安全质量控制

1 编制依据 建筑工程质量验收统一标准 GB50300 2001 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 混凝土用碎石 卵石 GB T14685 2001 混凝土用砂 GB T14684 2001 混凝土结构施工工程质量验收规范 GB50204 02 建设工程项目管理规范 GB T50236 2001 招标文件 及其他相关文件 设计图纸 施工组织设计等 2 工程概况 杭州某多层教学楼 地面以下采用预应力薄壁管桩基础 地面以上五层为钢筋混凝土 框架结构 总建筑面积 3335m 2 本工程建筑高度 20 5m 0 000m 相当于地形图上的测 量标高 6 40m 室内外标高差 0 300m 建筑物东西最大长度 58 20m 南北最大宽度 17 27m 基础采用预应力薄壁管桩 直 径有 400 和 500 两种 共 97 根 主体工程为现浇钢筋混凝土框架结构 本工程设计基准期为 50 年 设计使用年限为 50 年 结构类型为框架结构 框架抗震 等级为四级 桩基安全等级为一级 设计等级为乙级 场地类别为三类 结构抗震设防烈 度为 6 度 屋面防水的等级为二级 耐久年限为 15 年 设防要求一般为两道 3 质量控制点的设置 3 1 水泥质量 水泥质量的检查与监控对确保混凝土的质量十分重要 实践中 首先应按水泥国家标准 的相关数据和规定对照核实水泥实验单的数据和水泥实物进行检查 认定该批水泥是否达到 合格标准 对不合格的水泥应及时进行处理 或经实验室检验后 降低标号使用 或用于临时 工程 或立即清出工地 3 2 配合比 混凝土配合比是指混凝土中各组成材料之间的比例关系 混凝土配合比通常 用每立方米混凝土中各种材料的质量来表示 或以各种材料用料量的比例表 示 水泥的质量为 1 设计混凝土配合比的基本要求 1 满足混凝土设计的强度等级 2 满足施工要求的混凝土和易性 3 满足混凝土使用要求的耐久性 4 满足上述条件下做到节约水泥和降低混凝土成本 从表面上看 混凝土配合比计算只是水泥 砂子 石子 水这四种组成 材料的用量 实质上是根据组成材料的情况 确定满足上述四项基本要求的 三大参数 水灰比 单位用水量和砂率 3 3 砂石质量 3 3 1 粒径的影响 骨料水灰比越大 骨料粒径对混凝土的渗透性越 大 砂浆的这种影响最小 骨料粒径大会降低混凝土的 抗冻性 3 2 粒形的影响 对于满足一定强度和密实性要求的混凝土来说 拌和物的施工性是保证混 凝土最后质量的最重要性质 对混凝土施工性来说 骨料的粒形有时比级配的 影响还要大 理想的骨料粒形呈等径状 即宏观球形 表面粗糙程度相同时 等 径状骨料的比表面积最小 需水量最小 可以同时满足施工性和强度等硬化混 凝土性质 4 控制点的质量计划 4 1 水泥质量 水泥品种的优选 优先选用 c3a 含量低的中 低热的普通水泥或复合 矿渣水泥等 除 冬期施工外 不宜选早强型水泥也不宜采用火山灰水泥 因火山灰水泥需水量大 易泌水 水 泥等级和混凝土等级应相匹配 一般 c25 以下混凝土宜选 32 5 级水泥 c30 以上混凝土宜选 42 5 级水泥 但水泥品种不能混用 不同产家 不同品种即是同一水泥等级也不能混用 同厂 家 同品种不同批号的水泥原则上也不能混用 因不同厂 不同品种虽说强度等级相同 但 其中所含的矿物成分不同 水泥掺合料不同 所产生的水化热亦不同 其收缩 变形 凝结时 间等不同 水化时反映了各自水泥的水化个性 所以不能混用 如果混用 1 可能造成收缩 变形不同 而影响结构的耐久性 2 凝结时间 需水量 水化速度不同 所产生的混凝土强度不同 将使混用后的混凝土强度 降低 5 20 3 由于收缩变形不同 产生裂缝隐患存在 不同水泥应分别使用 只能待上一品种水泥产生 一定强度后 才可向其上面浇筑其他品种 等级的水泥 在保证混凝土强度的前提下 商品混 凝土的水泥用量 应降低到最低程度 4 2 配合比 水泥是混凝土的第一关键材料 水泥强度直接影响混凝土强度 水泥石的抗压强度取决 于毛细孔所占的空间数量及其固体部分所占的数量 在水泥相同情况下 混凝土强度主要取决 于水灰比的大小 水灰比愈小 水泥石的强度愈高 与骨料粘结力愈大 混凝土的强度就愈高 施工中混凝土配合比 