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??鑒于這一會議的論壇性質,以下僅就會上提出的一些問題及建議作一歸納,提交與會專家考慮并審議。
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??一、土建結構工程的安全性
??結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力,是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準,也與結構的正確使用(維護、檢測)有關,而這些又與土建工程法規和技術標準(規范、規程、條例等)的合理設置及運用相關聯。
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??1.我國結構設計規范的安全設置水準
??對結構工程的設計來說,結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規范在這些方面的安全設置水準,總體上要比國外同類規范低得多。
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??1.1構件承載能力的安全設置水準
????與結構構件安全水準關系最大的二個因素是:1)規范規定結構需要承受多大的荷載(荷載標準值),比如同樣是辦公樓,我國規范自1959年以來均規定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現已確定在新的規范里將改回到200公斤),而美、英則為240和250公斤;2)規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小,前者是計算確定荷載對結構構件的作用時,將荷載標準值加以放大的一個系數,后者是計算確定結構構件固有的承載能力時,將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數。這些用量值表示的系數體現了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度,在安全系數設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規范)中稱為安全系數,體現了安全儲備的需要;而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規范)中稱為分項系數,體現了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數或分項系數越大,表明安全度越高。我國建筑結構設計規范規定活荷載與恒載(如結構自重)的分項系數分別為1.4和1.2,而美國則分別為1.7和1.4,英國1.6和1.4;這樣根據我國規范設計辦公樓時,所依據的樓層設計荷載(荷載標準值與荷載分項系數的乘積)值大約只有英美的52%(考慮人員和設施等活載)和85%(對結構自重等恒載),而設計時據以確定構件能夠承受荷載的能力(與材料強度分項系數有關)卻要比英美規范高出的10~15%,二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規范在某些方面比英美還要保守些。一些發展中國家的結構設計多根據發達國家的規范,就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規范一樣。至于中國的香港和臺灣,至今仍分別以英國和參考美國規范為依據。這里需要說明的是,在其他建筑物的活荷載標準值上,與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同,比如鋼結構的差距可能相對小些。
????公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類似,除車載標準外,荷載分項安全系數(我國規范對車載取1.4,比國際著名的美國AASHTO規范的1.75約低25%)與材料強度分項安全系數均規定較低。
????盡管我國設計規范所設定的安全貯備較低,但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的,這里的問題主要在于設計墨守陳規,在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創新。
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??1.2結構的整體牢固性
????除了結構構件要有足夠承載能力外,結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的能力,或者說是結構不應出現與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度,用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果,可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當地房屋結構缺乏整體牢固性有很大關系。2001年石家莊發生故意破壞的惡性爆炸事件,一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞,竟導致整棟樓的連續倒塌,也是房屋設計牢固性不足的表現。
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??1.3結構的耐久安全性
????我國土建結構的設計與施工規范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環境因素作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故,其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害,所以這個問題必須引起格外重視。我國規范規定的與耐久性有關的一些要求,如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級,都顯著低于國外規范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高結構構件承載能力的安全設置水準,在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。
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??2.調整結構安全設置水準的不同見解
????我國結構設計規范的安全設置水準較低,與我國建國后長期處于短缺經濟和計劃體制的歷史條件有關。但是,能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產與生活需求,而且業已歷經了較長時間的考驗,這是國內土建科技人員經過巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全儲備較低,抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內發生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致。現在提出要重新審視結構的安全設置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現在從事的基礎設施建設要為今后的現代化奠定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發展的需要,有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經濟條件下具備商品屬性的需要。國內近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論,在如何調整的問題上存在較大的意見分歧,這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解:
????1)認為我國現行規范的安全設置水準是足夠的,并已為長期實踐所證明,而國外就沒有這種經驗。我國取得的這一成功經驗決不能輕易丟掉,在安全度上不能跟著英美的高標準走;安全度高了是浪費,除個別需調整外,總體上不必變動。
????2)認為我國規范的安全度設置水準盡管不高,但在全面遵守標準規范有關規定,即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正常”條件下,據此建成的上百億平米的建筑物絕大多數至今仍在安全使用,表明這些規范規定的水準仍然適用;但是理想的“三正常”很難做到,同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續發展和提高耐久性的需要,在物質供應條件業已改善的市場經濟條件下,結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度,因為我國目前尚屬發展中國家。
????3)認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近,需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發展和生活水平不斷提高,土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重,而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程(特別是建筑工程)造價中所占的比重現在已愈來愈低,材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經濟年代的需要,但決不是沒有風險,如果規范的安全水準較高,曾經發生過的有些安全事故本來是可以避免的,而規范的這一缺陷在一定程度上為“三正?!钡奶岱ㄋ谏w。在建的工程要為將來的現代化社會服務,安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認,即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發達國家一樣,由于我們的施工質量總體較差,結構的安全性依然會有差距。
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??3、結構設計規范的概率可靠度設計方法
????自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統一標準以來,我國的建筑結構設計規范已從80年代末期起拋棄了傳統的多安全系數設計方法,從而統一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法;其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經過國內科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規范,在國際學術界內通常被看成是一種發展趨勢,但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394,國外卻鮮有重要或著名的結構設計規范已直接采用了可靠度設計方法,至今仍采用多安全系數設計方法或稱荷載抗力系數法。在我國,對于建筑結構設計規范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業的各種結構設計規范都用可靠度方法統一起來的做法,雖然工程設計界頗有微詞,但學術界持贊成和肯定者是主流,不過仍不時有人對可靠度方法用于設計規范的適用性提出質疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規范可靠度方法的意見分歧。
????對我國規范的可靠度設計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步,可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數更清晰、更科學、更合理,當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷,有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為,結構設計規范所面向的是類型多樣的復雜群體,在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復雜,并不是“從統計數學觀點出發的概率定義”所能科學描述或處理;規范可靠度方法在我國十多年的實踐表明,它并沒有給結構設計的安全性帶來明顯實效,反而造成了安全概念上的某些混亂;對工程技術人員來說,結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數那樣從安全儲備出發的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題;現行設計規范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認為半概率的多安全系數方法更適用于規范,也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數的合理取值時予以考慮。
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??二、土建結構工程的耐久性
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????土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯系,是使用期內結構保持正常功能的能力,這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性,而且更多地體現在適用性上。
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??1、土建結構工程的耐久性現狀
????大多數土建結構由混凝土建造?;炷两Y構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題,并非我國所特有,但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設計與施工部門的足夠重視。
????長期以來,人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到70年代末期,發達國家才逐漸發現原先建成的基礎設施工程在一些環境下出現過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現劣化;據1998年美國土木工程學會的一份材料估計,他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內基礎設施工程存在的問題,僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無,而現在聯邦政府每年為此的撥款只有50~60億美元。另有資料指出,美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環境下橋梁的1/4。發達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經費并積極采取應對措施,如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害,鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40,橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設防水層到必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求,對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25,與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內按這種標準設計的一座大橋,建成后僅8年,由于鹽凍侵蝕,現已不得不部分拆除重建。
????我國建設部于80年代的一項調查表明,國內大多數工業建筑物在使用25~30年后即需大修,處于嚴酷環境下的建筑物使用壽命僅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用環境相對較好,一般可維持50年以上,但室外的陽臺、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有30~40年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更為嚴重,由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差,許多工程建成后幾年就出現鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落,需要大修。京津地區的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用,使用十幾年后就出現問題,有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害,東北地區一條高等級公路只經過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料,密實度和抗滲性差,不耐地下水與機車廢氣侵蝕,開裂與滲漏嚴重;對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調查表明,漏水的占50.4%,其中1/3滲漏嚴重,并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電,影響正常運行,而1999年頒布的鐵路隧道設計規范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當的對策,如適當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。
????耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設的工程仍未吸取國際和國內的大量慘痛教訓,還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋,仍沒有在材料性能和結構構造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋,其主體結構在浪濺區仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3~4cm厚的保護層厚度。
????有專家估計,我國“大干”基礎設施工程建設的還可延續20年,由于忽視耐久性,迎接我們的還會有“大修”20年的,這個可能不用很久就將到來,其耗費將倍增于當初這些工程施工建設時的投資。
????使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有:
????1)由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準,導致水泥工業對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,早強的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規定的最低許可值,而國外則同時還要求不高于規定的最高值,如果強度超過了也被認為不合格,這種要求還有利于水泥產品質量的均勻性。
????2)工程施工單位不適當地加快施工進度,尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預?;炷恋哪途眯再|量尤其需要有足夠的施工養護期加以保證,早產有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規定施工期的在國外要被罰款,因為意味著工程質量有遭到損害的可能。
????3)環境的不斷惡化,如廢氣、酸雨,我國的酸雨面積已超過國土的30%。
????當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,修訂補充現行規范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命,在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走,很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據。更為嚴重的是現行規范中的有些條文,本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段,國外有的規范甚至規定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料,而我國的鐵路混凝土橋隧施工規范仍在明文禁止使用。此外,工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法,對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑,而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規手段;又如,希望加大水泥用量來保證混凝土強度,而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。
????在修訂規范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規范已為其它土建工程行業起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗,盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需,另一方面則要安排系統的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一,而我國在這一方面相當落后。混凝土的耐久性研究離不開原材料和環境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果的。
????重視混凝土結構的耐久性也是可持續發展的需要。生產混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床,水泥生產排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5~1/6,而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現在每年生產5億多噸水泥,與之相伴的是年耗20多億方的砂石,長此以往實難以為繼。延長結構使用壽命意味著節約材料,而耐久的混凝土一般又應是水泥用量較低和礦物摻合料(工業廢料)用量較高的混凝土,所以耐久的混凝土正適應環境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年,有的如英國為120年??紤]到耐久性不足所造成的巨大經濟損失和資源浪費,國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢,如提出城市環境中的橋梁至少應有150年。
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??2.土建結構工程使用階段的正常檢測與維護
????結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規范與施工規范,但沒有如何使用的規范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜賓的南門大橋發生橋面坍落事故,就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發生銹蝕,如果有定期的檢測要求,這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強制規定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差,質量控制與質量保證制度不夠健全,規范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量,雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規定,但是這種要求執行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發現問題。
????現在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評估,更有許多工程發生病害需要診斷和加固,各地已涌現了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍,并有蓬勃發展成為一種新興行業的趨勢。出現問題和病害以后再來治理固然重要,但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應的法規和標準,要有從業人員的注冊和從業機構的資質認證制度,在管理體制上予以規范。
????從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看,需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經濟上算總賬會很不合算。在發達國家,由于新建工程少,用于維修的費用往往更為主要,英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍,1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發展中國家,現在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經或過早老化。國內40%公路橋梁的橋齡已大于25年,加上進入90年代以后交通量猛增,超載嚴重,以往的設計標準又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養護維修費用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上,希望有關部門能加大已建工程維修的費用。
????為加速路橋等公共工程建設,國家現在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規,就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經營時的良好功能,對于設計工作壽命為100年的橋梁,至少還可正常使用70年,而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。
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??三、技術規范的作用與管理
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????這次科技論壇對于土建結構工程技術規范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。
????長期以來,受計劃經濟體制的影響,我們往往視技術規范為法,將規范的具體規定和要求等同于法律條文來對待。技術規范或規程,與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業主、設計、施工企業)認同作為設計與施工的依據并在契約的基礎上,才能作為法律仲裁的依據。將技術問題法制化并強制執行,不利于技術進步和創造性的發揮,反而容易成為推卸責任的借口。當然,政府部門從國家和公眾的整體利益出發,需要在安全、環保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規,但法規一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法,后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規范或其中某些內容使用。
????土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新,這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。我國的技術規范在編寫風格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規范中已經落后過時甚至有害的技術規定,則無異于違法行為。相反,只要墨守規范,即使出了事故,就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業務技能要求與職責要求,不利于提高我國建筑企業和從業人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規范條文的空子進行偷工減料,應有必要建立這樣的共識并作出規定,即遵守了規范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規范就是這樣規定的。
????企圖不斷加強技術規范的強制性來解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑。現在,有關主管部門將建筑結構設計規范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規定各個設計單位完成的設計,須通過有關部門或其授權委任的其他企事業設計單位的審查,而審查的主要內容就在于對照規范強制性條文的要求,其任務已類似于執法;這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環節上的腐敗;其次是施工操作人員素質低,又難以短期解決;過分強調規范的地位與作用,未能建立與規范配套的完整標準體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件,可以用來指導和規范設計與施工的各個具體環節,也有一定的關系。從設計角度看,出現事故主要不是由于沒有按照規范強制性條文的規定,而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件;也有一些工程則因過去的設計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設計規范強制條文的要求最為容易,為此請專業人士審查似無必要。重要的工程設計應規定請專業單位全面審核,其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規范中抽出的強制性條文不免支離破碎,個別條文的規定也不一定適合某些地區和某些工程的具體特點,反而造成麻煩。
????我國幅員廣闊,各地經濟發展很不平衡,技術力量懸殊,環境條件各異,客觀上要求規范能給設計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規范的指導下,根據工程的特點和具體條件去解決問題。總之,在規范標準上,要擺脫計劃經濟年代遺留下來的過分強求統一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些,在抗震防災要求上,更應區別對待。全國性的規范訂得愈詳細,其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別象巖土工程那樣的規范更是如此。
????技術標準中的強制性越多,也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重,而這些本來不該是政府部門的職責。規范中的要求是最低要求,在安全設置水準上,政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計,政府有關部門至今仍規定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價相當有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋,如果發生地震造成損害,有關部門如何解釋?
