土木工程施工与管理李华锋徐芸配套教学课件PPT第4章 混凝土工程.ppt 111页

'第4章混凝土结构工程 4.1钢筋工程4.2模板工程4.3混凝土工程4.4预应力混凝土工程 4.1钢筋工程概况地讲，钢筋工程包括：钢筋末端构造要求钢筋的冷加工性能与工艺钢筋的搭接工艺钢筋工程是混凝土结构施工的重要分项工程之一，是混凝土结构施工的关键工作。 4.1钢筋工程4.1.1钢筋的分类与验收依据钢筋类型、钢筋品种可进行钢筋的分类，如表所示。 4.1概述4.1.1钢筋的分类与验收钢筋验收内容包括查对标牌、外观检查，并按规定抽取试样进行机械性能试验，检查合格后方准使用。（1）钢筋的外观检查钢筋表面不得有裂纹、结疤和折叠。钢筋表面允许有凸块，但不得超过横肋的高度，钢筋表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允许偏差。 4.1钢筋工程4.1.1钢筋的分类与验收（2）钢筋的抽样检查热轧钢筋检验以60t为一批，不足60t也按一批计，每批钢筋中任意抽取两根，每根钢筋各截取一套试件，每套试件为两根。其中一套做拉力试验，测定其屈服点、抗拉强度和伸长率；另一套做冷弯试验。钢丝检验以3t为一批，每批要逐盘检查钢丝的外观和尺寸，钢丝表面不得有裂缝、毛刺、劈裂、损伤和油迹等。每一批中取10%盘（并不少于6盘），并从每盘钢丝两端截取试件一套，每套两根，分别进行拉力和冷弯试验。 4.1钢筋工程4.1.2钢筋配料与代换钢筋的配料是根据钢筋混凝土构件的配筋图，先绘出构件中各种形状和规格的单根钢筋简图并加以编号，然后分别计算钢筋的直线下料长度、总根数及总重量，再编制钢筋配料单，制作料牌，作为下料加工的依据。 4.1钢筋工程4.1.2钢筋配料与代换（1）钢筋下料长度的计算钢筋切断时的直线长度称为下料长度。钢筋下料长度的计算是以钢筋弯折后其中心线长度不变这个假设条件为前提进行的。也就是说，钢筋弯折后中心线长度不变，而外边缘变长内边缘变短。所以，钢筋的下料长度就是指相应钢筋的中心线长。 钢筋的下料长度根据其形状不同由以下公式确定：直线钢筋下料长度=构件长度－保护层厚度＋弯钩增加长度；弯起钢筋下料长度=直段长度＋斜段长度－量度差值＋弯钩增加长度；箍筋下料长度=直段长度＋弯钩增加长度－量度差值。4.1钢筋工程4.1.2钢筋配料与代换 箍筋的调整值是指弯钩增加长度和弯曲量度差值两项之和或之差。箍筋周长是量度外包尺寸时则两项相减，是量度内皮尺寸时则两项相加。箍筋调整值见表4-6。4.1.2钢筋配料与代换4.1钢筋工程 当施工中遇到钢筋品种或规格与设计要求不符时，应办理设计变更文件，可以参照以下两种方法进行钢筋代换。1）等强度代换当构件配筋受强度控制时，钢筋可按代换前后抗拉强度设计值相等的原则代换；2）等面积代换当构件按最小配筋率配筋时，可按代换前后面积相等的原则代换。4.1钢筋工程4.1.2钢筋配料与代换 4.1钢筋工程4.1.3钢筋的加工（1）钢筋冷拉钢筋的冷拉是在常温下对热轧钢筋进行强力拉伸，直至拉应力超过钢筋的屈服强度，使钢筋产生塑性变形，以达到调直钢筋、除锈和提高强度的目的。冷拉设备主要由拉力装置、承力结构、钢筋夹具和测力装置等组成，其布置见下图。 （2）钢筋冷拔钢筋的冷拔是使直径为6~8m的HPB235级钢筋，在常温下通过特制的钨金拔丝模孔，而拔成比原钢筋直径小的钢丝，称为冷拔低碳钢丝，其呈硬钢特性，塑性降低，强度显著提高（可提高50%~90%）。钢筋冷拔装置如左图，拔丝模构造见右图。4.1钢筋工程4.1.3钢筋的加工 钢筋加工包括调直、除锈、切断和弯曲成型工作，见下表。4.1钢筋工程4.1.3钢筋的加工 钢筋的连接有三种常用的连接方法：绑扎连接、焊接连接和机械连接。除个别情况（如不能出现明火位置施工）应尽量采用焊接连接，以保证钢筋的连接质量、提高连接效率和节约钢材。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 （1）绑扎连接钢筋绑扎一般采用20~22号钢丝，其中22号钢丝只用于绑扎直径12mm以下的钢筋。纵向受拉钢筋连接的最小搭接长度，应符合表4-13的规定。受压钢筋绑扎连接的搭接长度，应取受拉钢筋绑扎连接搭接长度的0.7倍。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头应相互错开，从任一绑扎接头中心至搭接长度的1.3倍区段内，有绑扎接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率，受拉区不得超过25%，受压区不得超过50%；对于焊接骨架和焊接网则不得超过50%，如下图。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 （2）焊接连接焊接是通过适当的物理化学过程，使两个分离的固态物体产生原子（分子）间的结合力而连成整体的连接方法。钢筋的焊接方法常用的有电渣压力焊、电阻点焊、电弧焊、埋弧压力焊、气压焊和闪光对焊等。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 1）电渣压力焊电渣压力焊是将钢筋的待焊端部置于焊剂的包围之中，通过引燃电弧加热，最后在断电的同时，迅速将钢筋进行顶压，使上、下钢筋焊接成一体的一种焊接方法，见下图。