钢筋混凝土工程施工

三、钢筋混凝土工程施工

(一)钢筋加工

运至工厂的钢筋应有出厂合格证明和试验报告单,运至工地后应根据不同等级,钢号、规格及生产厂家分批分类堆放,不得混淆,且应立牌以资识别,并按施工规范要求,使用前应作拉力和冷弯试验,需要焊接的钢筋应做好焊接工艺试验。

钢筋的加工包括调直、去锈、切断、弯曲和连接等工序。

1.钢筋调直去锈

调直12mm以下的钢筋,主要采用卷扬机拉直或用调直机调直,用冷拉法调直钢筋,其矫直冷拉率不得大于1%(Ⅰ级钢筋不得大于2%)。对于直径大于30mm的钢筋,可用弯筋机进行调直。

2.钢筋剪切

切断钢筋可用切断机进行。对于直径22~40mm的钢筋,一般采用单根切断,对于直径在22mm以下的钢筋,则可一次切断数根。如图8-29所示,工作时切口上的两个刀片互相配合后切断钢筋,对于直径大于40mm的钢筋,要用氧气切割或电弧切割。

3.钢筋连接

钢筋连接常用的连接方法有:焊接连接,机械连接和绑扎连接。

(1)钢筋焊接。钢筋的焊接质量与钢材的可焊性,焊接工艺有关。常用的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊和点焊等。

1)闪光对焊。具有生产效率高、操作方便、节约钢材、焊接质量高、接头受力性能好等许多优点。适用于直径10~40mm的Ⅰ~Ⅲ级热轧钢筋、直径10~25mm的Ⅳ级热轧钢筋以及直径10~25mm的热处理Ⅲ级钢筋的焊接。

图示

图8-29 钢筋切断机

1—切口刀片;2—偏心轴;3—电动机

2)电弧焊。利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧,使焊条和电弧燃烧范围内的焊件金属熔化,熔化的金属凝固后,便形成焊缝或焊接接头。电弧焊应用范围广,如钢筋的接长、钢筋骨架的焊接、钢筋与钢板的焊接、装配式结构接头的焊接及其他各种钢结构的焊接等。

钢筋电弧焊可分为搭接焊、帮条焊、坡口焊三种接头形式,如图8-30~图8-32所示。

搭接焊接头:适用于焊接直径10~40mm的Ⅰ~Ⅲ级钢筋。焊接前,钢筋宜预弯,以保证两钢筋的轴线在一直线上,使接头受力性能良好。

帮条焊接头:适用于焊接直径10~40mm的Ⅰ~Ⅲ级钢筋。帮条宜采用与主筋同级别或同直径的钢筋制作;如帮条级别与主筋相同时,帮条直径可以比主筋直径小一个规格;如帮条直径与主筋相同时,帮条钢筋级别可比主筋低一个级别。

图示

图8-30 搭接焊接头

(a)双面焊缝;(b)单面焊缝(图中括号内数值用于Ⅱ~Ⅲ级钢筋)

图示

图8-31 帮条焊接头

图示

图8-32 坡口焊接头(单位:mm)

(a)平焊;(b)立焊

坡口焊接头:适用于现场焊接装配现浇式构件接头中直径18~40mm的Ⅰ~Ⅲ级钢筋,按位置不同可分为平焊与立焊。

3)电渣压力焊。利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋端部熔化,然后施加压力使钢筋焊接在一起。用于现浇混凝土结构中竖向或斜向(倾斜度在1∶0.5范围内)、直径14~40mm的Ⅰ、Ⅱ级钢筋的连接,不得用于梁、板等构件中水平钢筋的连接。有自动与手工电渣压力焊。与电弧焊比较,它工效高,成本低。

4)电阻点焊。钢筋骨架和钢筋网中交叉钢筋的焊接宜采用电阻点焊,其所适用的钢筋直径和级别为:直径6~14mm的热轧Ⅰ、Ⅱ级钢筋,直径3~5mm的冷拔低碳钢丝和直径4~12mm的冷轧带肋钢筋。所用的点焊机有单点点焊机(用以焊接较粗的钢筋)、多头点焊机(一次焊数点,用以焊钢筋网)和悬挂式点焊机(用以平面尺寸大的骨架或钢筋网)。

(2)机械连接。钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用,将一根钢筋受力传递至另一根钢筋的连接方法。对于确保钢筋接头质量,改善施工环境,提高工作效率,保证工程进度具有明显优势。常用的钢筋机械连接类型有:挤压连接、锥螺纹连接。

1)带肋钢筋套筒挤压连接。将需要连接的带肋钢筋,插于特制的钢套筒内,利用挤压机压缩套筒,使之产生塑性变形,靠变形后的钢套筒与带肋钢筋之间的紧密咬合来实现钢筋的连接。它适用于钢筋直径为16~40mm的Ⅱ、Ⅲ级带肋钢筋的连接。

