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混凝土构件强度及施工控制措施

摘要 总结了混凝土构件强度及施工控制措施,包括混凝土配合比设计、高度重视混凝土的标准养护、严格控制施工程序,以期为混凝土的施工提供参考。

关键词 混凝土;配合比设计;标准养护;施工程序
  由于混凝土的经济性、易操作性、可塑性、耐久性及其高强度等特点,与其他的建筑材料相比较,其具有不可替代的优越性,目前已被广泛地用于各种建筑项目中。正因如此,如建筑物的主体结构为混凝土,那么混凝土的质量就对建筑物的质量产生举足轻重的影响,其直接对建筑物的施用安全及使用的年限产生较大的影响[1-2]。
  1 混凝土配合比设计
  混凝土配合比设计是结构物质量保证的前提,由于各个项目的自身特点、区域差别、人为因素及其他条件的影响,承建单位对于配合比设计方面的工作过多地从经济利益的角度和传统经验出发,而忽略了完整配合比理论分析和试配过程以及数据的统计取舍[3]。
  按《混凝土配合比设计规范》的规定:配制混凝土在工程使用中,其强度标准值具有不小于95%的强度保证率,配合比设计时混凝土配制强度应比设计要求的强度标准高,混凝土应以相同“等级”代替原设计要求中“标号”如C30(30级)、C40(40级)。另外,得出的强度不同(如原先425#水泥现在为32.5级水泥),影响到混凝土水灰比的鲍罗米公式中的回归系数aa(A)和ab(B)的取值。
  目前仍有单位沿袭老传统配合比,算出的水灰比较大,不符合经验配合比要求,于是产生拼凑现象,在试配及制作过程中又掺杂无意识的客观因素,使得试验值结果虽勉强符合设计要求,但受施工原材料不均匀性限制最终导致混凝土结构构件后期出现的强度不均匀或产生过多的现象,影响了构件的耐久性、安全性和使用寿命[4]。
  混凝土配合比的计算中应综合考虑各方面因素:水泥胶砂强度是配合比计算中的关键参数,应以其标准试验下28 d强度为指标,A、B值分别按碎石(0.46、0.07)、卵石(0.48、0.33)计算,同时要考虑水泥中的矿物质成分对混凝土强度的影响;集料级配合理性,要考虑其符合《混凝土集料实验规程》的要求,同时要考虑其最大堆积密度同现场实地取样的差别;水质和外加剂的选择以及场外实施温度变化也是影响构件混凝土强度的一个因素,这也是常被承建单位在失配过程中忽略的一个因素。上述几个影响因素,缺一不可,否则将严重影响产品的质量,因此相关人员一定要足够重视[5]。
  2 高度重视混凝土的标准养护
  在对混凝土的结构物工程进行施工的过程中,一些承建商能够按照规范的要求进行混凝土试块的取样及制作,但因为各方面的原因不能保证混凝土试块的标养条件,尤其是标准养护的温度。究其原因,主要有2个方面,一是有限的施工现场条件,二是现场工作人员对于混凝土的施工温度要求及构件强度试验评定的了解比较缺乏,在施工中盲目性较多[6]。《混凝土结构施工及验收规范》中对此的规定要求为,采用标准试件的强度对混凝土结构构件的强度进行评定,即按照标准方法制作立方体试件,边长为150 mm,在空气中的相对湿度为90%、温度达到27~33 ℃的环境条件下,标准养护为28 d龄期、出厂、吊装、张拉及施工期间临时负荷时的混凝土强度应采用结构构件同条件养护下的标准尺寸试件的混凝土强度,以使构件强度满足设计要求。实际操作中,不论在养护还在成型方面,标准试块与结构构件之间存在一定的差异,而在《混凝土结构工程施工及验收规范》与《混凝土结构设计规范》中对混凝土的相关规定是一致的。分析混凝土强度的设计值与立方体抗压强度标准值之间的关系,简单地说,在对工程试验进行校准及综合的分析后,由混凝土轴心的抗压标准附以混凝土材料分析系数求得混凝土轴心抗压强度设计值。在对混凝土轴心抗压强度的标准值进行确定时应综合考虑以下2个方面的因素:一是混凝土棱柱体的平均抗压强度与立方体(边长为150 mm)的平均抗压强度之间的相互关系(取折减系数为0.76);二是综合对结构物构件中混凝土强度与试件强度之间的差异进行考虑。
