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研究海洋環境下混凝土中鋼筋的腐蝕問題,首先需要清楚其破壞原因和機理,才能有針對性的對鋼筋耐腐蝕性能進行相關的試驗研究,找準研究方向,得出有用的研究成果,對后續的試驗研究提供理論依據。海水成分復雜,含有多種游離態的離子,雖然其含量不高,但混凝土結構長時間暴露在這種環境下,其影響不容忽視。其中最主要的破壞離子就是SO2-4和Cl-。首先對于混凝土結構,抗滲性能遠不及天然石材,雖然宏觀上與天然石材區別不大,但在微觀上,混凝土表面有很多的微觀孔隙[1]。因此,在海洋環境下,各種游離態的離子通過孔隙滲透到混凝土內部,與其中的Ca2-、Al3+等成分發生化學反應,從而使其耐久性和耐腐蝕性降低,最終導致結構破壞。其次對于鋼筋的腐蝕破壞,主要是氯離子引起的,其通過毛細管、擴散、對流、滲透等方式侵入混凝土結構,擴散是最主要的侵入方式[2]。當其濃度到達一定的臨界值后,從而引起鋼筋的銹蝕。1混凝土耐久性的研究是一個十分重要而又迫切需要解決的問題,特別是位于沿海及近海地區的混凝土結構,由于海洋環境對混凝土的腐蝕,尤其是鋼筋的銹蝕造成的結構早期損壞,已成為工程中的主要問題[3]。目前,對于提高海洋環境下混凝土中鋼筋的耐腐蝕性能,防止鋼筋腐蝕的技術措施有許多種,可歸納為兩大類。其一是提高混凝土自身的防護能力,增加混凝土的抗腐蝕能力,如高密實、抗裂混凝土;其二被稱作“附加措施”,主要包括:鋼筋阻銹劑、混凝土外涂層、特種鋼筋(如環氧涂層鋼筋、不銹鋼筋等)、陰極保護等。
2鋼筋防腐蝕措施研究
2.1鋼筋阻銹劑
鋼筋阻銹劑是指一種加入到混凝土中或涂刷在其表面,能有效延緩或阻止腐蝕發生的化學物質。其主要是由酯胺混合液和醇胺混合物等高分子的陽極型阻銹材料組成,作用機理是通過氯化鐵原子可以使鋼筋表面形成致密的氧化鐵鈍化膜,或吸附在其表面形成阻礙層,阻止陽極反應的發生,使鋼筋長期處于鈍態,其保護層得到最大限度地提高和保持,同時防止氯鹽、鎂鹽的侵蝕,使腐蝕速度大幅度降低[4]。鋼筋阻銹劑主要優點如下:使用壽命長,能滿足50年以上混凝土結構設計壽命要求;與涂層鋼筋、特種鋼筋、陰極保護等措施相比,花費最少,經濟實用,且施工簡單,方便,節省勞動力,壽命期內不需維護,經濟效果最優;適用范圍廣[5]。
2.2特種鋼筋
阻止氯離子對鋼筋的腐蝕的有效措施之一,就是在鋼筋表面進行涂層處理。目前環氧樹脂涂層鋼筋在國內外應用廣泛。環氧樹脂涂層鋼筋有很好的耐蝕性,但與混凝土的粘結強度明顯降低,適用于處在潮濕環境或侵蝕性介質中的工業與民用房屋、一般構筑物及道路、橋梁、港口,碼頭等鋼筋混凝土結構中。經國內外的大量研究和多年的工程應用表明,采用這種鋼筋能有效地防止處于惡劣環境下的鋼筋腐蝕,從而大大提高工程結構的耐久性。環氧樹脂涂層被譽為鋼筋防腐衛士,其具有化學穩定性高,不與酸、堿等反應,延性大、干縮小等特點,與金屬表面的粘著性好,在鋼筋表面起到了阻隔鋼筋與外界電流接觸的功能[6]。試驗表明,另一種有效方法是提高鋼筋自身耐腐蝕性能。耐腐蝕鋼筋在混凝土結構中的使用還是一個相對較新的課題,目前主要有不銹鋼筋和纖維塑料筋兩種。各種鋼筋中,不銹鋼筋的耐腐蝕性能最好的,還具有強度高、耐久性好、使用方便,施工簡單等特點,大大延長了結構的使用壽命,但是價格昂貴,成本略有增加。目前奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼因其高強度被廣泛應用于混凝土結構中,當作為預應力筋使用時,其強度可達835MPa,作為普通鋼筋使用時,其強度亦可達700MPa[7]。纖維塑料筋是指由玻璃纖維、碳纖維及阿拉米德纖維等多股連續纖維,采用聚酰胺樹脂、聚乙烯樹脂、環氧樹脂等基底材料,通過膠合,后經過擠壓、拉拔成型的特殊材料[8]。纖維塑料筋的主要優點有:抗拉強度高、抗腐蝕性能良好、密度小。但其也存在彈性模量小、脆性大、抗剪強度低和與混凝土之間粘結力小等缺點。
2.3陰極保護
