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關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計
前言
自2001年起,蘇州市從預(yù)制多孔板體系轉(zhuǎn)化為商品混凝土現(xiàn)澆板體系。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板在結(jié)構(gòu)安全和使用功能方面比預(yù)制板優(yōu)越得多,但是樓板裂縫不斷增加。大多數(shù)消費者對樓板裂縫缺乏必要常識,統(tǒng)視裂縫為有害,擔心樓板裂縫會引起建筑物倒塌,反應(yīng)極為敏感,近年來成為投訴熱點,開發(fā)商和承包商為此的花費亦逐年增長。
1樓板裂縫種類
1.1溫差裂縫
由于溫度變化,混凝土熱脹冷縮而形成的裂縫,此類裂縫一般集中在東西單元的房間、屋面層和上部樓層的樓板。
1.2結(jié)構(gòu)裂縫
雖然現(xiàn)澆樓板承載力均能滿足設(shè)計要求,但由于預(yù)制多孔板改為現(xiàn)澆板后,墻體剛度相對增大,樓板剛度相對減弱。因此在一些薄弱部位和截面突變處。往往容易產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)性裂縫。例如:墻角應(yīng)力集中處的45°斜裂縫,板端負彎矩較大處的板面裂縫等。
1.3構(gòu)造裂縫
PVC管處混凝土厚度減薄,容易出現(xiàn)裂縫。
1.4收縮裂縫
混凝土在塑性收縮、硬化收縮、碳化收縮、失水收縮過程中易形成各種收縮裂縫。
2樓板裂縫形式
2.145°斜裂縫
該裂縫常出現(xiàn)在墻角,特別是房屋東西兩端房間,呈45°狀。
2.2縱橫向裂縫
該裂縫一般出現(xiàn)在跨中、負彎距鋼筋端部、PVC電線暗管敷埋處。
2.3長裂縫
一部分房間預(yù)埋PVC電線管的板面上出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度達0.2mm~0.3mm左右。這種裂縫僅在樓板表面出現(xiàn),板底無裂縫。
2.4不規(guī)則裂縫
裂縫出現(xiàn)部位形狀無規(guī)則,或散狀或龜裂狀。一般發(fā)生在房屋東西兩單元、閣樓頂層部位。
3從設(shè)計方面分析裂縫及控制方法
造成現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂有設(shè)計原因、施工原因、材料原因,本文僅從設(shè)計方面進行探討。隨著蘇州市經(jīng)濟的快速發(fā)展、建設(shè)任務(wù)增加迅猛,勘察設(shè)計隊伍亦在迅速擴大,蘇州市住宅工程相當一部分是由乙級和丙級設(shè)計單位承擔。住宅設(shè)計單位低資質(zhì),或由于設(shè)計市場管理的不到位,造成低資格設(shè)計人員掛靠設(shè)計,而掛靠單位收取一定比例管理費后,就盲目蓋章、簽字,根本不對圖紙的結(jié)構(gòu)安全、合理性、完整性等認真審核。結(jié)果是一部分住宅工程勘察設(shè)計質(zhì)量低下,問題較多。另一個原因是,一些住宅開發(fā)商任意壓價,片面降低勘察設(shè)計費,以收費最低為主要條件選擇勘察設(shè)計單位,同時又不講合理設(shè)計時間,限期開工,逼迫提前出圖,造成施工圖設(shè)計深度不夠,問題必然較多。
3.1建筑設(shè)計方面原因
3.1.1斜屋面、露臺、外墻節(jié)能保溫措施不夠
蘇州市一年之內(nèi)氣溫變化較大,夏季最高溫度可達40℃以上,冬季溫度最低可達-4℃~-7℃,由于夏天室外墻體溫度高于室內(nèi)溫度,結(jié)構(gòu)外墻面在高溫下發(fā)生受熱膨脹,如果未采取保溫措施,在縱橫兩外墻面的變形對樓板產(chǎn)生牽拉作用下,東西單元的臥室樓板被外墻向外拉伸就容易引起裂縫。同樣,屋面如果未設(shè)保溫層,頂層樓板會因熱脹冷縮而引起開裂。
目前與溫度有關(guān)的裂縫計算公式有:
連續(xù)式約束條件下樓板、長板、剪力墻、大底板等最大約束應(yīng)力計算公式:
σ*xmax=-EaT1-1chβL2H(t,τ)(1)
或按時間增量的計算公式:
σ*xmax=∑ni=1Δσi=-a1-u∑ni=11-1chβiL2ΔTiεi(t)H(t,τ)(2)
當應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時,可求出裂縫間距:
Lmax=2EHCxarcchaTaT-εp(3)
L=1.5EHCxarcchaTaT-εp(4)
Lmin=12Lmax(5)
式中,T-包含水化熱、氣溫差及收縮當量溫差。同號疊加,異號取差,由此可見,夏天炎熱季節(jié)澆筑混凝土到秋冬冷縮都是疊加的,拉應(yīng)力較大;
H(t,τ)-松弛系數(shù)。在保溫保濕養(yǎng)護條件下(緩慢降溫即緩慢收縮),松弛系數(shù)取0.3或0.5,當寒潮襲擊或激烈干燥時,松弛系數(shù)取0.8,應(yīng)力接近彈性應(yīng)力,容易開裂;
T=T1+T2+T3(T1為水化熱溫差、T2為氣溫差、T3為收縮當量差,取代數(shù)和);
εp-混凝土的極限拉伸。級配不良,養(yǎng)護不佳,取0.5×10-4~0.8×10-4;正常級配,一般養(yǎng)護,取1.0×10-4~1.5×10-4;級配良好,養(yǎng)護優(yōu)良,取2×10-4;配筋合理(細一些,密一些),可提高極限拉伸20%~40%。構(gòu)造配筋宜為0.3%~0.5%;
