一、模板
1.模板的种类
钢筋混凝土结构中,模板工程是相当重要的一项工序。随着生产的发展,模板的用材、支撑方式、施工方法都有很大的变化和发展。
从用材方面来看,最早是木板拼合成的木模,后来是用钢模,近几年来又用夹板(胶合板)模、塑料壳模等。
从其形式来看有:
(1)整体式的模板,大多用于整体支模的框架类型的建筑。其柱、梁、板连成整体,在其中绑钢筋、浇筑混凝土。
(2)定型模板,如大模板、杯型基础芯模、板柱结构的柱帽模,它们以定型尺寸制作的模板,可以在一个工程中重复使用。
(3)筒子式模板,一般用于较长的筒壳结构、隧道结构施工。它可以做成定型的移动使用。
(4)台模或飞模,是适用于少梁框架结构及板柱结构的楼板的模板。它做成同开间同柱网的一个平台,上铺模板成台,可以整体支、拆及吊出(称飞出)放到上一层结构施工,故称台模或飞模。
(5)滑升模板,用于筒体结构及筒仓和烟囱之类的构筑物。这是需用千斤顶等附带机具的整体联合的模板。
2.对模板的技术要求
模板系统包括模板和支撑两大部分。模板俗称壳子板,是形成混凝土构件的外壳造型,是与混凝土直接接触的板面;支撑是支承和撑牢模板的骨架,以保证其位置的准确和承担钢筋、混凝土、施工荷载的作用。因此对模板系统的技术要求有:
(1)保证工程结构和构件各部分形状尺寸和相互位置的正确。
(2)具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇筑混凝土的自重和侧压力,以及在施工过程中所产生的荷载。
(3)构造简单,装拆方便,并便于钢筋的绑扎、安装和混凝土的浇筑、养护等要求。
(4)模板的接缝不应漏浆。
(5)模板与混凝土的接触面应涂隔离剂,对油质类等影响结构或妨碍装饰工程施工的隔离剂不宜采用,严禁隔离剂污染钢筋及混凝土接槎处。
(6)对钢模板要拆后及时清理,钢支架应防止生锈,总之要进行定期的维修、整形。
二、钢筋工程施工
1.钢筋加工
1)钢筋除锈
钢筋的表面应洁净。油渍、漆污和用锤敲击时能剥落的浮皮、铁锈等,应在使用前清除干净。在焊接前,焊点处的水锈应清除干净。
钢筋的除锈一般可通过以下两个途径:一是在钢筋冷拉或钢丝调直过程中除锈,对大量钢筋的除锈较为经济省力;二是用机械方法除锈。如采用电动除锈机除锈,对钢筋的局部除锈较为方便。还可采用手工除锈(用钢丝刷、砂盘)、喷砂和酸洗除锈等。
2)钢筋调直
钢筋的调直是在钢筋加工成型之前,对热轧钢筋进行矫正,使钢筋成为直线的一道工序。钢筋调直的方法分为机械调直和人工调直。以盘圆供应的钢筋在使用前需要进行调直,调直应优先采用机械方法调直,以保证调直钢筋的质量。
3)钢筋切断
(1)断丝钳切断法:主要用于切断直径较小的钢筋,如钢丝网片、分布钢筋等。
(2)手动切断机切断法:主要用于切断直径在16mm以下的钢筋,其手柄长度可根据切断钢筋直径的大小来调,以达到切断时省力的目的。
(3)液压切断器切断法:切断直径在16mm以上的钢筋。
4)钢筋弯曲成型
弯曲成型是指将钢筋加工成设计图纸要求的形状。常用弯曲成型设备是钢筋弯曲成型机,也有的采用简易钢筋弯曲成型装置。
钢筋弯钩和弯折的有关规定如下:
(1)受力钢筋。
①HPB300级钢筋末端应作180°弯钩,其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍,弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍。
②当设计要求钢筋末端需作135°弯钩时,300MPa级、400MPa级、500MPa级钢筋的弯弧内直径D不应小于钢筋直径的4倍,弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求。