????規范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來,由政府部門負責統管并指定有關企事業單位分別承擔每本規范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢,有些在經費和人力上得不到保證,平時基本上沒有專門人員去搜集了解規范使用中的問題并及時修改補充規范條文;面對新的結構型式、新的材料和新的工藝,規范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。
????發達國家有關土建結構工程的規范及與之配套的各類技術標準多由行業協會或專業學會編制及管理,規范的翻新周期短,不象我們要長達10年以上。我國的學會與協會重復設置,分工不明,并且至今還依附于某一政府部門,基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用,距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠,如何發揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入,整頓合并有關的學會、協會,加強其職能,并逐漸成為技術標準編制管理的主體。
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??四、準備提交政府有關部門考慮的建議
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????為了改善我國土建結構工程的安全性與耐久性,這次論壇中提出了以下建議供政府有關部門考慮,:
??1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性,已是當前亟待采取措施應對的重大問題。否則,一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證,我國的現代化建設和國民經濟會蒙受巨大損失,并將給生產和公眾生活帶來長期困擾。
????建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門,能對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節與論證;
????建議國家自然科學基金委員會能在今后一段時期內對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持;
????建議國家安全生產監督管理局為在近期內編訂有關法規標準給以立項資助;
????建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中,聯絡國內有關專家,促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。
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??2、土建工程使用過程中的安全性,應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程,我國尚無必須進行安全檢測的法規。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。
????建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物,在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規,編制相應的技術標準;對于土建結構工程的檢測與評估,需要建立從業人員的注冊制度和從業機構的資質認證與監管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業。
??建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上,根據需要,加大工程維修費的比例。
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1、鋼結構施工時對材料的選擇和鏈接處理。鋼材作為建筑材料一般被劃分為型材、板材、管材以及金屬制品四類,而在土木工程的建設中一般選用普通的低碳鋼和低合金鋼以及優質的碳素鋼。對于鋼結構之間的連接則應根據鋼結構的形狀選擇相應的連接方法。例如對柱子截面的焊接一般采用“工”字或“十”字,而對于梁的焊接多采用“H”型鋼梁,如果建筑風格上對焊接有特殊要求還要根據具體要求進行特殊焊接。在焊接之時應采用高強螺栓對梁與梁、梁與柱進行連接,同時注意螺栓孔位的精確位置。
2、要注意合理堆放鋼結構,正確選擇施工機械的安裝地點。對于土木工程的鋼結構建筑施工而言,由于其鋼材的堆放面積一般小于鋼結構建筑的施工面積,因此材料中轉堆的擺放位置就顯得尤為重要。按照正常的施工順序,把鋼材從中轉堆運送到鋼材的具體安裝位置一般采用機械進行運輸,所以,中轉堆的擺放位置必須在機械的運送范圍之內。同時,應及時對因運輸而導致變形的構件加以現場矯正,保證施工順利進行。
3、鋼結構的油漆技術。對鋼結構進行油漆的過程一般分為以下幾步:首先,在清理鋼材表面的同時對鋼材做除銹處理。在油漆前,對要使用的鋼材進行反復打磨,使鋼材表面保持光亮、細膩,然后用棉布細致的擦去打磨留下的碎屑。其次,在對鋼材進行油漆時,要用細刷仔細地將鋼材表面刷滿,同時注意不要讓油漆進入到鉚孔中去。第三,油漆干燥后,應采用與油漆相適應的膩子再次對鋼材進行打磨,去掉油漆粉刷時的缺陷。第四,在膩子也干燥后再一次對膩子進行打磨,使之干凈平整,色澤細膩均勻。最后,做好涂刷油漆后的檢查工作,避免差漏。
二、鋼結構施工管理要點
(一)工程施工前的管理要點
在對鋼結構工程施工之前,施工的管理人員首先就是要明確鋼結構工程在施工時的簡要流程,了解鋼結構施工工程的質量驗收方法和驗收規范,保證能完全按照鋼結構施工工程的質量要求進行嚴格的檢查和驗收,并將驗收成果及時反饋給工程的承包人員。
(二)工程施工中的管理要點
1、對施工放線的管理。施工人員應該首先認識到施工放線的重要性,及時對建筑物的基礎和定位軸線進行確定,對地腳螺栓的位置進行明確規劃,避免在進行鋼架定位時產生螺栓與柱腳相互碰撞的情況,避免造成鋼架底面因碰撞產生變形,并盡量減少鋼架與地面的接觸范圍。
2、在預埋混凝土內的螺栓時要注意螺栓的位置、大小、長度等,對螺栓進行黃油包裹,沒有黃油時可采用塑料包裹,避免混凝土材質對螺栓造成污染和腐蝕。
3、注意對鋼架結構加工的管理。對鋼架結構進行加工在整個土木工程施工中有著十分重要的地位,鋼架結構質量的優劣直接影響著建筑整體的使用性能,因此,對于鋼結構的加工的每一個步驟都要認真執行,嚴把質量關。其中尤其要注意的是選材一定要是工程指定的型號,螺孔、加強版、傾斜標記、基準線等需要標明的數值或者位置記號也要進行詳細確認,必要時可以為工程制定樣板。
4、具體安裝時的注意事項。安裝前要注意仔細制定安裝計劃,對鋼結構材料做最后一次的的核查。在按裝開始后,第一項安裝內容一般是對軌道進行安裝,軌道安裝時應注意橫梁打孔、泥沙漿的灌入問題;第二項一般是對屋架結構進行安裝,安裝時應注意在安裝較大工程時注意結構跨度。通常情況下可采用先安立柱再安鋼梁的方法,同時注意立柱墊鐵的平整性和與地面連接部位的穩定性。而一旦結構鋼梁出現長度值較大的情況時,一般要采取雙機抬吊等方法進行鋼梁運輸安裝,防止鋼梁在安裝時變形。在進行屋頂拼裝時,通常情況下施工團隊會采用平拼法,注意根據工程設計圖紙進行拼裝。
5、對鋼結構進行油漆時的管理。在整體結構安裝完成后還要對鋼結構的建筑主體進行修飾,首先注意清理鋼結構金屬表層上的污跡,像是浮土、灰漿等都要清理干凈。特別是要注意鋼結構的銹蝕問題,安裝前后要對鋼結構進行兩次除銹,保證鋼結構的使用壽命。同時在對鋼結構進行油漆施工的管理上,一般為了延長油漆的附著時間,保證鋼結構的使用期限,會在油漆之前對鋼結構的表面進行磷化底漆處理,然后再涂油漆、膩子等。同時,特別注意涂刷油漆后要反復仔細的檢出,避免錯漏涂刷對鋼結構產生不良影響。
1前言
21世紀是地下空間作為重要資源開發的世紀,人防工程不僅在戰爭時期是國家防御體系的重要組成部分,在和平時期的經濟建設中同樣有著十分重要的地位,但是長久以來地下建筑工程的滲漏已是建設者們傷透腦筋的大事,由于地下室不同程度的滲漏水限制了已建人防工程的開發利用,每年不得不投入大量人力、物力、財力進行維修,所以提高防水效果是當前人防工程建設中需解決的重點問題之一。2001年新修訂的《地下工程防水技術規范》(GB50108-2001)把結構自防水明確規定為“應選”,而不是舊規范的“宜選”,體現了以結構自防水為主的思想,結構自防水是人防工程防水的治本措施,提高結構自防水質量是提高人防工程最終防水效果的關鍵。根據自己親自參與人防工程設計、質監及施工的實踐,談談提高人防工程結構自防水中應注重的幾個問題。想對當前人防建設起到拋磚引玉的作用。
2影響人防工程結構自防水質量的主要因素