電化學保護是使金屬極化至腐蝕免疫區或鈍化區而得到保護[9]。鋼筋腐蝕時將會同時發生失電子的陽極反應和得電子的陰極反應。發生反應時,陽極鐵失去兩個電子成為鐵離子(Fe2+),鐵離子進入溶液,進一步反應生成腐蝕產物。陰極得到陽極鐵失去的電子,并與水中的氧氣發生陰極反應生成的OH-,之后與溶液中的鐵離子反應生成鐵銹[6]。犧牲陽極和外加電流是陰極保護的兩種方式。犧牲陽極的原理是兩種金屬的腐蝕電位不同,常用的犧牲陽極金屬是鋅或鋁塊,以及熱噴鋅或鋅鋁銦合金。外加電流法則是連接被保護金屬與外加直流電源的負極,使金屬電位負移,自腐蝕電流下降,從而使金屬得到保護[9]。
3混凝土抗腐蝕措施研究
防止鋼筋腐蝕的有效措施是保證混凝土的良好質量。在滿足其強度要求的前提下把耐久性放在首位,采用海工高性能混凝土,提高結構的密實度,從而提高其抗滲、抗凍性能,具有良好的膠凝孔結構,減緩腐蝕速度,根本上提高混凝土本身護筋性能[10]。
3.1混凝土配合比優化設計
馬志鳴等[11]做了七組不同配合比的混凝土試件,經過標準養護28天后,取兩個相對側面為試驗用面,其余四面用環氧樹脂密封,保證硫酸鹽侵蝕為一維擴散。將試件置于海洋暴露試驗區規定區域,用分光光度計法測量不同深度硫酸根離子含量。研究表明,混凝土結構在海洋環境干濕循環作用下,離子侵入速率加快,硫酸根離子的侵蝕程度隨暴露齡期的增加而增加,隨水膠比的增加而減少,當水膠比相同時,以一定量的礦物摻合料代替水泥,可以有效提高混凝土試件的抗硫酸鹽侵蝕性能。宋立元等[12]對不同水膠比及摻加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土的氯離子擴散系數進行試驗研究,設置了5組混凝土試件進行對比試驗。研究表明,適當的水膠比及摻加一定量粉煤灰和硅灰等活性集料能明顯提高海洋混凝土結構抵抗氯離子侵蝕的能力,為混凝土海洋平臺結構耐久性評估與設計提供了重要的參考價值。馬保國等[13]研究了在混凝土結構中添加不同礦物摻合料對氯離子滲透能力的抵抗作用,研究表明,在一定范圍內,摻加粉煤灰和硅灰均能提高混凝土的抗氯離子滲透能力,通過壽命預測,抗氯離子滲透能力依次為10%SF>60%SG>30%FA>純硅酸鹽水泥。元成方等[14]研究了海洋大氣環境中的混凝土結構在鹽霧腐蝕及碳化雙重作用下氯離子侵蝕試驗研究,得出了當粉煤灰摻量適中時,其填充效應改善了混凝土結構的孔結構,提高了其密實性,從而抑制了氯離子的擴散;而碳化反應則粗化了混凝土的孔隙,破壞了原有的過濾機制,使得環境中的氯離子更容易滲入,因此,在對海洋大氣環境下的混凝土結構進行壽命預測時,需要考慮碳化反應對氯離子侵蝕的影響。
3.2提高保護層厚度
海洋對混凝土的各種破壞腐蝕都直接或間接作用于混凝土保護層。保護層是防止鋼筋銹蝕的第一道屏障,必須保證其有足夠的厚度[10]。《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》規定海水環境鋼筋最小保護層厚度50mm,預應力鋼筋最小保護層厚度75mm,其中浪濺區最小保護層厚度90mm。加大保護層厚度對提高構筑物耐久性具有顯著效果。試驗表明:結構的耐久壽命與保護層厚度的平方成正比。當保護層厚度增加到一定程度之后,隨著厚度的增加,耐久壽命將會大幅度提高,但其增加幅度是有一定限度的。當保護層過厚時,將減小截面受壓區高度,降低結構的承載能力;保護層處混凝土受內部鋼筋約束減小,在受力或凍融時裂縫更易開展,有害離子、氣體易侵入,因而達不到增厚保護層的預期作用[11]。
3.3混凝土表面涂層保護
表面涂層是指為了減少或阻斷海洋腐蝕離子向混凝土的滲透擴散,提高構筑物的使用壽命,在混凝土表面涂上防腐涂料[15]。世界各國的防腐蝕實踐證明:表面涂層防腐蝕是最有效、最經濟、應用最普遍的方法[16]。混凝土防腐涂料種類繁多,廣泛應用的主要有聚氨酯、環氧樹脂、氯化橡膠和丙烯酸樹脂等,它們都有優良的防腐性能。但其缺點是適應性不強,沒有滿足高性能要求,且揮發性有機物較多,對生態環境構成嚴重威脅,今后環保,高性能,功能化是混凝土防腐涂層發展的重點方向。
4結語
關鍵詞:土建結構制作鋼筋混凝土施工措施
一 引言
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。
二 鋼結構制作
1)頂環梁的分段
頂環梁由環形鋼管,箱梁,鋼板,H形鋼梁與鋼管等構件組成,其中環形鋼管與箱梁由于運輸與起重量等方面的原因,必須分段制作,運到現場,由吊機分段吊到設計指定的位置上,再連成整體.為減小現場高空對接的焊接變形,對接形式為高強螺栓連接.
