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【摘 要】首先介绍了加强带的工作原理,对加强带施工质量现状进行了调查分析,针对影响加强带质量的4个主要因素,以工程实例为背景提出处理措施,为以后类似工程加强带的施工提供参考。
【关键词】加强带;膨胀剂;质量控制
Quality control technology of in-situ contrete strength
Teng Bin,Xu Yu-liang
(Jiangsu Gold Civil Construction Group Co., Ltd. Changshu Jiangsu 215500)
【Abstract】Firstly, the work principle of reinforce is introduced, and the construction quality were investigated and analyzed,secondly, for four key factors of impact with the quality, in order to deal with engineering examples presented in the context and provide the future with the construction of similar engineering with reference, measures to strengthen are given.
【Key words】Strength; Expansive; Quality control
随着经济发展,人民对建筑功能的要求不断提高,超大超长钢筋混凝土建筑不断出现,当钢筋混凝土结构长度超过一定长度时,混凝土很容易受温度应力和干缩应力而引起开裂,目前通常采用设置后浇带的方法处理,即每隔30~40m设一道后浇带,待后浇带两侧的混凝土凝结硬化,达到相当的强度后,再对后浇带进行浇筑混凝土。但这种常规后浇带施工不仅影响工期,增大了成本,而且后浇带清理十分麻烦,填缝不好还会留下渗漏隐患。近年来,无缝施工技术受到了工程建设者的欢迎,采用无缝施工即用膨胀加强带取代后浇带 ,不仅减少了后浇带施工的麻烦 ,还避免了因施工不当造成的质量通病。同时用加强带代替后浇带后,混凝土实现了连续浇筑施工,节省了工期,具有良好的经济和社会效益。
1. 加强带的工作原理
钢筋混凝土通常处于限制收缩状态,一旦限制收缩率大于混凝土本身的极限收缩率时,便会出现裂缝。当用膨胀混凝土取代普通混凝土时,钢筋混凝土内将产生一限制膨胀。如果膨胀率大于收缩率,混凝土中将有压应力存在;若膨胀率小于收缩率,且两者的差值小于混凝土的极限收缩率,则混凝土中虽有拉应力但不致使混凝土出现裂缝,若两者差值大于极限收缩率时,内部拉应力超过其抗拉强度 ,混凝土则会出现裂缝。
2. 施工质量现状调查
为了解加强带施工质量水平,对江苏省内10余家单位施工的加强带施工进行了实测和检查。共检测了320个点,检测结果表明,合格点271个,不合格点49个,合格率为271/320=84.69%。根据调查结果和当时的施工记录情况分析汇制出了现浇板加强带质量缺陷调查表,如表1。
由表1可见,主要质量缺陷是:1、界面结合处质量缺陷;2、混凝土裂缝。对两项主要质量缺陷作出分析和归纳,绘制了关联图,如图1所示。
根据关联图,对造成上述两方面质量的12个末端因素进行了认真的调查研究,经分析确定出以下四个主要因素:1、膨胀剂使用控制不好;2、质量意识不强;3、工艺方案设计不合理; 4、节点处理不当。
