技术规程: 钢结构柱现浇基础施工
材料
- 统一规格钢筋网片(工厂制造,可焊接)
- 钢筋(用于空间骨架)
- 混凝土保护层垫块(塑料,留在混凝土中)
- 拆装式模板系统(金属模板面板,夹具)
- 混凝土混合物(重质或细骨料,抗压强度等级,例如 C20/25, C25/30;坍落度等级,附带 ISO 22966 或同等质量合格证)
- 模板脱模剂(专用,不影响混凝土外观和强度)
- 混凝土养护材料:湿麻袋、帆布、木屑、沙子
- 水泥砂浆(1:2-1:3 配比,用于缺陷修补)
设备
- 安装起重机(用于安装钢筋骨架、模板和输送混凝土)
- 索具和工具(吊索、抓具、手动工具)
- 电焊设备(用于组装钢筋骨架,符合 ISO 17660)
- 混凝土搅拌车(用于运输混凝土混合物)
- 混凝土料斗(带侧向卸料和扇形闸门,容量 1 立方米)
- 混凝土泵车(高效率,例如 80 立方米/小时)
- 混凝土摊铺机(带式输送机)
- 插入式振捣器(用于密实混凝土混合物)
1. 适用范围与概述
本技术规程旨在指导用于钢柱的现浇钢筋混凝土基础施工,适用于环境正温度施工条件。典型施工对象为体积达 50 立方米、高度 5 米的基础。结构设计示例、施工工艺流程及相应的技术经济指标均基于型号为MF-1、体积 50 立方米、模板接触面积 6078 平方米、钢筋总重 2990 公斤的基础。
本规程所规定的施工内容包括:拆装式模板系统安装;采用标准钢筋网片进行基础钢筋绑扎;使用起重机和料斗、混凝土摊铺机或混凝土泵进行基础混凝土浇筑;以及混凝土达到所需强度后的模板拆除。
2. 钢筋工程
在基础钢筋安装工作开始前,必须全面完成以下准备工作:精确放线定位建筑轴线并完成混凝土垫层施工;及时将所有必需的钢筋构件运送并堆放在安装起重机作业区域内;所有索具、所需工具和电焊设备均已准备就绪。
钢筋安装从仔细标记钢筋网片铺设位置开始,随后以 1 米的间距安装混凝土保护层垫块。钢筋绑扎采用统一规格的钢筋网片,这些网片在工厂使用多点接触焊机制造。网片铺设方向相互垂直。基础柱墩采用空间骨架钢筋,通过起重机将其安装到位。
空间骨架的组装在专门设置的组装场地上进行。首先将四片竖向钢筋网片放置在垫块上,并用拉杆临时固定。随后将横向钢筋网片焊接到竖向网片上,并在底部放置临时固定件,这些固定件将在模板安装前拆除。骨架安装完成后,在竖向钢筋网片上以 1 米的间距安装塑料垫块,以确保所需的混凝土保护层厚度,这些垫块将留在混凝土中。
钢筋安装工作由专业班组完成,由四人组成:一名三级钢筋工、两名二级钢筋工和一名五级电焊工。已安装钢筋的验收在混凝土浇筑前进行,并以隐蔽工程验收报告的形式记录,报告中应注明施工图编号、任何与图纸的偏差以及安装质量评估。地脚螺栓的安装方法和工艺应严格按照施工图纸要求选择。
- 标记钢筋网片铺设位置,并以 1 米的间距安装保护层垫块。
- 沿相互垂直的方向铺设钢筋网片。
- 在组装场地上组装柱墩空间骨架:将四片竖向钢筋网片放置在垫块上并用拉杆临时固定。
- 将横向钢筋网片焊接到竖向网片上,并在底部放置临时固定件,这些固定件在模板安装前拆除。
- 骨架安装完成后,在竖向钢筋网片上以 1 米的间距安装永久性塑料垫块,以确保混凝土保护层厚度。
3. 模板工程
在模板系统安装工作开始前,必须完成以下必要操作:钢筋网片和骨架安装已全部完成;已根据规范检查运抵模板的完整性;如设计规定,已进行模板大块组装。运至施工现场的模板构件应放置在起重机作业区域内,以便于安装。
所有模板构件应按照其运输条件存放,并按型号和尺寸仔细分类。大型组装件建议存放在封闭仓库或有遮蔽的地方,以防止机械损伤和大气侵蚀。小部件必须包装后存放在仓库中。基础施工采用统一规格的拆装式模板。
在拆装式模板安装开始前,金属模板面板通过专用夹具组装成模板拼板。拼板的尺寸由基础表面设计面积决定。模板拼板安装完成后,安装带有集成爬梯的悬挂式操作平台,以确保安全进入和施工操作。模板安装工作由两名四级和三级安装工组成的班组完成。
