李 鯤
(四川省觀紫道橋工程有限公司, 四川閬中 637400)
鋼筋混凝土結構在建筑中的應用已很普遍,就其力學性能而言,鋼筋混凝土結構具有較強的耐久性以及剛性,在組成上,涉及到兩大類力學性能迥異的材料,即具有較強抗壓性能的混凝土材料以及較強抵抗形變性能的鋼筋材料,而鋼筋混凝土材料恰恰綜合了此兩類材料的優點,從而互相補充,合理利用兩類材料的強度。在鋼筋混凝土結構廣泛應用的今天,對其質量控制顯得較為關鍵,須依據相應規范開展施工作業,并于工程全過程實現高效的質量控制,確保鋼筋混凝土結構符合設計要求。其中對于模板工程、鋼筋工程以及混凝土工程等須重視,做好工程中的質量控制。
混凝土材料即由水泥、砂石等材料依據特定比例組合而成的具有優異力學性能的建筑材料。混凝土材料凝固后具有較好的抗壓性能,可用于建筑基礎等承載部位,但其抗拉性能較差,為提升實際應用中混凝土效能,采用鋼筋與其進行搭配使用,將鋼筋與混凝土粘結成一個整體,共同承受外力,可應用于承受拉應力的板及梁部位,其中,鋼筋可承受混凝土開裂后的拉應力,使得鋼筋的抗拉性能以及混凝土的抗壓性能均得到有效發揮,不斷提升建筑結構中梁及板的承載能力。
鋼筋混凝土結構具有較優的抗熱及耐久性能,可提升建筑結構的整體可靠性能。然而在實際應用中也存在著一定的問題,表現在以下幾方面:首先,鋼筋混凝土板易出現裂縫,通過對裂縫現象的觀測以及深入的理論分析,探討了裂縫的產生原因:一是水硬性材料水泥干縮產生的裂縫,此類裂縫多為細小裂縫,常出現于混凝土板的表面,水泥在硬化初期缺水時將產生裂縫。為有效防止此類裂縫的產生,需注重施工過程中的養護工作,以保溫材料覆蓋混凝土構件并定時灑水;二是溫差引發的裂縫,常出現于環境溫差變化較明顯的長構件表面;三是荷載施加過早引發裂縫;四是應力集中型裂縫,存在于建筑結構板的轉角或支座;五是其他原因如施工縫處理不當或硬化期模板移位等引發的混凝土板裂縫問題。其次,難以有效控制預拌混凝土塌落度,且缺乏明確的塌落度指標要求,直接影響混凝土澆筑質量。再次,在高溫環境中,易產生貫穿性表面裂縫,這是降溫收縮與受熱膨脹的共同作用引起的,屬非結構性裂縫,開縫界面應力集中也進一步加深了裂縫,同時影響混凝土結構的剛度及耐久性能。
從力學性能及結構而言,鋼筋混凝土具有較優的耐久性能及剛度。鋼筋混凝土結構的組成包括兩類力學性能差異較大的材料:抗壓性能較好的混凝土材料以及抗拉性能較好的鋼筋材料,二者互為補充。施工中需注意鋼筋工程的規格參數、混凝土質量性能以及鋼筋處于混凝土結構中的位置等,建立全面的鋼筋混凝土結構施工質量管理及控制體系,確保各司其職。
依據工程實際開展模板及支架工程的設計,要求模板的強度及穩定性均達到規范要求,以承受施工荷載以及混凝土的側向壓力。模板工程的安裝及拆除均需遵循標準化技術方案,以保障工程施工安全,預防傷亡事故。
模板安裝工程中,質量控制點包括以下幾方面:模板接縫需平整,隔離劑應對建筑結構及裝飾性能均相容;嚴格按照設計方案及標準對模板界面、標高及軸線尺寸進行復核,注意梁板起拱要求,并合理設計起拱高度;在上層樓板及支架的安裝中,須復核下層樓板的荷載承受能力;在混凝土澆筑前須對模板進行清潔灑水處理;模板安裝中須注意允差要求,上、下層支架安裝中需鋪設墊板,并使對應的立柱處于同一豎直線上,以避免混凝土結構受力過大。
拆除模板的前提是混凝土強度達到相應標準及要求,對于懸臂構件底模而言,當混凝土強度達到設計強度時方可開始模板的拆除工作,且拆除過程中需避免發生混凝土邊角脫落現象;在拆模中需嚴格依據論證方案進行施工,并嚴格做好施工記錄,以便于后期施工質量分析,對于復雜的大型模板拆模工程應組織專家進行方案論證及審核。
2.2.1鋼筋原材料質量控制
鋼筋工程中鋼筋原材料的質量性能直接影響到工程整體性能,鋼筋材料采購進場前須檢查合格證及性能測試的檢驗報告,并依據國家現行相關標準對進場鋼筋原材料進行抽樣性能測試,如重量、尺寸偏差及力學性能測試等,對材料外觀進行檢查,存在可疑點時還需進行化學分析,所有檢測結果符合相關規定后方可應用于工程施工中。考慮到鋼筋材料是鋼筋混凝土工程中主要的承拉組件,須嚴格落實鋼筋材料的檢驗標準,從嚴要求,建立合理的抽樣檢驗標準,并分批次開展原材料的性能檢測。當鋼筋材料在力學性能測試中出現故障斷裂時,應對本批次鋼筋材料進行化學成分檢測,做好鋼筋原材料的質量控制。