2)頂環梁的制作
①先進行鋼管的縱縫焊接,并裝焊內筋板;
②按分段長度進行鋼管對接或折線對接;
③在環形胎架上,對短軸梁架連接的鋼管分段,用火工加熱的方法,進行熱彎成型;
④在頂部環梁的環形胎架上,與長短軸梁架的徑向連接座,連接板進行裝焊;
⑤頂部箱梁分段按整體方法制作及驗收;
⑥頂部橫梁連梁分段按整體方法制作及驗收;
3)長軸梁架的分段制作
長軸梁架上部按12m,下部按15m左右長度分段.長軸梁架結構分段見圖1一12-8.
長軸梁架的制作過程如下:
①按分段尺寸進行整體側造方式制作;
②先進行內外側H型鋼的裝焊,并在型鋼流水線上,進行大接頭連接孔的套鉆;
③在平面胎架上按整混梁架的尺寸分別進行梁架的外側邊,腹肋板及內側邊的裝焊,并裝焊側球形座,分段翻身后繼續焊接,裝焊分段連接板;
④劃線配鉆外側眼孔;
⑤超聲波探傷及尺寸交驗;
⑥單棍梁架在平面整混預拼裝并交驗.
4)長軸梁架連桿的制作
長軸梁架的螺紋套管連桿見圖1-12-9.長軸連桿為螺紋套管式,可調節連桿長度;根據計算尺寸,焊接兩端鋼管,再機加工一端螺紋;機加工標準雙螺紋套管;將標準螺紋套管與兩端鋼管旋人,涂裝.
5)短軸梁架的分段制作
短軸梁架上部按12m,下部按15m左右長度分段.短軸梁架的分段見圖1一12一10.
短軸梁架的制作順序如下:
①按sm長分段尺寸進行整體側造方式制作;
②在平面胎架上按整福梁架的尺寸分別進行梁架的外側邊,腹肋板及內側邊的裝焊,并裝焊側球形座,分段翻身后繼續焊接,裝焊分段連接板;
③劃線配鉆外側眼孔;
④超聲波探傷及尺寸交驗;
⑤單棍梁架預拼裝;
⑥短軸梁架空間預拼裝.
6)短軸梁架連桿的制作
短軸連桿有三種類型:半圓栓接管,雙鉸座管,雙鉸板管.根據計算尺寸,在專用夾具上,將已機加工好的鑄鋼連接件與鋼管焊接,再與兩端連接件用螺栓固定,待預拼裝時,與徑向梁架連接焊接.雙鉸座管,雙鉸板管,尚需加工半圓套管.