2.1工程地質方面。工程地質對基礎的均勻沉降有重要影響,是影響人防工程防水效果的關鍵因素之一。湖南有些城區地質狀況較復雜,巖溶和土洞均有不同程度的分布,屬地質災害發育的場地,如果工程地質狀況未掌握清楚,地質鉆探深度不到位或抄襲相鄰的地質報告,工程地質報告未正確反映土層性質、地下水和土工試驗情況,則會造成結構設計方案欠佳,施工措施不到位,可能導致基礎不均勻沉降,出現人防地下室滲水現象。
2.2設計方面。在認識上,未真正樹立以混凝土結構自防水為防水之本的設計理念,在實際工作中往往重防水材料,輕防水混凝土。在設計時,強調防水混凝土的強度等級,而對混凝土抗裂性能未引起足夠重視。細部結構和配筋不合理,防水設計與工程結構設計未很好結合,結構形式設計過于復雜。同時,人防專業設計單位缺乏,非專業設計單位的設計人員掌握的人防工程設計知識參差不齊,造成人防工程設計問題較多,使工程質量受到影響。
2.3施工方面。原材料質量控制不良,坍落度控制不好,施工縫等細部結構處理不當,混凝土澆注后未按照施工規范要求進行養護。混凝土結構自防水施工是個精細過程,必須合理地選用配合比、水灰比、坍落度等參數,把好混凝土澆筑、振搗關,注意養護時間和條件,否則將導致混凝土內部出現空隙,結構表面出現裂縫。
2.4監督管理方面。對防水工程質量監督檢查不嚴,未嚴格按有關規定進行工程全過程監督檢查。圖紙設計不夠規范,設計審查不嚴。施工前未認真進行圖紙技術交底,承包人未掌握防水施工要點,不少人防工程在建設的關鍵環節和關鍵部位上,現場監督沒有完全到位。對監理公司的監督管理不嚴,素質和技術管理水平不高,甚至存在無專項資格的監理。
3提高人防工程結構自防水質量的措施
3.1選用合理的結構形式。結構自防水是利用結構本身的密實性、憎水性以及剛度,提高結構本身的抗滲性能,它要求結構本身必須具備一定的剛度,而合理的結構形式是提高結構整體剛度的關鍵。因此,在結構選型方面,應根據防護要求、平時和戰時使用功能、工程地質和水文地質條件等因素綜合確定,避免結構平面突變或斷面剛度突變,盡量使結構平面選型規整,借以提升結構的整體剛度。
3.2科學設計防止混凝土開裂方案。提高混凝土結構自防水性能關鍵是控制鋼筋混凝土裂縫的產生,在地下工程防水設計中,應特別注重防止混凝土開裂的設計方案,從混凝土強度設計及材料選用、鋼筋及拉結筋布置、防止不均勻沉降等方面減少和控制混凝土開裂。
3.2.1選擇適宜的主體結構材料強度。提到防水混凝土質量,人們自然想到如何提高強度和抗滲等級,混凝土設計強度、抗滲等級越高,單位水泥用量也就越多,水泥水化產生的熱量也高,收縮變形加大,結果導致混凝土結構開裂。因此,要根據使用功能、防水等級、工程埋深等,考慮適宜的人防地下室工程主體結構材料強度,混凝土強度等級不宜低于C30,但也不應過高,抗滲等級應根據工程埋置深度在S6~S12范圍內選用。
3.2.2合理選擇混凝土原材料及配合比。一是正確選擇水泥品種和用量。一般選用水化熱較低的水泥,在保證混凝土強度和其他性能的前提下,通過優選砼配合比,盡量減少水泥用量。二是嚴格骨料質量,特別應重視粗骨料的選擇,宜選用表面粗糙、質地堅硬、級配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是摻用符合國家標準要求的粉煤灰替代混凝土中的部分水泥制成粉煤灰混凝土,降低水化熱,增加密實性,增強砼后期強度,提高砼的抗摻性和抗裂性。四是摻入適量的膨脹劑,配制成補償收縮混凝土。補償收縮防水混凝土不但可以減少混凝土在各齡期的收縮值,而且使混凝土在硬化過程中推遲了收縮的產生時間,提高了混凝土抵抗收縮應力的能力,從而減少了收縮裂縫的數量。
3.2.3鋼筋布置的設計。一是適當增加墻體水平構造筋。墻體受力鋼筋過多,水平構造筋過少是墻體容易開裂原因之一。為了防止這些裂縫的產生,可以采用螺紋鋼筋,并適當減少水平構造筋的間距,增加墻體水平構造筋,以提高混凝土極限拉伸強度。二是合理設計拉結筋結構。在設置拉結筋時,采用“梅花型”布置,盡量少而精。雙面配筋采用統一的模數確定鋼筋間距,保證雙面鋼筋交叉點連線垂直于鋼筋網。在拉結筋中間焊接止水環,或將拉結筋與模板拉桿二者結合起來,合設一個止水環。
3.2.4防止基礎不均勻沉降。在開始設計前,要取得全面、準確的工程地質情況資料。在設計時應注意上部結構的均衡布置,以減少上部荷載不均導致沉降差,地基基礎設計以控制變形值為主,設計單位必須進行基礎最終沉降量和偏心距離的驗算。巖溶和土洞有不同程度分布的人防工程,應對持力層范圍內的巖溶、土洞進行相應處理,在地基土的壓縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處設置沉降縫。
3.3提高防水混凝土的施工質量
3.3.1控制好原材料的質量?;炷恋脑牧媳仨毞犀F行國家標準、施工及驗收規范和設計的有關規定。在施工前進場材料必須現場抽樣檢驗,達不到要求不得使用,重點控制好水泥的用量、強度,砂石含泥量及級配,要通過增加優質粉煤灰等來減少水泥用量,避免混凝土實際強度超過設計強度,提高抗裂性能。
3.3.2把好混凝土澆筑、振搗關。混凝土應分層澆筑、分層振搗,相鄰兩層澆筑時間應根據氣溫情況合理確定,以確保上、下層混凝土在初凝之前的牢固結合。混凝土泵送入模時,應使其水平均勻入模,并控制其自由傾落的高度?;炷琳駬v前應先根據具體的結構物設計振搗點,振搗時間一般為10~30s,以混凝土開始出漿和不冒氣泡為準,避免漏振、欠振和超振。
3.3.3選擇合理的混凝土坍落度。實踐證明,在同等條件下,混凝土坍落度越小,混凝土早期收縮越小,施工后主體結構出現的裂縫越少。用于防水的商品混凝土入模坍落度應控制在120±20mm,目前,人防地下室普遍采用混凝土泵送施工方法,為控制坍落度同時又保證可泵性,應選擇質量好的混凝土輸送泵,最好選用進口混凝土輸送泵。
3.3.4設置、處理好細部構造。混凝土應盡量做到連續澆筑,不留或少留施工縫。施工縫的設置,主要考慮一次混凝土澆筑強度和有效控制混凝土的收縮裂紋,在施工縫處繼續澆筑混凝土前,對接縫表面應進行鑿毛處理,粘貼遇水膨脹止水條或中埋式止水帶。因工程設計需要設置后澆帶的地方應提高施工質量,采用補償收縮混凝土,其配合比應經試驗確定,施工前,應將接縫面用鋼絲刷認真清理,鑿去表面砂漿層,完全露出新鮮混凝土后再澆筑。
3.3.5重視混凝土拆模及養護工作??沽逊浪炷劣捎趽郊恿舜罅康V物摻合料,早期強度增長一般較為緩慢,后期強度有較高的持續增長,因此拆模時間和養護制度與普通混凝土不同,混凝土側模的拆除時間一般比普通混凝土晚2d,嚴禁過早拆模?;炷两K凝后應進行養護,養護時間不少于14d,以防止在硬化期間產生干裂。
3.4加強質量監督管理,把好設計審查、施工監督、竣工驗收關
3.4.1堅持標準,嚴把設計審查關。要選擇有資質的設計單位,提高設計質量。抓好施工圖設計審查,對不符合人防工程建設設計規范、強制性條文及行業標準的施工圖,提出審查修改意見,由設計單位進行修改,經審核批準后方可施工。進行設計交底和圖紙會審,使施工單位熟悉設計圖紙,了解工程特點和設計意圖以及人防工程施工的質量要求等。
3.4.2跟蹤到位,嚴把施工監督關。人防工程質監部門要對建設、勘查設計、施工、監理單位在工程建設中作出的具體質量行為合法性進行監督檢查,對每一項報監工程制定質量監督計劃,對關鍵工序、關鍵部位、關鍵環節實行跟蹤監督檢查,采取法律、經濟、行政手段及時糾正問題,嚴防不合格的工序質量形成或進入下一道工序。建設、施工單位要建立健全質量管理制度,設置工序控制點,把好工程材料進場關,加強施工過程質量控制,杜絕隨意變更設計和不按審查批準的設計圖紙施工現象的發生,確保設計、施工方案和質量保證措施在實際工作的落實。
3.4.3規范管理,嚴把竣工驗收關。利用人防工程竣工驗收備案這一強制手段,強化監督管理,檢查設計、施工等環節的工作成效,對存在的問題要求及時整改,使得不合格的工程不能備案,更不能投入使用。
4工程實踐
某綜合樓地上十二層,地下二層,建筑高度約56m,總建筑面積約10.41萬m2,該工程地下一、二層為汽車庫及配套設備用房,其中,主樓地下二層設有部分人防地下室,防水等級為一級。近年來,由于結構裂縫影響人防工程地下室正常使用的問題越來越突出,該工程一開始就對結構自防水問題認真對待,確定“綜合治理,以混凝土結構自防水為主”的防水原則,重點對結構自防水采取了以下措施:
4.1強化地質狀況調查,采用合理的主體結構形式。根據該工程所在地的地質情況,對持力層范圍內的巖溶、土洞進行了相應處理,設人防地下室的主樓基礎形式通過采用復合地基和調整樁基的樁長、樁數、樁徑等來調整各部分的沉降量。地下室布置規整,為現澆鋼筋混凝土結構,從結構選型方面提高了結構整體剛度。
4.2優化配合比設計?;炷僚浜媳冉浥c混凝土廠家反復試配后慎重決定。如C45、S8剪力墻1m3混凝土各種材料用量分別為:水泥340kg、河砂649kg、碎石1058kg、粉煤灰73kg、礦碴73kg、緩凝高效減水劑7.29kg、水180kg,即配合比為1:1.909:3.112:0.215:0.215:0.021:0.529。本配合比最大特點是通過摻入優質粉煤灰和礦碴(每m3混凝土摻入量達146kg),減少了水泥用量,降低了混凝土最高絕對溫升,同時節約了成本。
