凝土运输的基本要求:①运输过程中要使混凝土能保持良好的均匀性,不离析、不漏浆;②保证混凝土具有设计配合比所规定的坍落度;③使混凝土在初凝前浇入模板并捣实完毕;④保证混凝土浇筑能连续进行。6.3.3.2混凝土运输 (2)混凝土运输工具混凝土运输分为地面运输、垂直运输和楼面运输三种。地面运输工具有双轮手推车、机动翻斗车、混凝土搅拌运输车和自卸汽车。塔式起重机主要是用于大型建筑和高层建筑的垂直运输。按移动方式的不同,活塞式混凝土泵分为固定泵、拖式泵和混凝土泵车。 混凝土的浇筑工作包括布料、摊平、捣实和抹面修整等工序。(1)混凝土浇筑的一般要求施工准备工作应根据工程对象、结构特点,结合具体条件研究制定混凝土浇筑的施工方案;对搅拌机、运输车、料斗、串筒、振动器等机具设备按需要准备充足,并考虑发生故障时的修理时间,所用机具均应在浇筑前进行检查和试运转;保证水电及原材料的供应;6.3.3.3混凝土浇筑 掌握天气季节变化情况,准备好在浇筑过程中所必需的抽水设备和防雨、防暑、防寒等物资;检查模板、支撑、钢筋和预埋件等是否符合设计要求;检查安全设施和劳动力配备是否妥当,能否满足浇筑速度的要求等。 (2)浇筑层厚度为了使混凝土振捣密实,必须分层浇筑,每层浇筑厚度与捣实方法、结构的配筋情况有关。浇筑厚度与振捣方法应符合表6.5的规定。 (3)浇筑间歇时间浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇,其间歇时间应尽可能缩短,并应在前一层混凝土凝结之前,将下一层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种及混凝土凝结条件确定,并不得超过表6.6的规定,超过规定时间必须设置施工缝。 (4)施工缝的设置与处理施工缝的位置应设置在结构受剪力较小且便于施工的部位。一般结构留置应符合下列规定:①柱子留置在基础的顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼板柱帽的下面。②和板连成整体的大断面梁,留置在板底面以下20~30mm处。当板下有梁托时,留在梁托下部。 ③单向板留置在平行于板的短边的任何位置。④有主次梁的楼板,宜顺着次梁方向浇筑,施工缝应留置在次梁跨度的中间1/3范围内。墙留置在门洞口过梁跨中1/3范围内,也可留在纵横墙的交接处。⑤双向受力楼板、大体积混凝土结构、拱、穹拱、薄壳、蓄水池、斗仓、多层刚架及其他结构复杂的工程,施工缝的位置应按设计要求留置。 在设备基础的地脚螺栓范围内留置施工缝时,应符合下列要求:①水平施工缝的留置,必须低于地脚螺栓底端,其与地脚螺栓底端距离应大于150mm;直径小于30mm的地脚螺栓,水平施工缝可以留在不小于地脚螺栓埋入混凝土部分;总长度的3/4处。②垂直施工缝的留置,其与地脚螺栓中心线间的距离不得小于250mm,并不小于5倍螺栓直径。 承受动力作用的设备基础的施工缝处理,应遵守下列规定:①标高不同的两个水平施工缝,其高低接合处应留成台阶形,台阶的高宽比不得大于1;②在水平施工缝上继续浇筑混凝土前,应对地脚螺栓进行一次观测校正;③垂直施工缝处应加插钢筋,其直径为12~16mm,长度为50~60cm,间距为50cm。在台阶式施工缝的垂直面上亦应补插钢筋。 混凝土密实成型的途径有以下三种:一是利用机械外力(如机械振动)来克服拌合物的粘聚力和内摩擦力而使之液化、沉实;二是在拌合物中适当增加用水量以提高其流动性,使之便于成型,然后用离心法、真空作业法等将多余的水分和空气排出;三是在拌合物中掺入高效能减水剂,使其坍落度大大增加,可自流成型。