H-均拉層厚度(強約束區(qū));
E-混凝土彈性模量;
Cx-水平約束系數(shù);
ch、arcch-雙曲余弦及雙曲余弦反函數(shù);
a-線膨脹系數(shù),一般情況εp≤|aT|,當εp≥|aT|時取εp=|aT|,[L]∞。
裂縫開展寬度:
δf=2ψEHCxaTthβL2(6)
δfmax=2ψEHCxaTthβLmax2(7)
δf=2ψEHCxaTthβLmin2(8)
β=CxEH(9)
式中,ψ-裂縫寬度經(jīng)驗系數(shù);
Cx-約束系數(shù)。
3.1.2住宅長度超長
住宅平面超長,由于溫差和材料變形,會造成墻體和樓板橫向開裂。僅就長度而言,結(jié)構(gòu)長度與應(yīng)力呈非線性關(guān)系,如結(jié)構(gòu)長度小于規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響很小。
3.1.3平面形狀
當住宅臥室沿長度、寬度方向尺寸變化,由于樓板剛度不一致,會產(chǎn)生不相同變形,引起薄弱部位開裂。
3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方面原因
3.2.1近代國際上結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則是,整個建筑結(jié)構(gòu)的功能必須滿足兩種狀態(tài)的要求:①承載力極限狀態(tài),以保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生破壞,不失去平衡,不產(chǎn)生破壞時過大變形,不失去穩(wěn)定。②正常使用極限狀態(tài),以確保結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生超過正常使用狀態(tài)的變形、裂縫及耐久性、振動及其它影響使用的極限狀態(tài)。目前人們對第一極限狀態(tài)已給于足夠重視并嚴格執(zhí)行,而對第二種極限狀態(tài)卻經(jīng)常被忽視。
3.2.2從鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板各種受力體系分析,無論是按單向板設(shè)計還是按雙向板設(shè)計,是單跨還是多跨連續(xù)板設(shè)計;無論是板端支承在磚墻上還是支承在過梁或剪力墻內(nèi),受力狀態(tài)考慮都是局限于樓板平面的應(yīng)力變化(按彎矩配置抵抗正、負彎矩的受力鋼筋)、板平面的受剪變形。即使是考慮板端嵌固端節(jié)點產(chǎn)生彎矩,也只是考慮板平面彎曲或屈曲所產(chǎn)生的應(yīng)力。在樓板受力體系分析時,對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間在三維空間中如何分配內(nèi)力、協(xié)調(diào)變形,根本沒有考慮。
3.2.3目前不少設(shè)計人員只按單向板計算方法來設(shè)計配置樓板鋼筋,支座處僅設(shè)置分離式負彎矩鋼筋。由于計算受力與實際受力情況不符,單向高強鋼筋或粗鋼筋使混凝土樓面抗拉能力不均,局部較弱處易產(chǎn)生裂縫。部分設(shè)計人員對構(gòu)造配筋,放射筋設(shè)置不重視或不合理,薄弱環(huán)節(jié)無加強筋。
3.2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計對板內(nèi)布線引起裂縫的構(gòu)造考慮不夠。住宅電器、電信快速發(fā)展的今日,現(xiàn)澆樓板內(nèi)暗敷PVC電線管越來越多,甚至有些部位三根交錯疊放,兩根管交錯疊放更為普遍。PVC管錯疊處板的抗彎高度大大降低,從而減弱了板的抗彎性能。
3.2.5對開口樓板,特別是開洞口比較大的雙向板,設(shè)計時往往只考慮樓板在豎向荷載作用下的洞口四周加強配筋。由于縱向的受力鋼筋被切斷,而忽視了板與墻體或板與梁的變形協(xié)調(diào)問題。這時如墻或梁的剛度較大,板的孔邊凹角處未必出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,開洞板易發(fā)生翹曲。
3.3建筑設(shè)計控制措施
3.3.1屋面與外墻采取保溫措施按照國外建筑設(shè)計常規(guī)的做法,屋面設(shè)保溫隔熱層,使屋面的傳熱系數(shù)≤1.0W/m2·K;外墻外表面或內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)置保溫隔熱層,同時外墻面宜采用淺色裝飾材料,增強熱反射,減少對日照熱量吸收。根據(jù)蘇州的具體情況,屋面和外墻的保溫設(shè)計應(yīng)通過熱工計算,在不同季節(jié)均應(yīng)能達到《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》和《江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計標準》要求,徹底解決溫度應(yīng)力對屋面和墻體的破壞。
