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建築工程主體結構施工技術
(一)腳手架
為建築施工而搭設的、承受荷載的由扣件和鋼管等構成的腳手架與支撐架,統稱腳手架。是建築主體工程施工必需的輔助設施。
腳手架按建築物的位置劃分為外腳手架和內腳手架;按結構和組成形式劃分為多立杆式、碗扣式、門型、方塔式、附著式和懸吊式等多種;按布置形式,腳手架有單排腳手架、雙排腳手架、多排(3排以上)腳手架、滿堂腳手架、滿高腳手架和交圈(周邊)腳手架等。
1.構配件
扣件式鋼管腳手架的構配件主要有杆件、底座、扣件和腳手板。杆件主要有立杆、水平杆、掃地杆(貼近樓地面連接立杆根部的水平杆)、連牆件、橫向斜撐、剪刀撐和託撐等,杆件多為鋼管,也有採用型鋼和螺杆的。
2.設計荷載
不同形式的腳手架要經過結構設計確定其布置形式尺寸。
作用於腳手架的荷載可分為永久荷載與可變荷載,見表
3.構造要求
(1)腳手架的設計尺寸
常用密目式安全網全封閉單、雙排腳手架結構的設計尺寸應符合相關規範要求。
單排腳手架搭設高度不應超過 24m,雙排腳手架搭設高度不宜超過 50m。對高度超過 50m的雙排腳手架,應採用分段搭設等措施。
(2)型鋼懸挑腳手架一次懸挑腳手架高度不宜超過 20m。型鋼懸挑梁宜採用雙軸對稱截面的型鋼。懸挑鋼梁型號及錨固件應按設計確定,鋼梁截面高度不應小於 160mm。
4.搭設施工
(1)搭設準備
腳手架搭設前,應按專項施工方案向施工人員進行交底;應按規範的規定和腳手架專項施工方案的要求,對鋼管、扣件、腳手板及可調託撐等進行檢查驗收,不合格產品不得使用;經檢驗合格的構配件應按品種、規格分類,堆放整齊、平穩,堆放場地不得有積水;應清除搭設場地雜物,平整搭設場地,並應使排水暢通。
(2)地基與基礎
腳手架地基與基礎的施工,應根據腳手架所受荷載、搭設高度及搭設場地土質情況按現行國家標準有關規定進行。立杆墊板或底座底面標高宜高於自然地坪 50-100mm。腳手架基礎經驗收合格後,應按施工組織設計或專項方案的要求放線定位。
(3)搭設單、雙排腳手架必須配合施工進度搭設,一次搭設高度不應超過相鄰連牆件以上兩步。腳手架連牆件的安裝應隨腳手架搭設同步進行,不得滯後安裝。當單、雙排腳手架施工操作層高出相鄰連牆件兩步以上時,應採取確保腳手架穩定的臨時拉結措施,直到上一層連牆件安裝完畢後再根據情況拆除。腳手架剪刀撐與單、雙排腳手架橫向斜撐應隨立杆、縱向水平杆和橫向水平杆等同步搭設,不得滯後安裝。
(二)砌體結構工程施工
1.砌體結構施工基本規定
1)砌築順序。當基底標高不同時,應從低處砌起,並應由高處向低處搭砌。當設計無要求時,搭接長度 L不應小於基礎底的高差 H,搭接長度範圍內的下層基礎應擴大砌築;砌體的轉角處和交接處應同時砌築,當不能同時砌築時,應按規定留槎、接槎。
2)砌築牆體應設置皮數杆。
3)牆上留置臨時施工洞口。
4)預留預埋。對設計要求的洞口、溝槽、管道應於砌築時正確留出或預埋,未經設計部門同意,不得打鑿牆體和在牆體上開鑿水平溝槽。
2.磚砌體施工
砌磚施工通常包括抄平、放線、擺磚樣、立皮數杆、掛準線、鋪灰和砌磚等工序。如果是清水牆,則還要進行勾縫。
3.混凝土小型空心砌塊砌築