6.3.3.4混凝土的密实 混凝土振动密实的原理是利用产生振动的机械将一定的频率、振幅和激振力的振动能量传递给混凝土拌合物,受振混凝土中所有的骨料颗粒都受到强迫振动,它们之间原来赖以保持平衡,并使混凝土拌合物保持一定塑性状态的粘聚力和内摩擦力随之大大降低,受振动混凝土拌合物呈现出所谓的“重质液体状态”。振动机械按其工作方式分为内部振动器(又称为插入式振动器)、表面振动器、外部振动器和振动台。 内部振动器又称插入式振动器。常用以振实梁、柱、墙等构件和大体积混凝土。当振动大体积混凝土时,还可将几个振动器组成振动束进行强力振捣。使用插入式振动器的操作要点是:“直上和直下,快插与慢拔;插点要均布,切勿漏点插;上下要抽动,层层要扣搭;时间掌握好,密实质量佳;操作要细心,软管莫卷曲;不得碰模板,不得碰钢筋;用200h后,要加润滑油;振动0.5h,停歇5min。” 振动棒插点间距要均匀排列,以免漏振。一般间距不要超过振动棒有效作用半径的1.5倍;插点可按行列式或交错式布置,其中交错式的重叠搭接较好,比较合理。振动棒的有效作用半径,应通过试验确定,一般为300~400mm。根据实践经验,其有效半径为振动棒半径的8~10倍。 浇捣后的混凝土所以能逐渐凝结硬化,主要是因为水泥水化作用的结果,而水化作用需要适当的湿度和温度。浇筑后的混凝土初期阶段的养护非常重要。在塑性混凝土浇筑完毕后,应在12h以内加以养护;干硬性混凝土和真空脱水混凝土应于浇筑完毕后立即进行养护。养护方法有自然养护、蒸汽养护、蓄热养护等。6.3.3.5混凝土养护 (1)自然养护对混凝土进行自然养护,是指在平均气温高于5℃的条件下使混凝土保持湿润状态。自然养护又可分为洒水养护和喷洒塑料薄膜养生液养护等。洒水养护是用吸水保温性能较强的材料(如草帘、芦席、麻袋、锯末等)将混凝土覆盖,经常洒水使其保持湿润。养护时间长短取决于水泥品种。喷洒塑料薄膜养生液养护适用于不易洒水养护的高耸构筑物和大面积混凝土结构及缺水地区。 (2)蒸汽养护蒸汽养护就是将构件放置在有饱和蒸汽或蒸汽空气混合物的养护室内,在较高的温度和相对湿度的环境中进行养护,以加速混凝土的硬化,使混凝土在较短的时间内达到规定的强度标准值。蒸汽养护过程分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。 升温阶段是构件的吸热阶段。升温速度不宜过快,以免构件表面和内部产生过大温差而出现裂纹。恒温阶段是升温后温度保持不变的时间。此时混凝土强度增长最快,这个阶段应保持90%~100%的相对湿度;最高温度不得大于95℃,时间为3~8h。降温阶段是构件散热过程。降温速度不宜过快,每小时不得超过10℃。出池后,构件表面与外界温差不得大于20℃。 (1)混凝土冬期施工特点我国混凝土结构工程施工及验收规范规定:根据当地气温资料、室外平均气温连续五天稳定低于5℃时,混凝土及钢筋混凝土工程必须遵照冬期施工技术规定进行施工。混凝土遭受冻结后强度损失,与遭冻时间的早晚、冻结前混凝土的强度、水灰比等有关。遭受冻结时间愈早、受冻前强度愈低、水灰比愈大,则强度损失愈多;反之则损失愈少。6.3.3.6混凝土冬期施工 (2)材料加热为满足混凝土拌制、运输、浇筑等操作的需要和有利于水泥的水化,冬期施工时需对原材料加热或采用热拌法对混凝土加热。热拌法是在强制式搅拌机中通以蒸汽,对混凝土进行加热搅拌,常用于混凝土预制厂。原材料加热设备及工艺较简单,现场常用之。材料加热时,应首先考虑加热水,因水的比热大,且水加热设备简单。 (3)混凝土冬期施工方法混凝土冬期施工方法分蓄热法、外部加热法(蒸汽加热、电热、红外线加热)和掺外加剂法三类。蓄热法工艺简单,施工费用增加不多,但养护时间较长;外部加热法能使混凝土在较高温度下养护,强度增长快,但设备多,费用高,能耗大,热效率低,适用于需迅速增长强度的结构;掺外加剂法施工简便,费用增加不多,是一种有发展前途的冬期施工方法。蓄热法与掺外加剂法综合运用也可获得良好的效果。 ①蓄热法养护混凝土蓄热法是利用加热原材料或混凝土所获得的热量及水泥水化热,并用保温材料覆盖保温,防止热量散失过快,延缓混凝土的冷却,使其在正温度条件下增长强度以保证冷却至0℃时混凝土强度大于受冻临界强度。②掺外加剂法在混凝土中加入适量的抗冻剂、早强剂、减水剂及加气剂,可使混凝土在负温下进行水化,增长强度。 (1)混凝土裂缝的种类和产生混凝土裂缝按宽度的大小可分为微观裂缝和宏观裂缝。混凝土的微观裂缝主要有粘着裂缝、水泥石裂缝和骨料裂缝。混凝土的微观裂缝主要是由粘着裂缝和水泥石裂缝构成。混凝土微观裂缝是普遍存在的,绝对无裂缝的混凝土是没有的。宏观裂缝是微裂缝扩展的结果。所谓的无裂缝结构只能是相对无宏观裂缝。6.3.3.7大体积混凝土施工 导致混凝土裂缝产生的主要收缩有以下几种:①硬化收缩它是水泥水化后引起的,这种收缩与外界因素关系不大,与参与水化的原料组成有关。硬化收缩可能是正的,也可能是负的(膨胀),通过加入膨胀剂、矿渣或粉煤灰可使混凝土产生膨胀变形。②塑性收缩其收缩发生在硬化前的塑性阶段,是指在塑性阶段混凝土由于表面失水而产生的收缩。 ③温度收缩它是混凝土内部温度由于水泥水化而升高,最后又冷却到环境温度时产生的收缩。主要与混凝土的内部最高温度、内外温差、降温速率和热膨胀系数等因素有关。因此,根据各收缩的特性,在设计、原料选择、施工养护时采取相应的措施,使收缩应力小于混凝土的抗拉应力,减少或避免收缩。 (2)施工对裂缝的影响通过改善混凝土的配合比和施工工艺,可减少混凝土的塑性收缩和提高混凝土的极限拉伸。大量施工证明:采用新型的搅拌工艺,如二次投料的砂浆裹石法或净浆裹石法,可使混凝土强度提高10%左右,相应地提高混凝土的极限抗拉强度;对浇筑后未初凝混凝土进行二次振捣,能排除混凝土在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋之间的握裹力,减小混凝土内部裂缝,增加密度,使强度和抗裂能力提高。 从混凝土组成上分析,对混凝土出机温度影响最大的是石子温度,砂次之,水泥最小。可采用搭设遮阳装置、冷水冲洗和冷风预冷骨料、冰屑拌和,避免使用刚出厂的水泥,可使混凝土出机温度降低。加强保温、保湿,控制混凝土内外温差,延缓降温速率的主要目的是:①减少混凝土表面的热扩散和内外温度梯度,避免表面裂缝; ②延长散热时间,充分发挥混凝土强度的潜力和材料松弛特性,使平均总温降对混凝土产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止产生贯穿裂缝;③凝固硬化阶段水化速度较快,适宜的潮湿条件可防止混凝土表面的脱水而产生干缩裂缝;④混凝土在保温(25~40℃)及潮湿条件下可使水泥的水化作用顺利进行,提高混凝土极限拉伸和抗拉强度,早期抗拉能力上升较快。 主要方法有:①利用草帘、锯末、塑料薄膜等保温保湿材料,根据情况增加覆盖层数和厚度,使用时要贴紧养护面,以保证养护效果;②利用地下结构的特殊形式,采用蓄水养护。由于水的热容量较大,成本较低,同时可达到保温保湿的需要,但易受结构形式限制;③外部加热是采用碘钨灯等加热设备来提高外部温度,减少内外温差。'