③钢筋作不大于90°的弯折时,弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。
(2)箍筋。除焊接封闭环式箍筋外,箍筋的末端应作弯钩。弯钩形式应符合设计要求;当设计无具体要求时,应符合下列规定:
①箍筋弯钩的弯弧内直径除应满足前述受力钢筋要求外,尚应不小于受力钢筋的直径。
②箍筋弯钩的弯折角度:对一般结构,不应小于90°;对有抗震等要求的结构应为135°。
③钢筋弯后的平直部分长度:对一般结构,不宜小于箍筋直径的5倍;对有抗震等要求的结构,不应小于箍筋直径的10倍。
2.钢筋连接
钢筋的连接可分为两类:绑扎搭接;机械连接或焊接。当受拉钢筋的直径d>28mm及受压钢筋的直径d>32mm时,不宜采用绑扎搭接接头。
1)钢筋绑扎搭接连接
绑扎搭接连接是用20~22号铁丝将两段钢筋扎牢使其连接起来,以达到接长的目的。
(1)同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。
(2)钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度,凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头,均属于同一连接区段。当钢筋直径相同时,钢筋搭接接头面积百分率为50%。
(3)位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率:对梁类、板类及墙类构件,不宜大于25%;对柱类构件,不宜大于50%。
(4)在任何情况下,纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度不应小于300mm,纵向受压钢筋的受压搭接长度不应小于200mm。
2)钢筋焊接连接
(1)钢筋闪光对焊:是将两根钢筋安放成对接形式,利用焊接电流通过两根钢筋的接触点产生的电阻热,使接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。
(2)钢筋电阻点焊:是将两根钢筋安放成交叉叠接形式,压紧于两电极之间,利用电阻热熔化母材金属,加压形成焊点的一种压焊方法。
(3)钢筋电弧焊:是以焊条作为一极,钢筋为另一极,利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。
(4)钢筋电渣压力焊:是将两根钢筋安放成竖向对接形式,利用焊接电流通过两根钢筋端面间隙,在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程,产生电弧热和电阻热,熔化钢筋,加压完成的一种压焊方法。
3)钢筋机械连接
(1)钢筋套筒挤压连接:是将两根待接钢筋插入钢套筒,用挤压连接设备沿径向挤压钢套筒,使之产生塑性变形,依靠变形后的钢套筒与被连接钢筋纵、横肋产生的机械咬合成为整体的钢筋连接方法。
(2)钢筋锥螺纹套筒连接:是将两根待接钢筋端头用套丝机做出锥形外丝,然后用带锥形内丝的套筒将钢筋两端拧紧的钢筋连接方法。
(3)钢筋镦粗直螺纹套筒连接:是先将钢筋端头镦粗,再切削成直螺纹,然后用带直螺纹的套筒将钢筋两端拧紧的钢筋连接方法。
(4)钢筋滚压直螺纹套筒连接:是利用金属材料塑性变形后冷作硬化增强金属材料强度的特性,使接头与母材等强的连接方法。根据滚压直螺纹成型方式,又可分为直接滚压螺纹、压肋滚压螺纹、剥肋滚压螺纹三种类型。
3.钢筋安装
1)钢筋现场绑扎
钢筋绑扎用的铁丝,可采用20~22号铁丝,其中22号铁丝只用于绑扎直径12mm以下的钢筋。