三 某工程存在問題的處理措施
1. 將局部用水泥砂漿修補過的部位重新進行剔鑿,沖洗干凈,由建設單位、監理單位、施工單位共同查看,判斷為蜂窩或孔洞,然后按下面方法進行處理。
2. 蜂窩處理:較小蜂窩洗刷干凈后,用1:2或1:2.5水泥砂漿抹平壓實;較大蜂窩,鑿去蜂窩處薄弱松散顆粒,刷洗凈后,支模用高一級細石混凝土仔細填塞搗實。
3. 麻面處理:在麻面部位澆水充分濕潤后,用原混凝土配合比去石子砂漿,將麻面抹平壓光。
4. 孔洞處理:將孔洞周圍的松散混凝土和軟弱漿膜鑿除,用壓力水沖洗,濕潤后用高一強度等級細石混凝土仔細澆灌、搗實 。
5. 露筋處理:表面漏筋,刷洗干凈后,在表面抹1:2或1:2.5水泥砂漿,將漏筋部位抹平;漏筋較深的鑿去薄弱混凝上和突出顆粒,洗刷干凈后,用比原來高一級的細石混凝土填塞壓實。
6. 縫隙與夾層:縫隙夾層不深時,可將松散混凝土鑿去,洗刷干凈后,用1:2或1:2.5水泥砂漿填密實;縫隙夾層較深時,應清除松散部分和內部夾雜物,用壓力水沖洗干凈后支模,灌高一級別細石混凝土。
7. 錯臺處理:錯臺處將凸出部位進行剔鑿或打磨,使錯臺大小和截面偏差達到規范允許偏差范圍之內。剔鑿部位用水沖洗干凈后在表面用1:2或1:2.5水泥砂漿抹平。
8. 脹模處理:將脹模范圍進行標識,標識后進行剔鑿或打磨,使截面尺寸滿足規范允許偏差范圍之內。剔鑿部位用水沖洗干凈后在表面用1:2或1:2.5水泥砂漿抹平。
9. 梁變形、洞口變形處理:對變形位置進行掛線,凸出部分進行剔鑿或打磨,凹下部分視情節進行掛網抹灰找平或鑿毛植入短鋼筋支模灌高一級別細石砼。
10.陽角處理:陽角出現保護不周缺棱掉角的根據程度不同采取不同方式進行處理,較小的剔除松散石子撒水潤濕,采用1:2或1:2.5水泥砂漿抹平;較大部位剔除松散石子后打孔植入鋼筋頭支模灌高一級別細石砼。
12.墻體底部處理:墻體跟部砂漿厚度超過50mm的,將頂板進行支頂,然后剔除跟部砂漿,撒水潤濕,支模灌高一標號膨脹混凝土。
13.空調板處理:個別二次澆注的空調板上側跟部出現裂縫,將原板進行剔除,調整鋼筋位置,重新支模重新澆筑。
四 解決土建結構工程耐久性的措施
(1)主管土建結構工程設計標準的部門,要對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建結構工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節與論證;盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,修訂補充現行規范中對結構耐久性的要求。在修訂規范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規范已為其它土建結構工程行業起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗,盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需,另一方面則要安排系統的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土的耐久性研究離不開原材料和環境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果的。 (2)加強土建結構工程使用階段的正常檢測與維護.結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規范與施工規范,但沒有如何使用的規范。有些工程倒塌事故,例如四川宜賓的南門大橋發生橋面坍落事故,就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發生銹蝕,如果有定期的檢測要求,這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強制規定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求。