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 电渣压力焊焊接工艺一般分为引弧、电弧、电渣和顶压等四个过程，如下图所示。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 2）电阻点焊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，利用电阻热熔熔化母材金属，加压形成焊点的一种压焊方法。常用的电焊机有单点电焊机、多头电焊机、悬挂式电焊机（可焊接钢筋骨架或钢筋网）、手提式电焊机（用于施工现场）。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 工作原理如下图所示，其过程是：将钢筋的交叉点放在点焊的两个电极之间，电极通过钢筋闭合电路通电，因点接触处电阻较大，所以在接触的瞬间，电流产生的全部热量聚集在一点上，因而使金属受热而熔化，最终在电极加压下使焊点金属得到焊合。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 3）电弧焊电弧焊是利用两个电极（焊条和焊件）的末端放电产生电弧高温，集中热量熔化钢筋端面和焊条末端，使焊条金属熔化在接头焊缝内，冷凝后形成焊缝，将金属相结合，如图所示。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 焊接设备和材料，见表4-14、表4-15。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 电弧焊的连接形式有：帮条焊、搭接焊、坡口焊等，如图4.所示。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 4）气压焊气压焊焊接设备包括供气装置、加热器、加压器及焊接夹具等，见下图。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 焊接前，须对钢筋端部进行加工，压接面的形状要求应符合图4.18的要求。焊接工艺流程见图4.19。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工图4.18钢筋气压焊接面示意图4.19钢筋气压焊焊接工艺流程 气压焊接头应按规定进行外观质量检验和力学性能检验。外观质量检查结果应符合图4.20对应的要求，另外，两钢筋轴线弯折角不得大于3°，当大于规定值时，应重新加热矫正。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工图4.20钢筋气压焊接头外观质量示意 5）闪光对焊（见下图）钢筋闪光对焊工艺常用的有连续闪光焊、预热闪光焊和闪光-预热-闪光焊三种形式。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 连续闪光焊、预热闪光焊和闪光-预热-闪光焊对焊工艺过程及适用条件见表4-17。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 闪光对焊接头应按规定进行外观检查和力学性能检验。外观质量检查结果应符合的要求是：接头处不得有横向裂纹；与电极接触处的钢筋表面，不得有明显的烧伤；接头处的弯折不得大于3°；接头处的钢筋轴线偏移a，不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm；其测量方法见下图。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 （3）机械连接钢筋机械连接是近年来大直径钢筋现场连接的主要方法，包括挤压连接和螺纹套管连接。1）钢筋挤压连接钢筋挤压连接亦称钢筋套筒冷压连接。它是将需连接的两根变形钢筋插入特制钢套筒内，利用液压驱动的挤压机沿径向（或轴向）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作用，使套筒与钢筋成为整体的连接方法。径向挤压连接如下图所示。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 2）钢筋锥螺纹套筒连接锥螺纹连接是将两根钢筋的连接端先加工成锥形外螺纹，然后用加工有锥形内螺纹的钢套筒将钢筋两端按规定的力矩拧紧，连接成一体的连接方法，如下图所示。4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工 4.1钢筋工程4.1.4钢筋的加工3）钢筋镦粗直螺纹套筒连接镦粗直螺纹套筒连接是将两根钢筋的连接端先通过冷镦粗设备冷镦粗，再在镦粗端加工成直螺纹丝头，然后将两根已镦粗套丝的钢筋连接端穿入配套加工的连接钢套筒，拧紧后形成接头的一种连接方法，见图4.25。 （1）钢筋绑扎的程序钢筋骨架的绑扎一般采用20~22号铁丝，其中22号铁丝只用于绑扎直径12mm以下的钢筋。钢筋绑扎的程序是：划线→摆筋→穿箍→绑扎→安放垫块。划线时应注意间距、数量，标明加密箍筋的位置。板类摆筋顺序一般先排主筋后排负筋；梁类一般先摆纵筋。摆放有焊接接头和绑扎接头的钢筋应符合规范规定，有变截面的箍筋，应事先将箍筋排列清楚，然后安装纵向钢筋。