知識資料土木工程施工與管理(五)(新版)知識資料

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁需要課件請或(六)混凝土冬期施工混凝土所以能凝結(jié)、硬化并獲得強(qiáng)度，是因?yàn)樗嗪退e行水化作用的結(jié)果。水化作用的速度在一定濕度條件下主要取決于溫度，溫度愈高，強(qiáng)度增長也愈快，反之則慢。當(dāng)溫度降至00C以下時(shí)，水化作用基本停止，溫度再繼續(xù)降至-2~受凍的混凝土在解凍后，其強(qiáng)度雖能繼續(xù)增長，但已不能達(dá)到原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，混凝土遭遇凍結(jié)帶來的危害，與遭凍的時(shí)光早晚、水灰比等有關(guān)，遭凍時(shí)光愈早，水灰比愈大，則強(qiáng)度損失愈多，反之則損失少。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得知，混凝土經(jīng)過預(yù)先養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度后再遭凍結(jié)，其后期抗壓強(qiáng)度損失就會減少。普通把遭凍結(jié)其后期抗壓強(qiáng)度損失在5％以內(nèi)的預(yù)養(yǎng)強(qiáng)度值定為“混凝土受凍臨界強(qiáng)度”。通過實(shí)驗(yàn)得知，該臨界強(qiáng)度與水泥品種、混凝土強(qiáng)度等級有關(guān)。對普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥配制的混凝土，受凍臨界強(qiáng)度定為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30％；對礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40％，但不大于C10的混凝土，不得低于5N／mm2?；炷炼谑┕こ鲜鲈缙趦龊χ?，還需注重拆模不當(dāng)帶來的凍害?；炷翗?gòu)件拆模后表面急劇降溫，因?yàn)閮?nèi)外溫差較大會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，亦會使表面產(chǎn)生裂紋，在冬期施工中亦應(yīng)力求避免這種凍害。為此，現(xiàn)行“混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范”規(guī)定，凡按照當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁刭Y料室外日平均氣溫延續(xù)五天穩(wěn)定低于+50C時(shí)，就應(yīng)采取冬期施工的技術(shù)措施舉行混凝土施工。從混凝土強(qiáng)度增長情況看，混凝土在+50C環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度增長很慢。而且在日平均氣溫低于+5℃混凝土冬期施工主意有：蓄熱法、摻外加劑法、蒸汽養(yǎng)護(hù)法和電熱法。蓄熱法是應(yīng)用最多、最經(jīng)濟(jì)的主意。室外最低氣溫不低于-15℃，地面以下的工程或表面系數(shù)不大于5的結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)先采用蓄熱法。摻外加劑法，即在混凝土拌制過程中，摻人具有早強(qiáng)、抗凍、催化、減水等作用的外加劑，以降低混凝土的冰點(diǎn)，使之在負(fù)溫下能加速硬化以達(dá)到要求的強(qiáng)度。蒸汽養(yǎng)護(hù)法，即利用低壓(不高于0．07MPa)飽和蒸汽對所澆筑的混凝土舉行加熱養(yǎng)護(hù)。此法消耗能源多，費(fèi)用高。電熱法，是利用電流通過不良導(dǎo)體(混凝土)所發(fā)出的熱量來養(yǎng)護(hù)混凝土。(七)預(yù)應(yīng)力混凝土工程普通鋼筋混凝土構(gòu)件的抗拉極限應(yīng)變值惟獨(dú)0.0001—0.00015，倘若要求混凝土不開裂，受拉鋼筋的應(yīng)力只能達(dá)到20--30N／mm2。允許浮上裂縫的構(gòu)件，因?yàn)槭芰芽p寬度的限制，鋼筋應(yīng)力也只能達(dá)到150--200N／mm2，因而高強(qiáng)鋼材在普通混凝土構(gòu)件中不能充足發(fā)揮作用，預(yù)應(yīng)力混凝土是解決這一矛盾的有效主意。預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝有：先張法、后張法、后張自錨法和電熱法。1．先張法先張法多數(shù)用于預(yù)應(yīng)力混凝土廠中，在臺座上生產(chǎn)中小型構(gòu)件。臺座由臺面、橫梁和承力結(jié)構(gòu)等組成。按照承力結(jié)構(gòu)的不同，臺座分為墩式臺座、槽式臺座和樁式臺座。生產(chǎn)板形構(gòu)件多用墩式臺座，生產(chǎn)梁、屋架等構(gòu)件多用槽式臺座。設(shè)計(jì)臺座時(shí)要舉行抗傾覆穩(wěn)定性和強(qiáng)度驗(yàn)算。先張法中鋼絲用的錨固夾具有：圓錐齒板式夾具、圓錐三槽式夾具和墩頭夾具。鋼筋用的錨固夾具有：螺絲端桿錨具、墩頭錨和銷片夾具等。為減少因?yàn)樗沙诘染壒试斐傻念A(yù)應(yīng)力損失，先張法張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)都要舉行超張拉。常用的張拉程序?yàn)椋?105%σcon—持荷2minσcon或0103％σcon。