由于在很多情况下加强带与两侧混凝土级别不同、配合比不同,因此在不同砼节点施工处理时,应该制定特定的施工实施方案来保证砼的质量。比如机械设备选择,合理设计砼浇筑工艺顺序,混凝土的施工振捣控制,墙板节点处处理等。下面本文以昆山市丽景江南人防工程的超厚无梁现浇楼板为例说明加强带的质量控制措施。
3. 工程实例
丽景江南人防工程位于昆山市青阳北路西侧新伟路口,顶板为现浇无梁楼板,结构轴线长度75.8米,宽度34.3米,厚度45厘米,墙板厚度30厘米。本工程中人防结构框架柱间距8.1厘米,柱顶设有2.2米×2.2米×0.4米柱帽,结构设有2米宽后浇带,为节省造价和工期,将后浇带改为加强带。本工程采用同时浇筑的施工办法,加强带与两侧混凝土配合比不同、强度不同,且要做到墙板、顶板两侧混凝土施工时同时浇筑;因此如何控制好加强带施工质量是本工程的施工难点。
3.1 严格做好膨胀剂使用的控制。
膨胀剂的主要功能是补偿收缩,控制混凝土硬化过程中的早期干缩裂缝和中期水化热引起的温差收缩裂缝,减少收缩开裂;膨胀剂混凝土不仅要满足坍落度、强度和抗渗等级等要求,还要保证混凝土限制膨胀率的指标和限制干缩率指标;因此,膨胀剂施工控制的好坏,是难点也是重点。膨胀混凝土自应力与膨胀率成正比,根据混凝土计算公式的概念,绘制了不同混凝土的自应力曲线原理示意图,如图2所示。
图1 缺陷关联图
从图2可以看出,当膨胀剂掺量适当时,混凝土达到开裂时的结构长度较普通砼和掺少量膨胀剂的砼延长,达到膨胀加强带部位(6、8),膨胀剂的掺量一定要设计准确,达到膨胀剂的掺加一定要保证计量准确,膨胀剂掺少了,不能形成足够的膨胀能量,不能完全补偿混凝土的收缩;掺多了,膨胀能太大,会导致膨胀开裂;根据混凝土膨胀剂应用技术规范《GBJ119-2001》中对掺量的推荐量,经多次试配,最终确定加强带处混凝土膨胀剂的掺和量为13%,带外混凝土掺量确定为10%。
3.2 严制度、勤考核,增强全员质量意识。
建立以奖为主的奖惩制度,成立QC小组,加强各级责任制及其考核,进一步提高全员质量意识,使得工序操作更加合理规范。
图2 不同混凝土的自应力曲线图
3.3 优化工艺方案设计,做到严谨、合理。
通过认真研究施工图纸并模拟研究了施工工艺,加之加强带与两侧混凝土级别不同、配合比不同,因此在不同砼节点施工处理时,应该制定特定的施工实施方案来保证砼的质量。
3.3.1 机械设备选择与工艺设置。本工程结构长边接近80米,且施工场地受基础土性限制,不利于大型机械灵活安排,给施工带来很大难度,所以决定选用布料半径48米的2台混凝土泵车对整个施工区域进行浇筑,在浇筑整个过程中,保证1台泵车连续浇筑混凝土,另外1台则机动配合塔吊进行膨胀加强带和墙体混凝土浇筑;同时考虑顶板及墙板节点的施工相当复杂,要求做到同时浇筑,经仔细研究决定由安装在4#楼和5#楼的两台QTZ40式塔吊配合两台泵车施工。
3.3.2 合理设计砼浇筑工艺顺序。不同类混凝土施工,关键是要处理好节点两侧混凝土同时浇筑完成,确保混凝土初凝前连续浇筑。根据现场实际情况,商品混凝土供应能力、浇筑能力,项目部讨论决定将结构混凝土浇筑分为3个施工区域及两个节点,从结构短边开始施工。总体施工顺序为先三区域后二区域再一区域,一三区域自12轴线向1轴线浇筑,由两台泵车同时向1轴推进,当推进至加强带附近C、D点位置时,用5#楼塔吊配合两台泵车对墙板加强带H节点进行施工,然后利用4#楼塔吊配合两台泵车施工K节点;二区域所处为顶板加强带节点及其两侧混凝土,自A轴线向F轴线浇筑,施工工艺顺序方案如图3所示。
图3 混凝土浇筑工艺顺序