4.1钢筋工程4.1.5钢筋绑扎与安装 （2）钢筋绑扎要求1）柱钢筋的绑扎应在模板安装前进行，先立起竖向受力钢筋，与基础插筋绑牢，沿竖向钢筋按箍筋间距划线，把所用箍筋套入竖向钢筋中，从上到下逐个将箍筋划线并与竖向钢筋扎牢。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，如图左所示；当有圈梁或垫梁时，主梁的钢筋应放在圈梁上，如图右所示。4.1钢筋工程4.1.5钢筋绑扎与安装 3）绑扎墙钢筋网，宜先支设一侧模板，在模板上划出竖向钢筋位置线，依线立起竖向钢筋，再按横向钢筋间距，把横向钢筋绑牢于竖向钢筋上，可先绑两端的扎点，再依次绑中间扎点，靠近外围两行钢筋的交叉点应全部扎牢，中间部分交叉点可间隔扎牢。另外，钢筋网之间应绑扎φ6~10mm钢筋制成的撑钩，间距约为1m，相互错开排列，以保持双排钢筋间距正确。4.1钢筋工程4.1.5钢筋绑扎与安装 （3）钢筋安装质量检验钢筋工程属于隐蔽工程，在浇注混凝土之前施工单位应会同建设单位、设计单位对钢筋及预埋件进行检查验收并做隐蔽工程记录。检验方法采用观察和钢尺检查。检查数量的要求：在同一检验批内，对梁、柱、和独立基础，应抽查构件数量的10%，且不少于3件；对墙和板应按有代表性的自然间抽查10%，且不少于三间；对大空间结构，墙可按相邻轴数间高度5m左右划分检查面，板可按纵、横轴线划分检查面，抽查10%，且均不少于三面。4.1钢筋工程4.1.5钢筋绑扎与安装 （1）模板的类型按模板或模板面板划分木模板、覆面木胶合板模板、覆面竹胶合板模板、钢模板、铝合金模板、塑料和玻璃钢模板、预制混凝土薄板模板、压型钢板模板等；按成型对象划分梁模、柱模、板模、梁板模、墙模、楼梯模、电梯井模、隧道和涵洞模、基础模、桥模、渠道模等；按位置和配置作用划分边模、角模、底模、端模、顶模、节点模；按组拼方式划分整体式模板、组拼整体式模板、组拼式模板、现配式模板、整体装拆式模板；按技术体系划分滑模、爬模、提模、台模、飞模、大模板体系、早拆模板体系等。4.2模板工程4.2.1模板的类型与基本要求 （2）模板系统的基本要求1）保证工程结构和各构件的形状、尺寸以及相对位置的准确；模板应板面平整，接缝严密；模板应选材合理，用料经济。2）有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇混凝土的自重荷载和侧压力，以及在施工过程中所产生的其他荷载。3）构造简单，拆除方便，能多次循环使用，并便于钢筋的绑扎与安装，有利于混凝土的浇筑与养护。4.2模板工程4.2.1模板的类型与基本要求 （1）组合式钢模板组合式钢模板是现浇混凝土结构施工中常用的模板类型之一，是工程施工用得最多的一种模板，它具有通用性强、拆装灵活、周转次数多等优点。但一次性投资大以及浇注成型的混凝土表面过于光滑不利表面装修。组合钢模板是一种工具式模板，由钢模板、连接件和支撑件三部分组成。4.2.2模板构造与安装4.2模板工程 1）钢模板钢模板包括平面模板、阳角模板、阴角模板和连接角模，其构造如下图所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 2）连接件及支撑体系连接件包括U型卡、L型插销、钩头螺栓、对拉螺栓、配件等，其构造和规格见下图和表4-18。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 2）组合式钢模板的安装①基础模板基础特点是高度较小而体积较大，基础模板一般利用地基或基槽（基坑）进行支撑。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 条形基础模板支模方法和构造如下图。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 安装阶梯式基础模板的顺序是：先安装下层阶梯模板，然后安装上层阶梯模板。各层阶梯模板的相对位置要固定结实，以免浇注混凝土时模板发生位移。其做法和构造如下图所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 ②柱模板一般柱子的断面尺寸不大但高度较大。因此，柱模板的构造和安装主要考虑保证垂直度及抵抗新浇混凝土的侧压力，并且也要便于浇注混凝土、清理垃圾与钢筋绑扎等。如下图所示为矩形柱模板，当柱较高，需设置混凝土浇注孔。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 ③梁、板模板梁的特点是跨度较大而宽度一般不大，梁高可达1m以上，工业建筑中有的高达2m以上。梁模板由底模板及两侧模板用连接角模连接组成。梁侧模板用支柱（或支架）支撑。两侧模板之间应根据需要设置对拉螺栓。板的特点是面积大而厚度一般不大，因此横向侧压力很小，板模板及其支撑系统主要用于抵抗混凝土的垂直荷载和其他施工荷载，以保证板不变形下垂，如下图所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 ④墙模板墙体的特点是高度大而厚度小，其模板主要承受混凝土的侧压力。因此需加强墙体模板的刚度，并设置足够的支撑，以确保模板不变形和发生位移。下图所示即为钢模板墙模。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 ⑤楼梯模板楼梯与楼板相似，但又有其支设倾斜、有踏步的特点。