专业工程管理与实务(市政公用工程)(一级建造师)精讲班第28讲讲义
(三)灌注混凝土过程钢筋骨架上浮
(三)灌注混凝土过程钢筋骨架上浮
1引起灌注混凝土过程钢筋骨架上浮的主要原因有:
(1)混凝土初凝和终凝时间太短,使孔内混凝土过早结块,当混凝土面上升至钢筋骨架底时,混凝土结块托起钢筋骨架;
(2)清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多,混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上,形成较密实的砂层,并随孔内混凝土逐渐升高,当砂层上升至钢筋骨架底部时便托起钢筋骨架;
(3)混凝土灌注至钢筋骨架底部时,灌注速度太快,造成钢筋骨架上浮。
2、为防止钢筋骨架上浮,除保证混凝土的质量,认真清孔外,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部lm左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,然后恢复正常灌注速度。
(四)桩身混凝土强度低或混凝土离析
发生桩身混凝土强度低或混凝土离析的主要原因是施工现场混凝土配合比控制不严、搅拌时间不够和水泥质量差。严格把好进厂水泥的质量关,控制好施工现场混凝土配合比,掌握好搅拌时间和混凝土的和易性,是防止桩身混凝土离析和强度偏低的有效措施。
(五)桩身混凝土夹渣或断桩
1引起桩身混凝土夹泥或断桩的原因主要有以下四个方面:
(1)初灌混凝土量不够,造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土。
(2)混凝土灌注过程拔管长度控制不准,导管拔出混凝土面;
(3)混凝土初凝和终凝时间太短,或灌注时间太长,使混凝土上部结块,造成桩身混凝土夹渣;
(4)清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多,混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上,形成沉积砂层,阻碍混凝土的正常上升,当混凝土冲破沉积砂层时,部分砂粒及浮渣被包人混凝土内。严重时可能造成堵管事故,导致混凝土灌注中断。
2、预防办法
导管的埋置深度宜控制在2—6m之间。
(六)桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求
桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求,其主要原因是超灌高度不够、混凝土浮浆太多、孔内混凝土面测定不准。
对于桩径≤1000mm的桩,超灌高度不小于桩长的4%。对于桩径>1000mm的桩,超灌高度不小于桩长的5%。对于大体积混凝土的桩,桩顶l0m内的混凝土应适当调整配合比,增大碎石含量,减少桩顶浮浆。在灌注最后阶段,孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。
九、混凝土灌注过程因故中断
混凝土灌注过程中断的原因较多,在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下,可采用如下方法进行处理:
(一)若刚开灌不久,孔内混凝土较少,可拔起导管和吊起钢筋骨架,重新钻孔至原孔底,安装钢筋骨架和清孔后再开始灌注混凝土。
(二)迅速拔出导管,清理导管内积存混凝土和检查导管后,重新安装导管和隔水栓,然后按初灌的方法灌注混凝土,待隔水栓完全排出导管后,立即将导管插入原混凝土内,此后便可按正常的灌注方法继续灌注混凝土。此法的处理过程必须在混凝上的初凝时间内完成。
(三)混凝土灌注过程因故中断后拔除钢筋骨架,待已灌混凝土强度达到C15后,先用同级钻头重新钻孔,并钻除原灌混凝土的浮浆,再用Φ500钻头在桩中心钻进300—500mm深,这样就完成了接口的处理工作,然后便可按新桩的灌注程序灌注混凝土。
 
1K420162  掌握城市桥梁工程人体积混凝土浇筑质量控制要求
1K420162  掌握城市桥梁工程人体积混凝土浇筑质量控制要求
大体积混凝土出现的裂缝按深度的不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。
一、产生裂缝的原因
(一)水泥水化热引起的温度应力和温度变形
防止混凝土出现裂缝的关键是控制混凝土内部与表面的温差。
(二)内外约束条件的影响
(三)外界气温变化的影响
(四)混凝土的收缩变形
二、质量控制要点
1施工方案的编制应做到科学合理,内容包括如下六个方面措施:
(1)材料要求和配合比设计;
(2)分层分块浇捣措施;