4.3嚴格施工工藝和方法。嚴格控制混凝土坍落度,當坍落損失后不能滿足施工要求時,加入原水灰比的水泥漿或二次摻加減水劑進行攪拌,嚴禁直接加水。嚴格控制混凝土入模溫度,避免在高溫時段灌注混凝土。主體結構施工時,采用合理振搗方法,拆模時間不宜過早,混凝土養護及時到位,采用混凝土養護自動噴淋系統。
4.4加強工程質量的監督。對設計中存在的問題提出了審查修改意見,經再次審核批準后施工。制定了該項目質量監督方案,對關鍵工序進行重點監督抽查驗收。
該人防工程地下室建成近一年來,工程質量完好,未出現滲漏水現象,取得了良好的效果。
5結語
以上是多年來自己從理論到實踐從事人防工程設計、施工、質監工作中的點滴體會,是對人防工程結構自防水問題的研究和探討,總的來說可以歸納總結出提高人防工程結構自防水質量的“一個理念、一個重點、四項手段”的解決方案。即樹立“混凝土結構自防水為主,防排結合”的理念;以防止混凝土開裂為重點,提高人防工程防水耐久性;采取“四項手段”:一是選擇規整的結構平面形式,二是從混凝土強度選擇、優化配合比、鋼筋及拉結筋布置、防止不均勻沉降等方面科學設計防止混凝土開裂的方案,特別是針對龍巖優質粉煤灰較多情況,在保證混凝土強度的前提下,減少混凝土中水泥用量,增加粉煤灰用量,三是提高防水混凝土施工質量,特別是在許可的范圍內盡可能降低混凝土坍落度,把好混凝土澆筑、振搗、養護關,四是加強質量監督管理,做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全過程質量監督管理。希望能對提高人防工程結構自防水有所幫助,不當之外,請批語指正。
參考文獻:
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公路工程結構物混凝土外觀存在的常見質量問題為氣泡?,F今的公路工程施工技術無法做到對此問題完全避免。氣泡外觀問題產生的主要原因為:在混凝土的振搗中,施工力度偏弱,澆筑厚度缺乏科學合理性或是在進行拌合操作時,未對相應的坍落度進行有效控制。氣泡外觀問題作為混凝土外觀問題中最為主要且常見的一大問題,對其實行必要有效的控制措施,極為重要且關鍵。
1.2粘膜問題
有部分公路工程在施工中,混凝土表面在完成粘膜施工后悔簇擁那種缺損問題。粘膜問題的產生對整個混凝土的外觀質量造成了極為不利的影響,還可能會對整個結構物的內部結構質量產生不利影響。粘膜問題的產生原因為:在對公路工程進行澆筑操作時,整個混凝土的下落距離未控制在科學范圍內,存在過大的問題。從而致使混凝土在掉落至地面后,又反濺于模板之上?;蚴鞘┕ぶ袡C械設備存在故障,無法及時進行澆筑操作,或是中間暫停時間偏長,致使混凝土材料出現逐漸硬化的問題,最終導致粘膜問題產生。另外,公路工程施工作業時,整個氣候環境較為惡劣,溫度偏高,致使脫模在經過陽光直射后,在較短的時間內發散,繼而出現粘膜問題。粘膜問題的產生因素多種多樣,模板的表面光滑度問題也是一大影響因素。
1.3露筋問題
露筋問題主要是指混凝土結構物內部的受力筋未完全被混凝土所覆蓋,出現外露問題,嚴重影響了鋼筋與混凝土的握裹,無法將應力進行充分傳遞。極易導致鋼筋因缺乏必要的混凝土保護而出現銹蝕問題,影響整個結構物的安全性及使用壽命。露筋問題產生的主要原因為:在進行混凝土澆筑施工時,振搗工具與鋼筋相接觸發生碰撞,整個鋼筋墊受到影響而發生移位,在拆模后便出現露筋問題。結構物的斷面太小,而鋼筋的密集性又較高,一些石子卡于鋼筋之上,混凝土泥漿無法充分覆蓋整個鋼筋周邊,暴露區域便產生露筋問題。材料配合比失常致使混凝土內部發生離析顯效,模板出現嚴重漏漿問題。
1.4表面裂紋
在結構物混凝土的表面出現一些成網狀,較為淺細的裂縫,其花紋表現為六角形,具體深度范圍為5~10mm。裂紋外觀質量問題產生的主要原因為:在對混凝土實施灌注操作時,受到溫度、陽光照射、濕度等氣候環境變化因素的影響?;蚴钦麄€公路工程地基出現不均勻的沉降問題,拆模操作實施時間過早等也會知識混凝土出現裂紋問題。這些外觀質量問題都是在公路工程施工中較為常見的問題,對其采取必要科學的控制措施,具有極為重要的意義。
2公路工程結構物混凝土外觀質量控制措施
2.1氣泡問題的控制措施
在選取相關拌合設備時應盡可能地選取具有自動計量裝置的設備。在拌合操作前,對設備的計量裝置進行實驗認證,確保其計量準確性。對外加劑進行計量時,應選取小臺秤,并提前進行稱重操作。對混凝土的坍落度進行嚴格控制。如在進行拌制施工時,需依照砂料的含水量對水灰比進行調整,從而有效減少氣泡產生。在拌制及澆筑施工地點進行坍落度的檢查,及時運用拌合物,避免延長其停放時間,從容有效減少坍落度損失。
2.2模板問題的控制措施
在進行模板選擇時,選取一些富有豐富經驗及較強實力的廠家進行加工操作。在模板進場前對其進行嚴格檢驗,對鋼板的尺寸、焊縫平整度拼縫精度等進行嚴格控制。依照結構物的尺寸大小進行模板設計,運用鋼模替代木模。在裝模操作前,可運用小砂輪對其進行除銹處理,擦凈后涂抹機油。整個模板內部應保證不存在雜物或是污點。確保模板的牢固性,對其接縫的拼裝嚴密性進行嚴格檢查,接縫應保持在2mm上下,運用雙面型泡膜膠完全密封操作,避免出現漏漿問題。新模板還需對其進行打磨處理。對于模板材料的運用應盡遵循隨立隨用原則,避免其產生不必要的砂線、銹斑。
2.3露筋問題的控制措施
對墊塊進行穩固處理,在水泥砂漿墊上放入鐵絲,將其綁于鋼筋之上,從而有效避免位移現象出現。在振搗操作中避免振搗棒與鋼筋發生碰撞。對于石子的選擇,應確保其粒徑大小應保持在整個結構物截面最小尺寸的四分之一以內及鋼筋凈距的四分之三以內。對于一些存在嚴重露筋問題的部位,需指定專業方案對其進行修補。通常所采取的修補方法為:將露筋上的混凝土殘留物及銹跡清除,運用水對其實行沖潤操作,之后再運用1∶2或是1∶2.5的泥漿進行平抹操作,對其進行養護。
2.4裂紋問題的控制措施
針對裂紋問題采取的措施主要為加強混凝土的養護。對于已澆灌完的混凝土進行早期完善的養護,避免出現干縮問題。在冬季進行施工時,加強養護操作避免冷縮型裂縫的產生。進一步加強施工管理工作力度,結合實際施工條件采取科學的施工措施。針對一些細小裂縫,可在沖洗后,采用泥漿進行平抹修補;如為大面積裂縫,可在將其薄弱區域鑿除之后,在進行沖洗及泥漿平抹操作。
2.5施工材料及相關配合比的質量控制
在進行混凝土施工操作時,需對其原材料的質量及骨料的粗細量進行科學嚴格的控制。在進行原材料的選取時,需選取一些完全符合科學配合比標準的材料,對不符合相關標準的材料進行篩除處理。依規范進行混凝土的材料配合比實驗,盡可能地選取出完全符合規范的合理級配,從而為骨料的粗細度合理配比提供保障。在進行水灰比的明確時,應將多次實驗的結果作為基礎依據。在進行了反復對比研究之后,選取其中最為優質的比例方案。如果在一些氣候環境惡劣條件下進行工程的施工作業,還需對氣候因素給予混凝土外觀質量的影響進行全面充分的考量,盡可能地將不利影響降到最低。較為科學的配合比選擇是:采用施工現場實際運用的材料進行混凝土的配合比設計。而所選取的混凝土材料,在保證其質量的前提下,盡可能地選取一些色澤度較為同等的砂、石、水泥。
FRP(fiberreinforcedplastics)復合材料主要有碳纖維(CFRP)、芳綸纖維(AFRP)及玻璃纖維(GFRP)等,其材料形式主要有片材、棒材和型材。FRP的共同優點是:輕質高強、高彈模、抗疲勞、耐腐蝕耐久性能好、熱膨脹系數低等。另外,FRP復合材料可以節省材料、自由裁剪、施工方便且速度快,雖然其前期投資較大,但維護成本低,經濟效益明顯。因此,FRP(片材)復合材料在土木結構加固工程中應用潛力巨大。
1、FRP復合材料的基本特性
隨著增強纖維材料的發展,碳纖維、芳綸纖維及玻璃纖維已經成為當前結構工程中加固補強的重要材料。一些典型的FRP(片材)復合材料的基本力學性能見下表。
FRP復合材料的性能各異,在拉伸強度及拉伸模量方面,玻璃纖維和芳綸纖維一般比碳纖維低1/3左右;在斷裂延伸率方面,芳綸纖維一般是碳纖維的2倍左右,玻璃纖維一般比碳纖維高70%左右;在韌性、抗沖擊性能方面,芳綸纖維和玻璃纖維要比碳纖維好得多;在抗堿腐蝕方面,芳綸纖維和玻璃纖維則不如碳纖維好。關于其它方面的性能差異,這里不再贅述。
2、FRP復合材料在結構加固工程中應用領域
2.1民用建筑、橋梁及工業廠房
FRP復合材料因其優異的力學性能,在民用建筑及工業廠房的加固中應用很多,主要有:①梁加固。加固的作用包括抗彎和抗剪。在進行抗彎加固時,FRP復合材料的纖維方向與梁的軸向一致,一般貼在梁的受拉側,已提高梁的承載能力。據有關試驗得出,只要該梁不是超筋梁,貼一層AK-60可以提高承載力30%左右,貼兩層可以提高40%左右;在進行抗剪加固時,FRP復合材料的纖維方向與梁的軸向垂直;②板加固。一般對于板的加固凈空要求比較高,而且加固后不影響其外觀,所以用厚度很薄且柔軟的FRP復合材料進行加固是一種理想的選擇;③柱加固。芳綸纖維布、玻璃纖維布是比較理想的柱加固材料。因為它們的彈模小,相對于碳纖維(彈模235Gpa),其延性較好;并且,在進行棱角打磨時一般只需要10mm左右,一般不需打磨,而碳纖維則需要30mm左右,若采用芳綸纖維就可以節約很多工時。
2.2地鐵、隧道