3.3.2適當控制建筑物長度根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)和《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2001),為避免結(jié)構(gòu)由于溫度收縮應(yīng)力引起的開裂,宜采取設(shè)置伸縮縫,伸縮縫間距為30m~50m。多層住宅建筑控制長度建議不大于50m,高層應(yīng)控制在45m以內(nèi)。如果超過此長度,應(yīng)設(shè)置伸縮縫。超長量不大時,可采用設(shè)置后澆帶的方法,以減少混凝土樓板收縮開裂。
3.3.3住宅平面形狀控制住宅平面宜規(guī)則,避免平面形狀突變。當樓板平面形狀不規(guī)則時,宜設(shè)置梁使之形成較規(guī)則平面。當平面有凹口時,凹口周邊樓板的配筋宜適當加強。
3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計控制措施
3.4.1工程裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土的變形。如溫度變形、收縮變形、基礎(chǔ)不均勻沉降變形等,此類因變形引起的裂縫幾乎占到全部裂縫的80%以上。在變形作用下,結(jié)構(gòu)抗力取決于混凝土的抗拉性能,當抗拉應(yīng)力超過設(shè)計強度時,應(yīng)驗算裂縫間距,再根據(jù)裂縫間距驗算裂縫寬度。
3.4.2現(xiàn)澆板板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于110mm(廚房、浴廁、陽臺板最小厚度不小于90mm)。有交叉管線時板厚不宜小于120mm。
3.4.3樓板宜采用熱軋帶肋鋼筋以增加其握裹力,不宜采用光圓鋼筋。分布鋼筋與構(gòu)造鋼筋宜采用變形鋼筋來增加與現(xiàn)澆混凝土的握裹力,對控制樓板裂縫的效果較好。
3.4.4設(shè)計時注意構(gòu)造鋼筋的布置十分重要,它對構(gòu)造抗裂影響很大。對連續(xù)板不宜采用分離式配筋,應(yīng)采用上、下兩層連續(xù)式配筋;洞口處配加強筋;對混凝土梁的腰部增配構(gòu)造筋,其直徑為8mm~14mm,間距約200mm。
3.4.5屋面層陽角處、東西單元房間和跨度≥3.9m時,應(yīng)設(shè)置雙層雙向鋼筋,陽角處鋼筋間距不宜大于100mm,跨度≥3.9m的樓板鋼筋間距不宜大于150mm。跨度<3.9m的現(xiàn)澆樓板上面負彎矩鋼筋應(yīng)一隔一拉通。外墻轉(zhuǎn)角處應(yīng)設(shè)置放射鋼筋,配筋范圍應(yīng)大于板跨的1/3,且長度不小于2.0m,每一轉(zhuǎn)角處放射鋼筋數(shù)量不少于7根,鋼筋間距不宜大于100mm。
3.4.6現(xiàn)澆樓板的混凝土強度等級不宜大于C30,特殊情況須采用高強度等級混凝土或高強度等級水泥時,要考慮采用低水化熱的水泥和加強澆水養(yǎng)護,便于混凝土凝固時的水化熱釋放。
3.4.7在預(yù)埋PVC電線管時,必須有一定的措施,PVC管要有支架固定,嚴禁兩根管線交叉疊放,確須交叉時應(yīng)采用專門設(shè)計的塑料接線盒,以防止塑料管在管線交叉對混凝土厚度削弱過多。在預(yù)埋電線管上部應(yīng)配置鋼筋網(wǎng)片,(4@100mm寬度600mm)。若用鐵管作為預(yù)埋管時,宜采用內(nèi)壁涂塑黑鐵管,一方面既能保證黑鐵管(不鍍鋅鋼管)與混凝土的粘結(jié)力,同時也有利于穿線和不影響混凝土的計算高度。
3.4.8后澆帶處理
(1)后澆帶應(yīng)設(shè)置在對結(jié)構(gòu)受力影響較小部位,一般應(yīng)從梁、板的1/3跨部位通過或從縱橫相交部位或門洞口的連梁處通過。后澆帶間距不宜超過30m。
(2)后澆帶寬度為700mm~1000mm,板和墻鋼筋搭接長度應(yīng)不低于45d,且同一截面受力筋搭接不超過50%。梁、板主筋不宜斷開,使其保持一定聯(lián)系性。
(3)后澆帶澆筑時間不宜過早,以能將混凝土總降溫及收縮變形完成一半以上時間為佳。從目前混凝土的收縮量來看,估計3~6月方能取得明顯效果,最短不少于45天。在蘇州這樣軟土地區(qū),后澆帶澆筑時間應(yīng)在主體封頂以后,方可有效地釋放沉降的應(yīng)力。
(4)后澆帶中垃圾應(yīng)清理干凈,接縫應(yīng)密實,新老混凝土界面用1:1水泥砂漿接漿。后澆帶混凝土強度等級比原混凝土強度等級提高一級,且采用微膨脹混凝土,以防止新老混凝土界面產(chǎn)生裂縫。
(5)后澆帶混凝土接縫宜設(shè)置企口縫,混凝土澆筑溫度盡量與原老混凝土澆筑時溫度一致。
1)建筑抗震設(shè)防分類:抗震設(shè)防類別為丙類。2)本工程建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級,設(shè)計使用年限為50年。3)本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度,設(shè)計基本地震加速度值為0.2g,設(shè)計地震分組為第一組。4)地基基礎(chǔ)設(shè)計等級:丙級。5)按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》確定建筑物分類:丙類。6)防火等級為:一級。4荷載作用取值1)自然條件:基本風壓:0.40kN/m2;基本雪壓:0.35kN/m2.2)樓(屋)面使用荷載:教室:2.0kN/m2;活動室:4.0kN/m2;盥洗室,衛(wèi)生間(有蹲坑):2.0(8.0)kN/m2;樓梯、走廊、陽臺:3.5kN/m2;上人屋面:2.0kN/m2;不上人屋面:0.5kN/m2;檔案室:5kN/m2;庫房:5kN/m2。
