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钢筋混凝土基础知识  

2011-05-25 13:09:33|  分类: 环保工程技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、水泥及混凝土
  1.混凝土的一般性质
  ⑴混凝土的定义
  以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水合理的混合后硬化而成的建筑材料。
  ⑵混凝土的分类
  1)按胶凝材料的不同分为:水泥混凝土、沥青混凝土、塑料混凝土、树脂混凝土等。
  2)按用途的不同分为:结构、防水、耐酸、耐碱、耐低温、耐油混凝土等。
  3)按容重不同分类:见表2-2所示。
  4)泡沫(加气)混凝土:用铝粉或其它发泡剂、水、水泥或加极少的磨细砂制成,通常用于保温、隔热。
表2-2 几种混凝土的容重
名称
容重 (kg/m3)
骨料
特重混凝土
≥2700
钢屑、重晶石
重混凝土
2100~2600
砂、石
稍轻混凝土
1900~2000
碎硅、矿渣
轻混凝土
1000~1800
陶粒、炉渣
特轻混凝土
<1000
(泡沫、加气混凝土)
  ⑶水泥混凝土
  1)水泥混凝土,是由粗骨——料­石、细骨料——砂、胶结剂——水泥、水以及适量外加剂(如减水剂、早强剂、缓凝剂、防腐剂)等构成。
  2)水泥混凝土的特点
  ①优点
  Ⅰ混凝土具有较高的强度,能承受较大的荷载,外力作用下变形小。并可通过改变原材料的配合比,使混凝土具有不同的物理力学性能,满足不同的工程需求;
  Ⅱ具有良好的可塑性;
  Ⅲ所用的砂、石等材料便于就地取材;
  Ⅳ经久耐用,维护量少,正常情况下可用50年。
  ②缺点
  Ⅰ现场浇制易受气候条件(低温、下雨等)的影响,浇捣后自然养护的时间长;
  Ⅱ干燥后会收缩,呈脆性,抗拉强度低;
  Ⅲ加固修理较困难。
  ③混凝土的主要性能指标
  Ⅰ强度
  指混凝土的抗拉、抗折、抗剪强度及混凝土与钢筋间的粘结强度、钢筋的抗拉强度等。我们主要考虑混凝土的抗压强度。
  Ⅱ和易性
  又称混凝土的“工作性”,指混凝土在运输、浇灌和捣固过程中的合适程度,是混凝土的工艺性能的总称。和易性好的混凝土不易发生离析,便于浇捣成型,不易出现蜂窝、麻面,混凝土的内部均匀、有易密实性和稳定性,强度和耐久性较好。衡量混凝土的和易性,对一般流动性混凝土及低流动性混凝土用“坍落度”表示,对干硬性混凝土则用“工作度”表示。
  混凝土按和易性的不同可分为特干硬性、干硬性、低流动性、流动性、大流动性、流态化等种类,如表2-3所示。
表2-3 混凝土和易性分类表
序号
和易性类别
参数
1
特干硬性
坍落度为0,工作度>180S
2
干硬性
坍落度为0,工作度30~180S
3
低流动性
坍落度为1~3cm,工作度<30S
4
流动性
坍落度为5~8cm
5
大流动性
坍落度为10~15cm
6
流态化
坍落度为>18cm
  影响混凝土和易性的因素:水泥的种类和细度、加水量、水泥浆的含量、骨料的影响、砂率的影响、塑性附加剂等。
砂率:混凝土中砂重量与砂石总重量之比。密实的混凝土,应该是砂填满石的空隙,水泥浆包裹住砂石并填满砂的空隙,达到最大的密实度。
  Ⅲ密实性
  良好的骨料级配、较低的用水量和较小的水灰比、适量地掺入塑化剂、加气剂等、合适的振捣可以使得混凝土的密实性好。
  Ⅳ抗渗性
  取决于混凝土的密实性及混凝土内部的毛细孔道的分布状况。
  Ⅴ抗冻性
  取决于混凝土的密实性、孔隙形状及分布状况。
  Ⅵ混凝土收缩与膨胀
  混凝土的收缩,是指混凝土在搅拌好之后,开始“水化作用”,同时大量的水份蒸发掉,混凝土的体积逐渐缩小,此即为混凝土的干缩。
  混凝土的膨胀,是指浇制好的混凝土受潮后,未充分反应的硅酸盐晶体继续水化,混凝土体积就会有一定程度的膨胀,甚至于出现胀裂。
  Ⅶ混凝土的碳化
  指混凝土中的Ca(OH)2与空气中的CO2 反应生成CaCO3和H2O,且由表及。混凝土的碳化增大混凝土的抗压强度,但降低了混凝土的碱性,减弱了对钢筋的保护作用,增加混凝土的收缩(水份进一步散失),导致混凝土由表及里产生裂纹,降低混凝土的抗拉、抗折强度。
二、水泥
  1.水泥的成分
  于水硬性胶结材料,当其与水或适量的盐类溶液混合后,在常温下经过一定的物理化学变化过程(水化作用),能由浆状或可塑性逐渐凝结进而硬化成为具有一定强度,并将松散物质胶结为整体的硅酸盐类化合物。
  2.水泥的组成及分类
  水泥是以硅酸盐熟料、石膏及其它的混合材料磨制成的粉末状的物质。硅酸盐熟料是将石灰质(石灰石、白堊、泥灰质石灰石)和粘土质(粘土、泥灰质粘土)以适当的比例混合后,在1300~1400C°的温度下烧至熔融,冷却后即硅酸盐熟料。其主要化学成份是:硅酸三钙(37~60%)、硅酸二钙(15~37%)、铝酸三钙(7~15%)、铁铝酸四钙(10~18%)等。其它的混合材料一般有:高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等。
表2-4 常见水泥的组成成分
名称
简称
组成
硅酸盐水泥
纯熟料水泥、波特兰水泥
以硅酸盐熟料加4~5%石膏磨制而成
普通硅酸盐水泥
普通水泥
以硅酸盐熟料加适量混合材料及石膏磨制而成
矿渣硅酸盐水泥
矿渣水泥
以硅酸盐熟料加不大于水泥重量20~70%的粒化高炉矿渣及适量石膏磨制而成
火山灰质硅酸盐水泥
火山灰质水泥
以硅酸盐熟料加不大于水泥重量20~50%的火山灰质混合料及适量石膏磨制而成
粉煤灰质硅酸盐水泥
粉煤灰质水泥
以硅酸盐熟料加不大于水泥重量20~40%的粉煤灰及适量石膏磨制而成

