《地基与基础工程施工》课件

第六章钢筋混凝土基础施工第一节概述混凝土是由胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。混凝土工程包括配料、搅拌、运输、浇筑、振捣和养护等工序。图7-1混凝土工程工艺流程示意图一、混凝土的配料混凝土应按国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)的有关规定，根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。施工配料时影响混凝土质量的因素主要有两方面：一是称量不准；二是未按砂、石骨料实际含水率的变化进行施工配合比的换算。1、施工配合比换算施工时应及时测定砂、石骨料的含水率，并将混凝土配合比换算成在实际含水率情况下的施工配合比。设混凝土实验室配合比为：水泥∶砂子∶石子=1∶x∶y，测得砂子的含水率为ωx，石子的含水率为ωy，则施工配合比应为：1∶x(1+ωx)∶y(1+ωy)。【例4.2】已知C20混凝土的试验室配合比为：1∶2.55∶5.12，水灰比为0.65，经测定砂的含水率为3%，石子的含水率为1%，每1m3混凝土的水泥用量310kg，则施工配合比为：1∶2.55(1+3%)∶5.12(1+1%)=1∶2.63∶5.17每1m3混凝土材料用量为：水泥：310kg砂子：310×2.63=815.3kg石子：310×5.17=1602.7kg水：310×0.65-310×2.55×3%-310×5.12×1%=161.9kg2、施工配料施工中往往以一袋或两袋水泥为下料单位，每搅拌一次叫做一盘。因此，求出每1m3混凝土材料用量后，还必须根据工地现有搅拌机出料容量确定每次需用几袋水泥，然后按水泥用量算出砂、石子的每盘用量。例4.2中，如采用JZ250型搅拌机，出料容量为0.25m3，水泥：310×0.25=77.5kg(取一袋半水泥，即75kg)砂子：815.3×75/310=1973.25kg石子：16027×75/310=387.75kg水：161.9×75/310/=3.2kg3、掺和外加剂和混合料混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的5%（特殊情况除外）国家标准GB8075-87中按外加剂的主要功能将混凝土外加剂分为四类1.改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，其中包括各种减水剂，引气剂和泵送剂等。2.调节混凝土凝结时间，硬化性能的外加剂，其中包括缓凝剂，早强剂和速凝剂等。3.改善混凝土耐久性的外加剂，其中包括引气剂，防水剂和阻锈剂等。4.改善混凝土其他性能的外加剂，其中包括加气剂，膨胀剂，防冻剂，着色剂，防水剂和泵送剂等。4、目前我国外加剂和混合料的掺和方法5、混凝土和掺用的外加剂，应符合的有关规定二混凝土的搅拌混凝土搅拌，是将水、水泥和粗细骨料进行均匀拌和及混合的过程。同时，通过搅拌还要使材料达到强化、塑化的作用。1、搅拌方法人工搅拌和机械搅拌混凝土搅拌机按搅拌原理分为自落式和强制式两类。自落式搅拌机多用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土，根据其构造的不同又分为若干种，见表1。强制式搅拌机多用于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土，也可以搅拌低流动性混凝土。强制式搅拌机又分为立轴式和卧轴式两种。卧轴式有单轴、双轴之分，而立轴式又分为涡桨式和行星式，见表2。2、混凝土搅拌机表1、2混凝土搅拌机类型自落式强制式鼓筒式双锥式立轴式卧轴式(单轴双轴)反转出料倾翻出料涡桨式行星式定盘式盘转式3、混凝土搅拌机（1）进料容量进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量，又称干料容量。进料容量与搅拌机搅拌筒的几何容量有一定比例关系。进料容量约为出料容量的1.4～1.8倍(通常取1.5倍)，如任意超载(超载10%)，就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行拌和，影响混凝土的和易性。