控制混凝土保护层厚度采用水泥砂浆垫块或塑料卡。水泥砂浆垫块的厚度应等于保护层厚度。垫块的平面尺寸:当保护层厚度等于或小于20mm时为30mm×30mm,大于20mm时为50mm×50mm。当在垂直方向使用垫块时,可在垫块中埋入20号铁丝。
2)基础钢筋绑扎
(1)工艺流程:清理垫层、划线→摆放下层钢筋→摆放钢筋撑角→绑扎上层钢筋→绑扎柱墙预留钢筋。
(2)施工要点:
①钢筋网的绑扎。四周两行钢筋交叉点应每点扎牢。中间部分交叉点可相隔交错扎牢,但必须保证受力钢筋不位移。双向主筋的钢筋网,则须将全部钢筋相交点扎牢。绑扎时应注意相邻绑扎点的铁丝扣要成八字形,以免网片歪斜变形。
②基础底板采用双层钢筋网时,在上层钢筋网下面应设置钢筋撑脚或混凝土撑脚,以保证钢筋位置正确。
钢筋撑脚每隔1m放置一个。其直径选用:当板厚h≤30cm时,为8~10mm;当板厚h=30~50mm时,为12~14mm;当板厚h>50cm时,为16~18mm。
③钢筋的弯钩应朝上,不要倒向一边,但双层钢筋网的上层钢筋弯钩应朝下。
④独立柱基础为双向弯曲,其底面短边的钢筋应放在长边钢筋的上面。
⑤现浇柱与基础连接用的插筋,其箍筋应比柱的箍筋缩小一个柱筋直径,以便连接。插筋位置一定要固定牢靠,以免造成柱轴线偏移。
⑥对厚片筏上部钢筋网片,可采用钢管临时支撑体系。
3)柱钢筋绑扎
(1)工艺流程:调整插筋位置,套入箍筋→立柱子四个角的主筋→绑扎插筋接头→绑扎立柱内其余主钢筋→将柱骨架钢筋绑扎成型。
(2)施工要点:
①柱中的竖向钢筋搭接时,角部钢筋的弯钩应与模板呈45°(多边形柱为模板内角的平分角,圆形柱应与模板切线垂直)。中间钢筋的弯钩应与模板呈90°。如果用插入式振捣器浇筑小型截面柱时,弯钩与模板的角度不得小于15°。
②箍筋的接头(弯钩叠合处)应交错布置在四角纵向钢筋上,箍筋转角与纵向钢筋交叉点均应扎牢(箍筋平直部分与纵向钢筋交叉点可间隔扎牢),绑扎箍筋时绑扣相互间应呈八字形。
③下层柱的钢筋露出楼面部分,宜用工具式柱箍将其收进一个柱筋直径,以利上层柱的钢筋搭接。当柱截面有变化时,其下层柱钢筋的露出部分必须在绑扎梁的钢筋之前先行收缩准确。
④框架梁、牛腿及柱帽等钢筋,应放在柱的纵向钢筋内侧。
⑤柱钢筋的绑扎应在模板安装前进行。
4)墙钢筋绑扎
(1)工艺流程:调整墙体预留插筋位置→绑扎横向定位钢筋→绑扎竖向分布筋→绑扎横向分布筋→绑扎拉筋。
(2)施工要点:
①墙(包括水塔壁、烟囱筒身、池壁等)的垂直钢筋每段长度不宜超过4m(直径≤12mm)或6m(直径>12mm),水平钢筋每段长度不宜超过8m,以利绑扎。
②墙的钢筋网绑扎同基础,钢筋的弯钩应朝向混凝土内。
③采用双层钢筋网时,在两层钢筋间应设置撑铁,以固定钢筋间距。撑铁可用直径6~10mm的钢筋制成,长度等于两层网片的净距,间距约为1m,相互错开排列。
④墙的钢筋可在基础钢筋绑扎之后、浇筑混凝土前插入基础内。
⑤墙钢筋的绑扎也应在模板安装前进行。
5)梁钢筋绑扎
(1)工艺流程:绑扎主梁钢筋→绑扎次梁钢筋→梁的高度较小时,梁的钢筋架空在梁顶上绑扎,然后再落位;梁的高度较大(≥1.0m)时,梁的钢筋宜在梁底模上绑扎,其两侧模或一侧模后装。
(2)施工要点:
①纵向受力钢筋采用双层排列时,两排钢筋之间应垫以直径≥25mm的短钢筋,以保持其设计距离。
②箍筋的接头(弯钩叠合处)应交错布置在两根架立钢筋上。其余同柱。
③框架节点处钢筋穿插十分稠密时,应特别注意梁顶面主筋间的净距要有30mm,以利浇筑混凝土。
④梁钢筋的绑扎与模板安装之间的配合关系:梁的高度较小时,梁的钢筋架空在梁顶上绑扎,然后再落位;梁的高度较大(≥1.0m)时,梁的钢筋宜在梁底模上绑扎,其两侧模或一侧模后装。
6)板钢筋绑扎
(1)工艺流程:清理垫层→摆放下层钢筋并固定绑扎→双层钢筋时摆放钢筋撑角→安装管线→绑扎上层钢筋。