  3.水泥的水化作用
  水泥与水拌和后,水泥颗粒被水所包围,由表及里地与水发生化学变化,逐渐水化和水解生成硅酸盐的水化物和凝胶,同时放出热量(水化热)。这些水化物和凝胶与砂石颗粒表面间有很大的附着力,表现为极强的粘结力;且硅酸盐的水化物和凝胶在适当的温度与湿度环境下,经过一定时间逐渐浓缩凝聚,形成晶体结构,具有很高的强度。
  水泥与水拌和后,1~3小时,凝胶开始形成,称为初凝;5~8小时后,凝胶形成终止,称为终凝;终凝后水泥的凝胶及其它水化物逐渐结晶,由软塑状变为固体状。称为硬化。初凝前,混凝土具有流动性,可进行运输、浇灌及捣固;初凝到终凝前,流动性消失,凝胶若遇到损伤尚能闭合;终凝后,胶体逐渐结晶,此时遇到损伤不能闭合,混凝土的强度受损。
  4.水泥的主要品质指标
  水泥的主要品质指标有:标号、细度、凝结时间、水化热、体积安定性、耐腐蚀性、抗冻性等。
  ⑴水泥的标号:表示水泥抗折强度和抗压强度的指标。水泥标号应按1981年1月1日起执行的新标准:GB175—77、GB177—77、GB178—77中规定的水泥的品种和标号来测定。新标准中水泥的种类即前述的五个普通水泥品种;水泥的标号分为:225、275、325、425、525、625六个。
  ⑵细度。水泥的颗粒愈细,水化作用愈快,凝结硬化愈快,早期强度愈高,水泥的细度用标准筛(0.080mm方孔筛)的筛余百分数表示,在新标准中规定水泥的筛余量不大于12%,属于尘屑。
  ⑶凝结时间。为了有充分的施工时间和凝结硬化时间又不至于太长,国标要求水泥的凝结时间:初凝时间大于45分钟,终凝时间小于12小时。目前使用的水泥初凝时间多为1~3小时,终凝时间多为5~8小时。
  ⑷水化热。指水泥在水化作用过程中要释放一定的热量,不同种类水泥的水化热是不同的。水化热的存在,一定程度上有助于加快水泥的凝结硬化,因为水泥的硬化需要一定的环境温度,且温度愈高硬化愈快;但是水化热过大,会使得混凝土凝结前后体积变化大,尤其是对大体积混凝土,热量不易散失,内外温差过大引起应力使得混凝土产生裂纹,影响工程质量。
  ⑸体积安定性,指水泥在硬化过程中各部分体积变化是否均匀的性质。体积安定性是水泥的重要性质,不符合要求的水泥严禁使用。体积安定性用“煮沸法”检验。
  ⑹耐腐蚀性。水泥的腐蚀指水泥硬化后,在特定的介质中逐渐受到侵蚀,强度减低甚至完全破坏。几种常见水泥的特性如表2-5所示。