因地鐵和隧道是一種在地下工作的結構,所以它的受力與地面結構是不一樣的。在洞頂和洞側,它都有土壓力的作用,而且也有凈空的要求,所以進行裂縫修補時,傳統的加固方法不可行,而用芳綸纖維布(不導電)進行加固維修就可以滿足它的各方面要求,因為在地鐵或隧道的拱頂或側壁的裂縫一般是多向且不規則的,這就要求修復材料必須具有良好的抗剪性能,而且還是一種不導電的材料,所以芳綸布在隧道地鐵工程中是一種最佳的選擇。
2.3煙囪、水塔
由于煙囪水塔這樣向高空發展的結構,加固維修特別困難,傳統加固方法(如擴大截面法、粘鋼法)基本上很難解決這樣的問題,而采用輕質高強、耐腐蝕、耐久性能都很好的復合材料(尤其是芳綸纖維)進行加固,就是一種很好的方法。
3、幾種加固方法的比較
3.1擴大截面法
這種加固方法是通過增大受力面積來提高結構的承載力,一般用在一些較小且對凈空沒要求不高的結構中。這種方法雖然具有成本較低的優點,但是增加了原結構的自重,同時減小了凈空,工期長,有很大的局限性。目前,在較大的工程中很少用。
3.2粘鋼法
在用鋼板加固時,一般將鋼板貼在被加固的結構受力部位的外邊緣,同時封閉粘貼部位的裂縫和缺陷,約束混凝土的變形。粘鋼法加固的特點:①既可提高結構強度,又可提高剛度;②適應結構(鋼結構)又粘又鉚,適應節點加固;③延伸率大,適應沖擊、振動結構加固;④鋼板表面處理要求嚴格,粘結面易生銹;⑤厚鋼板端點處應力集中,混凝土易剝離。
由上述可知,采用這種方法加固必須注意幾點:①對鋼板的尺寸要求很嚴格??箯潟r宜薄點,以保證它和原結構的變形協調;抗剪時不僅宜厚點,而且在錨固時應使端部鋼板延伸到應力較小區,防止應力集中造成對結構承載力的損害;②貼完后,必須對鋼板邊緣裂縫進行處理;③還要對鋼板進行防腐處理,這也是一項長期的任務。所以其造價很高,而且它的使用范圍還有一定的局限性,一般只用在剛度要求很嚴格的地方。
3.3FRP復合材料法
FRP復合材料法加固的特點:①高強度、高彈模,厚度薄、重量輕;②材料可任意長度,任意交叉,適應任意曲面和任意形狀結構;③耐腐蝕,抗疲勞性能好;④施工簡便,與混凝土結合密實;⑤材料防潮要求嚴格,且不宜加固節點區域。
在目前的FRP材料加固市場中,碳纖維占的比例最多。碳纖維是一種導電、易發生脆性破壞的材料,可以承受很大的靜載,但在絕緣性要求很高的電氣化鐵路、地鐵及隧道工程中,不宜采用;同為高強高彈模的芳綸纖維不存在這樣的局限,能經常承受沖擊載荷,芳綸纖維的極限破壞形式為塑性破壞,而且還是它的優勢所在,其在抗剪方面也有很大的優勢,在加固墩子時一般也是利用它優異的抗剪性能,但芳綸纖維在裁剪時須用專門的陶瓷剪刀。
4、FRP復合材料的選擇
4.1環境影響
在高堿度和濕度的地區,宜選擇碳纖維復合材料,不宜選擇玻璃纖維復合材料;在溫度變化較大的地區,玻璃纖維的熱膨脹系數與混凝土相似,宜選擇玻璃纖維;玻璃纖維和芳綸纖維是良好的絕緣體,而碳纖維是可導電體,為避免鋼筋的潛在電流腐蝕,碳纖維材料不應與鋼筋直接接觸。
4.2荷載影響
對于經常承受沖擊或振動荷載的結構,應優先選擇芳綸纖維和玻璃纖維復合材料,它們的韌性、抗沖擊性能都比碳纖維復合材料好;對于要求耐蠕變和疲勞的結構,應優先選擇碳纖維復合材料,碳纖維材料耐蠕變和疲勞的能力比芳綸纖維和玻璃纖維材料好得多。
4.3保護層影響
2建筑工程框支結構施工工藝
建筑工程框支結構施工工藝流程主要分為:一是軸線放樣定位。也就是講框支結構的軸網控制線確定下來,一般采取經緯儀進行定位,然后再按照主軸線測量軸線間距;二是捆扎鋼筋和搭設模架。在進行鋼筋捆扎時要對鋼筋的捆扎位置進行校正,然后再采取焊接、搭接等方式延長鋼筋長度之后在進行綁扎;三是柱混凝土澆筑,此環節可以選擇混凝土泵送方式進行澆筑,提高操作的自動化,實現混凝土的一體化程度,避免因為澆筑時間的不同而出現的裂縫等問題;四是對澆筑混凝土進行養護以及填充墻砌筑。施工人員要對澆筑的混凝土進行及時的養護,并且要砌筑填充墻。
3建筑框支結構工程技術面臨的問題
3.1混凝土質量問題因為混凝土問題而影響建筑工程框支結構技術發展的現象非常普遍,也是當前建筑工程施工需要給予解決的問題之一,分析混凝土質量問題主要體現在:一是混凝土強度等級不同的問題,為了滿足建筑工程質量需要,柱子需要選用強度等級較高的混凝土,而后對于以受彎為主的樓層梁板則不宜使用強度過高的混凝土,因此高強度的混凝土對構件承受的非負載應力會產生不利的影響,但是在具體的施工過程中建筑工程框支結構使用高強度的混凝土現象還普遍存在;二是混凝土的澆筑質量問題,在框支結構混凝土澆筑過程中,施工人員為了個人私利他們會在混凝土中參雜各種添加劑,影響了混凝土的質量,而且混凝土澆筑施工一般采取的施工工具是泵送方式,施工企業為了節省時間與成本他們會同時對豎向構件和水平構件進行集中澆筑,這樣的施工工藝會影響框支結構的質量;三是框支結構混凝土的配合比比例不科學。在框支結構施工技術施工中,混凝土的配合比比例有著嚴格的要求,即砂率每下降2個百分點,混凝土的強度就會下降15個百分點,同樣水和石灰的比重每增加10個百分點,混凝土的強度就會降低5個百分點;四是對于混凝土澆筑后的養護工作落實不到位。在施工現場對混凝土澆筑后的養護工作不嚴格按照養護流程與要求進行,導致混凝土出現各種病害,影響建筑工程框支結構的質量。
3.2保護層問題我國有關規章規定:受力鋼筋保護層厚度梁柱允許偏差5mm。但是在具體的施工中,只重視對主筋的保護,而忽視了對箍筋的保護,我們都知道混凝土的保護層作用不僅體現在對框支結構的支撐加固作用,而且還對鋼筋的防銹起到關鍵的保護作用,因此在具體的施工過程中為了保護受力鋼筋,將受力鋼筋的保護層設定為d+30mm,雖然這種方法有效地保護了鋼筋,但是其削弱了框支梁載面所承受的壓力,導致其受力過重,引起混凝土開裂。
3.3鋼筋框支結構技術問題鋼筋框支結構技術是影響建筑工程質量的重要因素,其問題主要體現在梁柱節點箍筋施工的復雜性,比如節點構造復雜、鋼筋分布密集導致施工難度比較大,再比如使用的鋼筋規格與設計的要求不符、鋼筋接頭焊接存在彎折等問題,這些問題的存在都會影響框支結構的質量,如果再對這些問題進行修正,就會對框支結構的整體形狀造成改變。
4建筑框支結構工程技術問題的對策研究
4.1嚴格控制框支結構混凝土質量首先要基于不同的框支結構構件采取不同強度的混凝土,在施工前要對框支結構施工進行整體規劃,設定不同構件結構所需要混凝土的工程量等,從而在具體的施工中直接應用,避免出現錯誤;其次加強對混凝土源頭的控制,在進入施工現場前對混凝土的質量進行嚴格檢查,避免一些質量不達標的混凝土進入施工現場,同時也要嚴格控制混凝土的配合比比例,并且根據不同的施工要求進行混凝土配比實驗,以確保混凝土的配合比比例符合施工要求,對于配合比結果不符合施工要求的要及時進行調整,堅決杜絕使用參雜添加劑的混凝土;最后做好混凝土的養護工作。在混凝土進行澆筑完成后,要保證框架柱澆搗10小時后在進行側模的拆除,并且要用塑料膜對混凝土進行包裹,并進行保濕養護,當然模板的拆除要避免過早,以此避免出現裂縫等病害。
4.2科學設計保護層眾所周知,建筑工程框支結構技術在施工過程中會優先保護主筋,這樣的施工技術對于建筑工程的整體抗震效果而言非常不利,因此為了可以保護主筋,有效提高建筑工程的整體抗震性,在設計保護層框支結構時可以框支梁端保護層超過30mm的區域內增加一道直徑間距和框架梁箍筋相等的雙支箍,并且鋪設4根12mm的縱向鋼筋加以固定。
4.3鋼筋工程施工技術鋼筋工程施工技術是框支結構施工技術中的重要一部分,首先要做好鋼筋施工準備工作,將綁扎好的鋼筋放置到安全、干燥的地方,對于已經放置在安好的梁上的,則要做好固定工作,避免發生安全事故;其次要進行鋼筋焊接技術,對每批次的鋼筋都要進行嚴格檢查,在具體的焊接時,一定要做好焊接頭的處理,避免焊接頭出現彎曲、打結的現象;最后在進行鋼筋的放樣過程中,應該預留一定的空間,避免焊接處由于受到收縮作用而出現拱起作用,具體的余量為:當受彎構件超過24m時,放樣余量應該為5mm,如果受彎構建總長超過24m時,放樣余量就應該為8mm。
4.4填充墻砌筑建筑框支結構技術要求施工人員按照預定的施工方案對建筑物的填充墻進行砌筑,砌筑的技術要求為:①砂漿灰縫控制在8-12mm之間,并且砂漿的飽滿度不能低于80%;②填充墻、剪力墻以及框架柱之間的交匯處根據間距在上面打入膨脹螺母,并且將拉結鋼筋焊接并埋設到砌體的灰縫中;③當砌到距離框架梁200mm處,要等待1周時間,隨后在采取粘土磚將其斜砌在梁底。
二、我院市政工程技術專業(給排水方向)人才培養模式課程結構的探討
1.我院市政工程技術專業(給排水方向)課程結構存在的問題
首先,校內教師的實踐操作能力不強,并且現有的課程體系中工學結合不緊密,同時,校內教師對行業新技術、新工藝、新知識、新材料把握有一定難度,造成校內外教師、工和學相對脫離,且理論和實訓的融合度不高。其次,傳統的課程結構中,主要有2.5年的理論學習時間。“2.5”年中,又有1年的公共基礎課學習,專業理論課的學習時間只有1.5年,時間比較短,而畢業前的頂崗實習主要為學生獨立實習,可能得不到有效的實習指導,結果導致培養出來的學生理論知識趕不上本科生,在動手能力與適應性方面與中職生相比也毫無優勢可言。鑒于目前“2.5+0.5”人才培養模式中課程結構存在的問題,需要創新適合于市政工程技術專業(給排水方向)的課程結構,同時,探索校企合作、理論與實踐結合、以競賽促進學習的培養方式,優化學生的課程結構,讓學生在學習理論知識的同時,又能完成相應的實訓部分,從而構建基于行業崗位能力要求的課程體系,培養適應于社會主義現代化建設的“高端技能型專門人才”,讓我校學生能真正實現“零距離”就業。