因此，楼梯模板与楼板模板既相似又有区别，如下图所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 （2）大模板大模板是模板尺寸和面积较大且具有足够承载力、整装整拆的大型模板。大模板是工具式模板中使用较普遍的一种，是大型模板或大块模板的简称。大模板由面板、加劲肋、竖楞、支撑、支撑桁架、稳定机构等组成，如下图所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 大模板的组合方案取决于墙体的结构体系，一般有三种方案供选择，如下图所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 （3）滑升模板滑升模板施工是在构筑物或建筑物底部，沿其墙、柱梁等构件的周边一次性组装高1.2m左右的滑动模板，随着向模板内不断地分层浇筑混凝土，用液压提升设备使模板直至所需浇筑的高度。滑升模板装置主要由模板系统、操作平台系统、液压系统以及施工精度控制系统等部分组成，如下图所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 滑模施工的高层建筑，楼板施工的方法有逐层空滑楼板并进法、先滑墙体楼板跟进法和先滑墙体楼板降模施工法，如表4-19所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 （4）爬升模板（爬模）爬模是一种适用于现浇钢筋混凝土竖直或倾斜结构施工的模板工艺，如墙体、电梯井、桥梁、塔柱等。爬模是由悬吊着的大模板、爬升支架和爬升设备三部分组成，见右图。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 （5）台模台模又称桌模、飞模。台模由面板和支架两部分拼装而成，如下图所示。4.2模板工程4.2.2模板构造与安装 现浇结构的模板及其支架拆除时混凝土强度应符合设计要求，当设计无要求时，应符合下列规定：侧面模板，一般在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后方可拆除；底面模板及支架，对混凝土强度要求较严格，应符合设计要求；当设计无具体要求时，混凝土强度应符合表4-20规定后方可拆除。4.2模板工程4.2.3模板拆除 拆模程序一般应是后支先拆，先支后拆；先拆除非承重部分，后拆除承重部分。重大复杂模板的拆除应事先制定拆除方案。拆除跨度较大的梁下支柱时，应先从跨中开始，分别拆向两端。在拆除模板过程中，如发现混凝土有影响结构安全的质量问题时，应先暂停拆除，经过处理后方可继续拆除。已拆除模板及其支架的结构，应在混凝土强度达到设计强度后才允许承受全部计算荷载。当承受施工荷载时，必须经过核算，加设临时支撑。拆模时不要过急，不可用力过猛，不应对楼层形成冲击荷载，拆下来的模板和支架宜分类堆放并及时清运。4.2模板工程4.2.3模板拆除 常用的木拼板模板和组合钢模板在其经验适用范围内一般不需进行设计验算，但对重要结构模模板、特殊形式的模板或超出经验适用范围的模板，应进行设计或验算，以确保工程质量和施工安全，防止浪费。（1）模板设计内容主要包括选型、选材、荷载计算、结构设计和绘制模板施工图等。各项设计内容和详尽程度可根据具体情况和施工条件确定。（2）应保证混凝土结构的质量，要求接缝严密、不漏浆，保证构件的形状和相互位置正确，且构造简单、支拆方便。保证在施工过程中不变形、不破坏、不倒塌。针对工程结构具体情况，因地制宜，就地取材，在确保工期的前提下尽量减少一次投入，增加模板周转率，减少支拆用工，实现文明施工。4.2模板工程4.2.4模板设计 （1）混凝土的类型混凝土根据坍落度的大小，通常将其分为硬性、塑性、流动性和大流动性混凝土4类，其中干硬性混凝土，坍落度小于10mm，多用于预制构件；塑性混凝土，坍落度为10mm~100mm；流动性混凝土，坍落度为100mm~150mm；大流动性混凝土，坍落度大于160mm，适用于泵送混凝土。4.2混凝土工程4.3.1混凝土类型及组成材料 （2）混凝土的组成材料混凝土一般由水泥、砂、石、水组成，另外会有一定量的外加剂或掺合料加入。4.3混凝土工程4.3.1混凝土类型及组成材料 （1）施工配料施工配料是保证混凝土质量的重要环节之一，必须加以严格控制。施工配料时影响混凝土质量的主要因素有两个方面：一是称量不准；二是未按砂、石骨料实际含水率的变化进行施工配合比换算。这样必然会改变原理论配合比的水灰比、砂率及浆骨比。因此施工配料要求称量准确，随时按砂、石骨料实际含水率的变化，调整施工配合比。施工现场的混凝土配料要求计算出每一盘（即搅拌机出料容量）的各种材料下料量，为了便于施工计量，对于袋装水泥时，计算出的每盘水泥用量应取半袋的倍数。混凝土土下料一般要用称量工具称取，并保证必要的精度。4.3混凝土工程4.3.2混凝土制备 （2）混凝土的搅拌1）混凝土搅拌方法主要有人工搅拌和机械搅拌两种。2）混凝土搅拌机按搅拌原理分为自落式和强制式两种，它们都是物料由固定在旋转搅拌筒内壁的叶片带至高处，靠自重下落而进行搅拌。混凝土搅拌机类型的选用和使用必须根据工程量的大小、搅拌机的使用年限、施工条件及所施工的混凝土施工特性（如骨料最大粒径、坍落度大小、粘聚性等）来确定。4.3混凝土工程4.3.2混凝土制备 （3）搅拌制度的确定为了获得质量优良的混凝土拌合物，除正确选择搅拌机，还必须正确确定搅拌制度，即搅拌时间、投料顺序和进料容量等。