  3 严格控制施工程序
  混凝土的施工在水利工程的建设中发挥的作用很重要,可导致工程出现不合格,严重者还会发生质量事故,对人民群众的生命安全产生严重危害。例如桥梁的施工,由于其地处潮汐河流,具有沙砾覆盖厚、水位变化大等特点,在施工的过程中护筒很难将整个覆盖层穿透,经过施工,结果证明可以选用Φ 2.15 m笼式合金钻头进行正循环施工。
  3.1 钻孔
  先将泥浆泵启动,空转钻机,待一定量的泥浆进入钻孔后再开始钻进,可根据施工地点的土质情况调节钻机钻进的速度,一般在土壤为黏性土时,可选择中等转速,用稀泥浆、大泵量钻进;若土壤为砂性土,可选择轻压、低档、慢速、大泵量、稠泥浆钻进;若土壤为较硬的、含强风化岩层的碎石土,可选择用优质泥浆低档慢速地转进;若土壤为砂砾层,转进时应对泥浆的密度比重进行控制,一般以1.35~1.45为佳。如果在钻进时发现稠度不够,应及时地投放黏土,效果较好,在转孔的过程中不会有塌方等现象出现。
  3.2 清孔
  清孔时,为了防止钻孔中出现塌方等现象,应保持孔内的水位在地下水位或河流水位以上1.5~2.0 m。清洗干净护臂上附着的泥浆,并清除孔底的钻渣及泥砂等沉积物。由于钻孔的面积比较大,不易对孔底边缘的泥浆和钻渣进行清理,可用3根小钢管插入孔底中进行吹风,以翻起该部位的钻渣与泥浆。为了防止出现塌方,钢管的风管不可在砂层或砾砂层吹风,一定要保证插入到孔底的岩层内;清孔时采取上述方法,6~8 h后即可将孔底沉积物的厚度控制在5 cm以内。
  3.3 水下混凝土的灌注
  在进行水下混凝土的灌注前,应对孔底泥浆沉淀的厚度进行检测,如不符合清孔的要求,应再次进行清孔,直至其符合要求为止。在混凝土拌合物运到灌注的地点时,应对其均匀性和坍落度进行控制,如发现与要求的不符合,应进行第2次拌合,若拌合2次后发现其仍不能达到要求即不可再行利用。将钢筋骨架安放好后,应及时进行混凝土的灌注,灌注过程不可中断,应保证连续进行。在进行混凝土的灌注时,应控制混凝土的温度不得低于5 ℃,在混凝土的灌注过程中,若气温低于0 ℃时,应采取相应的保温措施。在强度未达到设计等级50%的桩顶混凝土不能发生冻害。
  应选择适宜的导管对混凝土进行灌注。组成导管的管子直径不可小于250 mm,导管应选择装有垫圈的法兰盘进行连接。在进行混凝土的灌注过程中,为了防止出现污染或者对河道或交通产生阻塞作用,应将溢出的泥浆引流到适当的地点进行处理。处于桩顶以下或地面的井口整体式刚性护筒,应在混凝土的灌注完成后立即拔出;处于地面以上的护筒部分的拆除可待灌注的混凝土抗压强度达到5 MPa后进行。当混凝土的灌注过程中使用全护筒时,应逐步对护筒进行提升,护筒的底面距离混凝土顶面的距离保持在1~2 m。在施工的过程中,灌注的桩顶标高应比设计高,一般高出0.5~1.0 m即可,以保证混凝土的强度。连接前凿出多余的部分,保证桩头无松散层。总之,在灌注混凝土的过程中,应认真仔细地观察,一旦发生故障,及时对原因进行调查,并采取有效的补救措施。
  4 参考文献
  [1] 李海泉.大体积混凝土施工控制技术[J].中国高新技术企业,2012(12):87-89.
  [2] 李强.钢筋混凝土顶管施工工艺[J].山西建筑,2012,38(17):130-132.
  [3] 车立玮.路桥混凝土的施工方法分析[J].江西建材,2012(2):169-170.
  [4] 傅德保.如何加强地下大体积混凝土施工管理[J].江西建材,2012(2):255-256.
  [5] 杨清岭,张中善,周申彬.钢管柱外包清水混凝土柱施工技术[J].安徽建筑,2012,19(2):60-61.
  [6] 史勇.圆端形墩身混凝土施工几点体会[J].内蒙古水利,2012(1):150-151.

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