2地基處理
根據(jù)參考地質(zhì)報告,本場地屬于非自重濕陷性場地,地基濕陷等級為Ⅱ類,采用強夯法,消除濕陷提高承載力。計算分析選用中國建筑科學研究院編制的《基礎(chǔ)工程計算機輔助設(shè)計軟件》JCCAD2010版。基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)及獨立柱基。
3上部結(jié)構(gòu)設(shè)計
1)A,B,C區(qū)采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu),D,E,F(xiàn)區(qū)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計。地震作用按8度0.2g進行計算,抗震措施按8度0.2g進行設(shè)計,A,B,C建筑框架的抗震等級為三級,剪力墻抗震等級為二級;D,E,F(xiàn)區(qū)框架等級為二級。抗震計算采用振型分解反應(yīng)譜法,結(jié)構(gòu)整體分析選用中國建筑科學研究院編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件》SATWE2010版。采用總剛分析方法,計算結(jié)果如下:A區(qū):周期,地震力與振型分析見表1~表3。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/1033;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/1213。B區(qū):結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/1030;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/1212。C區(qū):周期,地震力與振型分析見表7~表9。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/1044;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/1045。D區(qū):振動周期見表10。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/710;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/605。E區(qū):振動周期見表11。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/551;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/601。F區(qū):振動周期見表12。結(jié)構(gòu)位移:地震力作用下的X方向最大值層間位移角:1/628;地震力作用下的Y方向最大值層間位移角:1/623。各項指標均滿足規(guī)范相應(yīng)要求。3)最外層鋼筋的混凝土保護層(mm):a.基礎(chǔ)梁及地下室底板:下部鋼筋:有墊層40;無墊層70,上部鋼筋40;b.地下室外墻:外側(cè)50,內(nèi)側(cè)20;c.柱:地下與土壤接觸面:防水混凝土50,其余部位25;且不小于縱筋直徑;d.梁:室外露天環(huán)境35,室內(nèi)潮濕環(huán)境25,其余部位20;且不小于縱筋直徑;e.在一類環(huán)境下各層樓板、樓梯板為15,梁為20;在二a類環(huán)境下各層樓板、樓梯板為20,梁為25;在二b類環(huán)境下各層樓板、樓梯板為25,梁為35;f.梁板中預(yù)埋管的混凝土保護層厚度應(yīng)大于30。4)本工程各部分之間設(shè)置抗震縫,主體長度超過規(guī)范要求時相應(yīng)部位設(shè)置后澆帶,減少混凝土收縮影響。5)材料。混凝土:A,B,C區(qū)柱、墻:1層~2層頂為C40;3層~4層頂為C35;5層~6層頂為C30;D,E,F(xiàn)區(qū)柱:C30。梁、板:C30。基礎(chǔ):C30。樓梯、女兒墻、雨篷、挑檐、構(gòu)架等露天構(gòu)件:C30。圈梁、構(gòu)造柱:C25。填充墻:±0.000以下采用MU10頁巖燒結(jié)磚,M10水泥砂漿砌筑,±0.000及以上采用A3.5加氣混凝土砌塊(容重不大于6kN/m3),M5混合砂漿砌筑。鋼筋:采用HPB300級,HRB335級和HRB400級鋼筋。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:模板混凝土
一、模板工程(forwork)指新澆混凝土成型的模板以及支承模板的一整套構(gòu)造體系,其中,接觸混凝土并控制預(yù)定尺寸,形狀、位置的構(gòu)造部分稱為模板,支持和固定模板的桿件、桁架、聯(lián)結(jié)件、金屬附件、工作便橋等構(gòu)成支承體系,對于滑動模板,自升模板則增設(shè)提升動力以及提升架、平臺等構(gòu)成。模板工程在混凝土施工中是一種臨時結(jié)構(gòu)。
