淺論鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量管理
一 概況
泉州市金雞攔河閘重建工程是省、市兩級(jí)重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目,也是泉州市極其重要的民生、德政、國(guó)防工程。它是一座具有灌溉、供水、防洪等綜合效益的大型水利樞紐工程,是泉州人民的“生命閘”。工程初設(shè)總概算為18976萬(wàn)元,其中主體工程概算為8393萬(wàn)元,鋼筋砼工程量約60000m3,占相當(dāng)大的比例。因此分析鋼筋混凝土施工質(zhì)量管理,是保證泉州市金雞攔河閘重建工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
二 鋼筋混凝土施工中的一些通病的原因及糾正措施和對(duì)策
混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,有的甚至只有設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%,究其原因是多方面的?,F(xiàn)摘其主要事項(xiàng)進(jìn)行分析和探討:
1.思想道德方面。存心偷工減料以謀利,對(duì)此情況只有加強(qiáng)職業(yè)道德和法制教育,屬于此類(lèi)事項(xiàng),質(zhì)量根本無(wú)從談起。
2.材料方面?;炷潦怯伤?、石子、砂子、水等材料拌和而成 , 每種材料品質(zhì)的優(yōu)劣都會(huì)影響混凝土強(qiáng)度。
(1)水泥在貯存期間,受潮濕或疊堆太高,以及未按時(shí)翻包,可致使結(jié)成硬塊;另則水泥本身袋重不足,施工時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn),又未進(jìn)行調(diào)整,從而影響混凝土質(zhì)量。
(2)砂、石料本身強(qiáng)度低,砂子顆粒細(xì),石子針片狀多和泥土等雜質(zhì)含量大, 以及未按大小搭配使用,骨料級(jí)配不均勻,都會(huì)影響混凝土密實(shí)度又浪費(fèi)水泥。
(3)用水問(wèn)題。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),在沿海地區(qū)進(jìn)行海堤(海塘)等防潮工程建設(shè)中,個(gè)別實(shí)施人員為了省事,就近取用咸水來(lái)拌合混凝土,造成混凝土碳化加快,縮短混凝土老化年限。
3.施工操作方面?;炷恋氖┕み^(guò)程:配料計(jì)量→拌合→輸送→澆筑→振搗→養(yǎng)護(hù)→拆模。各種過(guò)程都要進(jìn)行質(zhì)量管理,才能確保混凝土的質(zhì)量。
(1)水灰比的控制問(wèn)題。從施工角度來(lái)說(shuō),水灰比較大,便于施工操作,而且可以減少蜂窩麻面的出現(xiàn)。但是水不能太多,水灰比太大會(huì)嚴(yán)重地降低混凝土的強(qiáng)度。有關(guān)試驗(yàn)資料表明:水灰比增加0.1,混凝土強(qiáng)度會(huì)降低0.3~0.5N/mm2,在實(shí)踐中,施工現(xiàn)場(chǎng)大都為露天,受環(huán)境的影響較大,尤其是雨后砂、石含水量增加,如沒(méi)有扣除其含水率,及時(shí)調(diào)整含水量,可能導(dǎo)致水灰比變大,混凝土坍落度加大,降低混凝土的強(qiáng)度。因此,應(yīng)加強(qiáng)水灰比的控制。
(2)蜂窩麻面問(wèn)題。蜂窩麻面產(chǎn)生的原因主要有材料及施工兩個(gè)方面。材料方面:石子顆粒較大 , 超過(guò)鋼筋凈距的3/4,木模板粗糙、不嚴(yán)密,產(chǎn)生漏漿;混凝土攪拌不均勻,造成砂漿與石子分離;振搗不認(rèn)真,振搗時(shí)間和振搗的間距未按操作規(guī)定進(jìn)行。嚴(yán)重的在梁板交接處形成連續(xù)線(xiàn)條狀的空洞。
(3) 表面起皮、龜裂和斷棱、缺角。起皮、龜裂等問(wèn)題,不少是由于趕工期,混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度即拆模,尤其是木模更容易引起脫皮,另外是施工養(yǎng)護(hù)問(wèn)題?;炷帘砻姹┞队诳臻g,尤其是天氣熱、溫度高,水份蒸發(fā)快,而混凝土凝結(jié)過(guò)程又必須吸收水份,否則會(huì)產(chǎn)生起皮和龜裂現(xiàn)象。為解決龜裂問(wèn)題,混凝土表面應(yīng)加以覆蓋,并按規(guī)定時(shí)間澆水養(yǎng)護(hù)就可解決龜裂問(wèn)題。尤其是大體積混凝土更應(yīng)加強(qiáng)覆蓋和養(yǎng)護(hù),以降低混凝土內(nèi)外溫差,達(dá)到減輕或避免裂縫的出現(xiàn)。