2)钢筋锥螺纹连接。把钢筋的连接端加工成锥形螺纹(简称丝头)通过锥螺纹连接套把两根带丝头的钢筋,按规定的力矩值连接成一体。适用于直径为16~40mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋的连接。

(二)模板工程

模板工程作业是钢筋混凝工程的重要辅助作业,模板工程量大,材料和劳动力消耗多,正确选择材料组成和合理组织施工,对加快施工速度和降低工程造价意义重大,模板的主要作用是对新浇塑性混凝土起成型和支承作用,同时还具有保护和改善混凝土表面质量的作用。

1.模板的基本要求

(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,以保证施工安全

(3)构造简单,装拆方便,能多次周转使用。

(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脱模,严禁隔离剂玷污钢筋与混凝土接搓处。

2.模板的基本类型

按制作材料,模板可分为木模板、钢模板、混凝土和钢筋混凝土预制模板。

按模板形状可分为平面模板和曲面模板。(https://www.daowen.com)

(1)按受力条件可分为承重模板和侧面模板;侧面模板按其支承受力方式,又分为简支模板、悬臂模板和半悬臂模板。

(2)按架立和工作特征,模板可分为固定式、拆移式、移动式和滑动式,固定式模板多用于起伏的基础部位或特殊的异形结构如蜗壳或扭曲面,因大小不等,形状各异,难以重复使用,拆移式、移动式、滑动式可重复或连续在形状一致或变化不大的结构上使用,有利于实现标准化和系列化。

(三)混凝土浇筑

1.混凝土运输

(1)混凝土水平运输。

1)有轨运输。一般有机车拖平板车立罐和机车拖侧卸罐车两种。前者在水电工程建设中应用较广泛,特别是工程量大、浇筑强度高的工程,其优点是运输能力大,运输过程中震动小,管理方便;主要缺点是要求混凝土工厂与混凝土浇筑供料点之间高差小、线路的纵坡小、转弯的半径大,对复杂的地形变化适应性差,土建工程量大,修建工期长。

2)无轨运输。一般指汽车运输,主要有混凝土搅拌车、后卸式自卸车、汽车运立罐及无轨侧卸料罐车等。汽车运输机动灵活,载重量较大,卸料迅速,应用广泛。与铁路运输相比,它具有投资少,道路容易修建,适应工地场地狭窄、高差变化大的特点。但汽车运费高,振动大,容易使混凝土料漏浆和分离,质量不如铁路平台列车,事故率较高。进行施工规划时,应尽量考虑运输混凝土的道路与基坑开挖出碴道路相结合,在基坑开挖结束后,利用出碴道路运输混凝土,以缩短混凝土浇筑的准备工期。

3)架空单轨运输。采用钢桁架和钢柱架设环行的架空运输单轨道,轨道上悬挂用电动小车牵引行驶的混凝土料斗,小车经过拌和楼装料后,驶至卸料点,将混凝土卸入中间转运车,空料斗沿环行单轨驶回拌和楼,如此反复进行。

4)皮带机运输。皮带机运输混凝土可将混凝土运送直接入仓,也可作为转料设备。直接入仓浇筑混凝土主要有固定式和移动式两种。皮带机设备简单,操作方便,成本低,生产率高,但运输流态混凝土时容易分层离析,砂浆损失较为严重,骨料分离严重;薄层运输与大气接触面大,容易改变料的温度和含水量,影响混凝土质量。

(2)混凝土垂直运输。

1)履带式起重机。履带式起重机多由开挖石方的挖掘机改装而成,直接在地面上开行,无需轨道。它的提升高度不大,但机动灵活、适应工地狭窄的地形,在开工初期能及早使用,生产率高。浇筑混凝土,常与自卸汽车配合。

2)门式和塔式起重机。门式起重机又称门机,是一种大型移动式起重设备,如图8-33(a)所示。它的下部为一钢结构门架,门架底部装有车轮,可沿轨道移动。门架下可供运输车辆通行,这样便可使起重机和运输车辆在同一高程上行驶,具有结构简单、运行灵活、起重量大、控制范围较大,工作效率较高等优点,因此在大型水利工程中应用较普遍。门机的缺点是塔制高度不大,工作时不能变幅。因此在高坝施工中,已逐渐被高架门机所代替。我国新产的MQ2000单臂架高架门机如图8-33(b)所示,起重高度可达80m,适宜于浇筑高坝和大型厂房。

图示

图8-33 门机(单位:m)