模板的分類有各種不同的分階段類方法:按照形狀分為平面模板和曲面模板兩種;按受力條件分為承重和非承重模板(即承受混凝土的重量和混凝土的側(cè)壓力);按照材料分為木模板、鋼模板、鋼木組合模板、重力式混凝土模板、鋼筋混凝土鑲面模板、鋁合金模板、塑料模板等;按照結(jié)構(gòu)和使用特點分為拆移式、固定式兩種;按其特種功能有滑動模板、真空吸盤或真空軟盤模板、保溫模板、鋼模臺車等。
二、我國在二十世紀六十年代前的水利水電工程施工中主要采用木質(zhì)模板,由于木材易于制作成各種形狀,有些形狀特殊的構(gòu)筑物,如水電站的尾水管的混凝土澆筑,通常均采用木材制作模板,近代仍然有許多國家、許多水利水電工程中使用木模板或鋼木混合結(jié)構(gòu)。
七十年代以來,我國在混凝土壩施工中多采用大型鋼木混合模板,混凝土(預(yù)制)模板等,隨后廣泛發(fā)展了滑動模板以及由此而帶來的混凝土澆筑工藝的革新。1973年丹江口水庫下游引水工程排子河度槽的空心墩,采用了滑動模板施工方案。1975年密云水庫溢洪道工程的溢流堰和陡槽陡坡混凝土襯砌,采用了沿軌道行走的拖板式滑動模板,1997年在曲率變化復(fù)雜的清水閘雙曲拱壩上采用了滑動模板施工,在這一時期還有豎井、隧洞、渠道、攔污柵工程等采用了滑動模板施工。
七十年代末,我國執(zhí)行以鋼代木的技術(shù)政策,組合鋼模板大部分用于基礎(chǔ)、柱、梁、板、墻等施工中,尤其用于水電工程中的大體積混凝土施工中,呈現(xiàn)了明顯的優(yōu)勢。
1946年在狼溪壩(worfcreek)首次使用懸壁模板,隨后在使用中不斷改進,頗受歡迎。中國在二十世紀五十年代已采用半懸壁模板,七十年代中期,開始研制鋼懸壁模板,由于混凝土施工中模板的吊裝十分頻繁,美國在七十年代初研制并在德活夏克重力壩中,使用自動錨固的自升懸臂模板,取得了很好的技術(shù)經(jīng)濟效益。
三、模板工程之所以受到重視,并努力提高和改進其工作和使用性能,與它在混凝土施工中的重要性是分不開的。
首先,水工混凝土施工中模板工程費用比重很大,約占混凝土總造價的15-30%。在無筋或少筋的大體積混凝土工程中約占5-15%。模板制作與安裝勞動消耗量約為28%-45%(一方混凝土中的勞動量)并消耗大量優(yōu)質(zhì)鋼材和木材,見下表:
大壩名稱
白
山
龍羊峽
太平哨
葛州壩
安
康
清水閘
均
值
砼單價(元/m3)
63.0
86.5
54.1
47.0
67.1
75.0
65.4
每m3砼模板費用
三次周轉(zhuǎn)
元
9.6
12.1
9.7
9.1
9.0
9.0
%
15.2
14.0
17.9
19.4
12.0
15.7
七次周轉(zhuǎn)
元
7.4
9.3
6.6
6.7
7.0
7.4
%
11.7
10.7
12.2
14.3
11.0
12.0
備注
83年單價不計吊車工作占班費
模板的作用,還常常表現(xiàn)于控制施工進度上,在大體積混凝土施工中,根據(jù)一些工程的統(tǒng)計,模板的拆裝時間,約占總施工周期的35%。模板工序在許多情況下是施工網(wǎng)絡(luò)圖中的關(guān)鍵線路,模板工藝的改進常常可以加快施工進度。
水利水電工程中模板的地位,還可以從國外混凝土壩施工經(jīng)驗中看到,下面是國外工程中模板工程占施工費用的比例。
1、蘇聯(lián):模板的平均勞動消耗占混凝土單價的10-22%。
2、日本:模板費用占施工中的費用為:拱壩47%,重力壩30%。
3、美國:模板工程占總費用的20%。
(注:日、美是對單個有代表性的壩的施工總結(jié)而得。)
由上可知:模板工程在鋼筋混凝土施工中占有相當重要的作用,做好模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝設(shè)計對提高工程效益和加快施工進度是有相當?shù)囊饬x。
四、模板的型式和結(jié)構(gòu)有時能改變混凝土的澆筑工藝
傳統(tǒng)的模板型式是采用拉條固定面板,這種結(jié)構(gòu)方式妨礙入倉,混凝土拌合物的整平與搗固,妨礙面層的鑿毛清理,妨礙澆筑倉面的施工準備工作,無法進行機械化作業(yè)。
懸臂模板則大大克服了傳統(tǒng)的模板型式的缺點,在機械化施工和減少勞動消耗上呈現(xiàn)了很大的優(yōu)勢。
意大利修建阿爾卑—得熱拉大壩時,采用了一種不拆除的模板(鋼擋板),由于這種模板形成了承壓面,所以大幅度降低對大壩混凝土砌體的要求,取消了澆筑塊間接縫的防滲,采用分層鋪筑混凝土,取消施工中的工作面,(在混凝土鋪完之后用專門機械切出工作縫)。
蘇聯(lián)在薩揚諾—舒申斯克水電站施工中架用帶“錨桿”的雙層懸壁模板,這種模板的支承柱不是向下伸而是向上伸出,下層模板的支承柱支撐上層模板的面板,模板的自重和混凝土的側(cè)壓力均由下層模板承受,因此每個澆筑倉至少有兩層模板,這種模板只需拆除下層模板的固定螺栓。從而,減少了各澆筑層間的時間間隔,提高了澆筑速度也減少了混凝土表面的清理工作與準備工作量。
滑動模板則對混凝土澆筑速度更顯示出優(yōu)勢和潛在的生命力,這種型式的模板除表現(xiàn)在時間效益(工期縮短)之外,模板本身的價格也可以降低,而且能很大程度上提高混凝土澆筑效果。
總之,不同的模板型式?jīng)Q定了混凝土澆筑的不同施工工藝,也對混凝土的質(zhì)量和工程效益有不同的影響,如何改進模板工藝是一個重要課題。