2.2.2鋼筋的制作和綁扎質量控制
鋼筋的現場加工須符合設計規范及施工要求,在鋼筋加工棚內按圖放樣,并注意轉角及下料尺寸等細節的質量控制,鋼筋制作完成后應分類存放整齊,并做好標識。在梁板柱鋼筋的位置控制中須做好鋼筋保護層的控制,避免表層混凝土層脫落使鋼筋銹蝕而影響鋼筋混凝土結構的使用壽命。鋼筋保護層過薄將加速鋼筋的銹蝕,而保護層過厚將不利于構件受力性能的有效發揮。因此,保護層設計須配置合適的砂漿墊塊,以利于確保混凝土保護層厚度。須重點強化對梁受力筋排距的控制,以避免混凝土澆筑過程中發生鋼筋位移,進而影響構件的受力性能。此外,鋼筋位置偏移發生時須對柱筋與橫筋做加固處理,混凝土澆筑前須依據軸線對鋼筋位置進行定位控制。
對受力鋼筋彎折、彎弧內直徑及平直長度的規范化要求有利于實現鋼筋混凝土結構的協同受力,因此對于鋼筋制作過程的質量控制有利于確保結構質量。此外,對鋼筋須進行重量、尺寸參數偏差以及力學性能的測試,力學性能中強度等參數須滿足相關標準,偏差應符合規定要求。鋼筋調直包括兩部分,如盤卷鋼筋和直條鋼筋,須對于調直后的伸長率進行復核。直條鋼筋調直即利用直條供貨鋼筋對焊后進行冷拉,調直后檢驗焊接質量。以避免過度冷拉對力學性能的影響,最后依據相關規范檢驗調直后鋼筋性能質量。
鋼筋的連接質量控制中,需嚴格控制鋼筋及同距位接頭數量,于彎矩最小處設置接頭,受拉筋及受壓筋的接頭數量應分別控制于50 %及25 %以內。目前鋼筋的主要連接方式包括機械連接、焊接連接以及搭接等,鋼筋的機械連接主要為套筒連接,焊接接頭包括氣壓焊及電弧焊等,焊接質量高并且可極大地減少鋼筋的使用量,有利于高效的成本控制,但存在接頭質量控制較難的問題,需依據相關標準及規范合理確定焊接的技術參數及焊接人員的技能水平;搭接連接的通常只應用于小型鋼筋,其傳力性能較差且鋼材的耗費較大;螺紋套筒連接具有可靠性好,便于操作等優勢,可實現高效的施工管理與控制,因此在施工過程中可優先選用套筒連接。此外,施工現場須抽樣進行抗拉強度以及安裝質量檢驗,依據設計需求開展特殊性能的測試,并按批次進行性能檢驗與驗收。
混凝土工程質量控制對于有效發揮建筑整體性能是至關重要的,需從施工過程的各個階段進行高效的質量控制。
(1)在鋼筋混凝土的施工過程中,澆筑混凝土時需考慮間歇時間的問題,按規定進行施工縫的處理,并依據混凝土抗壓強度適時開展混凝土灌注,在硬化混凝土表面進行混凝土澆筑時,須首先去除表面的水泥薄膜及軟混凝土層,做好清潔工作,并預先鋪抹水泥漿層;
(2)對于結構早期發現的開裂須做好控制,包括鋼筋混凝土配比的優化調整、構件配筋的改善以及水化熱的消除。現澆混凝土板鋼筋保護層不夠厚將加速鋼筋的銹蝕,進而脹裂混凝土,產生縱向銹蝕裂縫。因此需避免在結構內力突變節點及強度等級突變部位設置施工縫,以避免產生新老混凝土結合裂縫。在高氣溫環境中,為避免早期失水,須做好前期的模板潤濕工作,有利水泥充分水化;
(3)依據施工環境氣象條件以及構件類型等設計混凝土坍落度指標,進而確定混凝土的澆筑坡度及混凝土凝固時間;最后,嚴格絕熱溫度控制,完善一系列測溫制度及控溫措施,冬季注意室內外溫差,并加強表面保溫處理,夏季混凝土施工時,水化反應快造成運輸中坍落度損失大,為改善混凝土性能需提前做好模板的冷卻處理,避免混凝土失水導致劇烈干縮產生裂縫。
鋼筋混凝土結構具有較強的耐久性以及剛性,且兼具較強抗壓性能的混凝土材料以及較強抵抗形變性能的鋼筋材料的優勢。鋼筋混凝土工程的工程質量管理是一項系統化工作,為保證鋼筋混凝土施工質量,須統一混凝土結構工程質量驗收標準,并依據技術標準開展施工,而目前質量管理體系運行欠佳,須優化施工組織設計方案,以提升鋼筋混凝土結構工程施工質量。考慮到施工過程受各風險影響,因此需運用動態控制原理對施工過程進行控制。鋼筋混凝土結構施工質量控制包括模板工程質量控制、施工中的質量控制、混凝土工程質量控制。施工中須注意鋼筋工程的規格參數、混凝土質量性能以及鋼筋處于混凝土結構中的位置等,建立全面的鋼筋混凝土結構施工質量管理及控制體系,對鋼筋混凝土質量進行有效控制。