2.我院市政工程技術專業(給排水方向)“2.5+0.5”人才培養模式課程結構的創新
(1)設計思路的創新
結合我國國內高職院校的課程體系思路,我校本著以“校企合作、工學結合為基礎,學生為主體,工作任務為載體”的培養目標,按照“學習與實訓相結合、理論與技能相結合、校內與校外相結合”的教學理念,改革課程結構與教學內容,同時,完善具有高職市政工程技術專業(給排水方向)特色的校內外實驗實訓基地,在課程設置上重視專業知識學習和綜合職業技能培養,爭取能在一門專業課程上,做到“基本理論講授、專業技能訓練、工程實踐鍛煉”三階段模式。
(2)課程體系的設計
以專業技術能力培養和全面素質培養為主線。基礎理論教學應該以應用為目的,以必需夠用為尺度。專業課教學貫徹應用性、針對性的原則,對傳統的基礎課、專業基礎課、專業課“三段式”課程體系進行改革。讓學生在學習中能夠融會貫通,在學習專業基礎課的同時學習專業課,明白為什么學習這門專業基礎課,同時,在學習專業課的同時學會運用專業基礎課的知識來解決問題。在專業課和專業基礎課的授課分布上要分為理論課和實踐課。教師保證既教學生理論知識,又讓學生把所學的理論知識用于解決工程項目問題。比如,我校選擇了現代給排水設計這門課程,里面包括了專業基礎課部分—水資源的利用與處理方法;在講授完理論部分后,我們應該帶學生參觀污水處理廠與自來水廠,讓學生了解現實中水的治理方法及工藝流程。同時,我們在學習專業課部分———給水管道系統和排水管道系統的規劃設計時,就應該在講授理論課程后,安排學生做相關的工程實例,自己動手完成一個市政管道系統的規劃設計。如果要達到這樣的效果就要求我們在設置課程結構時,要合理安排課程的學習順序,先學習相關的基礎課程和專業基礎課程,如工程制圖、水力學、水處理工程技術、CAD繪圖軟件、水泵與泵站等都應該安排在現代給排水設計之前完成,這樣才能讓學生把以前的知識都能學以致用。
(1)合法性。建筑工程質量檢測以國家頒布的《建設工程質量檢測管理辦法》為法律依據。
(2)公正性。根據國家的法律法規,第三方檢驗機構受相關利益者的委托檢測建筑工程的質量,以檢測結果出具檢測報告。因而,建筑工程質量的檢測更公正、公平。
(3)真實性。檢測機構出具的檢測報告是檢測和評估建筑工程的真實情況的結果,因而,具有真實有效性。
(4)準確性。檢測機構的檢測以質量工程質量的法律規定為原則,保留了所有檢測的憑據和資料,因而具有準確性。
(5)獨特性。建筑工程檢測報告的質量評估是針對某一工程而進行的,因而建筑工程具有差異,某一建筑工程的質量評估只能代表本工程的質量檢測結果,所以決定了其特有的性質。
2建筑工程主體結構質量檢測的內容與技術措施
2.1外觀檢測
因為從直觀上看,工程的整體可以從建筑工程的外觀上展現出來,所以,檢測建筑工程主體結構質量的過程中,檢測建筑的外觀其中的重點。就工程建筑的混凝土結構構造方面來看,墻面坑洞及裂紋、結構疏松和混凝粗糙等都是外觀檢測必須包含的內容,從這些方面上來看,建筑工程存在的問題和缺陷都可以在質量問題上體現出來。其中,外觀的檢測內容包含兩個方面,一方面是尺寸度量,它是分析建筑結構中多方面的基礎構建,其中包含有工程結構中支柱的直徑何高度、墻體側面深入地下的深度等內容。正是因為這些準確的數據測量,因而建筑工程的外觀施工能夠嚴謹的完成得到充分的保證。另一方面,估算測量的內容包含有測量和評估精確度不明的部件,不但確??刂坪霉こ滩考叽绲淖儎臃?,而且保證了按照要求設計建筑工程的外觀。
2.2鋼筋保護層的檢測
工程建筑結構的抗壓強度,也就是檢測鋼筋的保護層,直接決定了其穩定和鞏固的程度,所以,充分保證工程的質量重視工程結構抗壓強度的重要性。測量工程建筑抗壓強度包括兩方面,其一是靜態抗壓檢測和動態抗壓檢測,它主要是利用雷達或超聲波等工具檢測工程結構的脈沖壓,推導結構部件的抗壓強度是通過發射脈沖與反射脈沖的脈沖波形質檢異同的比較完成的。其二是共振測定和鉆芯取樣法,前者判斷結構強度利用的原理是將適當的振幅和頻率的檢測波發射到工程構件上,進而得出工程構件以及檢測波產生多大的共振,最終得出判斷。另一種鉆芯取樣則就是在鉆孔檢測直接檢測主體結構的強度得出結論。但是因為多樣化的建筑結構,同時缺乏完善的檢測手段,因而必須具體問題具體分析,選擇和建筑工程本身相適應的檢測方法,這樣才能得出精準的工程結構抗壓檢測結果。
2.3混凝土的檢測
(1)回彈法?;貜椃y量工程結構質量采用的重錘必須具有一定動量,進而通過對結構表面錘擊的方式得出測量結果。工程結構不一定能夠吸收所有捶打的動能,這主要是因為受到外界振動的影響,工程結構的混凝土只能吸收一部分,而重錘受到其余部分的動能產生反彈,從工程結構的表面離開。接著在比較重錘的反彈高度并與重錘的初動量的測量結果之后得出工程結構中的混凝土結構。例如,通常使用隨機抽樣的方式進行回彈法的抽樣檢測,抽樣檢測必須選擇不少于十個檢測構件進行。如果是檢測區域比較大的結構,可以將檢測區域劃分為若干小區域獨立存在。如果樣本容量尺寸為4.5×0.3m以下的構件,那么可以將其劃分為五個部分。測量的過程中,測區位置的安排要以構件的類型為依據,同時,要保持在2m的范圍內布置測區?;貜梼x在使用的過程中要保持水平,測區的面積最好不能超過0.04㎡的范圍,還要根據不同的區域記錄相應的數據,避免出錯。
(2)超聲回彈法。超聲回彈法的方法原理是以回彈法為前提,充分運用超聲的優點,以超聲儀器為測量工具,將待測物體中的傳播時間以及超聲在物體內的傳播速度都計算出來,而且在上述基礎上測量主體結構表面的硬度參數,最終主體結構的硬度參數就在結合回彈值和聲速兩者的計算中得出。與其他檢測方法相比,超聲回彈法的特點較為突出,尤其是利用超聲回彈法,主體結構中的水分不會再成為測量的影響因素。因為現在建筑結構基本上都是利用混凝土建造主體結構,所以僅僅使用其中一種方法,主體結構中的水分很容易影響測量。因而必須結合超聲檢測法和回彈法,保證檢測結果盡可能不受主體結構中水分的影響,進而保證主體結構檢測的準確性。
3建筑工程主體結構質量檢測的管理措施
3.1建立監督小組
保證測量的精確度不但需要正確的檢測方法,同時也不能忽視對測量的監督,做好監督工作可以充分保證有效的建筑工程主體結構質量檢測。和具體的質量驗收相比,監督工作具有隨機性的特點,但是建筑工程主體結構質量檢測也可以有效的借鑒監督的結果。監督工作的作用是可以保證建筑工程主體結構的質量在檢測工作中反映的有效性,同時,監督部門要對隨機抽查實體建筑檢測結果給予高度重視,與此同時,也不能忽視檢測時產生的損害建筑主體的行為,并及時遏制這種檢測手段的實施。和具體的質量檢測有所不同,監督檢測工作的目的在于通過簡單有效的檢測手段,對實體質量驗收的具體效果充分掌握。通常由監督部門專門建立監督小組,利用精密的儀器,采用正確的測量手段,有效處理和檢測現場產生的問題。
3.2根據結構的形式抽樣
建筑工程主體結構的質量檢測手段必須科學、合理,以此確保產生準確有效的檢測結果。一般而言,利用抽查的方式檢測數量較大的待檢對象,其中抽樣數量的合理性直接關系到抽樣檢測結果的準確性。因而必須以待檢結構的形式分類抽樣,進而準確測量主體結構質量。例如,抽樣檢測不同的結構類型,包括檢測鋼結構、鋼筋混凝土結構,還要測量砌體結構,其中,每一個結構中又有具體的結構類型劃分,分別進行抽樣檢測。
3.3根據檢測物的容量選擇合適的樣本容量
選擇合適的樣本容量也是建筑工程主體結構質量檢測時必須重視的。按照相關的規定,監督部門必須檢驗檢測方式的合理性,一般而言,只要要選取待檢物總體容量的10%以上的容量作為樣本容量,若不滿總體容量的10%,則可信度不高。
計算機是知識、經驗和思維的替代品。縱觀當今世界,這種非常令人不安的觀點正在結構工程師中逐漸蔓延。人們似乎越來越愿意相信計算機使他們能對工程作出正確的判斷,而根本不去想一想,如果沒有計算機同樣的工作需要哪些必要的知識和經驗。按百分比計迅速增加的工程師相信,解決工程問題的專業知識就是怎樣使用計算機以及計算機本身的專業知識。在結構工程界,把使用計算機的能力當成能勝任工作的證明,作為一種觀點正在象傳染病一樣到處蔓延。大量的結構工程師確實相信,他們僅僅簡單地依靠計算機就可以“解決”工程問題了,而沒有認識到高質量的工程只能是淵博的工程理論知識,大量的經驗,以及艱辛的腦力勞動相結合的產物。
問題是過分強調自動化技術是以削弱實際知識為代價的,過分強調也演變成了不學習實際知識的借口。從教育和實踐兩方面來看,如此過分強調計算機帶給朝氣蓬勃的年輕工程師們一個錯誤的信息,工程學習和工程實踐就是輕松地使用菜單和用計算機生成五顏六色的圖畫。
在工程設計環境中利用信息自動化技術有很嚴重的負面影響,信息自動化技術象一樣能輕易地誘使大腦相信其虛幻的安全性,知識性和能力。在這些自動化技術實現其真正的價值以前,設計工程師必須不依賴計算機,而用學識和經驗去解決工程問題。非常不幸,我們變得如此依賴于計算機,以至于正在迅速喪失不依賴計算機進行計算工作的技能。