(2)施工要点:
①现浇楼板钢筋的绑扎是在梁钢筋骨架放下之后进行的。在现浇楼板钢筋铺设时,对于单向受力板,应先铺设平行于短边方向的受力钢筋,后铺设平行于长边方向分布钢筋;对于双向受力板,应先铺设平行于短边方向的受力钢筋,后铺设平行于长边方向的受力钢筋。且需特别注意,板上部的负筋、主筋与分布钢筋的相交点必须全部绑扎,并垫上保护层垫块。如楼板为双层钢筋时,两层钢筋之间应撑铁,以确保两层钢筋之间的有效高度,管线应在负筋没有绑扎前预埋好,以免施工人员施工时过多地踩倒负筋。
②板、次梁与主梁交叉处,板的钢筋在上,次梁的钢筋居中,主梁的钢筋在下;当有圈梁或垫梁时,主梁的钢筋在上。
③板的钢筋网绑扎与基础相同。但应注意板上部的负筋,要防止被踩下,特别是雨篷、挑檐、阳台等悬臂板。要严格控制负筋位置,以免拆模后断裂。
4.植筋施工
在钢筋混凝土结构上钻出孔洞,注入胶黏剂,植入钢筋,待其固化后即完成植筋施工。用此法植筋,犹如原有结构中的预埋筋,能使所植钢筋的技术性能得以充分利用。
三、混凝土工程施工
混凝土工程施工包括混凝土拌合料的制备、运输、浇筑、振捣、养护等工艺过程。传统的混凝土拌合料是在混凝土配合比确定后在施工现场进行配料和拌制,近年来上海地方混凝土采取了工业化生产,实现了混凝土集中预拌,商品化供应混凝土拌合料减少了粉尘对环境的污染和材料的浪费。
1.混凝土浇筑
混凝土浇筑就是将混凝土放入已安装好的模板内并振捣密实,以形成符合要求的结构或构件的施工过程,包括布料、振捣、抹平等工序。
混凝土浇筑的基本要求如下:
(1)混凝土应分层浇筑,分层捣实,但两层混凝土浇捣时间间隔不得超过规范规定。
(2)浇筑应连续作业,在竖向结构中如浇灌高度超过3m时,应采用溜槽或串筒下料。
(3)在浇筑竖向结构混凝土前,应先在浇筑处底部填入50~100mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥浆或水泥砂浆(接浆处理)。
(4)浇筑过程应经常观察模板及其支架、钢筋、埋设件和预留孔洞的情况,当发现有变形或位移时,应立即快速处理。
2.混凝土振捣
在浇筑过程中,必须使用振捣工具振捣混凝土,尽快将拌合物中的空气振出,因为空气含量太多的混凝土会降低强度。用于振捣密实混凝土拌合物的机械,按其作业方式可分为:内部振动器、表面振动器、外部振动器和振动台。
3.混凝土养护
混凝土养护方法有:自然养护、蒸汽养护、蓄热养护等。
对混凝土进行自然养护,是指在平均气温高于5℃的条件下于一定时间内使混凝土保持湿润状态。自然养护又可分为洒水养护和喷洒塑料薄膜养生液养护等。
洒水养护是用吸水保温能力较强的材料(如草帘、芦席、麻袋、锯末等)将混凝土覆盖,经常洒水使其保持湿润。养护时间长短取决于水泥品种,硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不少于7d;火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥拌制的混凝土不少于14d;有抗渗要求的混凝土不少于14d。洒水次数以能保持混凝土具有足够的润湿状态为宜。养护初期和气温较高时,应增加洒水次数。
喷洒塑料薄膜养生液养护适用于不易洒水养护的高耸构筑物和大面积混凝土结构及缺水地区。对于表面积大的构件(如地坪、楼板、屋面、路面等),也可用湿土、湿砂覆盖,或沿构件周边用黏土等围住,在构件中间蓄水进行养护。
混凝土必须养护至其强度达到1.2MPa以上,才准在上面行人和架设支架、安装模板,且不得冲击混凝土,以免振动和破坏正在硬化过程中的混凝土的内部结构。
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