模板拆除在混凝土达到设计强度后进行,严格按照施工图纸和施工组织设计中规定的顺序进行。模板应在施工荷载作用下具有足够的强度、刚度、几何不变性和密实性,同时确保所施工结构的几何形状、尺寸和质量符合设计要求。模板工作面与混凝土之间必须具有最小的粘附力且呈化学中性,这有助于模板的轻松拆除并防止表面缺陷。
- 使用夹具将金属模板面板组装成模板拼板。
- 根据基础的几何尺寸将模板拼板安装到设计位置。
- 在已安装的模板拼板上安装带有爬梯的悬挂式操作平台,以确保操作通道。
- 混凝土达到所需强度后,严格按照项目文件中规定的顺序拆除模板。
4. 混凝土工程
在开始浇筑混凝土前,需要完成一系列准备工作:检查钢筋和模板安装的正确性;消除模板系统中发现的所有缺陷;确保提供设计混凝土保护层厚度的垫块已安装到位且正确无误。所有在混凝土浇筑过程中将被隐蔽的结构及其构件,都应通过隐蔽工程验收报告进行验收。模板和钢筋必须彻底清除垃圾、泥土和锈迹。同时检查所有机械设备的运行状况、附件和工具的完好性。
混凝土搅拌车将混凝土运送到现场。混凝土输送到浇筑地点可采用三种主要方式:起重机配合料斗、混凝土泵车或混凝土摊铺机。使用起重机时,采用专用科研机构设计的 1 立方米容量料斗,配备侧向卸料和扇形闸门。使用起重机进行混凝土浇筑的工作由两名四级和三级混凝土工组成的班组完成。
第二种方式是使用混凝土泵车输送混凝土,例如,生产率为 80 立方米/小时。混凝土泵车由两名操作人员组成的工作组操作:一名五级操作员和一名四级助手。混凝土配合比的选取和确定由建筑实验室完成。混凝土泵车必须进行混凝土试泵和试样测试。第三种混凝土输送方式是通过混凝土摊铺机,由一名五级操作员进行操作。
基础混凝土浇筑分阶段进行:首先是基础底板第一层的分层浇筑,然后是第二层,最后是柱墩的分层浇筑。相邻混凝土层浇筑之间的时间间隔应不小于 40 分钟,但不超过 2 小时。当柱墩高度超过 2 米时,建议使用垂直串筒下料。混凝土混合物以 30 至 40 厘米的厚度分层铺设,并用插入式振捣器进行振捣密实。振捣器工作部分应插入前一层混凝土 5-10 厘米。在角落和模板壁附近,混凝土混合物应使用小型振捣器或人工插捣棒进行额外密实。振捣器工作时严禁触碰钢筋。当混凝土混合物停止下沉且表面出现水泥浆时,应停止单点振捣。振捣器应缓慢抽出,不应关闭电机,以确保探头下方的空隙被均匀填充。混凝土浇筑后,必须为其硬化创造最佳的温湿度条件。基础的水平表面应用湿麻袋、帆布、木屑或沙子覆盖,并定期浇水湿润,持续时间由气候条件和建筑实验室的指示决定。
- 基础底板第一层的分层浇筑。
- 基础底板第二层的分层浇筑。
- 基础柱墩的分层浇筑。
- 以 30-40 厘米的厚度分层浇筑混凝土,并遵守层间间隔(不小于 40 分钟,不大于 2 小时)。
- 使用插入式振捣器密实混凝土,振捣器插入前一层 5-10 厘米并缓慢抽出。
- 在角落和模板壁附近使用小型振捣器或人工插捣棒进行额外密实。
5. 质量控制与允许偏差
施工过程质量控制是现浇基础施工过程中不可或缺的一部分,并在所有阶段进行:准备阶段;混凝土浇筑阶段(包括混合物的制备、运输和铺设);混凝土养护和模板拆除阶段;以及成品混凝土和钢筋混凝土结构的验收阶段。
**钢筋工程质量控制:**
* **准备工作:** 目视检查钢筋产品的质量文件(合格证),评估钢筋质量,并在必要时进行测量和取样检测。检查承重基础的准备质量和标高,以及模板安装和固定的正确性。在施工日志中记录。
* **钢筋安装:** 对所有构件进行技术检查,以控制钢筋构件在平面和高度上的安装精度、固定可靠性以及混凝土保护层厚度。在施工日志中记录。