3.3.3 混凝土的施工控制。(1)砼以阶梯式推进浇筑,浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间,避免出现冷缝;墙板混凝土浇筑分层施工,每层浇筑厚度400毫米,采用自由斜坡流淌,浇筑时保持连续均匀;(2)掺膨胀剂的混凝土浇筑方法和技术要求与普通混凝土基本相同:顶板加强带务必使用50插入式振捣器;施工中设专人合理布点,振捣时间控制在25秒,振捣必须密实,不得漏振、欠振和过振。(3)混凝土初凝前用铁抹子二次压实,终凝之前,三次抹压,防止表面裂缝的产生。
3.4 做好加强带墙板、顶板处节点细部处理。
3.4.1 加强带墙板结构节点设计。工程实践表明,墙体加强带部分,虽然使用膨胀混凝土,也往往产生较多裂缝,同时因墙板高厚比较大,混凝土浇筑产生的侧压力对节点处破坏较大,因此,在做好混凝土浇筑完成后的养护、保温、延长拆模时间等基本保证措施外,加强带墙体部分节点设置尤为关键,研究发现加强带墙板产生裂缝的主要是:(1)节点设置不够牢固,(2)配筋设置不合理;(3)混凝土截面内温差,致使在低温部分产生拉力,导致混凝土质量遭破坏;(4)因底板砼已浇筑完成,刚性较大,导致基础约束而产生裂缝。
在本工程实施中采取创造性施工节点设计。因墙板高厚较大,在加强带两侧设置孔径4mm×4mm的钢丝网,增强刚度,并用16二级钢筋间距@250mm设置予以固定,增大对混凝土浇筑时产生的侧压力的抵抗能力,以免混凝土浇筑时被冲开或破坏,引起两种混凝土混合,导致加强带节点处施工质量缺陷;其次,合理安排墙体配筋设置,在墙体中部400mm~500mm范围内水平设钢筋间距严格控制在150mm,并增加左右墙面各3道8@150mm的水平筋,虽然钢筋增量很少,但可以增强混凝土的极限拉升值;再次,将墙体底部3排水平钢筋间距控制在100mm,形成一道“暗梁”,平衡混凝土的收缩应力。
3.4.2 加强带顶板结构节点设计。有关资料和大量工程实践也表明,顶板加强带部分使用大膨胀的混凝土,浇筑完成后,加强带大膨胀混凝土的膨胀对两侧混凝土在水平方向产生挤压作用,在抵消部分温度收缩应力的同时,可能产生温度裂缝;本工程加强带顶板厚度为45厘米,混凝土浇筑时产生的侧压力远小于墙板处节点,因此顶板节点设置除了考虑质量控制外,同时也考虑经济节约,在做好养护、保温、延长拆模时间等基本保证措施外,做好顶板加强带的节点设计。在施工中首先采取在加强带两侧设置孔径5mm×5mm的钢丝网,增强刚度,并用14二级钢筋间距@300mm设置予以固定,增大对混凝土浇筑时产生的侧压力的抵抗能力;其次,合理安排顶板加强带配筋设置,在顶板加强带中部,垂直于加强带长边方向,设置上下双层水平温度钢筋6@300mm,每边伸入两侧混凝土1.5m,同样在钢筋增量很少的情况下,增强混凝土的抗拉强度,减少混凝土结构开裂。
3.5 施工质量检查。
通过对执行上述质量控制措施施工的丽景江南人防进行质量检查和检测发现,在所有的172个检查检测点中,合格165点,合格率为95.9%,如表2所示,达到了合格率为95%的预期。
4. 结束语
加强带比后浇带具有明显的优越性,但后浇带对施工质量的控制方面提出了更高的要求,但我们只要在膨胀剂使用控制,施工工艺方案设计,节点处理等方面做好,保证加强带的施工质量还是可行的。
参考文献
[1] 于德湖,陈德刚,窦艳玲.间歇式膨胀加强带在某超长混凝土工程中的应用,施工技术,2009(9):105～107.
[2] 吴中伟.补偿收缩混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社,1979.
[3] 游宝坤,李乃珍.膨胀剂及其补偿收缩混凝土[M].北京:中国建材工业出版社,2002.