關鍵詞:施工縫 鋼筋混凝土 后澆帶
Abstract: this paper introduces the cast-in-place reinforced concrete seam the principles and general lien position, this paper focuses on the special structure construction joints Settings and construction quality control, provide everyone reference.
Keywords: construction seam reinforced concrete of the pouring belt
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
1前言
現澆鋼筋混凝土結構最好是連續澆筑混凝土。但有些工程混凝土量很大,而實際施工條件(如人力、時間、設備能力、模板及鋼筋安裝等)受到限制,不得不中斷澆筑,等到再澆灌時,新舊混凝土問形成一條接縫,稱為施工縫。施工縫若處理不好,往往會形成弱點,對結構的受力、整體性及防水都不利。因此.對施工縫的留置與處理一定要十分重視。
2施工縫的設置原則
(1)施工縫的設置要盡量減少,應該考慮到結構及構件的整體性和耐久性,盡量減少留縫以便減少結構的薄弱環節,保證結構的整體剛度。若施工縫的留設位置過多,使結構和構件存在裂縫隱患較多,必然會影響結構的耐久性。
(2)施工縫的留設應充分考慮到結構的受力性能。施工縫應設置在剪力、彎距較小的部位.應盡量避開鋼筋錨固區及主筋搭接部位。
(3)施工縫的設置應考慮施工工藝要求。某些整體結構受到施工工藝的限制必須在某些指定部位設置施工縫.否則會影響混凝土構件的內在質量。
(4)混凝土施工縫的設置應避免裂縫的產生。充分考慮溫度應力和收縮變形因素的影響,避免結構收縮裂縫和溫度應力裂縫的產生。
3施工縫的留置位置
施工縫留置的原則:施工縫宜留置在結構受剪力較小且便于施工處。
(1)施工規范中規定的“柱應留水平縫,梁、板、墻應留垂直縫”比較片面,沒有對混凝土構件作出具體規定。比如對現澆混凝土樓梯而言,說留水平縫或垂直縫都是不合適的,應規定為:使施工縫接縫面與結構的縱向軸線垂直。
(2)對于大體積現澆混凝土,由于澆筑數量大,整體性要求高,一般不應留置施工縫。
(3)混凝土條形基礎和獨立柱基礎也應一次澆筑完畢,不宜留施工縫。
(4)承受動力作用的設備基礎,一般不應留置施工縫。如設計沒有規定,而施工時又必須分段時應先征得設計單位同意,并符合施工規范要求,方可設置。但在同一設備機座的地腳螺栓之間,在重要機座之下和用軸連接傳動的設備機座之間不得留置垂直縫。
(5)基礎的薄弱或懸挑部位以及被孑L洞削弱的部位不應該置施工縫。
(6)施工規范規定:“和板連成整體的大斷面梁,施工縫應留置在板底面以下2O一30mm,當板下有梁托時,留在梁托下部”。大斷面梁,沒有具體規定斷面尺寸,一般認為和板連成整體的梁應和板同時澆筑,只有當梁的高度大于1M時,方允許將梁單獨澆筑并按規范規定留置施工縫。
(7)對簡支梁、板作受力分析,在荷載作用下跨中的剪力較小,施工也比較方便,施工縫應留置在跨中1/3的范圍內。這個“1/3”是指一個區段而不是一個點。筆者曾遇到過有人把這個“1/3”理解為一個點的情況,這是很危險的。
4特殊結構的施工縫設置
(1)鋼筋混凝土筏板基礎中設置施工縫
較長的鋼筋混凝土筏板基礎,為克服沉降差異、溫差影響和水泥干縮影響,需間隔一定距離澆筑筏板,每段筏板之間設置“后澆帶”填平補齊,因此, “后澆帶”處會出現兩道垂直施工縫,后澆帶的保護和混凝土澆搗應采取必要的技術措施,包括地下室筏板基礎中后澆帶的抗滲措施。
(4)鋼筋混凝土蓄液池或箱形基礎及地下室外墻中設置施工縫
鋼筋混凝土蓄液池或箱形基礎及地下室外墻中設置施工縫,不僅關系到結構安全度問題,而且對池(箱)壁能否具有良好的抗滲、防漏問題也有很大影響。有的施工單位為防止施工縫處成為滲水通路,采取池(箱)底板同池(箱)壁板或地下室外墻同底板一起澆筑的方法,結果事與愿違。由于池(箱)壁或地下室外墻內側支模無堅硬的硬基層支撐造成池(箱)壁或地下室外墻幾何尺寸歪斜變形,底板鋼筋踩踏位移,嚴重影響蓄液池或地下室外墻及箱形基礎的質量。