* **已完成工程验收:** 目视和测量检查钢筋构件位置是否符合设计要求、保护层厚度、模板内固定可靠性,以及骨架焊接(绑扎)节点的质量。需办理隐蔽工程验收报告。
* **检测工具:** 铅垂、钢卷尺、钢直尺。过程控制由工长(项目经理)负责,验收控制由质量部门人员、工长(项目经理)、业主监理代表负责。
**模板工程质量控制:**
* **准备工作:** 目视检查模板合格证和模板安装及验收的施工组织设计。检查承重基础的准备质量和标高、紧固件和脚手架的可用性及状况。在施工日志中记录。
* **模板组装:** 技术检查和测量控制面板组装顺序的遵守情况、紧固件和预埋件的安装、面板接缝密实度(缝隙不大于 2 毫米)、几何尺寸和设计倾斜度的遵守情况、面板固定可靠性。
* **模板验收:** 测量控制模板几何尺寸是否符合设计要求、其相对于放线轴线的位置(平面和垂直方向)、标示浇筑结构顶部设计标高。技术检查预埋件和整个系统安装的正确性及固定可靠性。在施工日志中记录。
* **检测工具:** 卷尺、施工铅垂、水准仪、经纬仪、钢直尺。过程控制由工长(项目经理)、测量员负责;验收控制由质量部门人员、工长(项目经理)、业主监理负责。
**现浇基础施工质量控制(混凝土浇筑):**
* **准备工作:** 技术检查模板和脚手架安装和固定的正确性、机械设备的准备状况。测量控制基础标高。目视检查基础、已浇筑混凝土和模板内表面的清洁度,钢筋状况(无锈迹、油污)。测量控制浇筑顶部设计标高的放样。在施工日志和隐蔽工程验收报告中记录。
* **混凝土浇筑、硬化、模板拆除:** 混凝土混合物质量的实验室检测。模板状况的技术检查。测量控制混合物倾倒高度、铺设层厚度(30-40 厘米)、插入式振捣器移位间距、插入深度(插入前一层 5-10 厘米)、振捣持续时间(每班不少于 2 次)。测量和实验室控制硬化过程的温湿度制度、混凝土实际强度和模板拆除期限。在施工日志中记录。
* **已完成工程验收:** 混凝土实际强度的实验室检测。目视检查结构表面和所用材料的质量。测量控制几何尺寸和结构与施工图纸的符合性。需办理已完成工程验收报告。
* **检测工具:** 铅垂、经纬仪、卷尺、钢直尺、水准仪、2 米直尺。过程控制由工长(项目经理)、实验室工程师负责;验收控制由质量部门人员、工长(项目经理)、业主监理负责。
**允许偏差:**
* 基础全高范围内平面垂直度或设计倾斜度的偏差:不大于 20 毫米。
* 待检测区域全长范围内水平平面的偏差:不大于 20 毫米。
* 钢柱无垫层支撑时基础支承面的坡度:不大于 0.0007。
* 使用 2 米直尺检查混凝土表面局部不平整度(支承面除外):不大于 5 毫米。
* 构件长度偏差:±20 毫米。
* 构件截面偏差:+6 毫米, -3 毫米。
* 地脚螺栓位置:
* 在支承轮廓线内部的平面位置:±5 毫米。
* 在支承轮廓线外部的平面位置:±10 毫米。
* 在支承轮廓线高度方向:+20 毫米。
* 两个相邻表面接缝处的高度标高差:不大于 3 毫米。
结构验收应根据适用的国际标准,办理隐蔽工程验收报告或重要结构验收报告。
6. 混凝土混合物和材料要求
每批运送给用户的混凝土混合物都应附带质量证明文件,其中应包含以下信息:制造商名称、混合物的发货日期和准确时间;混凝土混合物的类型及其代号;混凝土混合物的配方编号、混凝土抗压强度等级(例如 C20/25 或 C25/30);平均密度等级(用于轻质混凝土);所用外加剂的种类和用量;最大骨料粒径;混凝土混合物的坍落度(和易性)指标;随附文件编号;制造商的保证以及其他必要的指标。
混凝土混合物的运输方式应完全排除雨水进入的可能性、混合物均匀性被破坏、水泥浆流失,并在运输过程中保护混合物免受风和阳光直射的有害影响。混凝土混合物的最长运输时间为 90 分钟,除非建筑实验室根据保持混合物所需质量的需要另行规定。