施工中按一定频率对混凝土的原材料进行必要的检验 如对粗集料的级配 压碎值 针 片状颗粒含量 含泥量 泥块含量 坚固性 对细集料砂的级配 含泥量 泥块含量 云母 含量 轻物质含量 有机质含量 对水泥的初终凝时间 细度 安定性 强度等进行试验 随 时掌握混凝土原材料的情况 把好混凝土原材料关 杜绝不符合规范要求的原材料用于混凝土 中 施工前 对拌制混凝土所使用的各种计量设备进行检定 每一工作班正式称量前 对计量 设备进行重点校核 为保证计量设备的准确性 施工中定期对计量器具进行检定 在进行混凝土配合比设计时 其有关数值均以干燥状态骨料为基准 而在施工中实际骨料 都有一定的含水量 且经常变化 每日开工前测 1 次砂石材料的含水率 气候有较大变化时随 时检测 根据工地上砂石材料含水情况 将试验室配合比换算成施工配合 比 在施工中 每 m3 混凝土的水和砂石的实际称量为 水的称量 用水量 砂石含水量 砂的称量 砂的用量 砂的含水量 石的称量 石的用量 石的含水量 水泥称量不变 当水泥 外加剂或矿物掺合料品种 质量有显著变化时 应重新进行配合比设计 4 3 砂石质量 集料有粗细集料之分 集料的表面特征会影响混凝土强度 集料表面越粗糙 其摩擦力越 大 与水泥浆的粘结力越大 混凝土抗压强度就越高 如表面粗糙 多棱角的碎石与水泥石的 粘结力比表面平滑的卵石要好 集料的粒径 数量也会影响混凝土强度 集料粒径越大 混 凝土抗压强度增加 抗折强度减小 反之集料的粒径越小 级配越好 混凝土抗折强度增大 抗压 强减小 粗集料数量增大 集料与水泥石界面的薄弱环节增多 强度减小 反之集料与水泥浆 的结合表面积越大 则两者间的粘结力越大 强度增加 5 质量事故处理分析 5 1 混凝土结构的裂缝与产生的原因分析 5 1 1 建筑结构设计的原因 建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝 主要表现在 结构中的断面突变而产 生的应力集中所产生的构件裂缝 对构件施加预应力不当 造成构件的裂缝 构造钢筋配 置过少过粗等引起构件裂缝 未充分考虑混凝土构件的收缩变形 采用的混凝土等级过高 造成用灰量过大 对收缩不利 混凝土在硬化过程中 由于水分蒸发 体积逐渐缩小 产 生收缩 而板的四周由于受到支座的约束 不能自由伸展 当混凝土的收缩所引起板的约 束应力超过一定程度时 必然引起现浇板的开裂 5 1 2 混凝土材料的因素 首先 不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大 矿渣硅酸盐水泥收缩 比普通硅酸盐水泥的收缩大 而粉煤灰水泥收缩值较小 快硬性水泥收缩大 一般来说 其水灰比不变 水泥用量越多 混凝土的收缩率越大 因为混凝土的干缩主要产生于水泥 浆的干缩 水泥浆越少 混凝土中骨料对干缩的制约作用越显著 其次 混凝土中水的蒸发引起混凝土的收缩 水灰比越大水泥浆越稀 收缩率越大开 裂的可能性也越大 同时减少用水量和水泥量对于改善干缩 提高混凝土的抗裂更为有效 但应在正确的方法指导下采用 必须保证混凝土的设计强度要求 再次 粗细骨料含泥量 过大 骨料颗粒级配不良都会造成混凝土收缩增大 从而诱导裂缝的发生 骨料的密度大 级配好 弹性模量高 骨料粒径大则可减少混凝土的收缩 外加剂和掺合料会影响混凝土 的硬化速度 混凝土的用水量 混凝土的收缩和徐变 从而会对混凝土的开裂产生影响 掺有外加剂的混凝土干缩值较大 特别是初期干缩值较大 防止裂缝的有效方法是使用膨 胀剂 混凝土初期膨胀 后期干缩值小 能有效控制裂缝的发生 最后 混凝土中使用的钢筋越多 产生的握裹力越强 从而约束了混凝土的变形 减 少了收缩量 也防止了裂缝的产生 使用焊接钢筋网 纵筋 箍筋布置合理 布置细而密 的钢筋能有效地防止裂缝 5 1 3 混凝土材料的配合比 集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配 容易造成混凝土收缩的增大 诱导裂缝 的产生 混凝土水灰比过大 或使用过量粉砂也可以使楼板产生裂缝 当用同一品种及相 同强度等级水泥时 混凝土强度等级主要取决于水灰比 当水泥水化后 多余的水分就残 留在混凝土中 形成水泡或蒸发后形成气孔 