1）搅拌时间应为全部材料投入搅拌筒起到开始卸料为止所经历的时间。它是影响混凝土质量及搅拌机生产率的一个主要因素。混凝土搅拌的最短时间可参照表4-29。4.3混凝土工程4.3.2混凝土制备 2）投料顺序应从提高搅拌质量，减少机械磨损、水泥飞扬，改善工作环境，提高混凝土强度，节约水泥等方面综合考虑确定。常用的方法有一次投料法、二次投料法和水泥裹砂法等。3）进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的数量，又称干料容量。进料容量与搅拌机搅拌筒的几何形状有一定的比例关系，一般情况下为0.22~0.40。超载（进料容量超过10%以上），就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行掺和，影响混凝土拌合物均匀性。反之，如装料过少，则又不能充分发挥搅拌机的效能。4.3混凝土工程4.3.2混凝土制备 混凝土运输是指将混凝土从搅拌站送到浇注点的过程，在运输要求中不产生离析现象、不漏浆、保证浇注时规定的坍落度和在混凝土初凝之前能有充分的时间进行浇注和捣实。4.3混凝土工程4.3.3混凝土运输 （1）混凝土运输工具混凝土运输分为地面运输、垂直运输和露面运输三种。1）地面运输的工具主要有：搅拌运输车、自卸汽车、机动翻斗车和双轮手推车。2）混凝土垂直运输工具有：井架、塔式起重机及混凝土提升机等。3）混凝土楼面运输，我国以双轮手推车为主，亦用机动灵活的小型机动翻斗车，如用混凝土泵则用布料机布料。4.3混凝土工程4.3.3混凝土运输 （2）泵送混凝土泵送混凝土是利用混凝土泵通过管道将混凝土输送到浇注地点，一次完成地面水平运输、垂直运输及路面水平运输。1）泵送混凝土主要设备有：混凝土泵、输送管和布料装置。2）泵送混凝土施工，要求混凝土具有一定的流动性和较好的凝聚性，且混凝土泌水小，不易分离，否则在泵送过程中易产生堵管。3）混凝土应以最少的转运次数和最短的时间，从搅拌点运至浇注地点，并在初凝前浇注完毕。混凝土从搅拌机卸出后到浇注完毕的延续时间不宜超过表4-30的规定。4.3混凝土工程4.3.3混凝土运输 混凝土浇筑要保证混凝土的均匀性和密实性，要保证结构的整体性、尺寸准确和钢筋、预埋件的位置的正确，拆模后混凝土表面要平整、密实。混凝土浇筑前应检查模板、支架、钢筋和预埋件的正确性，验收合格后才能浇筑混凝土。由于混凝土工程属于隐蔽工程，因而对混凝土量大的工程、重要工程或重点部位的浇筑，以及其他施工中的重大问题，均应随时填写施工记录。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑 （1）混凝土浇筑的基本工艺1）布料为保证混凝土的整体性，浇筑工作原则上要求一次完成。但对较大体积的结构、较长的柱、较深的梁，或因钢筋或预埋件的影响，或因振捣工具的性能，或因混凝土内部温度的原因等，则必须分层浇筑，其分层厚度应按表4-31的规定。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑 2）混凝土振捣混凝土浇入模板后，由于内部骨料和砂浆之间摩阻力与粘结力的作用，混凝土流动性很低。不能自动充满模板内各角落，其内部是疏松的，空气与气泡含量占混凝土体积约5%~20%。不能达到要求的密实度，必须进行适当的振捣，促使混凝土混合物克服阻力并逸出气泡消除空隙，使混凝土满足设计要求的强度等级和足够的密实度。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑 混凝土的振捣设备按其工作方式分为内部振动器（又称插入式振动器，）、外部振动器（又称附着式振动器）、表面振动器和振动台，见下图。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑内部振动器工作示意外部振动器工作示意表面振动器和振动台工作示意 3）混凝土浇筑应注意事项浇筑混凝土时，混凝土拌合物由料斗、漏斗、混凝土输送管、运输车内卸出时，如自由倾落高度过大，由于粗骨料在重力作用下，克服粘聚力后的下落动能大，下落速度较砂浆快，因而可能形成混凝土离析。为此，混凝土自高处倾落的自由高度超过2m，在钢筋混凝土柱和墙中自由倾落高度超过3m时应设溜槽、串筒、溜管或振动溜管等下料，如下图所示。4.3.4混凝土浇筑4.3混凝土工程 如果由于技术上的原因或设备、人力的限制，混凝土的浇筑不能连续进行，若中间的间歇时间超过混凝土的初凝时间，则应留置施工缝。根据施工缝留设的原则，一般柱应留水平缝，梁、板和墙应留垂直缝。a．柱子的施工缝宜留在基础顶面、梁底下面、无梁板盖柱帽下面和吊车梁顶的上面，如下图所示。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑肋形楼板柱无梁楼板柱吊车梁柱 b.梁和板连成整体的大断面梁（梁截面高≥1m），梁板分别浇注时，施工缝应留在板底面以下20~30mm处。c.有主次梁的楼盖宜顺着次梁方向浇注，施工缝应留在次梁跨度的中间1/3范围内，如图所示。d.单向板留在平行于板短边的任何位置。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑e.楼梯施工缝应留置在楼梯段1/3的部位或休息平台跨中1/3范围内。