分层的混凝土混合物必须在施工现场彻底重新搅拌。在施工现场对混凝土混合物进行进场检验时,必须:检查质量证明文件是否存在以及其中数据的完整性;通过外观检查确保没有分层迹象并存在所需粒径的粗骨料。如果对混合物质量有疑问,应根据适用程序要求进行抽样检验。混凝土混合物的运输和输送应使用专用设备,确保混凝土混合物保持其预定性能。严禁在混凝土浇筑现场加水以提高其流动性,因为这会不可逆地降低混凝土的强度性能。
7. 施工通用要求
混凝土施工的质量控制贯穿所有关键阶段:准备阶段;混凝土浇筑阶段(包括混凝土混合物的制备、运输和铺设);混凝土养护和结构模板拆除阶段;以及成品混凝土和钢筋混凝土结构或构件的验收阶段。
在准备阶段,需控制混凝土混合物所用材料的质量及其是否符合适用标准要求、混凝土搅拌、运输和辅助设备的准备状况、根据设计和施工条件正确选择混凝土配合比并确定其流动性(或干硬性)。在浇筑混凝土混合物之前,应检查基础、模板、钢筋结构和预埋件的安装正确性。混凝土基础和施工缝应清除水泥浮浆,不得损坏混凝土,模板应清除垃圾和泥土,钢筋应清除浮锈。模板内表面应涂抹专用脱模剂,不影响结构的外观和强度。
在混凝土混合物浇筑过程中,应控制脚手架、模板的状态、钢筋位置、浇筑混合物的质量、遵守混合物的卸料和摊铺规则、铺设层厚度、混凝土混合物的密实方式,以及及时正确地取样制作混凝土试块。混凝土混合物应水平分层浇筑,厚度一致,不间断,且所有层均沿同一方向连续铺设。层厚度根据配筋程度和所用密实设备确定。插入式振捣器的插入深度应确保其插入前一层混凝土 5-10 厘米,移位间距不应超过其作用半径的 1.5 倍。在前一层混凝土初凝之前,允许浇筑下一层。已浇筑混凝土的顶面应低于模板顶面 50-70 毫米。施工间歇时形成的施工缝表面应垂直于柱轴线。混凝土强度不低于 1.5 兆帕时,允许恢复混凝土浇筑。
在混凝土养护阶段,养护措施和模板拆除顺序由施工组织设计确定,遵守保持温湿度制度的要求,防止变形和裂缝,防止撞击和水分流失。混凝土强度达到不低于 1.5 兆帕后,允许人员在已浇筑结构上行走和安装上部结构模板。拆模后发现的缺陷(如蜂窝麻面、孔洞)应进行清理,用高压水冲洗并用 1:2-1:3 的水泥砂浆抹平。混凝土质量控制包括检查实际抗压强度(通过试块,每种配合比每天至少两次取样,每组三个试块),并在必要时检查抗冻性和抗渗性(每 3 个月至少一次或当配合比改变时)。检查结果记录在日志和工程验收报告中。
8. 负温条件下混凝土浇筑
当日平均气温低于 5 °C 且日最低气温低于 0 °C 时,混凝土和钢筋混凝土结构的施工必须采取专项措施,旨在确保混凝土正常硬化,并在规定期限内达到设计强度、抗冻性、抗渗性以及设计中规定的其他所需性能。
混凝土混合物应在加热的混凝土搅拌设备中制备。为此,应使用加热水和解冻或专门加热的骨料,从而获得温度不低于设计要求的混凝土混合物。同时,加热水的最高允许温度和混合物从搅拌机卸出时的最高允许温度不得超过下表所示的值。在骨料颗粒不含冰渣和冻结块的情况下,允许使用未经加热的干燥骨料。
| 水泥类型 | 水的最高允许温度(°C) | 混合物从搅拌机卸出时的最高允许温度(°C) |
|:--------------------------------------|:---------------------------------------------|:-----------------------------------------------------------------------------------|
| 波特兰水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥(标号 < 600) | 70 | 35 |
| 快硬波特兰水泥和波特兰水泥(标号 ≥ 600) | 60 | 30 |
| 高铝水泥 | 40 | 25 |