[4] 陈德刚.间歇式膨胀加强带在超长结构中的应用[D].青岛:青岛理工大学,2008.
[文章编号]1006-7619(2010)05-14-426
【关键词】加强带;膨胀剂;质量控制
Quality control technology of in-situ contrete strength
Teng Bin,Xu Yu-liang
(Jiangsu Gold Civil Construction Group Co., Ltd. Changshu Jiangsu 215500)
【Abstract】Firstly, the work principle of reinforce is introduced, and the construction quality were investigated and analyzed,secondly, for four key factors of impact with the quality, in order to deal with engineering examples presented in the context and provide the future with the construction of similar engineering with reference, measures to strengthen are given.
【Key words】Strength; Expansive; Quality control
随着经济发展,人民对建筑功能的要求不断提高,超大超长钢筋混凝土建筑不断出现,当钢筋混凝土结构长度超过一定长度时,混凝土很容易受温度应力和干缩应力而引起开裂,目前通常采用设置后浇带的方法处理,即每隔30~40m设一道后浇带,待后浇带两侧的混凝土凝结硬化,达到相当的强度后,再对后浇带进行浇筑混凝土。但这种常规后浇带施工不仅影响工期,增大了成本,而且后浇带清理十分麻烦,填缝不好还会留下渗漏隐患。近年来,无缝施工技术受到了工程建设者的欢迎,采用无缝施工即用膨胀加强带取代后浇带 ,不仅减少了后浇带施工的麻烦 ,还避免了因施工不当造成的质量通病。同时用加强带代替后浇带后,混凝土实现了连续浇筑施工,节省了工期,具有良好的经济和社会效益。
1. 加强带的工作原理
钢筋混凝土通常处于限制收缩状态,一旦限制收缩率大于混凝土本身的极限收缩率时,便会出现裂缝。当用膨胀混凝土取代普通混凝土时,钢筋混凝土内将产生一限制膨胀。如果膨胀率大于收缩率,混凝土中将有压应力存在;若膨胀率小于收缩率,且两者的差值小于混凝土的极限收缩率,则混凝土中虽有拉应力但不致使混凝土出现裂缝,若两者差值大于极限收缩率时,内部拉应力超过其抗拉强度 ,混凝土则会出现裂缝。
2. 施工质量现状调查
为了解加强带施工质量水平,对江苏省内10余家单位施工的加强带施工进行了实测和检查。共检测了320个点,检测结果表明,合格点271个,不合格点49个,合格率为271/320=84.69%。根据调查结果和当时的施工记录情况分析汇制出了现浇板加强带质量缺陷调查表,如表1。
由表1可见,主要质量缺陷是:1、界面结合处质量缺陷;2、混凝土裂缝。对两项主要质量缺陷作出分析和归纳,绘制了关联图,如图1所示。
根据关联图,对造成上述两方面质量的12个末端因素进行了认真的调查研究,经分析确定出以下四个主要因素:1、膨胀剂使用控制不好;2、质量意识不强;3、工艺方案设计不合理; 4、节点处理不当。