(3)混凝土的搅拌、运输和浇筑方案;
(4) 混凝土的降温措施;
(5)混凝土的测温措施;
(6)养护措施。
2质量控制措施
(1)优化混凝土配合比
大体积混凝土因其水泥水化热的大量积聚,易使混凝土内外形成较大的温差,而产生温差应力,因此应
①选用水化热较低的水泥,
②尽可能降低水泥用量
③严格控制集料的级配及其含泥量
④选用合适的缓凝、减水等外加剂,以改善混凝土的性能
⑤控制好混凝土坍落度,不宜过大,一般在120±20mm即可
(2)浇筑与振捣
常采用的方法有以下几种:
1)全面分层:此时应使第一层混凝土还未初凝。采用这种方案,适用于结构的平面尺寸不宜太大,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段,从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
2)分段分层:第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
3)斜面分层:要求斜面的坡度不大于l/3,适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。
(3)混凝土养护措施:根据工程的具体情况,应尽可能多养护一段时间,拆模后应立即回填或在覆盖保护,同时预防近期骤冷气候影响,以控制内外温差,防止混凝土早期和中期裂缝。
在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点:
1)混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于200C;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不大于25—300C。
2)混凝土拆模时,混凝土的温差不超过200c。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。
3)采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法有二种:
①在混凝土内部预埋水管,通水冷却。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行。
②常见的投毛石法
4)保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等),在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度,应控制混凝土的内外温差小于200C。
5)混凝土表层布设抗裂钢筋网片,防止混凝土收缩时产生干裂。
 
IK420163  掌握城市桥梁工程预应力张拉质量控制要求
 IK420163  掌握城市桥梁工程预应力张拉质量控制要求
   一、预应力材料及器具
  2、预应力筋进场时,除应对其质量证明文件、包装、标志和规格进行检验外,并应按下列规定分批进行检验:
   (1)钢丝每批不得大于60t;从每批钢丝中抽查5%,且不少于5盘,进行形状、尺寸和表面检查,如检查不合格,则将该批钢丝全数检查;从检查合格的钢丝中抽取5%,且不少于3盘,在每盘钢丝的两端取样进行抗拉强度、弯曲和伸长率试验,试验结果有一项不合格时,则不合格盘报废,并从同批未检验过的钢丝盘中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验,如仍有一项不合格,则该批钢丝为不合格。
   (2)钢绞线每批不得大于60t;从每批钢绞线中任取3盘,并从每盘所选用的钢绞线端部正常部位截取一根试样,进行表面质量、直径偏差检查和力学性能试验,如每批少于3盘,应全数检查,试验结果如有一项不合格时,则不合格盘报废,并再从该批未检验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验,如仍有一项不合格,则该批钢绞线为不合格。
   (3)精轧螺纹钢筋每批不得大于60t,对表面质量应逐根检查;检查合格后,在每批中任选2根钢筋截取试件进行拉伸试验,试验结果如有一项不合格,则取双倍数量试件重做试验,如仍有一项不合格,则该批钢筋为不合格。
   3预应力筋锚具、夹具和连接器应符合现行规范《预应力筋锚具、夹具和连接器》(GB/T14370)和《预应力锚具、夹具和连接器应用技术规程》(JGJ 85)的规定。进场时除应对其质量证明文件、型号、规格等进行检验外,尚应按下列规定进行检验:
   (1)锚具、夹片和连接器验收批的划分:在同种材料和同一生产工艺条件下,锚具和夹片应以不超过1000套为一个验收批;连接器应以不超过500套为一个验收批。