(a)四连杆门机;(b)MQ2000单臂架高架门机

塔式起重机又称塔机或塔吊,是在门架上装置高达数十米的钢塔,用于增加起重高度。其起重臂多是水平的,起重小车(带有吊钩)可沿起重臂水平移动,用以改变起重幅度,如图8-34所示。塔机可靠近建筑物布置,沿着轨道移动,利用起重小车变幅,所以控制范围是一个长方形的空间,但塔机的稳定性和运行灵活性不如门机,当有6级以上大风时,必须停止工作。由于塔顶旋转是由钢绳牵引,塔机只能向一个方向旋转180°或360°之后,再回转,而门机却可任意转动。相邻塔机运行时的安全距离要求大,相邻中心距不小于34~85m。塔机适用于浇筑高坝,并将多台塔机安装在不同的高程上,以发挥控制范围大的优点。

3)缆式起重机。缆式起重机(缆机)主要由一套凌空架设的缆索系统、起重小车、首塔架、尾塔架等组成,如图8-35所示,机房和操纵室设在首塔内。

图示

图8-34 10/25t塔式起重机(单位:m)

1—车轮;2—门架;3—塔身;4—起重臂;5—起重小车;6—回转塔架;7—平衡重

图示

图8-35 缆式起重机结构图

1—首塔;2—尾塔;3—起重小车;4—承重索;5—牵引索;6—起重索;7—重物;8—平衡重;9—机房;10—操纵室;11—索夹

缆索系统为缆机的主要组成部分,它包括承重索、起重索、牵引索和各种辅助索。承重索两端系在首塔和尾塔顶部,是缆索系统中的主索;起重索用于垂直方向升降起吊钩;牵引索用于牵引起重小车沿承重索移动。首、尾钢塔架为三角形空间结构、分别布置在两岸较高的地方。

2.混凝土的浇筑

混凝土浇筑的施工过程包括浇筑前的准备作业、入仓铺料、平仓振捣和浇筑后的养护。

(1)浇筑前的准备工作。浇筑前的准备作业包括基础面的处理,施工缝处理、立模、钢筋及预埋件的安设等。

1)基础面处理。对于岩基,一般要求清除到设计基岩面,然后进行整修。用人工清除表面松软岩石、棱角和反坡。并用高压水冲洗,压缩空气吹扫。若岩面上有油污、灰浆及杂物,还应采用钢丝刷反复刷洗,直至岩面清洁为止,再用风吹干经检验合格,才能开仓浇筑。

2)施工缝处理。施工缝是指浇筑块之间临时的水平和垂直结合缝,也就是新老混凝土之间的结合面。为了保证建筑物的整体性,在新混凝土浇筑前,必须将老混凝土表面的水泥膜(乳皮)消除干净,并使其表面新鲜清洁、形成有石子半露的麻面,以利于新老混凝土的紧密结合。但对于要进行接缝灌浆处理的纵缝面,可不凿毛,只需冲洗干净即可。

3)模板、钢筋及预埋件检查。开仓浇筑前,必须按照设计图纸和施工规范的要求,对仓面安设的模板、钢筋及预埋件进行全面检查验收,分项签发合格证,应做到规格、数量无误,定位准确,连接可靠。

4)浇筑仓面布置。浇筑仓面检查准备就绪后,水、电及照明布置妥当后,经质检部门全面检查,发给准浇证后,才允许开仓浇筑。

图示

图8-36 平层浇筑法

(2)混凝土浇筑。

1)入仓铺料。平层浇筑法。它是沿仓面长边逐层水平铺填,第一层铺填完毕并振捣密实后,再铺填振捣第二层,依次类推,直至达到规定的浇筑高程为止,如图8-36所示。

阶梯浇筑法。铺料顺序是从仓位的一端开始,向另一端推进,并以台阶形式,边向前推进,边向上铺筑,直至浇到规定的厚度,把全仓浇完,如图8-37(a)所示。

斜层浇筑法。当浇筑仓面大,混凝土初凝时间短,混凝土拌和、运输浇筑能力不足时,可采用斜层浇筑法,如图8-37(b)所示。

图示

图8-37 阶梯浇筑法和斜层浇筑法(单位:m)

(a)阶梯浇筑法;(b)斜层浇筑法

2)平仓。就是把卸入仓内成堆的混凝土均匀铺平到要求的厚度。

3)振捣。振捣的目的是使混凝土密实,并使混凝土与模板、钢筋及预埋件紧密结合,从而保证混凝土的最大密实性。振捣是混凝土施工中最关键的工序,应在混凝土平仓后立即进行。

(3)混凝土的养护。混凝土浇筑完毕后,在一个相当长的时间内,应保持其适当的温度和足够的湿度,以造成混凝土良好的硬化条件,可以防止其表面因干燥过快而产生干缩裂缝,又可促使其强度不断增长。