五、我局在參加的水電建設(shè)工程中對模板工程仍然以傳統(tǒng)的模板型式為主,盡管在太平灣電站建設(shè)中引進了一些新的工藝技術(shù)(試用),但有些問題仍然值得探討。
1、我局一直倡議施工單位在混凝土施工中盡量使用鋼模板,但在實際施工中,有許多部位諸如擋水壩段,廠房立墻等都僅使用少量鋼模,這不僅浪費了大量木材而且大大降低了工效。成功的工程總結(jié)出,鋼模可比木模提高工效2-4倍(工效包括安裝、拆模、電焊、鑿毛、搭設(shè)平臺等的綜合用工),而且鋼模的成本費(達到標準周轉(zhuǎn)率)僅為木模的一半。因此,合理的以鋼模代替木模是提高經(jīng)濟效益的好方法之一。
2、我局在模板管理上有許多不足。其主要表現(xiàn)在模板的使用周轉(zhuǎn)率上,按規(guī)定,鋼模板的周轉(zhuǎn)率為50次,大型木模板為15次,一般木模板為7次,而我局實際周轉(zhuǎn)率遠遠達不到這個要求,僅以一般木模為例,我局使用周轉(zhuǎn)率為4次左右,這大大增加了施工費用,解決這一問題的辦法除了提高工人思想素質(zhì),業(yè)務(wù)水平外,我們的管理水平有待提高。
3、在我局引進使用新的模板工藝上,滑升模板是突出的一例,有成功也有失誤,在云峰大壩修補工程中,使用的滑模是比較成功的,而在太平灣清水閘閘墩上使用滑模則值得探討,排除試驗?zāi)康膩碚劊0逡淮涡酝顿Y較大,因此它適用于高層混凝土澆筑中,高度較低的混凝土澆筑中使用則效益不顯著或者沒有效益,因此新技術(shù)的使用中應(yīng)考慮其適用范圍,并與經(jīng)濟效益掛鉤才是適宜的。
4、模板工程在近幾年已形成一個專門學科,但這方面的書并不多,我們在工程施工中應(yīng)對每一項工作,各種形式的模板認真總結(jié),使得在今后的工作中對每種建筑型式的模板有路可循,既方便工作,又能不斷改進,不斷進步。
六、鑒于模板工程在鋼筋混凝土施工中的重要作用,世界各國都在研究并不斷改進模板工程的施工技術(shù)和工藝,伴隨著模板專業(yè)公司的建立,模板工程的發(fā)展將不斷向快速、節(jié)省方向邁進。
模板工程的發(fā)展前景將是以如何加快混凝土施工為中心發(fā)展,1973年十一屆世界大壩會議提出了混凝土壩設(shè)計與施工的任務(wù)和課題,討論的結(jié)論是:“降低混凝土造價的根本出路是加快施工進度。”為此提出了新的混凝土壩施工方法就是:大體積混凝土連續(xù)垂直澆筑法,這相應(yīng)給模板工程帶來了新的課題。
我認為加快進度的途徑之一就是:
1、認真研究滑動模板的使用問題。
2、增加澆筑層厚度,減少水平接縫,采用自升模板。
3、加大澆筑塊尺寸,減少施工縫,以縮小立模面積。
隨著改革的不斷深入,適應(yīng)工程招、投標的需要,就要做為前期工作涉及的內(nèi)容有:
1、模板工程的規(guī)劃,主要是結(jié)合施工方案擬定,選擇模板體系,組織生產(chǎn),選購機具以及編制概算。
1.1模板材料的選擇
為了確保模板項目的建筑品質(zhì),我們必須要選取剛度強、穩(wěn)定性高的模板物料,防止在灌筑砼的程序中存在滲漏泥漿的狀況,提升其穩(wěn)定性。在選取模板物料的程序中,我們要和砼原物料選取的準則相符合,假如構(gòu)造面積大,那么建筑者就要選取大模板開展建筑,其物料盡可能選取鋼質(zhì)物料,這樣才可以確保模板項目在建筑中的品質(zhì)以及穩(wěn)定性。
1.2模板工程安裝過程中的質(zhì)量控制
根據(jù)上面所講述的,模板項目主要劃分為模板以及撐持兩方面,其中模板要選取具有高強度、大剛度、穩(wěn)定等優(yōu)勢的物料,而撐持就要撐持大面積,確保項目的穩(wěn)定性。如在地基土上裝置模板項目,第一,我們要先確保地基的穩(wěn)定性以及密實性,之后在其外層架設(shè)一層撐持板;第二,要確保模板間的連接是緊密的沒有縫隙的,防止在灌筑程序中存在滲漏狀況;假如在建筑中遇到預(yù)埋件的位置,那么建筑者要完成解析后對模板裝置穩(wěn)固,并且還要確保位置的精準性。
1.3模板的拆除
模板的拆除過程要和模板的裝置過程相反,在拆除程序中,建筑者必須要確保模板外表以及邊角的完整。普遍狀況下,澆筑完砼之后的一到兩天就能夠拆掉模板了。在拆掉模板后,模板物料和支撐架要分開放置,同時立即將其運送到建筑現(xiàn)場之外。建筑者在拆除模板時要特別留意,要適宜的對其開展錨固,防止成片的模板向下滑落而致使砼工程存在各類品質(zhì)毛病。在拆除完模板后,建筑者要把全部的模板清理干凈,留備下次循環(huán)運用。
2鋼筋混凝土施工方面的鋼筋工程施工技術(shù)
2.1鋼筋的質(zhì)量控制
運入建筑現(xiàn)場的鋼筋一定要擁有實驗報告單、出廠品質(zhì)證明文件、標志等,標志要包含鋼筋型號、廠家標志、商品批號、大小、型號。鋼筋最好存放在室內(nèi),假如條件達不到,放置在室外必須要比地面高出二十厘米,并且進行遮蓋,防止鋼筋被污染抑或侵蝕。
2.2鋼筋的加工
項目建筑之前,鋼筋外表存在生銹抑或油漬一定要清理干凈,還有鋼筋一定是直的,這里鋼筋中心軸的差異一定要比鋼筋全長的百分之一小。鋼筋制造差異和制造處置后的差異要被掌控在規(guī)定的數(shù)據(jù)以內(nèi)。
2.3鋼筋的接頭
鋼筋的連接方式通常采用手工電弧焊或閃光對焊方式。鋼筋應(yīng)用到工程前,必須對所有焊接接頭進行外觀檢查及自檢與抽檢試驗,其中外觀檢查要求焊接表面平順無缺陷。鋼筋接頭布置的間距、各部分鋼筋及保護層的規(guī)格必須與設(shè)計圖紙完全一致,其中保護層的厚度應(yīng)控制到40~50mm。