與那些只有依賴計算機才能“解決”工程問題的人討論問題時,一個稱職的結構工程師什么樣的痛苦和挫折沒有經歷過?這些人(不要把他們跟真正的工程師混為一談)已不再有能力,或者從來沒學過,不依賴計算機解決工程問題。從根上他們不懂得,計算機不可能記錄有關模型、分析和設計的一些技巧??梢赃@樣認為,除了具有快捷的計算速度以外,計算機程序只是一些離散的知識。這些人沒有認識到,知識已經遠遠超過了有限的計算機指令所能編程的界限。真正的工程知識是經驗,直覺,靈感,領悟力,創造力,想象力和“認知”的巨大綜合體,它超越了任何計算機程序和程序員對結構工程的“理解”。恰恰相反,這些人認定世界是一個巨大的有限元模型,而計算機能夠并且也應該自動地建立模型,進行分析,完成設計,打印出最終結果?!肮こ處煛蹦茏龅?,僅僅是區分規格和需求,給顧客開發票,牟取利潤,并且迅速找到新項目。
今后,只有越來越少的工程師能獨立地(即不依賴計算機)找出結構工程問題的正確解答,這種對計算機的依賴性將會帶來巨大的麻煩。隨著對計算機的依賴程度的不斷上升,誰來解決工程問題?是那些沒有或只有很少的結構工程知識和實踐經驗的程序員,或是有其他專業學位而不是結構工程學位的程序員來做?計算機現在不是,也永遠不會是解決工程問題的源泉。只有合格的工程師才能正確地解決工程問題。如果結構工程師們繼續制造這樣的氛圍,在結構工程實踐中,首先靠計算機,而不是靠有學識、有創新和有豐富經驗的結構工程師本身,就能夠解決大部分結構工程問題,那他們就是自欺欺人,也欺騙了他們的服務對象。
在今天的現實生活中,結構工程師發現了一種既非常有效又方便的方式去為顧客服務,它不需要花費大量的時間和金錢去學習或理解結構工程模型,分析和設計的細節。這種“方式”就是計算機。工程師們現在的行為方式符合宇宙的自然規律,即用最低的能量消耗前進。現在,越來越多的結構工程師對自動化技術的響應就是讓計算機工作,同時讓自己不再去操心細節了。
現代工程具有復雜的理論細節,依靠計算機的工程不能,根本不能,讓人們學習有意義的經驗。現代計算機的運算范圍和速度,太容易使工程設計變得毫無生氣。試問,有誰能抵抗激動和解脫的感覺--不用太多的艱辛就能求解成千上萬個方程?又有誰能抵抗誘惑--讓自動化技術來“解決”工程問題?真正的結構工程師,不用計算機就能工作的真正的結構工程師就有這樣的抵抗力。這些真正的工程師看到了實質,計算機是一種很不完善的工具,它只能處理大量信息。以光速執行的指令大多是沒有經驗的程序員編制的,它們的可靠性值得懷疑。在計算中,對于受動力載荷的作用的曲殼結構發生非彈性變形時,不正確的結果一樣可以在屏幕顯示,它們的等應力圖看上去也是如此這般地賞心悅目。這樣下去,只要手上有計算機軟件的使用說明,就可以用計算機得到結果了?;蛘吒奖?,只需在圖形用戶界面上選擇合適的菜單,就得到結果了。事實上,如果“靠相互交談來探討怎樣分析梁和柱,靠雙手找出閉合解”會更有利。
也許有人推測,以上論調只能證明本文作者從根本上是反計算機的,或是他沒有認識到現代信息技術美好的未來,或是他對那些在神奇的創意中利用這種技術的專家不屑一顧。然而,并不僅僅是這樣。即使認識到計算機的潛力,工程師也對危險熟視無睹。結構工程是對安全性吹毛求疵的職業。在世界各地,結構的特性是由結構工程設計的質量決定的。由于在實踐中采用了計算機,越來越多的結構工程師正在制造以幻想為基礎的信仰系統,正在發展難以置信的危險期望。隨著這一趨勢的延續,工程失效的威脅也會按指數形式增長。
一個簡單的例子就是世界各地越來越多的工程公司都期盼CAE/CAD軟件能將結構工程設計程序完全自動化?,F在,越來越多的結構工程師希望在解決問題時他們只需區分類型和條件,讓CAE/CAD程序自動生成必要的數學模型,完成復雜而重復的分析和設計過程。最后,由制圖工具完成生產圖和施工圖。在這種環境中,結構工程師唯一的責任就是明確所要解決的問題,然后評價最后的設計“結果”。這種設計方式注定是災難性的。數不清的軟件開發商為滿足市場的需求,不斷開發和推銷注明有各種用途的軟件。于是,不那么稱職的工程師就相信了廣告,即使用這種軟件只要投入很少的人力就能進行工程設計。
軟件開發商經常被要求改進結構分析和設計軟件,以使用戶在不詳細了解技術細節的情況下就能夠使用軟件。例如,這些用戶要求開發商創造出不用閱讀使用手冊的環境。因為高質量的結構工程軟件的用戶參考手冊包括軟件的技術細節,限制范圍,以及計算所依據的理論和假設,結構工程師們不愿意使用這樣的高質量軟件。現實是,結構工程師們不希望了解細節。他們所希望又愿意購買的是窗口界面,這種界面能讓他們處理信息見得到,然后把結果以彩色圖表形式展示。最好還有動畫功能,還可以用漂亮的圖表打印數值結果。而對于是否能可靠地檢測重特征值;或在用反映譜進行分析時是否用了足夠的模態;或非線性索單元的理論是否正確;或分析結果對網格的形狀和單元的選擇是否敏感;或部分固定端剛度是否確切等等方面,如今使用計算機的工程師表示,他們幾乎不考慮這些細節問題。
不少人認為他們沒有時間,或沒人付給他們費用去關心細節。越來越多的結構工程師都持這樣的看法。但是,他們確實相信,依靠計算機他們的設計能夠達到顧客要求。為什么不能如此簡單地相信???/!!!輸入數據,然后擊鍵,就有了結果。而且,這種方式幾乎沒有人力消耗。
當然,計算機技術本身并不壞。然而,問題的核心是結構工程計算中計算機的使用方法,以及濫用計算機不斷增加的趨勢。在道義上資深工程師和工程管理人員有義務特別強調工程實踐中知識,專業技能,以及經驗的重要性,而非計算機使用者的“性別”。在結構工程實踐中,僅僅關心“怎樣”使用計算機是不夠的,了解“為什么”這樣設計才是關鍵。專業的結構工程師必須重視手工求解的原理,基本原則和提煉模型,識別計算結果中的錯誤,解決問題的其他方法,判斷計算結果的有效性。對計算機要又敬又畏,對計算結果應持批評態度,尊重工程實踐經驗,通過工程實踐(而不是通過“世界的有限元分析”,或是靠過分的簡化去滿足那些不合格的結構工程軟件的限制條件)學習工程。強調從那些資深的或更有經驗的結構工程師(即數量急劇減少,但仍記得不依賴計算機,怎樣解決工程問題的真正的工程師)那里學習結構工程。只有通過訓練專業工程師,而不是通過訓練技術員(即計算機操作員),結構工程界將完全能擔負起服務大眾的責任和義務。
到底該不該如此擔心計算機的不當使用?擔心那種怠惰?擔心工程界默許這種危險作法?雖然計算機對人類有很大的應用價值,但如果結構工程師們繼續象現在這樣破壞性地使用計算機,這些價值就得不到實現。
有什么辦法才能使結構工程界改變過分依賴計算機的情況?不再濫用計算機?這些都沒有簡單的答案。然而,所有稱職的,經驗豐富的資深工程師都有機會用危險的計算機這一思想去影響年輕人。一個真正的工程師所需要的是不依賴計算機解決工程問題的能力。經常懷疑計算機;在沒有深入的論證以前決不使用計算機的結果。在被工程師證實正確之前,假設計算機提供的結果是錯誤的。在用計算機求解之前,必須先“知道”答案。不崇拜計算機,而崇尚知識和經驗;提倡全面了解工程理論和實踐中的所有細節;避免為那樣的雇主工作,他們僅有的學習機會是通過計算機學,而不是通過有實踐經驗的真正工程師的深入訓練。
計算機不可能,而且永遠不可能,成為人類知識,經驗,遠見,靈感,創造力,獨立思維,以及自古以來的勤奮的替代品。雖然在結構工程實踐中計算機是非常有價值的工具,但是結構工程師必須認識到對工程學的細節(即原理,方法,標準,道德等等)的全面了解,比懂得怎樣在計算機屏幕上游逛不知道要重要多少。警告實際工程師,如果沒有計算機他們的結構工程知識不足以勝任工作,他們也沒有資格使用計算機(如若不然,那不僅是不道德,而是犯罪)。
所有稱職的,經驗豐富的工程師都意識到,好的計算機程序造就不出稱職的結構工程師,而只有稱職的工程師才能使用好的計算機程序??杀氖?,雖然上面的結論似乎是不言而喻的,但它并不是今天計算機應用的現實。因此需要讓危險曝光,并實現和完善保護措施。
一、開工準備階段監理工作:(監理大綱制定、監理合同簽訂之后)
1.組建監理隊伍
根據工程特點,選擇配備總監和必要的監理人員。人員配備應能涵蓋鋼結構所涉及的各類專業,同時提倡人員相互滲透一專多能。
我所沿用的鋼結構監理組組織形式一般有二種,一種形式多適用于總包單位、鋼結構分包單位、制作安裝單位基本上為一個單元體的垂直隸屬系統,與之適應的監理組體系是按專業分工即總監下配設焊接,結構探傷、涂裝等專業工程師;而對某總體工程有數個鋼結構分包、制作、安裝單位甚至一個大工程設計單位也為多元體時,多采用橫向組織結構體系,即采用總監下屬駐廠監理工程師為主體,探傷、涂裝等巡回監理,駐廠監理師則選用復合型人材。總監與駐廠監理工程師充分發揮協調工作。例如,在延安中路(中段)五個鋼結構標段中的七、八座主橋、五座天橋監理中,我所分為二個監理組各按不同情況,分別采用上述二種組織形式,取得了良好效果。
