文/肖建良 北京城建五建設集團有限公司 北京 100029
鋼筋混凝土結構下,成品建筑的架構堅實、墻體堅固,不僅防火性強,而且耐用,使房屋的壽命極大地延長,由此,該結構也成為建筑行業(yè)多年來的青睞對象。鋼筋混凝土結構所選用的材料、施工技術,均影響著相應建筑的承壓能力、耐久性、安全性等,因而,在實際的鋼筋混凝土類型建筑施工中,人們關注、研究的主要方向也是材料、技術方面。本文則選擇了施工技術作為探析對象,力圖清晰梳理房屋建筑混凝土施工的技術要點。
鋼筋混凝土結構是現(xiàn)代建筑工程中最常見的結構形式[1]。鋼筋混凝土結構具有結構優(yōu)勢[2]。就材料的組成而言,鋼筋混凝土是同時融合了鋼化材料,諸如鋼纖維、鋼板、鋼筋網(wǎng)等,以及混凝土材料的一種復合材料,還被叫做鋼筋砼。顯然,鋼化材料的加入,使得混凝土材料的原本性能得到升級,變得更加堅固、穩(wěn)定,同時也賦予它新的與鋼化材料趨同的力學性質??梢哉f,鋼筋混凝土材料是集混凝土、鋼化材料特性于一體的,是對二者進行了優(yōu)勢組合。
建筑行業(yè)內能夠出現(xiàn)鋼筋混凝土材料設計,是因為混凝土、鋼筋二者有進行組合的條件:二者各自的線膨脹系數(shù)趨近,所以組合后不會受限于環(huán)境變化的影響,可能產(chǎn)生的應力仍在可控范圍;二者組合時,能夠進行緊密粘結,自成一體,所以可順利改善混合后材料結構的強度以及穩(wěn)定性。
成品鋼筋混凝土材料的具體的特性表現(xiàn)在:其一,材料易得、成本相對不高,在同樣的設計目標與工期要求下,該類材料結構往往施工快、竣工快,進度和質量控制更為穩(wěn)妥。該類材料結構的制作并不復雜。建筑人員應用的鋼筋混凝土原材料來源廣泛,很容易從周邊環(huán)境或市場中獲取,諸如獲取到鋼筋、水泥、粗細集料等,繼而再方便快捷地制作成組合材料,即鋼筋混凝土結構成品,用于之后的施工。其二,兩類組合材料可優(yōu)勢互補,形成綜合性能新材料。即,鋼筋混凝土材料兼而具有較強的抗壓性能(混凝土)和較強的抗拉性能(鋼筋);同時,它也具有突出的抗爆、抗震性能。顯然,對于商用、民用、公用建筑而言,材料的諸上特性乃優(yōu)質特性,是建筑工程得以保質量、保安全的現(xiàn)實條件。
就結構的塑造而言,新拌和的混凝土具備很好的塑形能力,能夠根據(jù)差異化的建筑設計要求,進行尺寸、外形等角度的構件或結構塑造。這也使得鋼筋混凝土結構帶有了可模性,高度適應于不同的建筑設計場景。
鋼筋混凝土結構有助于提高建筑物的使用安全性[3]。這與其整體性特性是分不開的。在鋼筋混凝土材料特性中提到,混凝土、鋼化材料二者可高度粘結。這為鋼筋混凝土結構自身的整體性保持奠定了前提基礎。其中,所有鋼筋混凝土結構中,處于現(xiàn)澆階段的,性能最為優(yōu)良,結構整體性最強。只要保證設計科學,則其抗爆、抗振動、抗震等能力都表現(xiàn)優(yōu)秀。
整體上,鋼筋混凝土結構一旦形成后,其綜合的耐火性能要強于普通的鋼結構。這是因為,其內部的組成材料中,增加了更多的抗燃物質,諸如砂石材料、水泥材料等。
和其他需要維修、保養(yǎng)的建材相對比,鋼筋混凝土結構更加耐久,即,無需在短周期內進行經(jīng)常性地維護、修繕。這可以節(jié)約大量的建筑保養(yǎng)成本。
建筑工程鋼筋混凝土結構施工質量的好壞,既對結構物 的安全和使用功能產(chǎn)生影響,也對結構物的造價有很大影響[4]。因此,真實的施工中,尤為注重對相關結構質量影響因素的分析、控制。
內因乃各類質量問題發(fā)生的首要因素。所以,鋼筋混凝土結構自身的構件問題,在其質量保持中不容小覷。顯然,如諸上分析所述,鋼筋混凝土結構有其被選擇、被應用推廣的諸多優(yōu)點,但是,它也是一個優(yōu)缺點共存的矛盾體。其結構構件的缺點也是十分突出的。這表現(xiàn)在其結構的節(jié)點較多、結構截面較小兩方面。另外需要強調的就是,建筑施工常涉及高空操作,這要求施工人員必須克服較多的施工難題。而一旦人員的技術水平不達標,或者現(xiàn)場作業(yè)難度確實超大,就不可避免地要暴露出相應的質量問題。