2.4鋼筋接頭的分散布置
鋼筋接頭的保護層、間距及大小尺寸皆應(yīng)滿足施工圖紙的要求,其中工程保護層的厚度應(yīng)控制到40~50mm;鋼筋的彎曲長度應(yīng)控制到6.25d左右;鋼筋安裝的偏差應(yīng)控制到允許范圍;同一排受力鋼筋間距的局部偏差不超過±0.1倍間距;一排分布箍筋間距的偏差不超過±0.1倍間距等。
3混凝土施工技術(shù)
3.1混凝土原材料
防水材料。當前混凝土澆筑作業(yè)過程中所使用的防水材料主要是水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。這種材料依據(jù)相應(yīng)標準主要劃分成為對混凝土表面進行相關(guān)操作處理時所使用的專用防水材料以及對混凝土土體進行內(nèi)摻作業(yè)時所使用的防水劑。一般來講,在對混凝土表面進行防滲漏處理作業(yè)時,需要遵循特定比例,同水攪拌成漿,然后將其涂刷在混凝土表面。水泥砂漿類材料。聚合物水泥砂漿作為現(xiàn)階段防滲以及防腐材料,已經(jīng)越來越多地應(yīng)用到水利工程的混凝土修補作業(yè)中。這種水泥砂漿通過添加一些膠乳材料,改變了原有的砂漿特性,進而增強了混凝土其自身的抗?jié)B性能以及抗凍性能。新型灌漿材料。通過使用環(huán)氧樹脂以及一定量聚氨酯,在特定情況能夠制作出具有聚合物網(wǎng)絡(luò)特性的新型灌漿材料。應(yīng)該說,這種材料集合了先前環(huán)氧樹脂以及聚氨酯所特有的優(yōu)點,比如材料整體強度較高、凝結(jié)時間比較靈活以及漿材粘度普遍較低,還有變形性能較好等等。而且水下施工時,對于進行的灌漿試塊作業(yè)所產(chǎn)生的黏接抗拉強度最高可達1.05MPa。
3.2混凝土裂縫注漿技術(shù)
在以往的施工作業(yè)過程中,大都是利用人工控制的方法將所有樹脂漿液都依據(jù)標準注入到裂縫內(nèi)部。但當使用的環(huán)氧漿液自身黏度較大,而裂縫寬度相對較小時,該作業(yè)方法未必有效。而"壁可"技術(shù)作為一種先進的施工技術(shù)能夠有效地解決這一問題。所謂"壁可"技術(shù)其實就是指通過使用橡膠管將所需材料,在特定壓力之下即0.3MPa,借助于橡膠管其自身收縮壓力來完成自動注漿。一般況下,這種技術(shù)可以處理小于0.003mm寬度的裂縫。而且優(yōu)點就是在作業(yè)過中,通過灌漿壓力,將裂縫中存留的空氣排出,防止出現(xiàn)氣阻情況,以快速完成裂縫處理作業(yè)。
3.3碳纖維補強以及鋼板加固技術(shù)
這種措施經(jīng)過運用粘結(jié)效果好的粘結(jié)劑把鋼板和構(gòu)造緊密的連接,以便增強負荷承擔能力,同時加強構(gòu)造本身的抗拉性、抗剪性,并且提升構(gòu)造自身的韌性和強度,復(fù)原其原本的承擔負荷的能力,進而增長其運用時間。除此之外,因為運用鋼板粘合會對之前的砼帶來產(chǎn)生一定的限制,從而能夠防止縫隙的擴大,同時防止新縫隙的形成。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),鋼筋,混凝土強度,保護層
內(nèi)容:對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工,有關(guān)規(guī)范雖已有詳細規(guī)定,但仍有一些具體細節(jié)問題沒有明確具體做法,對工程施工過程的管理造成一定影響。本文針對粱柱節(jié)點箍筋施工、鋼筋混凝土強度等級、保護層厚度等方面的常見問題,對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工方法提出改進意見。
1 梁柱節(jié)點箍筋施工問題
在實際施工中,梁柱節(jié)點區(qū)鋼筋密集,構(gòu)造復(fù)雜,特別是處于結(jié)構(gòu)中間部位的梁柱接頭部位,梁柱鋼筋縱橫、垂直交錯,梁的縱向受力鋼筋要放在柱縱向鋼筋內(nèi)部,呈井子形交叉,這樣柱子的箍筋綁扎就很不方便。在框架結(jié)構(gòu)施工中,施工單位普遍采取先安裝梁底模,柱子箍筋先套在主筋上,再綁扎安裝梁鋼筋,那么節(jié)點區(qū)箍筋如果不能及時調(diào)位和正確綁扎,致使梁柱節(jié)點區(qū)出現(xiàn)箍筋不放、少放、間距不符合圖紙和規(guī)范要求,這樣就會給節(jié)點區(qū)質(zhì)量留下安全隱患。
由于意識到這個問題對工程質(zhì)量的影響,具體可采取以下措施:
第一,柱子箍筋下料時做成兩個U型的,肢長根據(jù)截面尺寸、搭接焊接焊縫要求統(tǒng)一考慮,在綁扎梁的縱向鋼筋時,柱子箍筋先不綁扎,待梁的主筋正確就位后再將制作好的兩個U型箍筋焊接,這樣就可以保證箍筋數(shù)量、位置滿足設(shè)計和規(guī)范要求。論文格式。
第二,在安裝梁鋼筋之前,先把梁鋼筋縱向鋼筋用墊塊準確就位后再進行綁扎,綁扎時控制好縱向主筋與箍筋先后擱置順序,確保接頭處箍筋鋼筋位置、數(shù)量、間距滿足要求。
以上兩種做法能有效保證箍筋的施工質(zhì)量能滿足規(guī)范和圖紙要求,也進一步滿足結(jié)構(gòu)中的強結(jié)點,強錨固的要求。論文格式。
2 梁柱節(jié)點處混凝土強度等級的問題