反之，装料过少，又不能充分发挥搅拌机的效能。（2）搅拌时间混凝土的搅拌时间：从砂、石、水泥和水等全部材料投入搅拌筒起，到开始卸料为止所经历的时间。搅拌时间与混凝土的搅拌质量密切相关，随搅拌机类型和混凝土的和易性不同而变化。在一定范围内，随搅拌时间的延长，强度有所提高，但过长时间的搅拌既不经济，而且混凝土的和易性又将降低，影响混凝土的质量。加气混凝土还会因搅拌时间过长而使含气量下降。混凝土搅拌的最短时间可按表3采用。表3混凝土搅拌的最短时间混凝土坍落度(cm)搅拌机机型最短时间(s)搅拌机容量＜250L250~500L500L≤3自落式强制式9060120901501203自落式强制式9060906012090(3)投料顺序投料顺序应从提高搅拌质量，减少叶片、衬板的磨损，减少拌和物与搅拌筒的粘结，减少水泥飞扬，改善工作环境，提高混凝土强度及节约水泥等方面综合考虑确定。常用一次投料法和二次投料法。(1)一次投料法是在上料斗中先装石子，再加水泥和砂，然后一次投入搅拌筒中进行搅拌。自落式搅拌机要在搅拌筒内先加部分水，投料时砂压住水泥，使水泥不飞扬，而且水泥和砂先进搅拌筒形成水泥砂浆，可缩短水泥包裹石子的时间。强制式搅拌机出料口在下部，不能先加水，应在投入原材料的同时，缓慢均匀分散地加水。(2)二次投料法，是先向搅拌机内投入水和水泥(和砂)，待其搅拌1min后再投入石子和砂继续搅拌到规定时间。这种投料方法，能改善混凝土性能，提高了混凝土的强度，在保证规定的混凝土强度的前提下节约了水泥。目前常用的方法有两种：预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。预拌水泥砂浆法是指先将水泥、砂和水加入搅拌筒内进行充分搅拌，成为均匀的水泥砂浆后，再加入石子搅拌成均匀的混凝土。预拌水泥净浆法是先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后，再加入砂和石子搅拌成混凝土。与一次投料法相比，二次投料法可使混凝土强度提高10%～15%，节约水泥15%～20%。(3)水泥裹砂石法混凝土搅拌工艺，用这种方法拌制的混凝土称为造壳混凝土(简称SEC混凝土)。它是分两次加水，两次搅拌。先将全部砂、石子和部分水倒入搅拌机拌和，使骨料湿润，称之为造壳搅拌。搅拌时间以45～75s为宜，再倒入全部水泥搅拌20s，加入拌和水和外加剂进行第二次搅拌，60s左右完成，这种搅拌工艺称为水泥裹砂法。三、混凝土的浇筑与振捣1、混凝土运输的要求运输中的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。运输中应保持匀质性，不应产生分层离析现象，不应漏浆；运至浇筑地点应具有规定的坍落度，并保证混凝土在初凝前能有充分的时间进行浇筑。混凝土的运输道路要求平坦，应以最少的运转次数、最短的时间从搅拌地点运至浇筑地点。从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过表4规定。表4混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间混凝土强度等级延续时间(min)气温＜25°C气温≥25°C低于及等于C30高于C30120909060注：1.掺用外加剂或采用快硬水泥拌制混凝土时，应按试验确2.轻骨料混凝土的运输、浇筑延续时间应适当缩短。2、运输工具的选择混凝土运输分地面水平运输、垂直运输和楼面水平运输等三种。地面运输时，短距离多用双轮手推车、机动翻斗车；长距离宜用自卸汽车、混凝土搅拌运输车。垂直运输可采用各种井架、龙门架和塔式起重机作为垂直运输工具。对于浇筑量大、浇筑速度比较稳定的大型设备基础和高层建筑，宜采用混凝土泵，也可采用自升式塔式起重机或爬升式塔式起重机运输。3、泵送混凝土混凝土用混凝土泵运输，通常称为泵送混凝土。常用的混凝土泵有液压柱塞泵和挤压泵两种。(1)液压柱塞泵液压柱塞泵如图5所示。它是利用柱塞的往复运动将混凝土吸入和排出。混凝土输送管有直管、弯管、锥形管和浇筑软管等，一般由合金钢、橡胶、塑料等材料制成，常用混凝土输送管的管径为100～150mm。