   (2)外观检查:应从每批中抽取10%的锚具(夹片或连接器)且不少于10套,检查其外观和尺寸,如有一套表面有裂纹或超过产品标准及设计要求规定的允许偏差则应另取双倍数量的锚具重做检查,如仍有一套不符合要求,则应全数检查,合格者方可投入使用。
   (3)硬度检查:应从每批中抽取5%的锚具(夹片或连接器)且不少于5套,对其中有硬度要求的零件做硬度试验,对多孔夹片式锚具的夹片、每套至少抽取5片。每个零件测试3点,其硬度应在设计要求范围内,如有一个零件不合格,则应另取双倍数量的零件重新试验,如仍有一个零件不合格,则应逐个检查,合格后方可使用。
   (4)静载锚固性能试验:一般中、小桥梁工程使用的锚具(夹片或连接器),其静载锚固性能可由锚具生产厂提供试验报告。
   4预应力管道应具有足够的刚度、能传递黏结力,且应符合下列要求:
   (1)胶管的承受压力不得小于5kN,极限抗拉力不得小于7.5kN,且应具有较好的弹性恢复性能。
   (2)钢管和高密度聚乙烯管的内壁应光滑,壁厚不得小于2mm。
   (3)金属螺旋管道宜采用镀锌材料制作,制作金属螺旋管的钢带厚度不宜小于0.3mm。金属螺旋管性能应符合现行标准《预应力混凝土用金属螺旋管》(JG/T3013)的规定。
   5预应力原材料必须保持清洁,在存放和运输时应避免损伤、锈蚀和腐蚀。预应力筋和金属管道在室外存放时,时间不宜超过6个月。预应力锚具、夹具和连接器应在仓库内配套保管。
二、预应力钢筋制作
   1、预应力筋下料应遵守下列规定:
   (1)预应力筋的下料长度应根据构件孔道或台座的长度、锚夹具长度等经过计算确定。
   (2)预应力筋宜使用砂轮锯或切断机切断,不得采用电弧切割。
   (3)钢丝束的两端均采用墩头锚具时,同一束中各根钢丝下料长度的相对差值,当钢丝束长度小于或等于20m时,不宜大于l/3000;当钢丝束长度大于20m时,不宜大于l/5000,且不得大于5mm。长度不大于6m的先张预应力构件,当钢丝成束张拉时,同束钢丝下料长度的相对差值不得大于2mm。
   2、预应力钢筋采用镦头锚固时,高强钢丝,宜采用液压冷镦;冷拔低碳钢丝可采用冷冲镦粗;钢筋宜采用电热镦粗。
   3、预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成时,在同束预应力钢筋内,应采用强度相等的预应力钢材。钢丝和钢绞线束移运时支点距离不得大于3m,端部悬出长度不得大于1.5m。
三、混凝土施工
   1、拌制混凝应优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,不宜使用矿渣硅酸盐水泥,不得使用火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。粗骨料应采用碎石,其粒径宜为5—25mm。
   2、混凝土中的水泥用量不宜大于500kg/m3,,特殊情况下不得大于550kg/m3。
   3、混凝土中严禁掺人氯化钙、氯化钠等氯盐。
   4、从各种材料引入混凝土中的氯离子最大含量不宜超过水泥用量的o.06%;在干燥环境中的小型预应力混凝土构件中氯离子含量容许提高1倍。超过以上规定时,宜采取掺加阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实度等防锈措施。
   5、浇筑混凝土时,对预应力筋锚固区及钢筋密集部位,应加强振捣。后张构件应避免振动器碰撞预应力筋的管道。
   6混凝土施工尚应遵守的其他相关的规定。
四、预应力施工
   1预应力钢筋张拉应由施工项目技术负责人主持,张拉作业人员应经培训考核合格后方可上岗。
   2张拉设备的校准期限不得超过半年且不超过200次张拉作业。张拉设备应配套校准,配套使用。
   3预应力筋的张拉控制应力必须符合设计规定。
   4预应力筋张拉时,应以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求,设计无要求时,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内。
   5预应力筋的锚固应在张拉控制应力处于稳定状态下进行,锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量,不得大于设计规定或表1K420163—l的规定。
    6、先张法预应力施工应遵守下列规定:
   (1)张拉台座应具有足够的强度和刚度,其抗倾覆安全系数不得小于1.5,抗滑移安全系数不得小于1.3。张拉横梁应有足够的刚度,受力后的最大挠度不得大于2mm。锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致。