正確作法是在池(箱)和地下室底板同側壁外墻相交處往上30~40cm設水平施工縫一道,該縫可以是凹縫、凸縫,也可以是平縫,平縫內設鋼板或橡膠止水帶。由于池(箱)及地下室底板與側壁相交處側壓力最大,該處都可以設施工縫,那么,在池(箱)側和地下室外墻壁中部設置水平施工縫也不應視為不合理,但是施工縫畢竟是個薄弱部位,能少設縫時.盡量少設,同時施工縫的結構及處理措施必須周密。
(5)深梁和箱形大梁中設置施工縫
深梁就是跨高比≥2(簡支粱)或≥2.5(連續梁)的較高寬水甲抗彎構件以及高層建筑中轉換層大粱和大型公共建筑中的箱形大梁。這類水平構件自重大(有些達到150kN/m3以上),一次整澆混凝土所產生的跨中彎矩非常大,足以使支撐系統難以承受,另外深梁高度往往涉及兩個或以上的樓層,一次整澆施工極為不使,還易出現溫度及干縮裂縫。由此看來,深梁或轉換大梁及箱形大梁內設置水平施工縫是必要的、合理的、科學的。
5 加強施工縫混凝土施工質量的控制
在施工中,盡可能不留施工縫,必須留施工縫時,一定按規定留置,要特點注意接縫的時間、接縫的質量情況。
澆筑完的混凝土初凝以后,不能過早地在其上澆筑新的混凝土,否則在振搗新澆筑的混凝土時。就嘗破壞已初凝混凝土的內部結構和混凝土與鋼筋的粘結,當混凝土的抗壓強度達到1.2Mpa以上時,方可繼續澆筑混凝土。
在澆筑混凝土前應首先清除施工縫混凝土表面的水泥漿、垃圾、松動的砂石,鋼筋上的油污、銹斑和砂漿等雜物。采用表面涂緩凝劑(如紙漿廢液)處理垂直施工縫時,應在拆模后即用鋼絲劇或壓力水清除表層水泥漿,使石子外露。水平施工縫前后層混凝土的結合是通過混凝土在重力作用下的壓力、接觸面的摩擦力以及前后層混凝土的粘結力來實現的;垂直施工縫是通過接觸面產生的咬合力和先后澆筑的混凝土粘結力來提高其抗剪能力。因此施工縫表面粗糙,對先后層混凝土結合有利。在混凝土澆筑前必須將其表面鑿毛,然后把施工縫表面用水沖洗干凈并充分濕潤(低洼處不得有積水)在澆筑混凝土時,為防止水平縫處形成石子密集區,影響混凝土強度。澆筑前水平縫處應先鋪一層厚度為lO~15mm與混凝土成分相同的水泥砂漿;垂直縫也應先刷一層水泥漿(水泥:水=1:O4),然后開始澆筑躐土。
關鍵詞:措施筋 作用 馬凳 撐鐵 墊鐵
一、明確措施鋼筋的概念
措施鋼筋,為了保證建筑工程的施工質量而設置的支撐結構鋼筋的鋼筋鐵件,但它又與土建預算中的措施費不同,措施鋼筋構成工程實體,并且通常是隱蔽在工程實體內,因此在計算實體工程量的時候,鋼筋用量明確要求計算在內。由于其不是結構受力的范圍,所以設計人員在設計中往往不會明確標注措施鋼筋的用法、用量,這就造成了關于措施筋的爭議不絕于耳。
二、措施鋼筋的類型
措施鋼筋可分為板的馬凳筋、伐板基礎中的撐鐵、梁雙排縱筋之間的墊鐵。
三、措施筋的作用
1.馬凳
馬凳,它的形狀象凳子故俗稱馬凳,也稱撐筋。用于上下兩層板鋼筋中間,起固定上層板鋼筋的作用。
2.撐鐵
大型筏板基礎中措施鋼筋一般不采用馬凳撐而往往采用鋼支架形式,就是用型鋼或鋼筋組成支架,也就稱撐鐵。采用撐鐵形式必須經過計算才能確定它的規格和間距,才能確保其穩定性和承載力。在確定承載力時除計算上部鋼筋荷載外還應考慮施工時的荷載。
3.墊鐵
當梁的上下部出現多排鋼筋時,為保證縱筋之間的距離,則需要在多排鋼筋之間放置支撐鐵件,簡稱墊鐵,從而保證梁縱筋之間的混凝土澆注、振搗質量。
四、措施鋼筋如何計算其用量
1.馬凳
要計算馬凳的用量,首先要明確馬凳的規格、間距。根據《江蘇省質量管理通病DGJ32/J16-2005》明確規定:當板面受力鋼筋與分布鋼筋的直徑均小于10mm時,應采用鋼筋支架支撐鋼筋,支架設置間距為:當采用Φ6分布筋時不大于500mm,當采用Φ8分布筋時不大于800mm,支架與受支撐鋼筋之間應綁扎牢固。當板面受力鋼筋與分布鋼筋的直徑均大于10mm時,可采用馬凳做支架,馬凳在縱橫兩個方向的間距均不大于800mm,并與受支撐的鋼筋綁扎牢固,當板厚h≤200mm時,馬凳可用Φ10鋼筋制作,當200mm≤h≤300mm時,馬凳應用Φ12鋼筋制作,當h≥300mm時,馬凳的鋼筋應該適當加大。