f.墙施工缝可留在门洞口过梁跨中1/3范围内，也可留在纵横墙的交接处。双向受力楼板、大体积混凝土结构、拱、薄壳、多层框架等及其他结构，应按设计要求留置施工缝。 （2）整体结构项目浇筑1）框架结构浇筑浇筑这种结构首先要在竖向上划分施工层，平面尺寸较大时还要在横向上划分施工段。施工层与施工段确定后，方可求出每班（每小时）应完成的工程量，据此选择施工机械和设备并计算其数量。梁和板一般同时浇筑，从一端开始向前推进。只有当梁不小于1m时才允许将梁单独浇筑，此时的施工缝留在楼板板面下20~30mm处。梁底与梁侧面注意振实，振动器不要直接触及钢筋和预埋件。楼板混凝土的虚铺厚度应略大于板厚，用表面振动器或内部振动器振实，用铁插尺检查混凝土厚度，振捣完后用长的木抹子抹平。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑 浇筑柱子时，一个施工段内的每排柱子应由外向内对称地逐根浇筑（即首先浇筑角柱，然后浇筑边柱，最后浇筑内柱），如下图所示。不要从一端向另一端推进，以防柱子模板逐渐受推倾斜而造成误差积累难以纠正。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑 2）大体积混凝土浇筑一般防止大体积混凝土产生裂缝的措施：①优先选用低水化热的矿渣水泥拌制混凝土，并适当使用缓凝减水剂；②在保证混凝土设计强度等级前提下，选择合宜的砂石级配，适当降低水灰比，减少水泥用量；③降低混凝土的入模温度，控制混凝土内外的温差（当设计无要求时，控制在25℃以上）。如降低拌合水温度；骨料用水冲洗降温，避免暴晒等；④降低浇筑速度和减少浇筑层厚度；⑤及时对混凝土覆盖保温、保湿材料；⑥预埋冷却水管，通入循环水将混凝土内部热量带出，进行人工导热。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑 3）水下混凝土浇筑需在水下或泥浆中浇筑混凝土时，应保证水或泥浆不混入混凝土内，水泥不被水带走，混凝土能借压力挤压密实。水下浇筑混凝土常采用导管法，如下图所示。4.3混凝土工程4.3.4混凝土浇筑 自然养护是指在自然气温条件下（大于+5℃）对混凝土采取覆盖、浇水湿润、挡风、保温等养护措施，使混凝土在规定的时间内有适宜的温湿条件进行硬化。自然养护又可分为覆盖浇水养护和薄膜布养护、薄膜养生液养护等。加热养护是通过对混凝土加热，来加速其强度的增长。方法有蒸汽养护和热模养护两种。混凝土在温度为（20±1）℃和相对湿度为90%以上的潮湿环境中进行的养护称为标准养护。4.3混凝土工程4.3.5混凝土养护 混凝土进行正常的凝结硬化需要适宜的温度和湿度，温度的高低对混凝土强度的增长有很大影响。在一般情况下，在温度合适的条件下，温度越高，水泥水化作用就越迅速、越完全，混凝土硬化速度快，其强度越高。但是，当温度超过一定数值，水泥颗粒表面就会迅速水化，结成比较硬的外壳，阻止水泥内部继续水化，易形成“假凝”现象。为了确保混凝土结构的工程质量，应根据工程所在地多年气温资料，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，必须采用相应的技术措施进行施工，并及时采取气温突然下降的防冻措施，称为混凝土冬期施工。4.3混凝土工程4.3.6混凝土冬期施工 （1）原材料的选择及要求1）配置冬期施工的混凝土应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不应低于42.5MPa，最小水泥用量不宜少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6。2）骨料必须清洁，不得含有冰、雪、冻块及其他易冻裂物质。3）冬期浇筑的混凝土宜使用无氯盐类防冻外加剂；对抗冻性要求高的混凝土，宜使用引气剂或减水剂。4.3混凝土工程4.3.6混凝土冬期施工 （2）原材料的加热冬期施工的混凝土，在拌制前应优先对水进行加热，当水加热仍不能满足要求时，再对骨料进行加热，但水泥不能直接加热，宜在使用前运入暖棚内存放。水及骨料的加热温度应根据热工计算确定，当水、骨料达到规定温度仍不能满足热工计算要求时，可提高水温到100℃，但水泥不能与80℃以上的水直接接触。4.3混凝土工程4.3.6混凝土冬期施工 （3）混凝土的搅拌在混凝土搅拌前先用热水或蒸汽冲洗、预热搅拌机，以保证混凝土的出机温度。投料顺序是：当拌合水的温度不高于80℃（或60℃）时，应将水泥和骨料先投入，干拌均匀后，再投入拌合水，直至搅拌那均匀为止；当拌合水的温度高于80℃（或60℃）时，应先投入骨料和热水，搅拌到温度低于80℃（或60℃）时，再投入水泥，直至搅拌均匀为止。混凝土的搅拌时间应为常温搅拌时间的1.5倍，混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃。4.3混凝土工程4.3.6混凝土冬期施工 （4）混凝土运输和浇筑冬期施工中运输混凝土所用的容器应有保温措施，运输时间尽量缩短，以保证混凝土的浇筑温度。混凝土在浇筑前应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢；不得在强冻胀性地基上浇筑；当在弱冻胀性地基上浇筑时，基土不得遭冻；当在非冻胀性地基上浇筑时，混凝土在受冻前，其抗压强度不得低于允许受冻临界强度。