减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面 在 荷载作用下 可能在孔隙周围产生应力集中使楼板表面出现裂缝 而采用含泥量大的粉砂 配制的混凝土收缩大 拉力强度低 容易因塑性而产生裂缝 配合比设计不当直接影响砼 的抗拉强度 是造成砼开裂不可忽视的原因 配合比不当指水泥用量过大 水灰比大 含 砂率不适当 骨料种类不佳 选用外加剂不当等 5 1 4 施工工艺及养护的原因 首先 混凝土拌和不匀 拌和时间过长 运输时间过长 运输泵送时改变了配合比 浇筑顺序不合理 速度太快等施工会改变混凝土的质量 降低混凝土的性能 引起浇筑后 混凝土结构或构件的裂缝 现场振捣混凝土时 振捣或插入不当 漏振 过振或振捣抽撤 过快 会影响混凝土的密实性和均匀性 诱导裂缝的发生 其次 混凝土的养护可改变混凝土的水化反应速度 影响混凝土的强度 养护时保持 湿度越高 气温越低 养护时间越长 则混凝土收缩越小 在养护的过程中必须严格控制 混凝土的水化热 对拌和好的混凝土进行预冷却以降低温度 使浇筑后混凝土的最高温度 与温度梯度最小 外界对混凝土的约束最小 混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常 凝结 硬化 混凝土养护时间过短 保持的湿度过低都会使得混凝土收缩变大 会引起裂 缝 最后 施工中 振捣棒直接搁在钢筋上进行振动 钢筋被扰动 同时使得浇筑完的混 凝土过早受到振动 影响了钢筋与混凝土的握裹作用 也影响了混凝土的均匀性与密实性 钢筋保护层厚度不足 造成钢筋与混凝土的握裹作用减小 对混凝土变形开裂的约束作用 减弱 在风速过大或烈日暴晒的情况下施工 混凝土的收缩值大 大体积混凝土构件浇筑 后 抹面的次数和保温工作不到位 易产生表面收缩裂缝 5 2 对混凝土裂缝的处理 大体积混凝土裂缝的处理方法 明确了混凝土裂缝的成因 评定了其危害程度 最重要的任务就是对已经出现的具有 危害性的可见裂缝进行处理 1 应在原材料的选用方面减少大体积混凝土裂缝的发生概率 其应注意以下几点要求 1 粗骨料宜采用连续级配 细骨料宜采用中砂 2 外加剂宜采用缓凝剂 减水剂 3 掺合料宜采用粉煤灰 矿渣粉等 4 大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下 应提高掺合料及骨料的 含量 以降低单方混凝土的水泥用量 5 降低原材料的温度 6 水泥应尽量选用水化热低 凝结时间长的水泥 优先采用中热硅酸盐水泥 低热 矿渣硅酸盐水泥 大坝水泥 矿渣硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 等 2 以上仅就在原材料的选取环节上尽量减小发生裂缝的可能 但在实际施工中 大体 积混凝土的裂缝根本就难以避免 因此 在长期的实践经验的基础上探索出了一些具有较 强的处理效果的方法 一般的裂缝处理方法有 1 表面修补 常用的方法有压实抹平 涂抹环氧胶粘剂 喷涂水泥砂浆 或细石混凝土 压抹环氧胶泥 环氧树脂粘贴玻璃丝布 增加整体面层 钢锚栓缝合等 此方法仅适用于危害较小的表面缝的裂缝处理工作 2 局部修复法 常用的方法有充填法 预应力法 部分凿除重新浇筑混凝土等 此方 法宜适用于危害较小的表面缝的裂缝处理工作 3 水泥压力灌浆法 可灌入缝宽大于 0 5mm 的裂缝 此方法适用于危害较大的深层 和贯穿缝缝的裂缝处理工作 4 化学灌浆法 可灌入缝宽大于 0 05mm 的裂缝 此方法适用于危害较大的深层和贯 穿缝缝的裂缝处理工作 同时 也是最为常见的处理贯穿缝的方法之一 5 减小结构内 力 常用的方法有卸载或控制荷载 设置卸载结构 增设支点或支撑 改简支梁为连续梁 等 6 结构补强 常用的方法有增加钢筋 加厚板 外包钢筋混凝土 外包钢 粘贴钢板 预应力补强体系等 7 改变结构方案 加强整体刚度 例如 框架裂缝采用增设隔板深梁处理 8 其他方法 常用方法有拆除重做 改善结构使用条件 通过实验或分析论证不处理 等 不同原理的混凝土裂缝修复技术一般仅使用一定成因的混凝土裂缝 且需要一定的条 件 因此裂缝处理方法采用时应有一定的选择性 应根据实际情况合理进行选择 参考文献 1 张红 混凝土对水泥的要求和选用浅析 J 科技与经济 2006 年第 24 期 179 1