表2-5 五种常用水泥的特性
项目
硅酸盐水泥
普通水泥
矿渣水泥
火山灰质水泥
粉煤灰水泥
密度(g/cm3)
3.0~3.15
3.0~3.15
2.9~3.1
2.8~3.0
2.8~3.0
容重(kg/m3)
1000~1600
1000~1600
1000~1200
1000~1200
1000~1200
硬化
早期强度
水化热
抗冻性
较差
较差
较差
耐热性
较差
较差
较差
较差
干缩性
×
×
较大
较大
较小
抗水性
×
×
较好
较好
较好
耐腐蚀性
×
×
较好
较好
较好
  5.水泥的选用
  主要考虑环境条件和工程特点,另考虑是否受腐蚀、特定的养护条件等因素。不同品种水泥不得混合使用,同品种不同标号、不同出厂时间的水泥不得混合使用。水泥的选用如下表:
表2-6 水泥选用表
项目
硅酸盐
水泥
普通
水泥
矿渣
水泥
火山灰
质水泥
粉煤灰
水泥
环境条件
在普通气候环境中的混凝土
×
优先选用
可用
可用
可用
在干燥环境下的混凝土
×
优先选用
可用
不得选用
不得选用
在高温环境中,或永远处于水下的混凝土
×
×
优先选用
可用
可用
在严寒地区处于地下水升降范围内的混凝土(水泥标号大于325号)
×
优先选用
可用
不得选用
不得选用
在严寒地区处于地下水升降范围内的混凝土(水泥标号大于425号)
×
优先选用
不得选用
不得选用
不得选用
工程特点
厚大体积混凝土
×
×
优先选用
优先选用
优先选用
要求快硬的混凝土
优先选用
可用
不得选用
不得选用
不得选用
C40以上的混凝土
优先选用
可用
可用
不得选用
不得选用
有抗渗要求的混凝土
×
优先选用
可用
优先选用
可用
有耐磨性要求的混凝土
(水泥标号大于325号)
优先选用
优先选用
可用
不得选用
不得选用
  6.水泥的储存
  每批水泥必须有质量证明文件,应按品种、强度、出厂期、生产厂等分别堆放,先到先用;堆放地点应干燥、不透风、离地面30厘米;堆放高度不应超过10包;储存时间不应超过出厂期三个月。储存时间超过三个月或受潮结块,都需要重新检验其强度后再使用。因为水泥能吸收空气中的水份使强度降低,一般地,存放三个月后强度损失10~20%,存放六个月后强度损失25~30%,存放一年强度损失40%,使用时应降低标号使用;如已结块坚硬,应筛去硬块并将小硬颗粒粉碎后检验,并不得用在重要的承重部位,可用于砌筑砂浆或掺入同品种的新水泥中使用(掺入量不大于水泥重量的20%)。
三、组成混凝土的其它材料
  组成水泥混凝土的材料有水泥、砂、石、水、外加剂及钢筋等,水泥前已介绍,下面介绍其它材料。
  1.石
  石与砂都在混凝土中充当骨架,所以砂、石统称为骨料,石是粗骨料,砂是细骨料。砂、石是混凝土中的廉价材料,用它们可降低混凝土的成本,并减小水泥在硬化过程中的收缩。一般石占混凝土的总体积的70~80%。
  ⑴石的分类。从石的产地和来源可将石分为卵石、碎石。卵石又可分为:河卵石、山卵石、海卵石,山卵石一般含有较多的粘土、尘屑、有机杂质多,海卵石中常混有贝壳,河卵石较清洁。碎石用人力或机械破碎硬质岩石(花岗岩、辉绿岩、石灰岩、砂岩等)得到的粒径5~80mm的碎石。配置高标号混凝土应用碎石。
  ⑵混凝土用石的技术要求。
  石的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4,且不得超过钢筋间最小间距的3/4,所以混凝土基础中常用的石的粒径为20~40mm,混凝土底板则视配筋情况适当放宽。
  1)颗粒级配合适。良好的颗粒级配可以使得混凝土的空隙率尽可能的小,改善混凝土的密实性,节约水泥。石的级配应满足下表2-7的要求:
表2-7 石的级配要求表
级配
公称粒级(mm)
累计筛余,按重量计(%)
筛孔尺寸(圆孔筛)(mm)
2.5
5
10
15
20
25
30
40
50
60
80
100
连续级配
5~10
95~100
80~100
0~15
0
×
×
×
×
×
×
×
×
5~15
95~100
90~100
30~60
0~10
0
×
×
×
×
×
×
×
5~20
95~100
90~100
40~70
×
0~10
0
×
×
×
×
×
×
5~30
95~100
90~100
70~90
×
15~45
×
0~5
0
×
×
×
×
5~40
×
95~100
75~90
×
30~65
×
×
0~5
0
×
×
×
单粒级
10~20
×
95~100
85~100
×
0~15
0
×
×
×
×
×
×
15~30
×
95~100
×
85~100
×
×
0~10
0
×
×
×
×
20~40
×
×
95~100
×
80~100
×
×
0~10
0
×
×
×
30~60
×
×
×
95~100
×
×
75~100
45~75
×
0~10
0
×
40~80
×
×
×
×
95~100
×
×
70~100
×
30~60
0~10
0
  2)针状及片状颗粒少。颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的2.4倍者称为针状颗粒,厚度小于平均粒径0.4倍者称为片状颗粒。平均粒径指该粒级上下限粒径的平均值。针状和片状颗粒本身易折断,影响混凝土的强度;且拌制混凝土时空隙率较大;颗粒滚动性差,使混凝土的和易性差。具体要求见下表2-8。
  3)含泥量。见表2-8。
  4)强度。要求混凝土中的石必须坚硬、密实,有足够的强度。石中的软弱颗粒的含量应加以限制,软弱颗粒指在静压力(粒径为5~10、10~20、20~40、40~70mm时,分别施加147、245、343、441N的静压力)作用下破碎的石颗粒,其强度见表2-8所示。
表2-8 混凝土含泥量和强度表
项目
混凝土强度等级(MPa)
≥C30及有抗冻、抗渗或其他特殊要求
C30~C40
≤C10
含泥量
颗粒小于0.08mm的尘屑、淤泥、粘土的总量
3
1
5
2
酌情放宽
基本上是非粘土质的石粉
×
1.5
×
3
酌情放宽
硫化物及硫酸盐含量,折成SO-3
1
1
1
1
1
云母含量
1
×
2
×
×
轻物质(密度<2g/cm3的物质)含量
1
1
1
1
×
盏、片状颗粒含量
×
15
×
25
40
有机质含量(用比色法实验)
颜色不深于标准色
  5)有害杂质含量少。
  6)坚固性用硫酸钠溶液检测时应满足下表要求。
  2.砂
  与石一起充当混凝土的骨架,称为细骨料。填充石间的空隙,增加混凝土的和易性,节约水泥并减少水泥浆在硬化过程中的收缩。砂是岩石风化或经人工破碎后形成的粒径在0.15~5mm的疏松颗粒状物质,一般都用天然砂。
  ⑴砂的分类。
  根据砂的来源的不同将砂分为:天然砂和人工砂。天然砂又可分为:河砂、海砂和山砂。按平均粒径来分类,可分为:粗砂(≥0.5mm)、中砂(0.35~0.5mm)、细砂(0.25~0.35mm)、特细砂(<0.25mm)。
  ⑵混凝土用砂的技术要求:
  1)良好的颗粒级配。使小颗粒的砂恰好填满中等颗粒的空隙,而中等颗粒的砂又恰好填满大颗粒砂的空隙,以减小整个砂的空隙率。一般地,砂的颗粒级配应处于下表中三个区中任意一区中。除了5.0及0.63mm筛号的筛余百分数不准超过外,其余的最大可超5%。上表中2区的砂粗细程度适中,级配最好;1区粗砂较多,属于粗砂,但保水性较差;3区砂颗粒较细,保水性较好,容易振捣但干缩较大,表面易裂。
  2)含泥量要少。泥会影响水泥与砂之间的胶结作用,从而降低混凝土的强度。砂的含泥量表的要求。
  3)坚固性。要求用硫酸钠溶液法检验时,试验5次循环后,其重量损失应小于10%;。
  4)有害物质含量。
  5)氯盐含量。对水上或水位变动地区以及潮湿或露天下使用的钢筋混凝土氯盐含量小于0.1%(与干砂重之比);对预应力混凝土,禁止使用海砂。
  6)特细砂的使用应按照“特细砂配制及应用规程”(BJG19—65)的有关规定执行。
  ⑶砂的试验内容及取样方法
  砂的试验内容:包括比重、容重、空隙率、颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质含量等。取样时,同一产地200m3 为一批,不足200m3的也可为一批。每批砂样应间隔一定距离、于不同深度的五个以上的部位采取,各取20~30kg。砂样取出后,应妥善包装,防止散失,并附有卡片标明试样的编号、产地、规格、重量、要求检验的项目及取样方法等。
  3.水
  ⑴水的作用
  水在混凝土中的主要作用是参与水化作用(起水化作用的水占水泥重量的15~25%);其次是起润滑作用,改善混凝土的和易性;补充蒸发掉的水份。混凝土中水量应严格按照配合比来确定,不宜随意增减;水过多,多余的水份蒸发掉在混凝土内部留下大量的气孔,混凝土的密实性差;水太少,混凝土的和易性不好,甚至于不能充分的完成水泥的水化作用,影响混凝土的强度。
  ⑵混凝土用水要求
  1)混凝土用水要求是可饮用的水或天然洁净的水。不允许水中含有影响混凝土正常凝结和硬化的油类、糖类或其它有害物质;PH值不小于4;硫酸盐含量不大于1%(水重)。
  2)取水样应用洁净瓶装3~4kg水样,瓶口应密封;应详细注明日期、地址、用途及编号。水样运输时应避免日晒、震荡、受热、受冻等,瓶内不得留有气泡,从取样到化验时间不得超过三天。
  4.外加剂
  又称为混凝土添加剂,是一般在混凝土搅拌前或搅拌中加入的,并能改善混凝土性能的材料。其功能和分类如表2-9所示。
表2-9 外加剂的分类和功能
外加剂名称
作用
减水剂
在保持混凝土稠度不变的条件下,具有减水增强作用
引气剂
在混凝土搅拌过程中,能引入分布均匀的细微气泡,以减少混凝土拌合物泌水离析、改善和易性、并显著提高混凝土抗冻融耐久性
引气减水剂
兼有引气和减水作用
缓凝剂
能延缓混凝土凝结时间,并对混凝土后期强度发展无不利影响
缓凝减水剂
兼有缓凝和减水作用
早强剂
能提高混凝土的早期强度,并对混凝土后期强度无不利影响
早强减水剂
兼有早强和减水作用
防冻剂
在规定温度下,能显著降低混凝土的冰点,使混凝土的液相不冻结或部分冻结,以保证水泥的水化作用,并能在一定的时间内获得预期强度
膨胀剂
能使混凝土(砂浆)在水化过程中产生一定的体积膨胀,并在有约束条件下产生一定的自应力
  外加剂的掺入量为水泥重量的0.005%~5%,各种外加剂的组成见表2-10,混凝土外加剂的选用参见相关手册。外加剂的应用:为了改善混凝土的和易性,节省水泥,在配合比设计时,应考虑加入减水剂。减水剂对混凝土的水泥有扩散作用,提高混凝土的可塑性,增大坍落度,若保持相同的坍落度,则可减少用水量10~15%;由于混凝土的强度取决于水灰比,所以,在保持混凝土的坍落度和强度不变的条件下,加减水剂可节约水泥10%。实际施工中常用木质素黄酸钙减水剂,用量为水泥重量的0.25%,若超量使用,会延长混凝土的凝结时间,甚至于不凝固。
2-10 外加剂的组成表
外加剂名称
材料
普通减水剂
木质磺酸盐类(木钙、木镁、木钠)
腐植酸类
烤胶类
高效减水剂
多环芳香磺酸盐类
水溶性树脂磺酸盐类
早强剂及
早强减水剂
氯盐类(氯化钠、氯化钙)
硫酸盐类(硫酸钠、硫代硫三钠)
有机胺类(三乙醇胺、三异丙醇胺)
缓凝剂及
缓凝减水剂
糖类(糖钙)
木质磺酸盐类
羟基羧酸及其盐类(柠蒙酸、酒石酸钾钠)
无机盐类(锌盐、硼酸盐、磷酸盐)
引气剂及
引气减水剂
松香树脂类(松香皂)
烷基苯磺酸盐类
脂肪醇磺酸盐类
膨胀剂
硫铝酸钙类(明矾石)
氧化钙类
氧化镁类
金属类(铁屑)
复合类(氧化钙+硫铝酸钙)
  5.钢筋
  是钢筋混凝土、预应力混凝土结构中主要的承受拉力的材料。
  ⑴钢筋的分类
  1)按外形、化学成分、级别、牌号、机械性能等几方面来区分。
  2)钢筋按外形来分为:光圆钢筋、变形钢筋。光圆钢筋经加工可轧制刻痕钢丝和扭绞成钢校线;变形钢筋因轧制模具不同有各种形状的螺纹:螺旋形、人字形、有肋月芽形、无肋月芽形、竹节钢筋等。
  3)按化学成分分类:碳素钢钢筋、普通低合金钢钢筋。碳素钢钢筋又可分为:低碳素钢钢筋(含碳量低于0.25%,如3#钢)、中碳素钢钢筋(含碳量为0.25~0.70%,如5#钢)、高碳素钢钢筋(含碳量为0.7~1.4%,如碳素钢丝)。
表2-11 钢筋的组成成分表
序号
组分
作用
1
决定钢筋的强度和硬度但过多变脆和可焊接性差
2
含量小于1%时,可提高钢筋的强度和硬度,过多则影响塑性、韧性和可焊接性
3
提高钢筋强度和硬度,但过多则可焊接性差
4
提高钢筋的强度和淬火硬度
5
提高钢筋的强度和韧性
6
是有害物质,在Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋中含量应少于0.045%;Ⅱ级钢筋中应少于0.05%
7
是钢筋中有害物质,在Ⅰ、Ⅱ级钢筋中含量应少于0.05%;Ⅲ、Ⅳ钢筋中含量应少于0.045%
  4)钢筋按机械性能分为五级
  ①级钢筋(24/38,屈服点为24×9.81×106Pa,抗拉强度为38×9.81×106Pa),Ⅱ级钢筋(34/52),Ⅲ级钢筋(38/58),Ⅳ级钢筋(55/85),Ⅴ(135/150);Ⅰ~Ⅳ级为热轧钢筋,Ⅴ级为热处理钢筋。
  ②钢筋的机械性能主要有:抗拉、冷弯、伸长率、可焊接性等。
  ③钢筋代用。在施工中供应的钢筋与设计要求的品种和规格不同时,可以进行代用。代用基本方法有:等强度代用和等面积代用,分别按下列公式计算:
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 ;或钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 (2-2)
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—代用钢筋根数;
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—原设计钢筋根数;
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—代用钢筋直径(mm);
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—原设计钢筋直径(mm);
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—代用钢筋设计强度(MPa);
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—原设计钢筋设计强度(MPa);
  ④钢筋的检验与储存
  Ⅰ钢筋的检验。混凝土结构所采用的热轧钢筋、热处理钢筋、碳素钢筋、刻痕钢筋和钢绞线等的质量应符合现行国家标准的规定,到施工现场的钢筋应有出厂质量证明书或试验报告单,钢筋表面或每捆(盘)钢筋应有标志,应按炉、罐(批)号及直径分别加以检验,检验的内容:查对标志、外观检查、抽样检查力学性能等。钢筋在加工过程中,如发现脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象,应根据国家标准对该批钢筋进行化学成分检验或其它专项检验。
  Ⅱ钢筋的储存。钢筋在运输和储存时,须严格按不同等级、牌号、直径、长度、分别挂牌整齐地堆放,并注明数量,不得混淆;钢筋应尽量堆入仓库或料棚,也可选择地势较高、土质坚实、较平坦的场地露天堆放,仓库或场地周围应挖排水沟,钢筋下应垫木,离地约20cm,避免钢筋锈蚀;加工好的基础钢筋应按基础型式及钢筋编号挂牌分别堆放,不得混淆;应避免与酸、盐、油等类物品混堆,以免污染或腐蚀钢筋。
  ⑤钢筋的加工与安装。
  钢筋加工一般包括:冷拉、冷拔、调直、除锈、划线及剪切、弯钩、绑扎、焊接等。冷拉、冷拔可提高钢筋的屈服强度,节约钢筋。
  Ⅰ钢筋的调直和除锈。钢筋调直等人工和机械两种,除锈的方法常用钢丝刷、砂盘、酸洗、电动除锈机等。调直和除锈应满足下列要求:钢筋表面应洁净(无油渍、漆污、浮皮、铁锈、水锈等);钢筋应平直、无局部曲折;用调直机调直后,钢筋截面减少量应小于5%。