在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,根據(jù)設(shè)計原則,為保證“強柱弱梁”“ 強節(jié)點,強錨固”的要求,柱的混凝土強度等級通常會比梁板高,而且隨著建筑物高度的增加,兩者的差距會更大。然而這樣的話,就會給施工中梁板與柱子交接處截面處混凝土強度等級、構(gòu)件質(zhì)量的控制帶來很大麻煩。論文格式。
在框架結(jié)構(gòu)施工中,比較普遍的做法是柱和梁板混凝土分兩批集中澆筑,即節(jié)點區(qū)采取和梁板結(jié)構(gòu)混凝土相同強度等級混凝土澆筑。如果單獨澆筑節(jié)點區(qū),會存在因供應(yīng)量少和與梁板分隔困難的問題,若同柱一起澆筑,會使節(jié)點區(qū)混凝土施工縫的留置很困難,如與梁板同時澆筑存在節(jié)點“夾層”,存在質(zhì)量隱患。
根據(jù)規(guī)范規(guī)定,梁柱混凝土強度等級相差不宜大于5MPa,如果超過時,梁柱節(jié)點區(qū)施工時應(yīng)作專門處理,使節(jié)點區(qū)混凝土強度等級與柱相同。特別強調(diào)節(jié)點核心區(qū)的混凝土強度等級要與柱相同,不能與梁板混凝土強度等級相同;而規(guī)范規(guī)定,當柱混凝土設(shè)計強度等級高于梁板的設(shè)計強度時,應(yīng)該對梁柱節(jié)點核心區(qū)混凝土強度等級采取有效措施,保證節(jié)點混凝土的強度。兩個觀點都在保證強節(jié)點的設(shè)計原則。具體可采取以下措施:
為了方便施工,可以直接在梁端(柱邊)設(shè)置垂直交界面,采用快易收口網(wǎng),可避免在板內(nèi)設(shè)置分界面,使施工難度降低;但為防止分界面出現(xiàn)施工冷縫,建議施工時梁柱節(jié)點區(qū)混凝土采用塔吊配備小口漏斗澆筑,梁板等大面積部位混凝土則采用泵送,同時澆筑,并做好養(yǎng)護工作。
要保證核心區(qū)混凝土構(gòu)件的強度,具體做法是在節(jié)點處增加縱向鋼筋,設(shè)置型鋼或增加箍筋予以補強。這種方法施工方便,質(zhì)量容易保證,施工單位易接受。
3 混凝土保護層厚度問題
保護層厚度的規(guī)定是為滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性要求、滿足混凝土炭化深度符合規(guī)范和對受力鋼筋有效錨固的要求。保護層厚度太小,無法滿足上述要求,太大則會在彎矩作用下使截面邊緣產(chǎn)生的拉應(yīng)力而使構(gòu)件表面易開裂(δ=M/W=My/I)。因此,《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)》(CB50204-2002)第5.5.2條均規(guī)定:受力鋼筋保護層厚度梁柱允許偏差為5mm。
施工時須嚴格按規(guī)范和設(shè)計要求保證混凝土保護層厚度,但實際施工時很難做到。高層建筑中。由于柱箍筋直徑較大,間距較密,肢數(shù)較多,加工難度較大,上下鋼筋有相互錨固,安裝后箍筋有外突部分,外突箍筋使模板無法安裝,為此施工單位總是有意識地將箍筋做小一點以便安裝模板。但會造成柱縱筋保護層偏大,解決該問題有賴于提高現(xiàn)場加工施工準確度,做好鋼筋工程施工樣板。 其次模板的幾何尺寸也是影響保護層的因素之一,幾何尺寸偏小,骨架尺寸不變,則會造成保護層偏小,反之則會偏大。還有梁的起拱、保護層墊塊多少也會造成保護層大小的改變。
在框架結(jié)構(gòu)施工中,由于樓面結(jié)構(gòu)標高是一致的。雙向框架梁同時穿越柱節(jié)點時,必然造成一側(cè)框架梁面筋保護層厚度偏大。井宇架梁節(jié)點也有同樣問題,這些問題無法避免,可以通過設(shè)計采用增加構(gòu)造架立鋼筋解決。但需注意:一是梁箍筋的下料問題.由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過,若該向框架梁端箍按原尺寸下料,面筋無法直接綁扎到箍筋上,對梁骨架受力不利,因此梁端箍筋下料時高度可減小2-3cm(僅一向框架梁端需要);二是施工時以哪一向為主,保護層厚度增大,混凝土截面有效高度變小,正截面抗彎承能力減小,設(shè)計時是否考慮這種影響,另一方面構(gòu)件表面容易開裂(原因如上,δ=M/W=My/I),《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)第9.2.4條規(guī)定:當梁、柱中縱向受力鋼筋的保護層厚度大于40mm時,應(yīng)對保護層采取有效的防裂構(gòu)造措施;對此須在設(shè)計時就明確以哪一向為大,并對保護層厚度偏大的一向梁端加鋪一層鋼絲網(wǎng)以防表面開裂,也可以通過設(shè)計采用增加構(gòu)造架立鋼筋解決。
[1]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010-2002)
[2]《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101)
[3]《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》,中國建筑工業(yè)出版社
[4] 《一級注冊結(jié)構(gòu)工程師必備規(guī)范匯編》中國建筑工業(yè)出版社
[5]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)》(CB50204-2002)