在施工現(xiàn)場,最大的影響鋼筋混凝土結構施工質量的動因就是人。建筑施工場地遍布全國各地,每一個施工項目所集結的施工人員,都是來自差異化的地區(qū)。他們各自的受教育背景不同、對施工技術的掌握程度不同、務工經(jīng)驗的積累程度也不同,這決定了施工現(xiàn)場可能存在無形的安全隱患。在進行關于鋼筋混凝土結構的系列施工時,其對應的人員未經(jīng)專業(yè)性作業(yè)培訓或者所受培訓程度不深的情況下,就不可避免地存在一定比重的違規(guī)操作,而相應材料結構的較高的施工質量就不能保持了。
和單一材料的結構相對比,鋼筋混凝土結構的質量穩(wěn)定性要通過其組成材料的合理、正確配比來保證。在該類結構的組成材料中,涉及到了模板材、鋼筋、砂石骨料、水泥材料。它們各自首先要保證質量過關。同時,使所有材料組合在一起,形成可用、堪用的鋼筋混凝土結構,則是要經(jīng)過標準化地配比的。一旦施工現(xiàn)場的配比操作不合理、不標準,則必然制成不合格的建材,也必然直接影響建筑施工質量。所制成的鋼筋混凝土建材不合格,最直接且直觀的表現(xiàn)就是材料結構出現(xiàn)裂縫。例如,一旦水、水泥二者配比失當,即出現(xiàn)泥漿現(xiàn)象;一旦水灰、水泥二者配比失當,即出現(xiàn)混凝土強度不符標準的情況;一旦水泥、砂石二者配比失當,即出現(xiàn)混凝土黏合力不符標準的情況;等等。
現(xiàn)實中的鋼筋混凝土結構質量的保持,須以規(guī)范化的技術操作為條件之一。例如,當施工人員的溫度把控操作不規(guī)范時,就容易導致混凝土變形,其中,溫度應力如果高于混凝土抗拉強度,則隨即會出現(xiàn)相應的溫度裂縫;當施工人員的拆除模板時機錯誤,即過于提前,則可能導致混凝土強度不足,繼而使其結構出現(xiàn)局部塌陷、棱角缺陷等問題。
除了諸上因素,實際的鋼筋混凝土結構的建筑施工中,能對質量形成影響的還有施工人員對施工特點的把握:首先,相關施工要注意對應的流程的復雜性。如諸上影響因素分析可見,鋼筋混凝土結構施工的質量控制較有難度,而且,相應的施工流程、工序也并不簡單。所以施工上必須從嚴、從細進行諸方面的流程監(jiān)督、環(huán)節(jié)把控。施工人員可先梳理現(xiàn)場情況,實事求是地落實具體要求、明確流程工序,再一一依據(jù)工序步驟進行操作。當出現(xiàn)現(xiàn)場情況變化、具體施工要求變化時,則盡快做出工序調整,使施工作業(yè)平穩(wěn)、不雜亂。其次,相關施工要注意對應的鋼筋混凝土結構的可損、易損性。從理想角度分析,鋼筋混凝土結構較之其他類型建材,在結構強度、穩(wěn)定性上都是突出的,但其依然不能完全規(guī)避實際作業(yè)中可能出現(xiàn)的綜合性問題,諸如原材料質量不過關、施工工序安排有失合理性等。由此,在不固定的內外因作用下,鋼筋混凝土結構于施工中就不能保證絕對穩(wěn)定和無破損,甚至還有連帶發(fā)生安全事故的不利因素存在。再次,相關施工要注意對應的鋼筋混凝土結構的易變性。就結構的澆筑質量而言,鋼筋混凝土結構有賴于對模板、二次支撐結構的正確設置,這樣才能使結構內部的連接更為有效。然而該澆筑過程也存在需要注意的問題,即所設置的現(xiàn)場的支撐系統(tǒng)有發(fā)生位移、變形的可能。當其荷載壓力不斷增加,以至于達到超負荷狀態(tài)時,位移或變形狀況就出現(xiàn)了。由此,以支撐系統(tǒng)為標準的鋼筋混凝土結構,自然也要出現(xiàn)變形。