所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2013-03-04 08:58 熱度:
摘要:隨著高層建筑在我國的快速發展,鋼筋混凝土材料以其堅固耐久、就地取材、可模性等優點而成為現代工程建設中應用最廣泛的建筑材料之一。本文對建筑工程中比較容易出現的混凝土質量問題進行了闡述,并提出其相應的防治措施。
關鍵詞:高層建筑,鋼筋混凝土,質量問題,防治
一、高層建筑施工特點
1.1 工程量大, 施工難度系數高, 且工程造價高, 高層建筑較多層建筑造價平均增加 60%。
1.2 空中作業
空中作業存在很多安全隱患, 其要突出解決好材料、機具、設備和人員的垂直運輸, 并做好高空安全保護、用水、用電防火等問題。
1.3 基坑開挖深度大, 支護結構費用高
通常高層建筑隨著高度增高而加深, 城市施工又無條件放坡開挖, 因此支架結構工程量大, 其費用也相對較高。
1.4 工期長, 惡劣氣候的季節性施工措施不可避免
據資料統計, 一般高層建筑工期平均 10 個月左右, 因此施工單位要充分考慮到在不同季節采取相應措施, 以確保工程施工質量和工期。
1.5 一般在市區,用地緊張, 所以要根據現場條件合理選擇施工機械。
1.6 高層施工的施工人員要有較高的技術水平,因為建筑本身就好復雜性和現代化的特點, 新的工藝、 設備、 技術對施工人員提出了更高要求, 這樣才能保證其施工質量。
1.7 大多高層建筑建在城市,周邊存在建筑密集、 高層深基坑開挖深度大等特點, 因此容易導致周邊建筑、 市政設施沉降變形因此施工單位要加強沉降監測和周邊生態環境的保護。
1.8 工程項目多、工種多, 涉及單位多,不便于管理, 因此對于高層建筑要邊準備、 邊施工, 精心組織。加強管理。
二、高層建筑鋼筋混凝土工程施工中出現的質量問題
2.1 鋼筋混凝土出現裂縫
其產生原因:
(1) 材料質量
材料質量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質量不好,若工程上用了這等不合格的材料就會產生 “豆腐渣工程” 。
(2) 施工工藝
其影響有 a 水分蒸發、混凝土出現干縮裂縫;b 混凝土的攪拌、運輸、澆搗、 振實各道工序中的任何缺陷和疏漏, 都可能導致是裂縫的產生; c 模板構造不當,漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、 過早拆模等都可能造成混凝土開裂; d)混凝土養護,特別是早期養護質量與裂縫的關系密切,混凝土尚處于未完全硬化狀態時,如干燥過快,則產生收縮裂縫,通常發生在表面上,裂縫不規則,寬度小,另外水泥在水化及硬化過程中,散發大量熱量,使混凝土內外部產生溫差,超過一定值時,因混凝土的收縮不一致而產生裂縫;e避免在極端天氣條件下施工,可以減少混凝土結構的開裂情況。
(3) 地基變形
在鋼筋混凝土結構中,造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況,由于地基變形造成的應力相對較大,使得裂縫一般是貫穿性的。
(4) 溫度變形
混凝土具有熱脹冷縮的性質,其線膨脹系數一般為 1×10-5/0C。 當環境溫度發生變化時,就會產生溫度變形,由此產生附加應力,當這種應力超過混凝土的抗拉強度時,就會產生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現澆屋面板上的裂縫,大體積混凝土的裂縫等。
(5) 設計欠周全
如截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小,或者由于計算錯誤,受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當、節點不合理、結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中,構造處理不當,現澆主梁在擱次梁處如沒有設附加箍筋, 或附加吊筋以及各種結構縫設置不當等因素均容易導致混凝土開裂。
2.2 鋼筋混凝土出現麻面、 蜂窩、 露筋、 孔洞等問題
其產生原因:
(1) 模板拼縫不嚴, 板縫處跑漿;
(2) 模板未涂隔離劑;
(3) 模板表面未清理干凈;
(4) 振搗不密實、 漏振;