(4) 跑模、脹模影響外型尺寸。主要是由于模板支撐不夠牢固造成,施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)施工人員鑿除超過(guò)外型尺寸的混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象,嚴(yán)重的甚至造成施工中出現(xiàn)模板、支撐坍塌造成人員傷亡事故。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,混凝土施工技術(shù)水平不斷提高,施工速度也加快了。考慮振搗器具、功率、運(yùn)輸斗車(chē)容量增大,以及采用泵送混凝土,提高混凝土澆筑速度等而在規(guī)范中增加了模板和支撐設(shè)計(jì)的要求。模板和支撐必須滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求,以避免失穩(wěn)和坍塌,而施工現(xiàn)場(chǎng)往往按傳統(tǒng)的做法和經(jīng)驗(yàn)施工。規(guī)范中規(guī)定對(duì)墻、梁、柱等新澆筑混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力可根據(jù)混凝土澆筑速度按以下兩公式計(jì)算,并取較小值設(shè)計(jì)
F=γcH(靜力壓力公式)(a)
F=0.22γctoβ1β2V1/2 (b)
式中:F―新澆混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2;
γc―混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m3;
H―混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總高度,m;
to―新澆混凝土的初凝時(shí)間,可按實(shí)測(cè)確定,當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí),可采用to =200/(T+15)計(jì)算(T為混凝土的溫度);
β1―外加劑影響系數(shù),不摻外加劑時(shí)取1.0,摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)取1.2;
β2―混凝土坍落度影響修正系數(shù),當(dāng)現(xiàn)落度小于30mm時(shí),取0.85,坍落度為50~90mm時(shí),取1.0,坍落度110~150mm時(shí),取1.15;
V―混凝土的澆筑速度。
由式(b)中可以看到側(cè)壓力與澆筑速度V關(guān)系重大。
如果不根據(jù)側(cè)壓力情況設(shè)計(jì)模板的支撐和連結(jié)緊固構(gòu)件,就會(huì)產(chǎn)生跑模、脹模的問(wèn)題。
(5)懸挑結(jié)構(gòu)固定端上部混凝土斷裂。懸挑結(jié)構(gòu)如陽(yáng)臺(tái)、雨蓬等上部處于負(fù)彎矩的受力的情況,尤其靠近固定端的負(fù)彎矩最大,由于有的施工操作人員不清楚結(jié)構(gòu)受力情況,認(rèn)為懸挑結(jié)構(gòu)也象一般梁和板一樣,受力鋼筋設(shè)在結(jié)構(gòu)下部,而在施工時(shí)把上部受力鋼筋踩到下面,造成上部沒(méi)有受力鋼筋或者鋼筋數(shù)量不足,導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。實(shí)際生活中出現(xiàn)的陽(yáng)臺(tái)坍塌事故都是這種情況引起的。
(6)材料消耗大。施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,又出現(xiàn)水泥用量超定額。分析其原因有:①除了有意偷工減料外,現(xiàn)場(chǎng)管理不認(rèn)真,加料不按級(jí)配,亂用細(xì)砂,增加用水量,外加劑控制不準(zhǔn),攪拌不均勻等,迫使試驗(yàn)室開(kāi)出的配合比, 采用保守措施,增加水泥用量;②《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ107-87)首先提出用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法判定混凝土質(zhì)量?!痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002))和《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB50164-92)都要求用標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行管理,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,為保證混凝土達(dá)到95%的合格率,控制下限(TL)為1.645δ,規(guī)范規(guī)定混凝土的施工配合比為:
fcu,o= fcu,k +1.645δ
式中:fcu,o―混凝土配制強(qiáng)度;
fcu,k―混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
δ―混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。
由于施工單位提供不出實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)偏差,配合比公式雖然一樣,試驗(yàn)室擔(dān)心施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工質(zhì)量管理不嚴(yán),為確?;炷临|(zhì)量而加大δ,造成水泥用量的浪費(fèi)。