2.監理人員在工程開工之前盡快熟悉工程圖紙、項目有關情況和工程所選用的規范、工藝技術條件。在此基礎上,制定較為切實可行的監理實施細則;熟悉圖紙和規范、技術條件時除了充分理解消化設計思想設計意圖外,對于多個設計單位,多個制作單位還應當通過溝通協調,進行統一“度量衡”工作,達到標準、要求、做法上相對統一,使所監理的項目,在規格、指標、完工表式方面相對一致。而熟悉項目情況,則需對業主、施工單位甚至民工包工隊伍也要有相應熟悉,特別是實際施工隊有大廠的本廠職工,有分廠職工甚至是民工包工隊,對他們的質保系統運轉情況,人員素質,應有所了解,有些還需制定計劃與措施進行“調教”,這樣才能創造良好的施工前題。熟悉工程,還需對整個工程工作量、工作重點、難度以及施工集中的季節,都應做到心中有數,例如在春夏季節施工則需加強黃霉季節焊條烘焙監理,冬季施工則需加強寒冷季節鋼結構施工質量特殊要求監理措施。
3.合同業主、設計及總承包單位對分包商資質和加工場所條件進行考察和審查:
對條件不足的承包商提出整改或限令整改意見,在滿足基本條件之后再會簽資質審查報告與開工令:
開工前要對制作單位進行考察與資質審查,提出的整改與限期整改意見,須經業主同意。以延安中路(中段)高架鋼結構監理為例,我們曾針對某制作廠由于開工前胎架設置剛性不足、難以保證總段建造變形的控制,質保體系相應專業力量不足;以及另一標段制造天橋時,總包實際上沒有自己的制作實體單位,又沒有選好分包單位等問題提出較明確的整改意見,限令整改。在指揮部的支持督促下,這些單位領導十分重視,逐一改進,基本達到要求,然后我們才開出了開工令。
4.審查施工、組織設計方案,結合施工單位的實際情況對方案的合理性及技術條件的一致性進行審查。
5.督促施工單位完善與強化質量管理及工期目標控制,督促施工單位健全質量管理人員配備。
6.從施工制作到吊裝現場工作,堅持監理工作責任到位,堅持重要質量控制點的旁站與實測驗收。我們只少量地聘用退休人員,注意在職人員與退聘人員比例。同時,我們注意發揮施工單位主觀能協到性,督促施工單位,實行自檢、互檢、專業檢驗三級檢驗制度,以有效保證質量。才能保證今后監理中各種協調工作順利進行。
二、工廠制作階段:
1.開工準備
(1)審查工廠的工程項目組織管理系統,溝通彼此之間的聯系,建立與技術部門及質保部門的正常工作聯系。
(2)審查工廠的質量控制方案,與技術部門及質保部門共同商定本工程實際質量檢查的內容、質量按制點、監理驗收的內容。
(3)與技術部門、質保部門商定用于本工程的各類質檢報告內容與格式。
(4)審查材料質保書,確定材料復查內容;參與材料復查試驗。審查裝璜材料質保書。
(5)檢查材料倉庫收發制度;焊接材料的一、二級庫情況,焊接材料焙烘、保溫設備完好情況(含溫度鑒定有效期)及相應的紀錄登記。焊接材料發放臺帳、焊條回收制度。
(6)審查工廠提交的焊接工藝評定任務書或焊接工藝評定轉移報告,批準焊接工藝評定任務書或焊接工藝評定轉移報告。
(7)參加焊接工藝評定試驗。
(8)審查焊工資質及有效證件。
(9)審查無損檢測(NDT)人員資質及有關設備的鑒定有效期。
(10)審查用于工程的長度計量器具的鑒定有效期。
(11)檢查除銹、涂裝設備情況,是否符合有關技術要求,其產品質量是否能符合技術條件的要求。
(12)協助業主審核并簽署開工令。
2.制作實施階段
制作實施階段鋼結構監理分下列四個專業進行監理,即:結構監理;焊接監理;無損檢測(NDT)監理及涂裝監理。
(1)結構監理
放樣質量抽檢,內容為草圖、樣板、樣帶、下料情況;
小拼板及T字組合梁質量檢查(拼板拍片),抽檢后簽證;
U形槽鋼加工質量抽檢;
腹板、頂板、底板外形尺寸、坡口切割質量抽檢、底板軋角抽檢;
腹板、頂板、底板裝配構件劃線檢驗;
總裝胎架檢驗(外形、分段線、坡度),檢驗后進行簽證;
分段就位與拼裝質量檢驗;
焊后分段分解,各工地拼裝接口的坡口狀況及板材邊勢平整度;
復驗工廠提交的分段檢驗報告數據,簽證認可。
(2)焊接監理
①巡視檢查:
在工件施焊時,焊接監理加強巡視檢查:焊接材料使用是否正確、焊前準備是否到位、焊接工藝條件是否滿足、工人是否持證有效、焊接規范是否合適等。
②焊縫質量監理:
對接焊縫:對一、二類焊縫表面質量一般100%進行檢查簽證;
全焊透角焊縫抽檢;
貼角焊縫,抽檢。
(3)無損檢測監理:
審查各類焊縫無損檢測的類別及長度是否滿足技術條件的要求;
指定RT(X光拍片),核查RT檢測部位是否符合技術條件;復證RT檢驗報告;
審查UT(超聲波探傷)報告;
根據業主委托或業主請第三方,必要時復查部分焊縫。
(4)涂裝監理:
檢查除銹工裝設備是否符合技術條件;
預處理質量復測、粗糙度、除銹是否達到等級;
分段工程除銹質量檢查;
分段工程涂層膜厚、牢度等質量情況;
檢查并簽署報告。
三、現場吊裝階段
現場吊裝是檢驗制作階段工作成效的關鍵步驟,同時也是檢驗鋼結構與土建嵌接情況的重要環節,通常情況下鋼結構監理做好以下幾方面工作:
現場安裝監理應在吊裝前與制作廠一起對所有墩梁標高,墩梁間距,支承中心矩等有關數據進行復測,對焊按施工與變形控制方案進行認可監理。
對吊裝過程中起重、吊運方案乃至交通按排(市政工程)應一起進行講座和各方方面面在業主主持下進行協調。
吊裝后對梁間裝配狀況與支座密貼情況進行檢查。
吊裝完工后對現場主要受力焊縫進行表面質量、無損控傷、涂裝進行監理,并對橋面長度、寬度、拱度主要尺度進行監理。
由于鋼結構尺度往往以毫米計算,土建尺度往往以厘米計算,分頭施工易造成總體吊裝產生不吻合或局部返工。為此應在制作接近完工時,事前應進行協調,以避免差錯??傊?,現場監理要求監理人員本著勤、嚴、細、實精神工作。
澆注混凝土直至澆注完畢,因為大量的水化熱會在水化時產生,剛開始時會因為混凝土聚集大量水化熱,因而內部熱量不易揮發,進而造成混凝土中內外溫差過大,同時在混凝土的內部產生強烈的拉應力,導致拉應力比此齡期的混凝土容許拉應力大很多時,會形成溫度裂縫。另外,再加上通常大體積的混凝土配置鋼筋沒有深入到內部,因而由混凝土承擔因過大的內外溫差產生的拉應力,導致更容易產生溫度裂縫。
1.2混凝土收縮
然而伴隨著初期大量水熱化混凝土的漸漸消失,混凝土在后期會逐漸蒸發內部自由水,在外力不影響的條件下,混凝土會伴隨著硬結而自發的形成收縮和變形,但是,當這種收縮變形產生時會因為內部鋼筋的影響而受限,進而大量的拉應力會產生在混凝土當中,如果混凝土承擔不了該拉應力時,就會產生溫度裂縫。
1.3溫度突變
在土木工程中,待澆注完畢主梁,因為太陽會暴曬主梁的側面,所以這部分的混凝土的溫度顯然比其他地方的要高,進而造成內部溫度上升呈現非線性,使得主梁因為自己的限制產生過大的局部拉應力,進而因此產生溫度裂縫;除此之外,因為暴雨、陣雨以及冷空氣等氣候變化原因,澆注完畢的混凝土表面溫度會驟降,進而導致內外溫度形成梯形,如果溫度應力達到一定的高溫,就會產生溫度裂縫。
2土木工程大體積混凝土結構施工技術分析
2.1設計優化
在設計土木工程的時候,必須結合工程當地的氣候情況正確選擇混凝土配合比,而且還要布置適量的溫度鋼筋在易產生溫度裂縫的地方,以此和拉應力抗衡,與此同時,選擇在規定范圍內厚度最小的鋼筋保護層,防止由于過大厚度保護層而產生的溫度裂縫;除此之外,在劃分大體積混凝土的過程中,必須利用后澆帶和伸縮縫的正確設置來進行規則的分隔,同時還要根據科學設計的混凝土結構形狀,擴大混凝土水化熱的散熱范圍,進而防止加快增加其內部溫度,進而分散應力,減小產生溫度裂縫的可能性;而且,還要最大限度使用二次澆注的方法設計和施工混凝土,而且,在進行二次澆注的過程中為了增加混凝土抗拉能力,必須在其中添加聚丙烯纖維網或者鋼筋網。
2.2材料控制
大體積的混凝土之會有溫度裂縫產生,原因在于混凝土釋放大量的水化熱,因此,盡可能使用水熱化程度較低的水泥在大體積的混凝土當中,為了最大限度使用較少用量的水泥,還可以利用摻合料的方式,比如可以添加一些粉煤灰等。就混凝土的粗骨料的選擇而言,盡可能使用級配良好、強度高和粒徑大的粗骨料,可以有效防止混凝土產生收縮變形的現象,與此同時,也不會忽視含泥量和其他有害物質的含量的控制。而在混凝土的細骨料的選擇上,就必須符合泵送的要求,盡可能使用細砂或者中砂,這樣可以保證以最小的表面積和空隙率充分減少使用水泥的用量。除此之外,為了更好地增加同齡期混凝土的抗拉能力,還可以采用摻加外加劑的方式進行,有效提高了混凝土的和易性,減少水灰配比。
2.3施工控制
在實際施工混凝土澆注時,試驗人員的職責是根據現場的情況,及時跟蹤坍落度和和易性變化現象并隨時測量,根據結果上報攪拌站并及時進行處理。對于混凝土搗固人員來說,要經過嚴格的培訓,考核通過之后才能夠上崗,并且要權責明晰,分工明確,特別是要由專職人員搗鼓和處理鋼筋集中的地方、端模、拐(死)角等,技術人員和施工員要跟班指揮現場。通過插入式的為主要方式進行混凝土振搗,插入振搗最佳厚度為30cm,以垂直等距離插入到下層間距在60cm以內,高度大約為5~10cm。施工人員必須邊振搗邊觀察,盡可能避免漏振或過振等現象。
2.4冷卻管降溫
利用提前鋪冷卻管路在混凝土結構內部中,以此降低在硬化時混凝土內部的溫度,保證腳注混凝土完畢后通水循環冷卻的正常實施,冷卻管路中的水量的范圍不能超過1.5m3/h,如果管內為過高水溫,那么也會加快水流的速度和流量。施工的部位不能因為冷卻管的出水而受到影響,如果混凝土總體初步凝固,那么可以酌情通過該出水進行保溫養護。待混凝土養護的步驟結束,為保證混凝土的強度以及其他不受中空的冷卻管的影響,所以下一步一般利用真空壓漿的方式完成注漿和壓漿的工作。