混凝土入模温度不得低于5℃；当采用加热养护时，混凝土养护前的温度不得低于2℃；当分层浇筑大体积机构时，已浇筑层的混凝土温度，在被上一层混凝土覆盖前不得低于按热工计算的温度，且不得低于2℃；当加热温度在40℃以上时，应征得设计单位的同意。4.3混凝土工程4.3.6混凝土冬期施工 （5）冬期施工的混凝土养护方法有蓄热法、蒸汽法、电热法、暖棚法及外加剂法等，具体见表4-32。4.3混凝土工程4.3.6混凝土冬期施工 预应力混凝土与普通钢筋混凝土比较，具有构件截面小、自重轻、抗裂度高、刚度大、耐久性好、节省材料等优点，为建造现代化大跨度结构创造了条件。预应力混凝土施工，施加预应力的方式分为机械张拉和电热张拉；按施加预应力的时间先后分为先张法、后张法，在后张法中，预应力筋又分为有粘结和无粘结两种。4.4预应力混凝土 先张法是在浇筑混凝土前铺设、张拉预应力筋，并将张拉后的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土养护达到不低于75%设计强度，且能保证预应力筋与混凝土有足够的粘结后，放松预应力筋，借助混凝土与预应力筋的粘结对混凝土施加预应力。先张法仅适用于生产中小型预制构件，多在固定的预制厂生产，也可在施工现场生产。先张法在实际生产中常采用机组流水法和台座法。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 （1）台座台座是先张法生产的主要设备之一，预应力筋锚固在台座横梁上，台座承受着预应力筋的全部张拉力，故台座应有足够的强度、刚度和稳定性，以避免台座变形、倾覆和滑移而引起的预应力损失。1）墩式台座由台墩、台面和横梁等组成，如下图所示。墩式台座一般用于平卧生产的中小型构件，如屋架、空心板、平板等。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 2）槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下槽梁及台面组成，如下图所示。在施工现场还可利用已预制好的柱、桩等构件装配成简易槽式台座。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 （2）张拉机具与夹具1）张拉机具通常要求张拉设备简易可靠，能准确控制应力，以稳定的速率加大拉力。在先张法中常用卷扬机（见下图）、倒链、电动螺杆张拉机、千斤顶等张拉机具来张拉钢筋。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 对张拉直径为10~20mm的单根钢筋，可用YC—20穿心千斤顶，其最大张拉力为200kN，宜用于50~200m的长台座。对于钢筋，还可采用多根钢筋成组张拉，如图4.60所示。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 2）夹具夹具是先张法中张拉时用于夹持钢筋和张拉完毕后用于临时锚固钢筋的工具。前者称为张拉夹具，后者称为锚固夹具，两种夹具均可重复使用。要求夹具工作可靠，构造简单、加工容易和使用方便。根据预应力筋类型不同，又分钢丝夹具和钢筋夹具两类。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 张拉夹具种类较多，常用的有用于夹持钢丝的偏心式夹具和钳式夹具；用于夹持钢筋的压销式夹具等，如下图所示。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 锚具夹具包括锥形夹具、穿心式夹具和帮条锚具。锥形夹具是用来锚固预应力钢丝的，由中间开有圆锥形孔的套筒和刻有细齿的锥形齿板或锥销组成。通常有楔形、圆锥三槽式和圆锥齿板式三种夹具形式，穿心式夹具由圆套筒和园锥形销片组成；帮条锚具由帮条和衬板组成，如下图所示。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工（钢筋用）穿心式夹具（钢丝用）锥形锚固夹具帮条锚具 （3）先张法施工工艺分为张拉预应力筋、浇筑混凝土（养护）、预应力筋放张三个阶段。先张法预应力混凝土构件在台座上生产时，其施工工艺和工艺流程见下图。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 1）预应力筋张拉预应力筋的张拉是预应力混凝土施工中的关键工序，为确保施工质量，在张拉中应严格控制张拉应力、张拉程序、计算张拉力和进行预应力值校核。预应力筋张拉时控制应力应符合设计规定。控制应力高，建立的预应力值则大，但控制应力过高，预应力筋处于高应力状态，构件出现裂缝时的荷载与破坏荷载接近，破坏前无明显的预兆。因此，预应力筋的张拉控制应力值σcon不宜超过表4-33规定的张拉控制限值，且不应小于0.4fptk。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 施工中可采用0→105%σcon（持荷两分钟）→σcon或0→103%σcon两种张拉程序之一进行张拉，这两种张拉程序中，均考虑了超张拉，第一种程序中超张拉5%并维持荷载2min，可使钢筋的应力松弛在这段时间内完成总应力松弛的50%以上，即将来在长期应力状态下，剩余的应力松弛发展造成的预应力损失将减少50%以上；第二种程序中，超张拉3%，是为了直接弥补钢筋应力松弛和其他未估计的原因造成的预应力损失。