三 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量管理的一些探討
1.混凝土試塊的制作必須規(guī)范化?;炷两Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)度自拌合澆筑后即不斷發(fā)展 , 甚至幾年后還在增加。施工驗(yàn)收時(shí)判斷其強(qiáng)度是以混凝土28天的強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn), 因此,混凝土實(shí)物質(zhì)量的評(píng)定,自然出現(xiàn)滯后性。要獲得混凝土結(jié)構(gòu)的真正強(qiáng)度必須在混凝土結(jié)構(gòu)上直接進(jìn)行非破損試驗(yàn)。對(duì)此,目前尚無(wú)切實(shí)可靠、方便易行的方法,而是隨機(jī)抽樣制作混凝土試塊,經(jīng)28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后才進(jìn)行試驗(yàn),以子樣來(lái)評(píng)定混凝土結(jié)構(gòu)母體的質(zhì)量。因此,試塊的制作的規(guī)施化很重要。
2.要提高混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量管理,嚴(yán)格控制混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量評(píng)定雖然只控制下限(TL)即fcu,min,沒(méi)有控制上限即fcu,max,但如果fcu,max偏差過(guò)大,則出現(xiàn)超強(qiáng)過(guò)多,同時(shí)亦造成水泥用量的浪費(fèi)。配合比設(shè)計(jì)時(shí),可利用混凝土的后期強(qiáng)度。由于大型工程施工周期長(zhǎng),荷載是逐步增加的,所以可以充分利用混凝土的后期強(qiáng)度,如f45、f60、f90取代f28的強(qiáng)度。這樣可以減少一定的水泥用量,可以降低水泥的水化熱。據(jù)測(cè)定,每增減10┧水泥,可使混凝土的溫度升降1℃。
3.應(yīng)推行全面質(zhì)量管理(TQC)。必要時(shí)建立QC(質(zhì)量管理)小組,開(kāi)展質(zhì)量管理活動(dòng),針對(duì)存在問(wèn)題找原因,采取對(duì)策措施,以提高質(zhì)量。
4.運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù),控制質(zhì)量。盡量收集數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)偏差。必要時(shí)增加混凝土試樣組數(shù),以便采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)公式評(píng)定質(zhì)量,規(guī)范規(guī)定:每100盤(pán)、每100m3, 每工作臺(tái)班等應(yīng)制作一組試塊,這是最少要求。組數(shù)是可以增加的,尤其是試樣接近10組,不妨增加試樣組數(shù),以便利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法的評(píng)定?,F(xiàn)場(chǎng)有的單位怕多花試驗(yàn)費(fèi)用,違反規(guī)范規(guī)定減少試樣組數(shù)。
5.貫徹推行現(xiàn)代化的質(zhì)量管理。IS09000《質(zhì)量管理和質(zhì)量保證》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),已為國(guó)際上所共識(shí)。按IS09000標(biāo)準(zhǔn),編制《混凝土質(zhì)量控制的程序》,在程序中對(duì)人、機(jī)、料、環(huán)、法五個(gè)方面等加以規(guī)范,確實(shí)施行,必然能確保混凝土質(zhì)量。
6.混凝土質(zhì)量控制應(yīng)包括初步控制、生產(chǎn)控制和合格控制。對(duì)原材料加強(qiáng)檢驗(yàn)和控制;在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制配合比,按施工規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行操作;按規(guī)定進(jìn)行檢測(cè),計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù),應(yīng)用各種質(zhì)量管理圖表,配備必需的資源、相應(yīng)技術(shù)人員和試驗(yàn)設(shè)備等加強(qiáng)教育培訓(xùn),提高員工的思想素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平。
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