  Ⅱ钢筋的配料。钢筋加工应根据基础施工图中材料表所列规格、型号、简图、长度、重量等编制配料表,进行备料加工。

  Ⅲ钢筋的划线和剪切。钢筋的划线可用粉笔画印或标尺样板代替划线;钢筋的剪切方法有:锤子打击冲、手动钢筋切断机、钢筋切断机或气焊切断。

  Ⅳ钢筋的焊接。焊接的方法有:对焊、电弧焊、气焊等,要求满足《钢筋焊接及验收规程》、《钢筋焊接接头试验方法》、《钢筋气压焊》等规程、规定和国家标准的要求。

Ⅴ钢筋的绑扎与安装
钢筋的绑扎。
钢筋绑扎方法较多,有十字花扣、反十字扣、兜扣、缠扣、兜扣加缠、套扣、一面顺扣等,绑扎法搭接钢筋见图2-7所示。

  钢筋一般用20~22#铁丝绑扎(参见铁丝选用表),绑扎用铁丝长度应满足下表的要求(单位:cm),钢筋绑扎接头的搭接长度也要符合下表的规定。钢筋绑扎点位置应注意:底板—全部的钢筋交叉点上,如图2-8所示;主柱和梁—箍筋转角与钢筋的交接点均应扎牢、钢筋与箍平直部分的相交点可成梅花式交错扎牢。

  钢筋安装。先检查钢筋网或骨架的质量:钢筋的级别、直径、根数、间距有无错误,整体尺寸是否与模板尺寸相适应,尺寸偏差见表2-12所示。在基坑内安装钢筋通常需要在坑口装设钢梁或方木,用来固定钢筋网或骨架及模板。通常先安装底板钢筋,然后安装底板模板;立柱部分,可先安装立柱钢筋骨架(如图2-8所示),然后安装立柱模板(如图2-9所示),也可先安装三面模板,安立柱钢筋,最后安装第四面模板;联合式基础的混凝土梁一般是梁模安装好后,在绑扎安装钢筋,为方便绑扎安装钢筋,可留一面模板先不安装,待钢筋绑扎安装完后再安装。钢筋及模板的安装应注意:尺寸、安装的位置是否正确;混凝土保护层是否符合要求见表2-13;检查钢筋绑扎是否牢固、有无松动变底脚螺栓及其它预埋件是否稳固、正确,螺纹部分应涂黄油并包裹模板是否涂刷脱模剂等。
表2-12 安装钢筋时允许偏差
序号
项目
允许偏差(mm)
1
主筋
间距
±10
排距
±5
2
箍筋间距(绑扎骨架)
±20
3
主筋保护层
基础
±10
柱梁
±5
±3
4
焊接预埋件
中心线位移
25
平整度
+3、-0
2-13 钢筋混凝土保护层厚度
序号
结构类型
保护层厚度(mm)
1
厚度≤100mm
10
厚度>100mm
15
2
梁和柱
25
3
基础
有垫层
35
无垫层
70
4
箍筋和横向钢筋
15
5
分布钢筋(板)
10
四、混凝土的其它特性
  1.混凝土的标号
  混凝土标号有:C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60,输电线路施工中常用的混凝土标号有:基础保护帽C7.5、现浇基础C150、预制混凝土构件C200、钢筋混凝土杆C30~C40。
  2.混凝土的龄期
  混凝土的龄期指混凝土强度增长所需时间。实践证明,完成混凝土内的水泥的水化作用,需要几年到几十年的时间。但完成这个过程的基本部分,只需28天。28天后强度增长极慢,且增长的值也很小,无多达的实用价值,在施工中通常测定3天、7天、28天的混凝土强度,作为撤模、构件安装、组立杆塔的基本依据。
  3.混凝土的养护
  ⑴养护的目的
  保持混凝土内部的温度和湿度,使水泥充分、快速的水化,加速混凝土的硬化;防止混凝土因暴晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响,出现不正常的收缩、裂纹、破坏等。
  ⑵养护的基本方法
  养护的基本种类有:标准养护、自然养护、热养护等。
  4.影响混凝土强度的因素
  ⑴合格的原材料;
  ⑵严格控制水灰比;
  ⑶按严格按配合比配料搅拌;
  ⑷应采用强制式搅拌机、并两次或多次投料;人工搅拌时,应做到“干三湿三”;
  ⑸浇注过程中应捣固密实;合理的养护。
五、混凝土配合比的设计
  1.几个概念
  ⑴水灰比:是单位体积混凝土内所含的水与水泥的重量比。它是决定混凝土强度的主要因素,水灰比愈小,强度愈高,常用的水灰比为0.4~0..8,现场浇制混凝土常用0.7。
  ⑵坍落度:衡量混凝土的和易性的指标,决定单位体积混凝土的用水量。
  ⑶配合比:混凝土组成材料的重量比,水:水泥:砂:石,以水泥的重量为标准重量。
  2.配合比的设计方法
  计算与试验相结合。首先根据混凝土的技术的要求、材料情况及施工条件等计算出理论配合比;再用施工所用材料进行试拌,检验混凝土的和易性和强度,不符合要求时则调整各材料的比例,直到符合要求时为止。
  3.混凝土配合比的计算
  ⑴配制强度的计算
  混凝土的配制强度,可根据与设计混凝土强度等级相应的混凝土立方体强度标准值按下式计算
     钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保              (2-3)
式中钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—混凝土的施工配制强度,N/mm2
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—设计混凝土立方体抗压强度标准值,N/mm2
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—施工单位的混凝土强度标准值,N/mm2
  线路施工单位不是专职的混凝土施工单位,不具有近期同一品种混凝土强度25组以上的资料,故 的值的选取不能由计算确定,可按强度低于C20的钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保=4;C20~C35的钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 =5,高于C35的钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 =6选取。
  ⑵确定水灰比
  根据混凝土试配强度钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 、水泥实际强度和粗骨料种类,利用经验格式计算水灰比值。
采用碎石时
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保            (2-4)
式中 c/W—混凝土所要求的水灰比
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 —水泥的实际强度,N/mm2
在无法取得水泥强度实际值时可用下式代入
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保                   (2-5)
式中钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 —水泥标号,换算成N/mm2
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—水泥标号得富裕系数,一般取1.13。
  注意:出厂期超过3个月或存放条件不良而有所变质的水泥,应重新确定标号,并按实际强度进行计算。
  计算所得得混凝土水灰比应与规范所规定得范围进行核对,如果计算所得得水灰比大于表2-14所规定的水灰比时,应按表2-14取值。
表2-14 混凝土最大水灰比和最小水泥用量
混凝土所处的环境条件
最大水灰比
最小水泥用量
普通混凝土
轻骨料混凝土
配筋
无筋
配筋
无筋
不受雨雪影响的混凝土
不作规定
250
200
250
223
⑴受雨雪影响的露天混凝土
⑵位于水中或水位升降范围内的混凝土
⑶在潮湿环境中的混凝土
0.7
250
225
275
250
⑴寒冷地区水位升降范围内的混凝土
⑵受水压作用的混凝土
0.65
275
250
300
275
严寒地区水位升降范围内的混凝土
0.6
300
275
325
300
  ⑶确定水的用量
  按骨料品种、规格剂施工要求的坍落度值按表2-15,参考表2-27选用每立方混凝土度用水量(钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 )。
表2-15 混凝土浇筑时的坍落度
结构种类
坍落度(mm)
基础或地面等垫层、无配筋度大体积结构(挡土墙、基础等)或配筋稀疏等结构
10~30
板、梁和大型及中型截面等柱子等
30~50
配筋密列的结构(薄壁、斗仓、筒仓、细柱等)
50~70
配筋特密等结构
70~90
 注 1.本袁系采用机械振捣混凝土时的坍落度.当采用人工捣实混凝土时其值可适当增大;
  2.当需要配制大坍落度混凝土时.应掺用外加剂;
   3.曲面或斜面结构混凝土的坍落度应根据实际需要另行选定;
   4.轻骨科混凝土的坍落度,宜比表中数值减少10~20mm。
2-16 混凝土用用水量选用表(Kg/mm3