成组张拉时，应预先调整初应力，以保证张拉时每根钢筋（丝）的应力均匀一致，初应力值一般取10%σcon。4.4预应力混凝土4.4.1先张法施工 在混凝土浇筑过程中，需注意以下几点：①台座內每条生产线上的构件，其混凝土必须一次浇筑完毕；振捣时，振动器应避免碰击预应力筋，以免破坏粘结力；②采用重叠法生产构件时，应待下层构件的混凝土强度达5MPa后，方可浇筑上层构件的混凝土。一般当平均温度高于20℃时，每三天可叠捣一层。气温较低时，可采用早强措施，以缩短养护时间，加速台座周转；③构件预制时，应尽可能避免跨越台座的伸缩缝。当能避开时，在伸缩缝上可先铺薄钢板或垫油毡，然后浇混凝土。4.4.1先张法施工4.4预应力混凝土 后张法施工是先制作混凝土构件，在放置预应力筋的部位预先留设孔道，然后在构件端部用张拉机具对预应力筋予以张拉，当应力达到规定后，借助于锚具将预应力筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆。钢筋应力通过锚具传给构件混凝土，使混凝土产生预应力。4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工 （1）预应力筋预应力钢筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或高强钢筋组成。1）高强钢丝分为冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。常用的直径（mm）有4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等几种。2）钢绞线包括标准型钢绞线、刻痕钢绞线、模拔钢绞线，如下图所示。钢绞线的直径较大，一般为9~15mm，比较柔软，施工方便，但价格比钢丝贵。钢绞线强度较高，目前已有标准抗拉强度接近2000N/mm2的高强、低松弛的钢绞线应用于工程中。4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工 3）高强钢筋可分为冷拉热轧低合金钢、热处理低合金钢筋和精轧螺纹钢筋等。其中，热处理钢筋的螺纹外形有带纵肋和无纵肋两种，如下图所示。4）非金属预应力筋主要是指用纤维增强塑料（简称FRP）制成的预应力筋，主要由玻璃纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）及碳纤维增强塑料（CFRP）预应力筋等几种形式。（a）带纵肋（b）无纵肋4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工 预应力筋锚固体系锚具是后张法结构或构件中保持预应力筋的张拉力，并将其传递到混凝土上的永久性锚固装置，它是结构或构件的重要组成部分，是保证预应力值和结构安全的关键，故应尺寸准确、有足够的强度和刚度、工作可靠、构造简单、预应力损失小、成本低廉。锚具按锚固方式不同，可分为夹片式、支撑式、锥塞式和握裹式四类，见下图。4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工单孔夹片锚固体系 4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工多孔夹片锚固体系（a）螺母锚具（b）钢丝束镦头锚具支撑式锚固体系 4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工锥形锚具锥形螺杆锚具锥塞式锚固体系挤压锚具的构造多根钢绞线压花锚具握裹式锚固体系 （3）张拉机具设备1）拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶张拉预应力筋时，首先使连接器与预应力筋的螺丝端杆相连接，顶杆支撑在构架构件端部的预埋钢板上。高压油由主缸油嘴进入主缸时，则推动主缸活塞向左移动，并带动拉杆和连接器以及螺丝端杆同时向左移动，对预应力筋进行张拉。达到张拉力时，拧紧预应力筋的螺帽，将预应力筋锚固在构件的端部。4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工 2）YC-60型穿心式千斤顶YC-60型穿心式千斤顶加装撑脚、张拉杆和连接器后，可以张拉以螺丝端杆锚具为张拉锚具的单根粗钢筋，以及以锥型螺杆锚具和DM5A型镦头锚具为张拉锚具的钢丝束。YC-60型穿心式千斤顶增设顶压分束器，就可以张拉以KT-Z型锚具为张拉锚具的钢筋束和钢绞线束。4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工 3）锥锚式双作用千斤顶所谓双作用，即千斤顶操作时有两个动作同时进行，其一是夹住钢筋进行张拉，其二是将夹片顶入锚环，将预应力钢筋挤紧，牢牢锚住。4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工 （4）后张法施工工艺后张法施工步骤是先制作构件，预留孔道；待构件混凝土达到规定强度后，在孔道内穿放预应力筋，预应力张拉锚固；最后孔道灌浆封端，有粘结后张法施工顺序简图、工艺流程如下图。4.4预应力混凝土4.4.2后张法施工 '