最后,相關施工要注意鋼筋混凝土結構的碳化問題。所謂碳化,主要是針對其結構中的混凝土而言的?;炷羶炔坎牧喜⒎墙^對穩(wěn)定,它們可能因外界空氣的滲透,主要是其中的二氧化碳滲透,而漸進式地引發(fā)化學反應,從而使混凝土材料中生成水、碳酸鈣等新的物質,也就完成了一定程度的碳化過程。一旦碳化現(xiàn)象存在,鋼筋混凝土結構內的混凝土就會失去穩(wěn)定性,內部水泥出現(xiàn)干縮,繼而引發(fā)裂隙,自此,其優(yōu)秀的結構性能會損失大半。其中,水泥的干縮裂縫一般較小,一般存在于墻體表面[5]。
(1)關于框架柱模板的準確定制。每一個框架柱模板定制的相關作業(yè),都需要于其模板內部加裝合適的木方、九夾板。木方、九夾板的大小或尺寸以具體工程的施工圖紙為根據(jù),以嚴格把握最終的模板的尺寸。另外,于木方、九夾板加裝前,施工人員應當先在柱底外側認真畫出對應的柱模墨線、支??刂凭€、內邊線;繼而,還要嚴格就柱模的垂直度加以校正,并加固兩個柱模。兩柱模的加固需要用到拉桿工具。
(2)關于梁板模板的準確定制。施工人員需參照規(guī)范的位置設定,標注梁位線、水平線、對軸線,繼而對標相應的位置,安裝支撐架。其中,支撐架的安裝需注意提前查看其堅實與否,一旦堅實度不足,則盡快進行加固;支撐架的安裝也需提前在其下鋪設墊板(木制)。墊板厚度約為5cm 即可。同時,還有如下模板定制數(shù)據(jù)需要把握:水平橫桿距:距離范圍為150~180cm;支撐力桿間距:距離范圍為80~100cm;地面與底部掃地桿間距:距離約為20cm。諸上數(shù)據(jù)的控制,有助于保證支撐架結構的對力的合理分配,從而防止因過于集中各個支撐力而出現(xiàn)危險。梁板模板的定制中,也需要基于具體工程的實況,進行斜撐的架設。這有助于保持整體的排架的穩(wěn)固。其中,兩個橫楞之間的間距,也需要在標準的范圍內,其最佳范圍是30~50cm;而起拱同樣也要遵循規(guī)范化要求,不可任意選擇標準。此外,在模板安裝的測量方面,施工人員必須先嚴格進行鋼筋綁扎與調整,繼而按流程驗收,在確定其合格時,再接著推進安裝、加固等工序。
(3)關于樓梯模板的準確定制。真實的施工作業(yè)中,樓梯模板必須保證和工程中的實際現(xiàn)場的樓梯是1 ∶1對應的,同時還要確保模板質量符合要求。在確定模板比例、質量均無問題后,施工人員要依據(jù)既定安裝順序與流程進行實際的作業(yè)施工。其中,需要注意的技術要點是,在展開鋼筋混凝土結構施工時,要使樓梯踏步的立面有所退縮,從而令相應樓梯的踏步線條趨于美觀、整齊。
(4)關于模板的拆除工序。當各個模板得到完整施工后,施工人員要檢驗混凝土的強度。當其強度隨時間變化,最后達到標準要求時,就要啟動模板拆卸工序。拆卸工序需注意的技術要點是,嚴格把握拆除順序,讓非承重部分先被除去,承重部分后被除去;讓后支的部分先被除去,而先支的部分要后被除去。
(1)關于鋼筋的綁扎作業(yè)。綁扎作業(yè)的預備:于正式綁扎前,提前做好關于鋼筋的驗收工作,包括參照具體的施工要求進行鋼筋材料的性能、型號、規(guī)格、數(shù)量等的明確,使相應數(shù)據(jù)一一對應。綁扎作業(yè)的過程控制:作業(yè)過程中,施工人員需要基于對鐵絲的應用,綁緊需要固定的各端,即,要使各交叉位置的鋼筋能夠緊固在一起,連接為一體;接頭位置要選在彎曲處,而相應的間距必須嚴格限定在鋼筋直徑的10 倍以上。此處,有一個需要強調的技術要點,即接頭位置雖然必在彎曲處,但不可以是彎矩最大值之處。同時,模板、鋼筋二者間需要加入墊層結構,這能夠合理地避免鋼筋受損。而遇到對雙層鋼筋網(wǎng)進行綁扎的情況時,施工人員應當提前對其設置合適的鋼筋撐腳,以保證鋼筋定位的準確性不會因綁扎鋼筋的動作而受到影響。墻與板二者間也要加入鋼筋網(wǎng),且要對鋼筋交叉位置(靠近外圍的除外)進行綁扎加固。