如下圖(一)所示為馬凳的形狀,當板厚為120mm,板面鋼筋為Φ10@200,板底鋼筋為Φ10@200時,馬凳的尺寸如下計算:
馬凳撐腳長度必須保證馬凳能夠牢固地與板底筋綁扎在一起,所以按照兩點確定一條直線原則,本人在計算時,一般用間距+50mm,即為200+50=250mm,這樣一個腳上就可以綁扎兩點,兩個腳上四點,足夠穩定牢固;水平長度為間距加上板面筋的一個直徑,即200+10=210mm;高度為板厚-保護層-2*鋼筋直徑,因為馬凳不能與模板直接接觸,避免上銹,即120-2*12-2*10=70mm,那么馬凳長度=250*2+70*2+210=850mm。
在現在的很多鋼筋翻樣軟件中,都有涉及鋼筋馬凳筋的計算,如下圖(一)所示,非常的簡單易操作,但是在遇到梁、柱、剪力墻位置時的馬凳應扣除。對于基礎較大的伐板基礎中,這一部分的鋼筋量還是相當可觀的。同時注意在厚的伐板基礎里面,馬凳上面應加一根與馬凳規格相同的水平筋,以確保受力均勻,否則在施工驗收時,驗收通不過,這一部分用量應用未明確,否則就是為以后的結算審計工作帶來爭議,甚至勞而無獲。
2.撐鐵
在馬凳里面我們已經提到,當板厚太大時,就應該用撐鐵支撐板面鋼筋如下圖(二)。撐鐵立柱間距一般為1500MM,在立柱上只需設置一個方向的通長角鐵,這個方向應該是與上部鋼筋最下一皮鋼筋垂直,間距一般為2000米。除此之外還要用斜撐焊接。支架的設計應該要有計算式,經過審批才能施工,不能只憑經驗,支架規格、間距過小造成浪費,支架規格、間距過大可能造成基礎鋼筋整體塌陷嚴重后果,所以在支架的施工組織中設計不能掉以輕心。
圖(一)
圖(二)
3.墊鐵
上部按照各排負筋伸入跨內的長度,墊鐵間距為1000mm,墊鐵直徑為25且不小于受力筋直徑;下部墊鐵根據下部鋼筋是否伸入支座進行考慮,如果伸入支座則根據梁凈跨進行計算,不伸入支座則根據不伸入支座鋼筋的長度進行計算。
五、如何減少在結算核對過程中的爭議
通過以上分析,可以得出措施筋的計算依據,一、是鋼筋工程的施工組織設計方案,并且有明確的施工方法、布置、鋼筋級別等詳細詳圖;二、是現場的相關簽證,一定要做到有理有據,只有這樣才能避免結算核對中與各方發生不必要的爭議。
一、鋼筋混凝土柱常用截面形式
鋼筋混凝土柱是指用鋼筋混凝土材料制成的柱。柱載面一般是圓形或多邊形。
二、常見柱質量通病原因分析
(一)混凝土麻面,缺棱掉角。主要原因是模板表面粗糙或清理不干凈;澆筑混凝土前木模板未濕或濕潤不夠;養護不好;混凝土振搗不密實;過早拆模,受外力撞擊或保護不好,棱角被碰掉。
(二)混凝土露筋,主要原因是混凝土澆筑振搗時,鋼筋的墊塊移位,或墊塊太少,甚至漏放,鋼筋緊貼模板致使拆模后露筋;因混凝土配合比不準確,澆筑方法不當,混凝土產生離析;澆搗部位缺漿或模板嚴重漏漿,造成露筋;木模板濕潤不夠,混凝土表面失水過多,或拆模時混凝土缺棱掉角,造成露筋。
(三)混凝土的蜂窩、孔洞。主要原因是配合比不正確;一次下料過多,振搗不密實;未分層澆筑,混凝土離析,模板孔隙未堵好,或模板支撐不牢固,振搗時,模板移位漏漿。
(四)混凝土柱“軟頂”現象,柱頂部砂漿多,石子少,表面疏松、裂縫。其主要原因是:混凝土水灰比大,坍落度大,澆搗速度快,未分層排除水分,到頂層未排除水分并第二次澆搗。
(五)混凝土強度偏低,勻質性差,低于同等級的混凝土梁板,主要原因是隨意改變配合比,水灰比大,坍落度大;攪拌不充分均勻;振搗不均勻;過早拆模,養護不到位,早期脫水表面疏松。
(六)位移:基礎中心線對定位軸線的位移、柱軸線的位移超過允許偏差值。主要原因是摸板支撐不牢、混泥土振搗時產生位移、放線誤差大,沒有認真校正和核對或及時調整,累計誤差過大。
(七)歪斜凹凸:混凝土柱外形偏差、表面平整超過允許偏差值。模板支架支撐不牢或剛度不夠、變形超過允許偏差。放線誤差過大、模板就位調整時沒有認真吊線找直,混凝土不按操作規程分層進行,一次下料過多,造成跑模或較大變形。