砌塊砌築的主要工序為鋪灰、砌塊安裝就位、校正、灌縫及鑲磚。
4.配筋砌體工程
對配筋小砌塊砌體剪力牆,應採用專用的小砌塊砌築砂漿砌築,專用的小砌塊灌孔混凝土澆築芯柱;設置在灰縫內的鋼筋,應居中置於灰縫內。
5.構造柱施工
構造柱與牆體的連接應符合下列規定:牆體應砌成馬牙搓,馬牙搓凹凸尺寸不宜小於 60mm,高度不應超過 300mm,馬牙搓應先退後進,對稱砌築。拉結鋼筋應沿牆高每隔 500mm設 2Ф6,伸入牆內不宜小於 600mm,鋼筋的豎向移位不應超過 100mm,且每一構造柱豎向移位不得超過 2處。施工中不得任意彎折拉結鋼筋。
6.填充牆砌體工程
熱壓加氣混凝土砌塊、輕集料混凝土小型空心砌塊等填充牆體施工,應根據施工驗收規範,注意砌塊自身的含水率及對砌塊砂漿的要求。砌築時不應與其他砌塊混砌,不同強度等級的同類砌塊也不得混砌。在廚房、衛生間及浴室等處採用輕集料混凝土小型空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊砌築牆體時,牆體底部宜現澆混凝土坎臺,其高度宜為 150mm。
三)混凝土結構工程施工
1.鋼筋工程施工
(1)鋼筋加工
鋼筋加工包括冷拉、調直、除鏽、剪切和彎曲等,宜在常溫狀態下進行,加工過程中不應對鋼筋進行加熱。鋼筋應一次彎折到位。
(2)鋼筋連接
鋼筋的連接方法有焊接連接、綁紮搭接連接和機械連接。
1)焊接連接。
常用的焊接方法有閃光對焊、電弧焊、電阻點焊、電渣壓力焊、埋弧壓力焊及氣壓焊等。在直接承受動力荷載的結構構件中,縱向鋼筋不宜採用焊接接頭。
2)綁紮搭接連接。
①同一構件中相鄰縱向受力鋼筋的綁紮搭接接頭宜相互錯開,橫向淨距不應小於鋼筋直徑,且不應小於 25mm。
②鋼筋綁紮搭接接頭連接區段的長度為 1.3L1(L1為搭接長度)。同一連接區段內,縱向鋼筋搭接接頭的面積百分率應符合設計要求。 當設計無具體要求時,應符合相關規定。
3)機械連接。鋼筋機械連接包括套筒擠壓連接和螺紋套管連接。
2.模板安設
(1)模板類型與基本要求
1)木模板。木模板是由板條與拼條釘成的模板系統。
2)組合模板。組合模板是一種工具式模板,是工程施工中用得最多的一種模板,有組合鋼模板、鋼框竹(木)膠合板模板等。
3)大模板。大模板是一種大尺寸的工具式模板。一塊大模板由面板、主肋、次肋、支撐桁架、穩定機構及附件組成
4)滑升模板。滑升模板是一種工具式模板,由模板系統、操作平臺系統和液壓系統三部分組成。
5)爬升模板。爬升模板簡稱爬模,國外也稱跳模,是施工剪力牆體系和筒體體系的鋼筋混凝土結構高層建築的一種有效的模板體系。
6)臺模。臺模是一種大型工具式模板,主要用於澆築平板式或帶邊梁的樓板,一般是一個房間一塊臺模,有時甚至更大。
7)隧道模板。隧道模是用於同時整體澆築牆體和樓板的大型工具式模板,能將各開間沿水平方向逐段逐間整體澆築,故施工的建築物整體性好、抗震性能好、施工速度快,但模板的一次性投資大,模板起吊和轉運需較大的起重設備。
8)永久式模板。永久式模板指一些施工時起模板作用而澆築混凝土後又是結構本身組成部分的預製板材。目前,國內外常用的有異形(波形、密肋形等)金屬薄板(也稱壓型鋼板)、預應力混凝土薄板、玻璃纖維水泥模板、小梁填塊(小梁為倒 T形,填塊放在梁底凸緣上,再澆混凝土)及鋼桁架混凝土板等。