(2)泵送混凝土对原材料的要求①粗骨料碎石最大粒径与输送管内径之比不宜大于1∶3；卵石不宜大于1∶2.5。②砂以天然砂为宜，砂率宜控制在40%～50%，通过0.315mm筛孔的砂不少于15%。③水泥最少水泥用量为300kg/m3，坍落度宜为80～180mm，混凝土内宜适量掺入外加剂。泵送轻骨料混凝土的原材料选用及配合比，应通过试验确定。(3)泵送混凝土施工中应注意的问题输送管的布置宜短直，尽量减少弯管数，转弯宜缓，管段接头要严密，少用锥形管；混凝土的供料应保证混凝土泵能连续工作，不间断；正确选择骨料级配，严格控制配合比；泵送前，为减少泵送阻力，应先用适量与混凝土内成分相同的水泥浆或水泥砂浆润滑输送管内壁；泵送过程中，泵的受料斗内应充满混凝土，防止吸入空气形成阻塞；防止停歇时间过长，若停歇时间超过45min，应立即用压力或其他方法冲洗管内残留的混凝土；泵送结束后，要及时清洗泵体和管道；用混凝土泵浇筑的建筑物，要加强养护，防止龟裂。四、混凝土的浇筑与振捣1、混凝土浇筑前的准备工作混凝土浇筑前，应对模板、钢筋、支架和预埋件进行检查。检查模板的位置、标高、尺寸、强度和刚度是否符合要求，接缝是否严密，预埋件位置和数量是否符合图纸要求；检查钢筋的规格、数量、位置、接头和保护层厚度是否正确；清理模板上的垃圾和钢筋上的油污，浇水湿润木模板；填写隐蔽工程记录。2、混凝土的浇筑(1)混凝土浇筑的一般规定混凝土浇筑前不应发生离析或初凝现象，如已发生，须重新搅拌。混凝土运至现场后，其坍落度应满足表6的要求。混凝土自高处倾落时，其自由倾落高度不宜超过2m；若混凝土自由下落高度超过2m，应设串筒、斜槽、溜管或振动溜管等，如图7所示。混凝土的浇筑工作，应尽可能连续进行。混凝土的浇筑应分段、分层连续进行，随浇随捣。混凝土浇筑层厚度应符合表8的规定。在竖向结构中浇筑混凝土时，不得发生离析现象。表8混凝土浇筑时的坍落度结构种类坍落度(mm)基础或地面的垫层、无配筋的大体积结构(挡土墙、基础等)或配筋稀疏的结构10~30板、梁和大型及中型截面的柱子等30~50配筋密列的结构(薄壁、斗仓、筒仓、细柱等)50~70配筋特密的结构70~90表9混凝土浇筑层厚度项次捣实混凝土的方法浇筑层厚度(mm)1插入式振捣振捣器作用部分长度的1.25倍2表面振动2003人工捣固在基础、无筋混凝土或配筋稀疏的结构中在梁、墙板、柱结构中在配筋密列的结构中2502001504轻骨料混凝土插入式振捣器表面振动(振动时须加荷)300200(2)施工缝的留设与处理如果由于技术或施工组织上的原因，不能对混凝土结构一次连续浇筑完毕，而必须停歇较长的时间，其停歇时间已超过混凝土的初凝时间，致使混凝土已初凝；当继续浇混凝土时，形成了接缝，即为施工缝。①施工缝的留设位置施工缝设置的原则，一般宜留在结构受力(剪力)较小且便于施工的部位。柱子的施工缝宜留在基础与柱子交接处的水平面上，或梁的下面，或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼盖柱帽的下面，如图10所示。高度大于1m的钢筋混凝土梁的水平施工缝，应留在楼板底面下20～30mm处，当板下有梁托时，留在梁托下部；单向平板的施工缝，可留在平行于短边的任何位置处；对于有主次梁的楼板结构，宜顺着次梁方向浇筑，施工缝应留在次梁跨度的中间1/3范围内，如图11所示。②施工缝的处理施工缝处继续浇筑混凝土时，应待混凝土的抗压强度不小于1.2MPa方可进行。施工缝浇筑混凝土之前，应除去施工缝表面的水泥薄膜、松动石子和软弱的混凝土层，并加以充分湿润和冲洗干净，不得有积水。浇筑时，施工缝处宜先铺水泥浆(水泥∶水=1∶0.4)，或与混凝土成分相同的水泥砂浆一层，厚度为30～50mm，以保证接缝的质量。浇筑过程中，施工缝应细致捣实，使其紧密结合。(3)混凝土的浇筑方法①多层钢筋混凝土框架结构的浇筑浇筑框架结构首先要划分施工层和施工段，施工层一般按结构层划分，而每一施工层的施工段划分，则要考虑工序数量、技术要求、结构特点等。混凝土的浇筑顺序：先浇捣柱子，在柱子浇捣完毕后，停歇1～1.5h，使混凝土达到一定强度后，再浇捣梁和板。②大体积钢筋混凝土结构的浇筑大体积钢筋混凝土结构多为工业建筑中的设备基础及高层建筑中厚大的桩