所需要坍落度

卵石最大粒径(mm

碎石最大粒径(mm

10

20

40

15

20

40

1020

190

170

160

205

185

170

3050

200

180

170

215

195

180

5070

210

190

180

225

205

190

7090

215

195

185

235

215

200

 注 1.本表用水景系采用中砂时的平均取值,如采用细砂,每立米混凝土用水量司增加5~1, 0kg,采用粗砂时可减, 少5~10kg。
   2.掺用各种外加剂或混合科时,可相应增减用水量。
   3.混凝土的坍落度小于10mm时,用水量可按各地现有经验或经过试验取用。
   4.本表不适用于水灰比小于0.4或大于0.8的混凝土。
   (4)计算水泥用量。根据已确定的水灰比及用水量( ),可按公式(2-6)计算水泥用量
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保                 (2-6)
  由上式计算所得的水泥用量如小于规定的最小水泥用量时,应按表2-14规定, , 的最小水泥用量采用。混凝土最大水泥用量不宜大于550kg/m3
  (5)确定砂率
  砂率是砂子重量与砂石总重的百分值,可根据本单位对所用材料的使用经验选用合理的数值。如无使用经验,可按骨料品种、规格及水灰比值在表2-17中的范围内选用。

2-17 混凝土砂率选用表

水灰比(%)

碎石最大粒径(mm

卵石最大粒径

15

20

40

10

20

40

0.4

3035

2934

2732

2632

2531

2430

0.5

3338

3237

3035

3035

2934

2833

0.6

3641

3540

3338

3338

3237

3136

0.7

3944

3843

3641

3641

3540

3439

注 1.表中数值系中砂的选用砂率,对租砂或细砂,可相应地增加或减少砂率。
  2.本砂率表适用于坍落度为10~60mm的混凝土,坍落度如大于60mm或小于lOmm时.应相应地增加或减少砂率。
  3.只用一个单粒级粗骨科配制混凝土时,砂率值应适当增加。
  4.掺有各种外加剂或掺合料时,其合理砂率值应经试验或参照其他有关规定选用。
  5.配制大流动性泵送混凝土时,砂率宜提高至40%~50%。
  (6)计算砂石用量
  在已知砂率情况下,对粗、细骨料的用量可用体积法或质量法求得。
  1)体积法:是假定混凝土拌合物的体积等于各组成材料的绝对密实体积的总和,而各种材料的密实体积,为各该材料的质量(kg)除以它的密度。因此可使用以下两个关系式:
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保            (2-7)
 钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保                 (2-8)
  2)质量法:这种方法是先假定一个混凝土拌合物密度值.再根据各材料之间的质量关系,计算各材料的用量。从而节省了体积法中把质量变成绝对体积和绝对体积变成质量的大量计算,从而使配合比的计算更加简便。
  混凝土密度,无积累资料可按混凝土强度小于等于C10时计算密度为2360Kg/mm3、C15~C30时为2400kg/m3、大于C30时为2450kg/m3来选用。
  用质量法计算时,则可使用以下两个关系式:
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保              (2-9)
           钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保
式中钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 —每立方米混凝土水泥用量,kg;
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—每立方米混凝土粗骨料用量,kg;
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—每立方米混凝土细骨料用量,kg;
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—每立方米混凝土用水量,kg;
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—每立方米混凝土拌合物假定质量,kg;
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—水泥密度,g/cm3
   钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—粗骨料表观密度,g/cm3
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 —细骨料表观密度,g/mm3
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—水度密度,g/mm3
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—混凝土含气量百分数,%,在不使用引气外加时 =1;
  钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保—砂率,%。
  上述关系式中钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 可取2.9~3.1 g/mm3钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保=1 g/mm3钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保应按《普通混凝土用(碎石及卵石)质量标准及检验方法》所测定度方法测得。
  4.混凝土拌合物的试配与调整
  混凝土的理论配合比初步计算出来以后,还需进行试配进行调整,即用施工时所用的原材料拌合少量混凝土进行试验,以证明其和易性、坍落度、密度和强度是否符合要求。经过调整适当增减用水量、水泥用量、砂率和水灰比,以确定施工配合比。试配调整步骤如下:
  (1)坍落度的调整。
  (2)试配混凝土的强度检验及水灰比调整。
  (3)配合比确定。由试验得出的各水灰比值时的混凝土强度,用作图法或计算求出所要求的混凝土强度相对应的水灰比值。这样,即初步定出混凝土所需的配合比,测定值为:
  用水量( 钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保),水泥用量(钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保),粗骨料( 钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保)和细骨料(钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 )用量
,
  按上述各项定出的配合比算出混凝士的计算密度值。
混凝土计算密度值=(钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保 )+( 钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保)+( 钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保)+( 钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保)
  再将混凝土实测密度除以计算密度得出校正系数

钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保

  将混凝土配合比中每项材料用量乘以校正系数 ,即为最终确定配合比设计值。
  ⑶试拌。根据计算出的配合比拌出的混凝土,测定其坍落度并检查粘聚性和保水性,分别加水泥或加石进行调整,次即为配合比调整;再进行强度复核,和易性调整后选定的配合比制成一组试块,在所选定的水泥用量上、下相邻近的取两组不同值(最小水泥用量时改用不同用水量)又获得两个配合比来制成两组试块,共三组试块分别在不同龄期做抗压试验,从中选出强度符合要求、水泥用量省、施工性能好的一组作试验配合比;再考虑砂、石含水量,石含砂量等,得出最终的配合比。
  施工现场一般不作配合比设计,但常会遇到配合比的调整。输电线路沿线的砂、石供应点很多,技术特性可能不一致;水泥标号、品种也可能不一致,因此不应只采用一组配合比,而是根据不同材料组合进行配合比设计,当任一种材料改变时都应进行试配,检验混凝土的和易性、坍落度和其它性质。砂、石重量的称量,应尽量精确,最好逐车、斗称量;水泥每袋重50kg,当其偏差较大(在6%左右),应在现场每天抽取10, 袋称量,取其平均值;砂的含水率用酒精燃烧法测定。
六、基坑开挖

  杆塔基础坑的开挖方法,一般有人力开挖和爆破开挖等方法,除山区岩石坑以外,绝大部分采用人力开挖方法,这种预先开挖好的基坑,主要用于预制混凝土基础,普通钢筋混凝土和装配式混凝土基础等。基础在, 基坑, 内施工好后,将回填土夯实。但是由于扰动的粘性回填土,虽经夯实亦难恢复原状土的结构强度,因而就其抗拔性能而言,这类基础是不够理想的。基础的主要尺寸均由抗拔稳定性能所决定。为了满足上拔稳定性能的要求,就必须加大基础。

  1.基础坑开挖注意事项
  ⑴基础坑开挖前应先观察现场,摸清实地情况,取得现场第一手资料
  ⑵土石方开挖应按照施工图纸及技术交底资料(基础施工手册),核对基础分坑放样尺寸、方位等是否正确,复核无误后,方可按  要求进行开挖。
  ⑶对位于山地杆塔基础附近有房屋及经济林区,应采取相应的施工方法。
  ⑷土石方开挖一般采用人工开挖,如图2-10所示。若由沿线农民承包或外来施工队承包,则应加强技术安全指导和组织管理工作,进行必要的安全教育。
  ⑸杆塔基础的坑深,应以设计图纸的施工基面为基准,一般平地未注施工基面时,施工基面为O°施工基面的丈量一律以中心桩的地面算起。各种基础都必须保证基础边坡距离的要求。
  基础对边坡距离的要求,根据设计上拔力的不同而不同。对钢筋混凝土电杆基础和拉线基础的要求如下:
  1)单杆和交叉梁的双杆是无上拔力的基础,一般不要求边坡距离。
  2)对有叉梁的双杆,因基础有上拔力,其边坡距离按上拔角计算,如图2-11(a)所示 。
  3)拉线基础的坑深,设计未提出施工基面时,应一拉线基础中心的地面标高为基准,如图2-11(b)所示。
  4)铁塔基础位于山地、丘陵地斜坡时,施工基面的要求如图2-11(c)所示。
  (6)坑口轮廓尺寸在基础分坑时考虑,应根据基础的实际尺寸,加上适当的操作裕度。不用挡土板挖坑时,坑壁应留有适当的坡度;坡度的大小应视土质特性、地下水位和挖掘深度而定,一般可参照表2-18预留。
表2-18 各种土质坑口的坡度
土质分类
淤泥、铄土、砂
砂质粘土
粘土、黄土
坚土
安全坡度(深:宽)
1:0.75
1:0.5
1:0.3
1:0.15
0
操作裕度(m)
0.3
0.2
0.2
0.2
0.1
  ⑺开挖基坑,应严格按设计规定的深度开挖,不应超挖深度,其深度允许误差为+100㎜,-50㎜,坑底应平整。若是混凝土双杆或铁塔四个基坑,应按允许误差最深的一个坑操平。岩石基础坑比应小于设计深度。
  ⑻杆塔基础坑深应以设计图纸的施工基面为准,偏差超过+100㎜~+300㎜时,按以下规定处理:
  1)铁塔现浇基础坑,其超深部分以铺石灌浆吃力。
  2)混凝土电杆基础、铁塔预制基础、铁塔金属基础等,其坑深与设计坑坑深偏差值在+100㎜~+300㎜时,其超深部分以填土或砂石夯实处理。如坑深超过+300㎜以上时,其超深部分以铺石灌浆处理。
  个别杆塔基坑深度虽超过100㎜以上,但经计算无不良影响时,可不作处理,只作记录。

钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保

  3)拉线基础坑,坑深不允许有负偏差。当坑深后对挖线盘的安装位置与方向有影响时,其超深部分应采取填土夯实处理。
  4)凡不能以填土夯实处理的水坑、淤泥坑、流沙坑及石坑等,其超深部分按设计要求处理。如设计无具体要求时,以铺石灌浆处理。
  5)杆塔基础坑深超深部分填土或砂、石处理时,应使用原土回填夯实,每层厚度不宜超过100㎜,夯实后的耐压力不应低与原状土,无法达到时,应采用铺石灌浆处理。
  6)挖坑时如发现土质与设计不符,或发现坑底有天然古洞、墓穴、管道、电线等,应通知设计单位研究处理。
  ⑼一条线路有多种杆塔基础型式,基础坑口尺寸各不相同。分坑尺寸是根据施工图所示的基础根开(即相邻基础中心距离)基础底座宽度和坑深等数据计算出来的,图2-12所示是混凝土双杆基础的一种,基础坑口的参数如图2-13所示。
  2.一般混凝土的挖掘
  ⑴人力挖掘时,按坑口放样位置,事先清除坑口附近的浮石等杂物,然后逐层进行。向坑外抛仍土石时,应防止土石回落伤人。对松软或潮湿且容易塌方的普通土,不得采用掏洞法挖掘,以防坑壁坍塌压伤人。
  ⑵坑底面积不超过2m2时,只允许一人挖掘;如果坑底面积超过2m2时,可由两人同时挖掘,但不得面对面作业。
  ⑶挖掘混凝土杆主坑或铁塔基础坑,由于挖好后要停留一段时间才能培土,坑壁应留有适当的安全坡度,坡度的大小与土质特性、地下水位、挖掘深度等因素有关,其安全坡度可参考表2-30。
  对拉线基础坑,因挖好后停留时间短,安全坡度可适当减小。
  ⑷在挖掘基坑过程中,要随时观察土质情况,发现有坍塌可能时,应采取挡土板或放宽坑口措施。上下应用梯子,不得在坑内休息或睡觉。
  ⑸平地开挖基坑常遇到地下水、地表水的渗入,造成积水浸水,影响施工,因此必须做好地面截水、疏水及坑内抽水工作的准备。
  ⑹对积水的基坑应在坑口周围修筑排水沟,以防雨水倒流入坑内,造成坑壁坍塌。
  ⑺在开挖铁塔基坑过程中,如发现土质坚硬不宜坍塌,又不渗水,可利用原状土作基础模板(即土模)。但应满足以下要求:
  1)坑底尺寸必须与基础底层尺寸相一致。
  2)坑底必须有底大口小倒斜度,见图2-14所示,以保证基础面的埋深。
  3)挖掘时要确保底层的形状及尺寸,严格按尺寸挖掘。对原状土较松的坑壁,要随时检查有无塌方的危险,若下层土质较差,不宜利用原状土作土模时,则改用混凝土预制模板。
  4)基坑挖好后,应将坑壁的松土除净,以防在浇灌混凝土时使泥土掺入混凝土中。
  ⑻挖土的弃土必须远离坑口,抛土距离根据挖坑深度和土壤类别确定,一般小于1.0m,堆土的坡度应向外,堆土高度不超过1.5m。
  ⑼大基坑开挖时,宜采用人抬箩运送弃土,遇雨天时开挖,必须采取防滑措施,坑内应做踏步台阶,防止施工人员滑倒。
  3.泥水坑、流水坑的挖掘
  ⑴泥水坑的挖掘方法,应视底下水位的高低、渗水快慢、渗水量大小而定。对渗水量小的水坑,可采用人工掏水的方法,一边掏水,一边挖掘,挖出的土应远离坑口堆放,以减轻坑壁的坍方。对渗水大的水坑,应采取安全技术措施,使用挡土板时,应经常检查有无变形或断裂现象。采用机械水泵排水时,一边抽水,一边挖掘,坑壁安全坡度要适当放大,挖出的土要远离坑口2m以外堆放。排水时,每挖一层土先将坑内的一角挖一小槽,使水流入小槽没,以便排水,排出的水应使之流向远处,以免倒流入坑内。
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保  ⑵坑深大于1.5m的泥水坑,一般采用阶梯式大开挖,即四周成阶梯状,如图2-15所示。挖出的土要堆在距坑口2m以外。应及时排水,以此来减轻坑壁的坍方压力。
  ⑶当遇到地下水位较高的远淤泥层,施工时应用抽水泵排水,同时在坑壁周围使用黄砂或草袋盛土,挡住淤泥不使下塌。
  ⑷当挖掘遇到轻度流砂是,可能会出现因地下水流动,而使流砂不断涌出的现象,对此宜采用大开挖的方法,扩大基坑开挖面。如对预制基础或装配式基础,应在施工之前做好一切准备。组织力量采取紧凑的方法进行施工,边排水,边下基础或浇制基础。采取突击连续作业的方法,在短时间没完成,可避免因长时间停留而造成塌方。
  ⑸对地下水很多或带有严重流砂的大型基坑,应使用挡土板支撑坑壁,采用真空泵抽水降低地下水位的方法进行挖掘。由于真空泵所需的设备和工具比较多,操作比较麻烦,属特殊施工,采用时应事先编写方案和安全措施。
  ⑹更换土板支撑应先装后拆。拆除挡土板应待基础浇完毕后与回填土同时进行。
  4.岩石坑爆破开挖
  在基础卡开挖中,常遇到岩石或坚实土层,此时可采用炸药爆破开挖。
  土石方开挖注意事项如下:
  ⑴岩石经爆破后,使松石受震,土方压缩。应先将山坡地面浮动的土石块保护层(尤其山坡上方)清楚后方准下坑作业,防止保护层坍塌伤人。
  ⑵在石坑内采用人工清理、撬挖土石方时,应遵守下列规定:
  1)严禁上坡、下坡同时撬挖。
  2)土石滚落下方不得有人,并设专人警戒。
  3)作业人员之间应保持适当距离。
  ⑶人工开挖基坑时,也应事先清除坑口附近的浮石,向坑外抛扔土石时,应防止土石回落伤人。
七、现浇混凝土施工
  现场浇制混凝土基础的方法有两种:钢筋混凝土和素混凝土基础。这两种基础,施工较复杂,工作量也大,但这两种基础适用性大,目前在输电线路工程中普通采用。这里主要介绍钢筋混凝土基础施工。
  1.施工准备
  现场浇制基础的施工一定要在塔位所在整个耐张段复测无误后方能进行。钢筋混凝土现浇基础须连续浇制,一般不宜中途中断,所以施工前必须做好充分的准备工作。
  ⑴技术准备
  1)技术资料:
  ①杆塔明细表;
  ②基础型式配置表;
  ③基础施工图;
  ④基础施工手册。
  2)对施工人员进行技术交底,内容有基础的形式,尺寸;施工方法;安全措施;质量要求等。
  3)有条件时基础施工可采用三个施工段。一个负责开挖,包括负责修路、降基面、校正塔位、石料运输;第二个负责拆模、养护回填、接地装置埋设和砂石运输;第三个负责浇注、现场清理和水泥运输。改变开挖、成型、支模、浇制、养护、回填由一个作业班完成。可把经验丰富的骨干集中到支模、浇注两道关键工序。钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保
  ⑵材料准备
  1)水泥的品种、标号符合施工设计要求。运到现场的水泥要保管好,放在干燥处,要防止水泥吸潮变硬而使强度降低。
  2)要准备合格的水,水量要充足。
  3)所选择的砂、石料应符合有关要求。
  4)基础使用的钢筋品种、规格、数量要符合施工图要求。凡弯曲变形的钢筋,在施工前要校正,浮锈要去除,表面应清洁。
  ⑶工器具准备
  现浇基础有机械搅拌和人工搅拌两种。根据不同的施工条件准备好工具。
  基础的浇制应力求使用机械搅拌和机械震捣,这不仅能加快施工速度,减轻工人劳动强度,而且搅拌的混凝土质量好,震捣密实、均匀,从而提高基础的质量。
  采用机械搅拌时要准备:搅拌机、插入式震动器等,桩位附近要有可靠电源。
  送电线路由于交通条件差,环境情况复杂.所以许多地方不具备机械搅拌的条件,而需采用人工搅拌。采用人工搅拌时,只要严格按施工工艺操作,也是能满足基础设计要求的。采用人工搅拌、人工捣固时要准备铁板、大方锹、小方锹、长、短钢钎、水桶等。
  2.钢筋加工
  钢筋加工主要包括钢筋大弯钩和钢筋绑扎的操作方法、要求以及注意事项。
  3.模板支立
  混凝土的成形是用模板按基础设计图纸要求支立。模板既要绑扎混凝土基础的形状,又有承受混凝土的重量,混凝土成型后的质量外貌,主要靠模板支立的质量后工艺来保证。
  输电线路基础模板有木模板、竹胶合模板(如图2-16所示)和钢模板等,施工中应尽量采用钢模板。
  ⑴木模板
  制作基础木模板所用的板材厚度一般20~25mm。与混凝土接触的一面应刨光。模板合缝应严密,不得漏浆,宜采钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保用企口缝。模板的并带一般采用50mm×50mm的方木,并带之间的距离一般为500~700mm,并带和模板应钉牢固。
  按基础尺寸做成的模板,再拼成模盒,模盒的尺寸应符合设计要求,以保证基础的规格。
  ⑵钢模板
  浇筑混凝土模板要求尽量采用组合钢模板,组合钢模板包括平面模板、阴角模板、阳角模板和连接角模。配件的连接件包括U形卡、L形插销、钩头螺栓和紧固螺栓等。
  钢模板采用模数设计。宽度模数以50mm进级;长度模数以1 50mm进级。模板应有足够刚度、接缝严密、装拆灵活、搬运方便并能重复使用。
  在线路施工中应根据基础设计规格,选择好所需钢模板规格,作出模板配置图。钢模板基础安装外形的立体图如图2-17所示。
  ⑶模板的支立程序
  以台阶式现浇基础(见图2-18)为例,叙述木模板支立程序:

①底模的支立。

钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保在基坑操平的基础上,在坑底定出底层基础的四角位置,将底层模板拼装成模盒放置坑底,使模盒四内角对准坑底四角并使底模水平。如确定以上代模,挖坑时不挖到坑底,预留深度同底台阶厚度,支模前再按底阶长、宽将坑全部挖好。
钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保
  ②二模支立。在底坑定出二层基础四角位置,放置预制混凝土块(预制混凝土块
的标号同现浇混凝土标号,其高度同底层基础高度)。将拼装好的二层基础模盒放置混凝土块上。对准并操平。
  ③立柱支立。将两根断面为150mm×200mm搁木平行放置在二层模盒上;将拼装好的立柱模盒放于搁木上,然后对准并操平。
  ④安置钢筋和基础底脚螺栓。支立好模板后,就安置钢筋和基础地脚螺栓。地脚螺栓一般固定在样板上,样板再固定在立柱上,样板是根据基础地脚螺栓根开及螺栓直径,用钢板或方木制成。