3.混凝土工程施工
混凝土工程是鋼筋混凝土工程中的重要組成部分,混凝土工程的施工過程有混凝土的製備、運輸、澆築和養護等。
(1)混凝土的澆築
1)混凝土澆築的一般規定。
混凝土運輸、輸送及澆築過程中嚴禁加水;混凝土運輸、輸送及澆築過程中散落的混凝土嚴禁用於結構澆築;混凝土運輸、澆築及間歇的全部時間不應超過混凝土的初凝時間。同一施工段的混凝土應連續澆築,並應在底層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆築完畢。當底層混凝土初凝後澆築上一層混凝土時,應按對施工縫處理的技術要求進行處理。
2)大體積混凝土結構澆築。
大體積混凝土結構指混凝土結構物實體最小几何尺寸不小於 1m的大體量混凝土,或者預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致產生有害裂縫的混凝土。大體積混凝土結構由於承受的荷載大,整體性要求高,往往不允許留施工縫,要求一次連續澆築完畢。
大體積混凝土結構的澆築方案一般分為全面分層方案、分段分層方案和斜面分層方案三種。全面分層方案要求的混凝土澆築強度較大,斜面分層方案要求的混凝土澆築強度較小。施工中可根據結構物的具體尺寸、搗實方法和混凝土供應能力,認真選擇澆築方案。目前應用較多的是斜面分層方案。
3)混凝土密實成型。
入模後的混凝土拌合物應用振動器振動搗實,振動器按工作方式可分為內部振動器、外部振動器、表面振動器和振動臺四種,如圖
(2)混凝土的養護
混凝土的養護是為了防止混凝土表面幹縮或凍縮裂縫,一般可分為標準養護、加熱養護和自然養護。選擇養護方式應考慮現場條件、環境溫溼度、構件特點、技術要求及施工操作等因素。
4.冬期與高溫期混凝土施工
(1)冬期混凝土施工
當室外日平均氣溫連續 5日穩定低於 5℃時,應採取冬期施工措施;當混凝土未達到受凍臨界強度而氣溫驟降至 O℃以下時,應按冬期施工的要求採取應急防護措施。
1)混凝土受凍臨界強度。混凝土受凍臨界強度指混凝土在遭受凍結前,具備抵抗冰脹應力的能力,並能使混凝土受凍後的強度損失不超過 5%而必須達到的強度。
2)混凝土冬期施工措施。主要有:
①宜採用矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥;當採用蒸汽養護時,宜採用礦渣矽酸鹽水泥。②降低水灰比,減少用水量,使用低流動性或幹硬性混凝土。
③澆筑前,將混凝土或其組成材料加溫,提高混凝土的入模溫度,使混凝土既早強又不易凍結。
④攪拌時加入一定的外加劑,加速混凝土硬化、儘快達到臨界強度,或者降低水的冰點,使混凝土在負溫下不致凍結。當採用非加熱養護方法時,混凝土中宜摻入引氣劑、引氣型減水劑或其他含有 引氣組分的外加劑,混凝土含氣量宜控制在 3.0%-5.0%。
3)混凝土冬期養護方法。
混凝土冬期養護方法主要有三種:一是混凝土養護期間不加熱的方法,如蓄熱法、摻外加劑法等;二是混凝土養護期間加熱的方法,如電熱法、蒸汽加熱法和暖棚法等;三是綜合方法,即把上述兩種方法綜合應用,如目前常用的綜合蓄熱法,即在蓄熱法基礎上摻外加劑(早強劑或防凍劑),或者進行短時加熱等綜合措施。