由于在很多情况下加强带与两侧混凝土级别不同、配合比不同,因此在不同砼节点施工处理时,应该制定特定的施工实施方案来保证砼的质量。比如机械设备选择,合理设计砼浇筑工艺顺序,混凝土的施工振捣控制,墙板节点处处理等。下面本文以昆山市丽景江南人防工程的超厚无梁现浇楼板为例说明加强带的质量控制措施。
3. 工程实例
丽景江南人防工程位于昆山市青阳北路西侧新伟路口,顶板为现浇无梁楼板,结构轴线长度75.8米,宽度34.3米,厚度45厘米,墙板厚度30厘米。本工程中人防结构框架柱间距8.1厘米,柱顶设有2.2米×2.2米×0.4米柱帽,结构设有2米宽后浇带,为节省造价和工期,将后浇带改为加强带。本工程采用同时浇筑的施工办法,加强带与两侧混凝土配合比不同、强度不同,且要做到墙板、顶板两侧混凝土施工时同时浇筑;因此如何控制好加强带施工质量是本工程的施工难点。
3.1 严格做好膨胀剂使用的控制。
膨胀剂的主要功能是补偿收缩,控制混凝土硬化过程中的早期干缩裂缝和中期水化热引起的温差收缩裂缝,减少收缩开裂;膨胀剂混凝土不仅要满足坍落度、强度和抗渗等级等要求,还要保证混凝土限制膨胀率的指标和限制干缩率指标;因此,膨胀剂施工控制的好坏,是难点也是重点。膨胀混凝土自应力与膨胀率成正比,根据混凝土计算公式的概念,绘制了不同混凝土的自应力曲线原理示意图,如图2所示。
图1 缺陷关联图
从图2可以看出,当膨胀剂掺量适当时,混凝土达到开裂时的结构长度较普通砼和掺少量膨胀剂的砼延长,达到膨胀加强带部位(6、8),膨胀剂的掺量一定要设计准确,达到膨胀剂的掺加一定要保证计量准确,膨胀剂掺少了,不能形成足够的膨胀能量,不能完全补偿混凝土的收缩;掺多了,膨胀能太大,会导致膨胀开裂;根据混凝土膨胀剂应用技术规范《GBJ119-2001》中对掺量的推荐量,经多次试配,最终确定加强带处混凝土膨胀剂的掺和量为13%,带外混凝土掺量确定为10%。
3.2 严制度、勤考核,增强全员质量意识。
建立以奖为主的奖惩制度,成立QC小组,加强各级责任制及其考核,进一步提高全员质量意识,使得工序操作更加合理规范。
图2 不同混凝土的自应力曲线图
3.3 优化工艺方案设计,做到严谨、合理。
通过认真研究施工图纸并模拟研究了施工工艺,加之加强带与两侧混凝土级别不同、配合比不同,因此在不同砼节点施工处理时,应该制定特定的施工实施方案来保证砼的质量。
3.3.1 机械设备选择与工艺设置。本工程结构长边接近80米,且施工场地受基础土性限制,不利于大型机械灵活安排,给施工带来很大难度,所以决定选用布料半径48米的2台混凝土泵车对整个施工区域进行浇筑,在浇筑整个过程中,保证1台泵车连续浇筑混凝土,另外1台则机动配合塔吊进行膨胀加强带和墙体混凝土浇筑;同时考虑顶板及墙板节点的施工相当复杂,要求做到同时浇筑,经仔细研究决定由安装在4#楼和5#楼的两台QTZ40式塔吊配合两台泵车施工。
3.3.2 合理设计砼浇筑工艺顺序。不同类混凝土施工,关键是要处理好节点两侧混凝土同时浇筑完成,确保混凝土初凝前连续浇筑。根据现场实际情况,商品混凝土供应能力、浇筑能力,项目部讨论决定将结构混凝土浇筑分为3个施工区域及两个节点,从结构短边开始施工。总体施工顺序为先三区域后二区域再一区域,一三区域自12轴线向1轴线浇筑,由两台泵车同时向1轴推进,当推进至加强带附近C、D点位置时,用5#楼塔吊配合两台泵车对墙板加强带H节点进行施工,然后利用4#楼塔吊配合两台泵车施工K节点;二区域所处为顶板加强带节点及其两侧混凝土,自A轴线向F轴线浇筑,施工工艺顺序方案如图3所示。
图3 混凝土浇筑工艺顺序