式中σcon——預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件舉行濕熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)采取準(zhǔn)確的養(yǎng)護(hù)制度以減少因?yàn)闇夭钜鸬念A(yù)應(yīng)力損失。混凝土強(qiáng)度要達(dá)到不小于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75％后，才可放松預(yù)應(yīng)力筋，放松過早會因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力筋回縮而引起較大的預(yù)應(yīng)力損失。2．后張法在后張法中，預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具是配套的。后張法中常用的預(yù)應(yīng)力筋有單根粗鋼筋、鋼筋束(或鋼絞線束)和鋼絲束三類：(1)單根粗鋼筋單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的制作，包括配料、對焊、冷拉等工序。預(yù)應(yīng)力筋的下料長度應(yīng)計(jì)算決定。預(yù)應(yīng)力筋的成品長度(即預(yù)應(yīng)力筋和螺絲端桿對焊并經(jīng)冷拉后的全長)Ll：Ll=l+2l2(17—3—5)預(yù)應(yīng)力筋(不包括螺絲端桿)冷拉后需達(dá)到的長度Lo：L0=Ll-2l2(17—3—6)預(yù)應(yīng)力筋(不包括螺絲端桿)冷拉前的下料長度L：L=L0/(1+γ-σ)+nΔ(17—3—7)式中l(wèi)——構(gòu)件的孔道長度；l2——螺絲端桿伸出構(gòu)件外的長度：張拉端：l2=2H+h+5mm；錨固端：l2=H+h+10mm；l1螺絲端桿長度，普通為320mm；γ--預(yù)應(yīng)力筋的冷拉率；δ——預(yù)應(yīng)力筋的冷拉彈性回縮率，普通為0.4％--0.6％；n--對焊接頭數(shù)量；Δ--每個(gè)對焊接頭的壓縮量，普通為20--30mm；H--螺母高度(mm)；h--墊板厚度(mm)。單根粗鋼筋常用的錨具為螺絲端桿和幫條錨具，張拉設(shè)備常用YL-60型拉桿式千斤頂，或YC-60型、YC-20型和YC-18型穿心式千斤頂，亦可用電熱法張拉。(2)鋼筋束和鋼絞線束如用JM-12型錨具，則宜用YC-60型雙作用千斤頂張拉。如用KT-Z型錨具，對螺紋鋼筋束用錐錨式雙作用千斤頂張拉；對鋼絞線束則宜用YC-60型雙作用千斤頂。下料長度要按照所用的錨具和千斤頂計(jì)算決定。(3)鋼絲束常用的錨具有螺絲端桿錨具、幫條錨具、鐓頭錨具、錐形螺桿錨具和鋼質(zhì)錐形錨具。鐓頭錨具要求鋼絲束下料長度確切，相對誤差控制在L／5000以內(nèi)，并不大于5mm，為此要求鋼絲束在應(yīng)力狀態(tài)下切斷下料，下料的控制應(yīng)力為300N／mm2。鐓頭錨具用YC-60千斤頂張拉或拉桿式千斤頂張拉；錐形螺桿錨具用拉桿式千斤頂或穿心式千斤頂張拉；鋼質(zhì)錐形錨具用錐錨式雙作用千斤頂張拉。后張法工藝中，與預(yù)應(yīng)力施工有關(guān)的是孔道留設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋張拉和孔道灌漿三部分。1)孔道留設(shè)孔道留設(shè)是后張法構(gòu)件制作中的關(guān)鍵之一?？椎乐睆饺Q于預(yù)應(yīng)力筋和錨具，如用螺絲端桿的粗鋼筋，孔道直徑應(yīng)比螺絲端桿的螺紋直徑大10--15mm；用JMl2型錨具的鋼筋束或鋼絞線束，對JMl2-3、4，孔道直徑為42mm，對JMl2-5、6則為50mm?？椎懒粼O(shè)主意有鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預(yù)埋波紋管法。①鋼管抽芯法預(yù)先將鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)孔道位置處，在混凝土澆筑過程中和澆筑之后，每間隔一定時(shí)光慢慢轉(zhuǎn)動鋼管，使之不與混凝土黏結(jié)，待混凝土初凝后、終凝前抽出鋼管，即形成孔道。該法只用于留設(shè)直線孔道。鋼管要平直，表面要光潔，安放位置要確切。普通用間距不大于lm的鋼筋井字架固定鋼管位置。每根鋼管的長度最好不超過15m，以便于旋轉(zhuǎn)和抽管，較長構(gòu)件則用兩根鋼管，中間用套管銜接。鋼管的旋轉(zhuǎn)方向兩端要相反。恰當(dāng)控制抽管時(shí)光很重要，過早會坍孔，太晚則抽管艱難。普通在初凝后、終凝前，以手指按壓混凝土不黏又無顯然印痕時(shí)則可抽管。為保證順利抽管，混凝土的澆筑順序要密切配合。抽管順序宜先上后下，抽管可用人工或卷揚(yáng)機(jī)，抽管要邊抽邊轉(zhuǎn)，速度勻稱，與孔道呈向來線。在留設(shè)孔道的同時(shí)還要在設(shè)計(jì)規(guī)定位置留設(shè)灌漿孔。普通在構(gòu)件兩端和中間每隔12m留一個(gè)直徑20mm的灌漿孔，并在構(gòu)件兩端各設(shè)一個(gè)排氣孔。②膠管抽芯法膠管有五層或七層夾布膠管和鋼絲網(wǎng)膠管兩種。前者質(zhì)軟，用間距不大于0.5m的鋼筋井字架固定位置，澆筑混凝土前，膠管內(nèi)充人壓力為0.6—0.8N／mm2的壓縮空氣或壓力水，此時(shí)膠管直徑增大3mm左右，待澆筑的混凝土初凝后，放出壓縮空氣或壓力水，管徑縮小而與混凝土脫離，便于抽出。后者質(zhì)硬，具有一定彈性，留孔主意與鋼管一樣，只是澆筑混凝土后不需轉(zhuǎn)動，因?yàn)槠溆幸欢◤椥?，抽管時(shí)在拉力作用下斷面縮小易于拔出。