(5) 混凝土配合比設計不當或現場計量有誤;
(6) 混凝土攪拌不勻, 和易性不好。一次投料過多, 沒有分層搗實。底模未放墊塊, 或墊塊脫落, 導致鋼筋緊貼模板;
(7) 拆模時撬壞混凝土保護層;
(8) 鋼筋混凝土節點處, 由于鋼筋密集, 混凝土的石子粒徑過大, 澆筑困難, 振搗不仔細;
(9) 預留孔洞的下方因有模板阻隔, 振搗不好等,
2.3 出現鋼筋混凝土凍害現象
其產生原因:
(1) 混凝土凝結后, 尚未取得足夠的強度時受凍, 產生脹裂;
(2) 混凝土密實性差, 孔隙多而大, 吸水后氣溫下降達到負溫時, 水變成冰, 體積膨脹使混凝土破壞;
(3) 混凝土抗凍性能未達到設計要求, 產生破壞等。
2.4 在梁、 板、 墻、 柱等結構的接縫處和施工縫處產生爛根、 爛脖、 爛肚其產生原因:
(1) 施工縫的位置留得不當,不好振搗;
(2) 模板安裝完畢后,接岔處清理不干凈;
(3) 對施工縫的老混凝土表面未作處理, 或處理不當, 形成冷縫;
(4)接縫處模板拼縫不嚴, 跑漿等。
2.5 露筋現象
其產生原因:
(1) 硂灌注振搗時, 鋼筋墊塊移位或墊塊太少甚至露放, 鋼筋緊貼模板;
(2) 鋼筋硂結構斷面較小, 鋼筋過密,如遇大石子卡在鋼筋上, 硂水泥漿不能充滿鋼筋周圍;
(3) 因配合比不當硂產生離析, 澆搗部位缺漿或模板部位漏漿;
(4) 硂振搗保護層振搗不密實, 或木模板濕潤不夠, 硂表面失水過多, 或拆模過早等, 拆模時硂缺棱掉角;
(5) 振搗棒撞擊鋼筋, 使鋼筋位移。
2.6 鋼筋銹蝕
其產生原因:
(1) 混凝土液相的 PH 值的影響,PH 值小于 4 時鋼筋銹蝕速度急劇加快,混凝土的碳化將降低PH 值;
(2) 氯離子含量的影響,氯離子會破壞鋼筋表面的氧化膜,使鋼筋銹蝕;鋼筋的混凝土保護層厚度的影響;
(3) 水泥品種的影響;環境溫、 濕度的影響;
(4)大氣、 水與土層中鹽的滲透作用;
(5) 混凝土密實度的影響等
三、預防措施
3.1 常見裂縫防治措施
3.1.1 材料選用
(1)水泥:應選用水化熱較低的水泥,嚴禁使用安定性不合格的水泥。
(2)粗骨料:宜用表面粗糙、質地堅硬的石料、級配良好、空隙率小、無堿性反應;有害物質及粘土含量不超過規定。
(3)細骨料:宜用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂。
(4)外摻加料:宜采用減水劑等外加劑,以改善混凝土工作性能, 降低用水量,減少收縮。
3.1.2 配料
(1)配合比設計:應采用低水灰比、低用水量,以減少水泥用量。
(2)禁止任意增加水泥用量。
(3)配制混凝土時計量應準確,要嚴格控制水灰比和水泥用量, 攪拌均勻,離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆筑。
3.1.3 配筋
(1)鋼筋品種、規格、 數量的改變、 代用,必須考慮對構件抗裂性能的影響。
(2)鋼筋的位置要正確,保護層過大或過小都可能導致混凝土開裂,鋼筋間距過大,易引起鋼筋之間的混凝土開裂。
3.1.4 模板工程
(1)模板構造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導致混凝土裂縫;
(2)模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動荷載) 作用下,模板變形過大造成開裂;
(3)合理掌握拆模時機,拆模時間過早,應保證早齡期混凝土不損壞或不開裂,但也不能太晚,盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值,即不要錯過最佳養護介入時機。
3.1.5 混凝土澆筑
(1)混凝土澆筑時應防止離析現象,振搗應均勻、適度。
(2)加強混凝土的早期養護,并適度延長養護時間,在氣溫高、濕度低或風速大的條件下,更應及早進行噴水養護,在澆水養護有因難時,或者不能保證其充分濕潤時,可采用覆蓋保濕材料等方法。
3.2 鋼筋混凝土出現麻面、蜂窩、露筋、孔洞,內部不密實防治
(1)麻面防治:模板要處理干凈,不能粘有其它雜物;木模板在澆筑前要充分濕潤,鋼模板應涂隔離劑,模板拼接保證嚴密,如有裂縫要堵嚴,防止漏漿。