   (2)预应力筋连同隔离套管应在钢筋骨架完成后一并穿人就位。就位后,禁止使用电弧焊对梁体钢筋及模板进行切割或焊接。隔离套管内端应堵严。
   (3)预应力筋张拉应符合下列要求:
    1)同时张拉多根预应力筋时,各根预应力筋的初始应力应一致。张拉过程中应使活动横梁与固定横梁保持平行。
   2)张拉程序应符合设计要求,设计未规定时,其张拉程序应符合表lK420163—2的规定。先张法预应力筋张拉程序  
3)张拉过程中,预应力筋的断丝、断筋数量不得超过表lK420163—3的规定。
  顶应力筋种类
    项    目
    控  制  值
    钢丝、钢绞线
    同一构件内断丝数不得超过钢丝总数的
    1%
    钢    筋
    断    筋
    不允许
    (4)放松预应力筋时混凝土强度必须符合设计要求,设计未规定时,不得低于设计强度的75%。放张顺序应符合设计要求,设计未规定时,应分阶段、对称、交错地放张。放张前,应将限制位移的模板拆除。
   7、后张法预应力施工应遵守下列规定:
   (1)预应力管道安装应符合下列要求:
   1)管道应用定位钢筋牢固地固定于设计位置。
   2)金属管道接头应采用套管连接,连接套管宜采用大一个直径型号的同类管道,且应与金属管道封裹严密。
   3)管道应留压浆孔和溢浆孔;曲线孔道的波峰部位应留排气孔;在最低部位宜留排水孔。
   4)管道安装就位后应立即通孔检查,发现堵塞应及时疏通。管道经检查合格后应及时将其端面封堵,防止杂物进人。
   5)管道安装后,需在其附近进行焊接作业时,必须对管道采取保护措施。
   (2)预应力筋安装应符合下列要求:
   1)先穿束后浇混凝土时,浇筑之前,必须检查管道确认完好;浇筑混凝土时应定时抽动、转动预应力筋。
   2)先浇混凝土后穿束时,浇筑后应立即疏通管道,确保其畅通。
   3)混凝土采用蒸汽养护时,养护期内不得装入预应力筋。
   4)穿束后至孔道灌浆完成应控制在下列时间以内,否则应对预应力筋采取防锈措施。
   5)在预应力筋附近进行电焊时,应对预应力钢筋采取保护措施。
   (3)预应力筋张拉应符合下列要求:
   1)混凝土强度应符合设计要求,设计未要求时,不得低于设计强度的75%。且应将限制位移的模板拆除后,方可进行张拉。
   2)预应力筋张拉端的设置,应符合设计要求。当设计未要求时,应符合下列规定:
   一曲线预应力筋或长度大于等于25m的直线预应力筋,宜在两端张拉;长度小于25m的直线预应力筋,可在一端张拉。
   一当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时,张拉端宜均匀交错的设置在结构的两端。
   3)张拉前应根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测,以便确定张拉控制应力,并确定预应力筋的理论伸长值。
   4)预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。当设计无要求时,可采取分批、分阶段对称张拉。宜先中间,后上、下或两侧。
   5)预应力筋张拉程序应符合表1K420163-4的规定。
   后张法预应力筋张拉程序    表1K420163—4
   (6)张拉过程中预应力筋断丝、滑丝、断筋的数量不得超过表lK420163—5的规定。后张法预应力筋断丝、滑丝限制
    表1K420163—5
    顶应力筋种类
    项    目
    控  制  值
 
    每束钢丝断丝、滑丝
    1根
    钢丝东、钢绞线束
    每柬钢绞线断丝、滑丝
    1丝
    每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的
    l%
    钢    筋
    断    筋
    不允许
  (4)张拉控制应力达到稳定后方可锚固,预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm,锚具应用封端混凝土保护,当需较长时间外露时,应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格
 后方可切割端头多余的预应力筋,严禁使用电弧焊切割。
   (5)预应力筋张拉后,应及时进行孔道压浆,多跨连续有连接器的预应力筋孔道,应张拉完一跨灌注一跨。孔道压浆宜采用水泥浆。水泥浆的强度应符合设计要求,设计无要求时不得低于30MPa。