(2)關于焊接作業(yè)。焊接作業(yè)的預備:工作前,需做系列的檢查,例如查看引弧位置,看其是否在幫條、墊板或者相應的焊縫位置上。這是為了避免出現(xiàn)因焊接溫度過高而出現(xiàn)主筋結構被燒傷的情況,否則就會影響鋼筋的承載力發(fā)揮。具體的鋼筋焊接中,施工人員有多種焊接形式作為選擇,例如,雙面焊、幫條焊、搭接焊等。倘若工程施工的條件受限,施工人員也可選擇進行簡單的單面焊接。需要強調的是,幫條焊的操作中,被應用的幫條的型號必須和主筋相對應,而主筋間距范圍要保持在0.2~0.5cm 之間;而搭接焊的操作中,施工人員必須做好關于主筋結構的彎曲處理(僅在搭接段),從而防止操作中使被焊接的兩條鋼筋處于一個軸線上。此外,幫條焊、搭接焊的焊接操作上,施工人員也要注意先進行焊縫中的引弧操作,盡可能于端頭收弧以前,保證弧坑被填滿,從而使定位焊縫、主焊縫二者連接緊實。
(1)關于框架柱的澆筑作業(yè)。實際作業(yè)中,往往需根據(jù)混凝土級來配比水泥砂漿,繼而由柱的底部作為起始處,開始注漿。當柱高大于4m 時,注漿策略要改變,即,先在柱的中間處設相應的孔洞,而后由孔洞開始注漿。如果柱頂部位因先前的主筋交叉作業(yè)影響,不能支持進行澆筑,則要在其下50cm 處,設相應的孔洞,用來繼續(xù)完成澆筑。此時,也可以選擇不設置孔洞,而改成變更鋼筋綁扎位置,從而實現(xiàn)由柱的頂部進行澆筑。需要注意的是,澆筑作業(yè)中的下料、振搗操作應結合實際情況來分層實施。其中,下料的操作高度可保持在低于50cm 范圍內。
(2)關于梁板的澆筑作業(yè)。該作業(yè)一方面要貫徹操作原則,另一方面要對施工縫正確處理,用以輔助澆筑的完成,確保澆筑質量。澆筑傾向于選擇“趕漿法”,即基于一端的“趕漿”操作,使混凝土流向得到推進;其間也要結合梁高來分層操作,注意形成階梯形的澆筑。
(3)關于樓梯的澆筑作業(yè)。該作業(yè)與梁板澆筑可一并開展,堅持按照由上而下的順序進行。當澆筑作業(yè)結束時,施工人員需盡快振搗處理底板的混凝土,使其達到標準的密實度,繼而再處理踏步位置的混凝土。以上處理完畢,施工人員還要使用搓板搓平所有樓梯澆筑面。
(4)關于施工縫的處理操作。相關處理操作進行前,施工人員要先處理一下施工縫和縫的周邊,主要是讓其存有的硬化混凝土得到去除,以及順便做好表面清潔,諸如去掉浮漿、細小垃圾等。處理過程中,施工人員不可損壞周圍混凝土及其結構,并要預先為配合混凝土澆筑,進行施工縫上的對應的水泥砂漿鋪設。
(5)關于混凝土工程的事后養(yǎng)護。事后養(yǎng)護的第一個要點是,進行溫度控制。施工人員應當于所有作業(yè)完成后,認真檢測混凝土的內外溫度,從而了解到對應的環(huán)境溫度情況,依次為依據(jù),分析得出應該采取的正確的養(yǎng)護措施,以使鋼筋混凝土結構不會在過大的內外溫差作用下出現(xiàn)縫隙。同時,工程完工后,也有個別的區(qū)域會出現(xiàn)凍脹、有孔洞等的情況,這要求施工人員選用塑料薄膜對混凝土表面盡快進行覆蓋,以形成保護。若是溫度特別高的情況下,施工人員要結合具體情況施策,其需要注意的事項有:混凝土表面處于初凝狀態(tài),則不可直接覆蓋其表面來控溫,這易使其表面坑洼不平;保護膜的去除,需要等到混凝土表面進入終凝狀態(tài)以后。
綜上所述,鋼筋混凝土結構是兼而具有應用優(yōu)勢、缺點的建筑材料結構。其優(yōu)勢的存在,決定了其在建筑市場的應用前景,哪怕在新式材料層出不窮的情況下,也依然有較大的應用比重。其缺點的存在,決定了相關建筑施工不能有失規(guī)范和有失技術考量,而必須在模板工程施工、鋼筋工程施工、混凝土工程施工方面做出正確的技術處理,由此才能夠使相應的工程質量趨近于理想水平。