3.3.3 混凝土的施工控制。(1)砼以阶梯式推进浇筑,浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间,避免出现冷缝;墙板混凝土浇筑分层施工,每层浇筑厚度400毫米,采用自由斜坡流淌,浇筑时保持连续均匀;(2)掺膨胀剂的混凝土浇筑方法和技术要求与普通混凝土基本相同:顶板加强带务必使用50插入式振捣器;施工中设专人合理布点,振捣时间控制在25秒,振捣必须密实,不得漏振、欠振和过振。(3)混凝土初凝前用铁抹子二次压实,终凝之前,三次抹压,防止表面裂缝的产生。
3.4 做好加强带墙板、顶板处节点细部处理。
3.4.1 加强带墙板结构节点设计。工程实践表明,墙体加强带部分,虽然使用膨胀混凝土,也往往产生较多裂缝,同时因墙板高厚比较大,混凝土浇筑产生的侧压力对节点处破坏较大,因此,在做好混凝土浇筑完成后的养护、保温、延长拆模时间等基本保证措施外,加强带墙体部分节点设置尤为关键,研究发现加强带墙板产生裂缝的主要是:(1)节点设置不够牢固,(2)配筋设置不合理;(3)混凝土截面内温差,致使在低温部分产生拉力,导致混凝土质量遭破坏;(4)因底板砼已浇筑完成,刚性较大,导致基础约束而产生裂缝。
在本工程实施中采取创造性施工节点设计。因墙板高厚较大,在加强带两侧设置孔径4mm×4mm的钢丝网,增强刚度,并用16二级钢筋间距@250mm设置予以固定,增大对混凝土浇筑时产生的侧压力的抵抗能力,以免混凝土浇筑时被冲开或破坏,引起两种混凝土混合,导致加强带节点处施工质量缺陷;其次,合理安排墙体配筋设置,在墙体中部400mm~500mm范围内水平设钢筋间距严格控制在150mm,并增加左右墙面各3道8@150mm的水平筋,虽然钢筋增量很少,但可以增强混凝土的极限拉升值;再次,将墙体底部3排水平钢筋间距控制在100mm,形成一道“暗梁”,平衡混凝土的收缩应力。
3.4.2 加强带顶板结构节点设计。有关资料和大量工程实践也表明,顶板加强带部分使用大膨胀的混凝土,浇筑完成后,加强带大膨胀混凝土的膨胀对两侧混凝土在水平方向产生挤压作用,在抵消部分温度收缩应力的同时,可能产生温度裂缝;本工程加强带顶板厚度为45厘米,混凝土浇筑时产生的侧压力远小于墙板处节点,因此顶板节点设置除了考虑质量控制外,同时也考虑经济节约,在做好养护、保温、延长拆模时间等基本保证措施外,做好顶板加强带的节点设计。在施工中首先采取在加强带两侧设置孔径5mm×5mm的钢丝网,增强刚度,并用14二级钢筋间距@300mm设置予以固定,增大对混凝土浇筑时产生的侧压力的抵抗能力;其次,合理安排顶板加强带配筋设置,在顶板加强带中部,垂直于加强带长边方向,设置上下双层水平温度钢筋6@300mm,每边伸入两侧混凝土1.5m,同样在钢筋增量很少的情况下,增强混凝土的抗拉强度,减少混凝土结构开裂。
3.5 施工质量检查。
通过对执行上述质量控制措施施工的丽景江南人防进行质量检查和检测发现,在所有的172个检查检测点中,合格165点,合格率为95.9%,如表2所示,达到了合格率为95%的预期。
4. 结束语
加强带比后浇带具有明显的优越性,但后浇带对施工质量的控制方面提出了更高的要求,但我们只要在膨胀剂使用控制,施工工艺方案设计,节点处理等方面做好,保证加强带的施工质量还是可行的。
参考文献
[1] 于德湖,陈德刚,窦艳玲.间歇式膨胀加强带在某超长混凝土工程中的应用,施工技术,2009(9):105～107.
[2] 吴中伟.补偿收缩混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社,1979.
[3] 游宝坤,李乃珍.膨胀剂及其补偿收缩混凝土[M].北京:中国建材工业出版社,2002.
[4] 陈德刚.间歇式膨胀加强带在超长结构中的应用[D].青岛:青岛理工大学,2008.
[文章编号]1006-7619(2010)05-14-426