   (6)压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理。压浆作业,每一工作班应留取不少于3组砂浆试块,标养28d,以其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
   (7)压浆过程中及压浆后48h内,结构混凝土的温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当白天气温高于35~C时,压浆宜在夜间进行。
   (8)埋设在结构内的锚具,压浆后应及时浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度等级应符合设计要求,一般不低于结构混凝土强度等级的80%,且不低于30MPa。
   (9)孔道内的水泥浆强度达到设计要求后方可吊移预制构件,设计未要求时,应不低于砂浆设计强度的75%。
 
1K420164  熟悉城市桥梁工程钢管混凝土浇筑质量控制要求
1K420164  熟悉城市桥梁工程钢管混凝土浇筑质量控制要求
为保证钢管混凝土浇筑的质量,施工时主要的技术要求如下:
1钢管内混凝土宜采用泵送顶升压注施工,由两拱脚至拱顶对称均衡地连续压注一次完成。
2大跨径拱肋钢管混凝土应根据设计加载程序,宜分环、分段并隔仓由拱脚向拱顶对称均衡压注。压注过程中拱肋变位不得超过设计要求。
3钢管混凝土应具有低泡、大流动性、收缩补偿、延缓初凝和早强的性能。
4钢管混凝土压注前应清洗管内污物,润湿管壁,先泵人适量水泥浆再压注混凝土,直至钢管顶端排气孔排出合格的混凝土停止。压注混凝土完成后应关闭倒流截止阀。
5钢管混凝土的质量检测办法应以超声波检测为主,人工敲击检测为辅。
6钢管混凝土的泵送顺序应按设计要求进行,宜先钢管后腹箱。
(案例1K420164)
1背景
某桥墩柱基础长10m,宽30m,高6m,系大体积混凝土,按照施工总体进度安排正逢冬期施工。在编制施工组织设计时,施工人员认为大方量的混凝土在冬期施工适合于“蓄热法”养护,属常规的做法,没有太多的技术含量和难点,故没有作为一个专题编制专项技术方案。施工项目部为保证工程质量,除按常规做法外,有针对性地决定采取了以下措施:
(1)为提高人模温度,采用热水拌合混凝土:
(2)用增加水泥用量的方法提高和易性;
(3)使用52.5级硅酸盐水泥。
结果,使混凝土结构产生许多裂缝。
2问题
(1)造成上述质量问题的原因是什么?
(2)上述措施是否妥当?为什么?
(3)阐述大体积混凝土浇筑质量控制的要点及控制措施?
(4)从总结教训出发,按照“城市桥梁施工组织设计”要求,确定施工方法应注意突出重点,对于哪些情况,在确定施工方法时应详细而具体,不仅要拟出操作过程和方法,还应提出质量要求和技术措施,必要时应单独编制施工作业计划?
3分析与答案
(1)大体积混凝土,由于水泥的水化热,致使混凝土体内产生很高的温度,但又不易散发,导致混凝土体内部与表面产生很大的温差。当温差超过一定临界值时,会使混凝土体产生裂缝,降低混凝土的强度,从而影响结构物的质量:
(2)上述措施均不当。
1)用热水拌合混凝土固然可以提高人模温度,但是,对于大体积混凝土是要求降低人模温度。即便是冬期施工,也应控制在人模时不冻结为度,因为自身水化热足以能够保证混凝上不遭冻害。
2)增加和易性,可以通过其他无副作用的措施。此时,非但不应增加水泥用量,还应在保证混凝土强度等级的前提下,减少水泥用量,以控制水化热。
3)52.5级硅酸盐水泥属于累积最终放热量高的水泥,会增加水化热,应使用水化热低的大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥或低强度水泥。
(3)大体积混凝土浇筑的质量控制要点:
1)合理分层分块,控制其每次浇筑的几何尺寸,加快混凝土散热速度;
2)控制水化热;
3)降低混凝土人仓温度;
4)控制混凝土体的内外温差。
(4)大体积混凝土浇筑的质量要求和措施:
1)减少浇筑层厚度(不宜超过2m),分块浇筑时,各分块平均面积不宜小于50m;
2)优先选用水化热较低的水泥;
3)在保证混凝土强度等级的前提下,减少水泥用量;
4)冷却集料,或加入冰块;
5)按规定在混凝土中适量埋人石块;
6)在混凝土中埋设冷却水管,通水冷却;
7)混凝土浇筑安排在一天中气温较低时进行;
8)采取温控措施,加强测温工作,并实施监控;
9)区别不同的环境、条件,对已浇筑的混凝土分别采取浇水、覆盖、积水等相应的养护方法。
(5)在下列情况中,确定施工方法应该详细而具体,必要时单独编制施工作业计划(方案)
1)工程量大,在整个工程中占重要地位的分部分项工程;
2)施工技术复杂的项目;
3)采用新技术、新工艺及对工程质量起关键作用的项目;
4)不熟悉的特殊结构或工人在操作上不够熟练的工序。