膠管抽芯留孔，不僅可留直線孔道，而且可留曲線孔道。③預(yù)埋波紋管法波紋管為特制的帶波紋的金屬管，與混凝土有良好的黏結(jié)力。波紋管不再抽出，用間距不大于lm的鋼筋井字架固定。預(yù)埋波紋管法只用于曲線孔道。2)預(yù)應(yīng)力筋張拉張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定，如設(shè)計(jì)無鋇定則不宜低于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75％，用塊體拼裝的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，其拼裝立縫處混凝土或砂漿的強(qiáng)度，如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，不應(yīng)低于塊體混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的40％，且不得低于15N／mm2。后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)注重下列問題：①對配有多根預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件，不可能同時(shí)張拉，只能分批、對稱地舉行張拉。對稱張拉是為避免張拉時(shí)構(gòu)件截面呈過大的偏心受壓狀態(tài)。分批張拉，要考慮后批預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮，會對先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力產(chǎn)生影響。為此先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力應(yīng)增強(qiáng)nσc。：n=Es/Ec(17—3—8)σc=(σcon-σs1)Ay/Aj(17—3-9)式中Es--預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量；Ec混凝土的彈性模量；σc張拉后批預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，對已張拉的預(yù)應(yīng)力筋重心處混凝土產(chǎn)生的法向應(yīng)力；σcon—控制應(yīng)力；σs1--預(yù)應(yīng)力筋的第一批應(yīng)力損失(包括錨具變形和摩擦損失)；Ay——第二批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的截面積；Aj構(gòu)件混凝土的凈截面面積(包括構(gòu)件鋼筋的折算面積)。②對平臥疊澆的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，上層構(gòu)件的分量產(chǎn)生的水平摩阻力，會阻止下層構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)混凝土彈性壓縮的自由變形，待上層構(gòu)件起吊后，因?yàn)槟ψ枇τ绊懗霈F(xiàn)會增強(qiáng)混凝土彈性壓縮的變形，從而引起預(yù)應(yīng)力損失，損失值隨構(gòu)件型式、隔離層和張拉方式而不同。為便于施工，可采取逐層加大超張拉的主意來彌補(bǔ)該預(yù)應(yīng)力損失，但底層超張拉值不宜比頂層張拉力大5％(鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋)或9％(冷拉Ⅱ～Ⅳ級鋼筋)，并且要保證底層構(gòu)件的控制應(yīng)力，冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋不得大于屈服強(qiáng)度的95％，鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋不大于標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80％。如隔離層的隔離效果好，也可采用同一張拉值。③為減少預(yù)應(yīng)力筋與預(yù)留孔孔壁摩擦而引起的應(yīng)力損失，對抽芯成形的孔道曲線形預(yù)應(yīng)力筋和長度大于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)采用兩端張拉；長度等于或小于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋，可一端張拉，但張拉端宜分離設(shè)置在構(gòu)件兩端。對預(yù)埋波紋管孔道，曲線形預(yù)應(yīng)力筋和長度太子3％m的直線4頇隨力筋宜在兩端張拉；長度等于或小于30m直線預(yù)應(yīng)力筋，可在一端張拉。用雙作用千斤頂兩端同時(shí)張拉鋼筋束、鋼絞線束或鋼絲束時(shí)，為減少頂壓時(shí)的應(yīng)力損失，可先頂壓一端的錨塞，而另一端在補(bǔ)足張拉力后再行頂壓。④后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序，與所采用的錨具種類有關(guān)。為減少松弛損失，張拉程序普通與先張法相同。3)孔道灌漿預(yù)應(yīng)力筋張拉后，應(yīng)隨即舉行孔道灌漿，尤其是鋼絲束，張拉后應(yīng)盡快舉行灌漿，以防銹蝕與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗裂性和耐久性。灌漿宜用標(biāo)號不低于C25號普通硅酸