(八).保護性能不良:當鋼筋混泥土結構的保護層混泥土遭破壞或混泥土的保護性能不良時,鋼筋會發生銹蝕,鐵銹膨脹引起混泥土開裂。鋼筋混泥土在施工時形成的表面缺陷如掉角、露筋、蜂窩、孔洞和裂縫等沒有處理或處理不良,在外界條件作用下使鋼筋銹蝕。混泥土內摻入過量氯鹽外加劑,或在禁用氯鹽的環境,使用了含有氯鹽成分的外加劑,造成鋼筋銹蝕,致使混泥土沿著鋼筋位置產生裂縫,銹蝕的發展使混泥土剝落而露筋。
(九).混凝土裂縫:主要原因是由1.外荷載(包括施工和使用階段的靜荷載、動荷載)引起的裂縫。2.由變形(溫度濕度變形、不均勻沉降等)引起的裂縫。3.由施工操作(如制作、養護、堆放、運輸、吊裝等)引起的裂縫。大多數裂縫表現為混凝土初期,當混凝土本身與外界氣溫相差懸殊,溫度本身長時間過高,而氣候干燥的情況下出現。
三、控制鋼筋混凝土柱質量的主要措施
( 一)混凝土麻面缺棱掉角的主要控制措施
1、模板面清理干凈,不得粘有干硬水泥沙漿等雜物。2、板模在混凝土澆筑前應充分濕潤,混凝土澆筑后應認真澆水養護。3、混凝土必須按操作規程分層均勻振搗密實,嚴防漏漿。4、拆除柱模板時,混凝土也具有足夠的強度;拆模時不能用力過猛、過急,注意保護棱角。5、加強成品保護,對于處在人多運料等通道時,混凝土陽角要采取相應的保護措施。
(二)混凝土露筋的主要控制措施
1、混凝土澆筑前,應檢查鋼筋和保護層厚度是否準確,發現問題及時修整。 2、混凝土截面較小,鋼筋較密集時,應選配適當的石子。3、為了保證混凝土保護層厚度,必須注意固定好墊塊,墊塊間距不宜過稀。 4、為了防止鋼筋移位,嚴禁振搗棒撞擊鋼筋,保護層混凝土要振搗密實。 5、混凝土澆筑前,應用清水將模板充分濕潤,并認真填好縫隙。6、混凝土也要充分養護、不宜過早拆模。
(三)混凝土柱蜂窩孔洞的主要控制措施
1、混凝土攪拌時,應嚴格控制材料的配合比,經常檢查,保證材料計量準確。2、混凝土應拌合充分均勻,宜采用減水劑。3、模板縫隙拼接嚴密,柱底模四周縫隙應用雙面膠帶密封,防止漏漿。4、澆筑時柱底部應先填100厚左右的同柱混凝土級配一樣的水泥沙漿。5、控制好下料,保證混凝土澆筑時不產生離析,混凝土自由傾落高度不應超過2m。6、混凝土應分層振搗,在鋼筋密集處,可采用人工振搗與機械振搗相結合的辦法、嚴防漏振。 7、防止砂石中混有粘土塊等雜物。8、澆筑時應經常觀察模板、支架墻縫等情況,若有異常,應停止澆筑,并應在混凝土凝結前修整完畢。
(四)混凝土柱“軟頂”的主要控制措施
1、嚴格控制混凝土配合比,要求水灰比、坍落度不要太大,以減少泌水現象。 2、摻減水劑,減少用水量,增加混凝土的和易性。 3、合理安排好澆筑混凝土柱的次序,適當放慢混凝土的澆筑速度,混凝土澆筑至柱頂時應二次澆搗并排除其水分和抹面。4、連續澆筑高度較大的柱時,應分段澆筑,分層減水,尤其是商品混凝
(五)混凝土強度偏低,勻質性差的主要控制措施
1、確保混凝土原材料質量,對進場材料必須按質量標準進行檢查驗收,并按規定進行抽樣復試。2、嚴格控制混凝土配合比,保證計量準確,按試驗室確定的配合比及調整施工配合比,正確控制加水量及外加劑摻量。加大對施工人員宣傳教育力度,強調混凝土柱結構規范操作的重要性,改變其認為柱子混凝土水灰比大,易操作易密實的錯誤觀念。3、混凝土應拌合充分均勻,混凝土坍落度值可以較梁板混凝土小一些,宜摻減水劑,增加混凝土的和易性,減少用水量。
(六)混凝土柱位移主要控制措施
1:摸板固定要牢固,位置線要彈準確,要認真將吊線吊直,及時調整誤差。2:振搗時不得振動鋼筋、摸板及予埋件。模板拼接嚴密,無松動、螺栓緊固可靠、標高、尺寸應符合要求,要認真核對以防止在施工過程中發生位移。3:凡誤差值影響結構施工質量要求時,應會同有關部門提出處理方案再行施工。
(七) 混凝土柱歪斜凹凸主要控制措施
1.支架以支撐部分和大型豎向模板必須安裝在堅實的地基上,并應有足夠的支撐面積,以確保結構不發生下沉。2.柱模板外面應設柱箍。3.混凝土澆筑前應仔細檢查模板尺寸是否正確,支撐是否牢固。4.混凝土澆筑時,每排柱子應有外向內對稱順序進行,防止柱模傾斜。5.獨立柱混凝土初凝前,應對模垂直度進行校核。