(2)高溫期混凝土施工
當日平均氣溫達到 30℃及以上時,應按高溫期施工要求採取措施。高溫期施工宜採用低水化熱水泥,或者採用粉煤灰取代部分水泥,降低水泥用量,混凝土坍落度不宜小於 70mm,混凝土澆築入模溫度不應高於 35℃。5.裝配式混凝土施工
(1)材料要求
在裝配整體式結構中,預製構件的混凝土強度等級不宜低於 C30;預應力混凝土預製構件的混凝土強度等級不宜低於 C40,且不應低於 C30。
(2)構件預製
(3)構件儲運
(4)裝配施工
1)一般規定。
2)構件吊裝與就位。
預製構件吊裝就位後,應及時校準並採取臨時固定措施,每個預製構件的臨時支撐不宜少於兩道。
3)構件安裝。
鋼筋套筒灌漿前還應在現場模擬構件連接接頭的灌漿方式,每種規格鋼筋應製作不少於 3個套筒灌漿連接接頭,進行灌注質量以及接頭抗拉強度的檢驗。經檢驗合格後,方可進行灌漿作業。
鋼筋套筒灌漿連接接頭、鋼筋漿錨搭接連接接頭應按檢驗批劃分要求及時灌漿,灌漿作業應符合國家現行有關標準及施工方案的要求。灌漿操作全過程應有專職檢驗人員負責旁站監督,並及時形成施工質量檢查記錄。
4)構件連接。
預製樓梯與支承構件之間宜採用簡支連接。預製樓梯端部在支承構件上的最小擱置長度,按 6-7度抗震設防時為 75mm,按 8度抗震設防時為 100mm。
5)後澆混凝土施工。
後澆混凝土施工時,對預製構件結合面疏鬆部分的混凝土應剔除並清理乾淨;模板應保證後澆混凝土的形狀、尺寸和位置準確,並應防止漏漿;在澆築混凝土前,應灑水潤溼結合面,混凝土應振搗密實;澆築用的材料強度等級應符合設計要求,當設計無要求時,澆築用材料的強度等級不應低於連接處構件混凝土強度設計等級的較大值;對同一配合比的混凝土,每工作班且建築面積不超過 1000m應製作一組標準養護試件,同一樓層應製作不少於 3組標準養護試件。待構件連接部位的後澆混凝土及灌漿料的強度達到設計要求後,方可拆除臨時固定措施。
(四)預應力混凝土工程施工
在預應力混凝土結構中,混凝土的強度等級不應低於 C30;當採用鋼絞線、鋼絲或熱處理鋼筋作為預應力鋼筋時,混凝土強度等級不宜低於 C40。
1.先張法施工
先張法是在臺座或模板上先張拉預應力鋼筋並用夾具臨時固定,再澆築混凝土,使之與預應力鋼筋黏結;待混凝土達到一定強度後,放張預應力鋼筋,通過預應力鋼筋與混凝土的黏結力,使混凝土產生預壓應力。
先張法施工的工藝流程如圖
1)預應力筋的張拉。預應力筋的張拉一般先採用 1.03或 1.05倍設計張拉應力進行超張拉,維持2min後回復到設計張拉應力,以超張拉抵消預應力鬆弛損失。預應力筋長度大於 20m的宜採用兩端張拉,長度小於 20m的可採用一端張拉。
2)預應力混凝土的澆築與養護。預應力混凝土可採用自然養護或溼熱養護。進行溼熱養護的應採取正確的養護制度,以減少由於溫差引起的預應力損失。採用重疊法生產構件時,應待下層構件的混凝土強度達到 5.OMPa後,方可澆築上層構件的混凝土。
3)預應力鋼筋的放張。為保證預應力鋼筋與混凝土的良好黏結,當預應力鋼筋放張時,混凝土強度不應低於設計的混凝土立方體抗壓強度標準值的 75%,先張法預應力鋼筋放張時不應低於 30MPa。設計另有規定的以其規定為準。