(2)蜂窩防治:混凝土攪拌時,嚴格控制材料配比,經常要檢查;混凝土要拌和均勻,顏色一致,攪拌最短時間應符合規定;在豎向結構中澆筑混凝土,應分段澆筑,在底部可以先筑入水泥砂漿,然后澆筑混凝土,這樣更好地防治離析現象的產生,并合格控制澆筑高度。
(3)露筋防治:澆筑混凝土前應檢查鋼筋位置和保護層厚度是否準確,如果發現問題應及時修整,受力鋼筋的保護層厚度應滿足規范要求;鋼筋密集處,應當配合適當的石子,且應符合粒徑要求;為了防止鋼筋位移,嚴禁振搗棒撞擊鋼筋,在鋼筋密集處可采用帶刀片的振搗棒進行振搗,保護層混凝土應振搗密實;澆筑混凝土前,應用清水將木模板充分濕潤,并認真堵好縫隙;正確掌握好脫模時間,防止過早的拆模;操作時切勿踩踏鋼筋,如被踩彎脫扣應及時進行校正。
(4)孔洞防止:在鋼筋密集處,應使混凝土充滿模板,振搗有困難時,可以采用人工振搗方式,務必保證混凝土的均勻性;可采用側面開口澆筑方式以防止灌注不滿振搗不實等結果;控制好下料,保證混凝土不產生離析現象;加強施工技術管理及質量檢查,確保混凝土質量要求。
3.3 鋼筋混凝土凍害防治
(1)全部鑿出屋面混凝土重新澆筑;
(2)對屋面模板加疊合層加固;
(3)對板用增加板面整體剛度, 提高板面防水能力的方法處理;
(4)對梁用預應力下撐式拉筋部分補強。
3.4 梁、板、墻、柱等結構的接縫處和施工縫處產生爛根、爛脖、爛肚防治
(1)基礎、柱、墻根部應在下部臺階(板或底板)混凝土澆筑完間歇1.0-1.5h,沉實后, 再澆上部混凝土,以阻止根部混凝土向下滑動。
(2)基礎臺階、或柱、墻底板澆筑完后,在澆筑上部基礎臺階、或柱、墻前,應沿上部基礎臺階、柱或墻模板底圈做成內外坡度,待上部混凝土澆筑完畢時,再將下部臺階或底板混凝土鏟平、拍實、拍平。
3.5 露筋的防治
(1)鋼筋密集時,應選用適當粒徑的石子。石子最大顆粒尺寸不得超過結構截面最小尺寸的1/4,同時不得大于鋼筋凈距的3/4。截面較小鋼筋較密的部位,宜用細石混凝土澆筑;
(2)混凝土應保證配合比準確和良好的和易性;
(3)澆筑高度超過2m,應用串筒或溜槽下料,以防止離析;
(4)模板應充分濕潤并認真堵好縫隙;
(5)混凝土振搗嚴禁撞擊鋼筋,在鋼筋密集處,可采用直徑較小或帶刀片的振搗棒進行振搗;保護層處混凝土要仔細振搗密實;避免踩踏鋼筋,如有踩踏或脫扣等應及時調直糾正;
(6)拆模時間要根據試塊試壓結果正確掌握,防止過早拆模,損壞棱角。
3.6 鋼筋銹蝕防治
(1)要嚴格掌握規范要求,采用足夠的保護層厚度
(2)提高混凝土的密實性,般的方法是嚴格控制水灰比,使其不超過規范規定的最大值。
(3)在混凝土中加入適量的外加劑,改善混凝土的和易性,減小水灰比,節約水泥用量。 選用的外加劑其質量除應符合現行《混凝土外加劑》〔GB8076〕的規定外還應滿足以下規定: 在鋼筋混凝土中不得摻用氯化鈣、氯化鈉等氯鹽;在溫暖或嚴寒地區、無侵蝕性物質影響與土直接接觸的鋼筋混凝土構件,其氯離子含量不應該超過水泥用量的0.3%,在嚴寒和海水區域、受侵蝕性環境影響和使用除冰鹽的橋涵,其氯離子含量不應該超過水泥用量的0.15%;無筋混凝土的氯化鈣或氯化鈉摻量不應該超過水泥用量的3%;摻入加氣劑的混凝土的含氣量為3.5%~5.5%。
(4)加強混凝土的養護,在養護期間,應該使模板保持濕潤狀態,當氣溫低于5℃時,不能向混凝土面上灑水,應該采取覆蓋保溫。混凝土在澆注后應避免強烈的風吹日曬,這樣會使得混凝土表面急劇收縮從而出現象網一樣形狀的裂紋。一般情況下,混凝土在澆注后14天才可以減少養護的頻率。
四、結語
總之,高層建筑鋼筋混凝土工程質量問題的產生是多方面的,因此在施工中我們要采取科學合理的防治措施就能防止質量問題的產生,為國家節約人力、物力、財力。并提高我國的建筑質量水平。
參考文獻
[1]蔣四德.工程施工中質量事故的成因分析及預防對策,[J].企業技術開發,2007,(01)
本文選自《建筑與文化》。 《建筑與文化》雜志,中國第一份建筑與文化類專業刊物,國家一級刊物,中國建筑文化研究會會刊,中國出版集團重點刊物.國內統一刊號:CN11-5058/Z,國際標準刊號:ISSN1672—4909郵發代號:28—377。
讀者對象:在建設領域內最富有影響力的人群房地產投資者;建筑設計師、規劃師、建造師;各級政府建設、規劃決策者、管理者。
文章標題:探討高層建筑鋼筋混凝土工程施工質量及防治
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