  地脚螺栓的固定,一般按设计采用的是1 8号铁丝绑扎箍筋和地脚螺栓,但由于细铁丝、箍筋、地脚螺栓都是圆柱状的,摩擦力小,必须用样板固定才能保证四根地脚螺栓按设计的几何尺寸固定。可以用点焊代替绑扎,用一套定型模具将四根地脚螺栓固定好.检查四根地脚螺栓根开、对角线、相对高差是否符合设计和规程要求,确认无误后把箍筋点焊于地脚螺栓,使四根螺栓形成牢固整体,这样省去了样板,方便了浇注,可以一次浇注抹面基础平面。

  500kV大型基础地脚螺栓一般应等混凝土浇捣到接近地脚螺栓根部时才用三角架吊入、就位并进行找正和固定。
  ④立柱支撑。立体模板支立后即用50mm×50mm的方木支撑,支撑间距1m左右,如果立柱较高,支模时应沿立柱支撑点设长垫板,如图2-19所示。
  也有介绍为节省木材不用撑木而是用带双钩那样双头丝杆的顶撑.顶撑可作工具重复使用。
  也可用8号铁丝做板线,用花篮螺丝来调节长度的成功经验。
  ⑷模板安装注意事项
  ①模板组立后应符合规定尺寸,模板应垂直,立柱不倾斜。地脚螺栓的根开尺寸,一定要保证符合设计要求。
  ②模板安装后要找正.模盒对角线应与基础辅助对角线相重合。
  ③模板支撑要相对进行.支撑点要均匀合理,支撑要牢固,在浇灌混凝土时使模板不走动,不变形。
  ④钢筋笼与模板之间应有一定的保护层距离,底板的钢筋应垫起一定的高度。
  ⑤如立柱较长,震捣困难,可在适当位置留出检查孔及捣固孔。
  ⑥模板在浇灌混凝土前,应涂刷一层隔离剂(木模板的隔离剂一般用肥皂水即可。钢模板隔离剂用废机油加柴油混合料,但在组装模板时要防止隔离剂碰到钢筋上),拆除后应立即将模板表面残留的水泥砂浆等清除干净。
  ⑦土质较好的地方,下层基础可不立模,在施工时将基坑底面的开挖,正好符合基础底层的尺寸,以四面的土墙作模板,防止泥土等杂物混入混凝土中。

图2-20 现浇混凝土施工现场
  ⑧钢模板的支立也有采用悬吊法,即将槽钢和角钢作井字形担放在基坑口模板位置,再将钢模板悬吊于上,由上向下组装。

  4.基础的浇灌
  ⑴混凝土的搅拌
  混凝土浇灌前,按配合比将混凝土材料混合均匀,称为搅拌。输电线路工程混凝土搅拌有人工搅拌和机械搅拌两种钢筋混凝土基础知识 - 秋实 - 秋实-环保方法,但应尽量采用机械搅拌。
  人工搅拌:用1m×2m厚为O.5~1mm的钢板4~5块顺次搭成拌板(拌板下垫好木板、木档),拌料顺序是先把砂子倒在拌板上,再把水泥倒在砂子上。两位工作人员手拿小铁锹,从一端开始相对翻拌,直至拌板上砂、水泥全部翻拌均匀。在这同时,另一工作人员手持“四齿耙”在端部来回翻拌。如此重复翻拌三次,使砂、水泥拌和均匀,然后加上石子,再一边加水一边用前述方法翻拌三次,至混凝土调匀,稠度合适,即可浇灌。
  机械搅拌是采用混凝土搅拌机,有电动及柴油机作动力两种(如图2-20所示)。
  搅拌机转动正常后才能往里投料,投料顺序各地不一,一般是先放砂,再放水泥、石子,最后加水。搅拌时间要适当,一般O.25~O.4m3容积的搅拌机搅拌一次时间不小于1min。搅拌时间过短,拌和不好会出夹生料,搅拌时间过长,会产生离析现象。搅拌机使用完毕,或中途时停机时间较长,必须在旋转中用清水冲洗几遍,才能停转,以防剩余混凝土在机内结块。
  ⑵混凝土的浇灌
  浇灌的混凝土要求内实外光,尺寸正确,而浇灌是混凝土成型的关键。
  1)搅拌好的混凝土应立即进行浇灌。浇灌应从一角开始,不能从四周同时浇灌。
  2)混凝土倒人模盒内,其自由倾落高度不应超过2m。超过2m应沿溜管、斜槽或串筒中落下,以免混凝土发生离析现象。
  3)混凝土应分层浇灌和捣固。浇灌层厚度不宜超过200mm、应采用捣固机械震捣。采用插入式震动器时应做到直上直下,快插慢拔,插点均匀,上下插动,层层扣搭。
  4)浇灌时要注意模板及支撑是否变形、下沉及移动,防止流浆。
  5)浇灌时应随时注意钢筋笼与四周模板保持一定的距离,严防露筋。
  6)浇灌混凝土,应连续进行,不得中断。如因故中断超过2h,不得再继续浇灌,必须待混凝土的抗压强度达到12kg/cm3后,将连接面打毛,并用水清洗,然后浇一层厚 10~15mm与原混凝土同样成分的水泥砂浆,再继续浇灌。
  7)在立柱与台阶接头处,砂浆可能从没有模板的平面漏掉,可用“减半石混凝土”(增加了砂浆比例)及“稍定一些时间”(让混凝土初凝)浇灌的办法处理,以保证连接处的施工质量。
  ⑶注意事项
  1)浇灌前应复核基础的位置、形式、尺寸、根开、标高等。
  2)浇灌前应复核基础地脚螺栓、钢筋的规格、数量,并排除坑内积水。
  3)检查模板是否稳定,紧密,支撑可靠。木模板应加以湿润,但不允许留有积水。
  4)浇筑基础中地脚螺栓及预埋件应安装牢固。安装前应除去浮锈,并应将螺纹部分加以保护。
  5)主角钢插入式基础的主角钢,应连同铁塔最下段结构组装找正,并加以临时固定,在浇筑中应随时检查其位置。
  6)转角塔和终端塔及导线不均匀排列的直线塔,在基础操平和主角铁操平时,应尽量使受压侧略高于上拔侧,以保证承力塔有一定的预偏值。基础四个基腿面应按预偏值,抹成斜平面.并应在一个整体斜平面内。
  7)混凝土浇制时的质量检查。主要包括:
  ①坍落度每班日或每个基础腿应检查两次以上。
  ②配比材料用量。每班H或每基基础应至少检查两次,其偏差应控制在施工措施规定的范围内。
  ③混凝土的强度检查。应以试块为依据进行。
  8)在厚大无筋或稀疏配筋的基础中,允许在浇制混凝土时掺人大块毛石。但对加入的毛石的硬度、加入方法、毛石与模板的距离和加入数量应有所要求。
  9)基础顶面尽量采用一次抹面操平新工艺,避免二次抹面造成两张皮现象,保证基础质量和外形几何尺寸。
  10)不同品种水泥不应在同一基础腿中混合使用,但可在同一基础不同腿中使用,出现此种情况时,应分别制作试块并作记录。
  ⑷混凝土试块的制作
  1)将混凝土试块的模盒擦拭干净,并在模内涂一层机油;
  2)将拌和好的混凝土分二层装入模盒内,用捣棒螺旋形地从外向内插捣,每层捣固50次左右;
  3)震捣完毕后.再用抹刀沿试模盒四壁插捣数下,以消除混凝土与试模盒接触面的气泡,并可避免蜂窝麻面现象,然后用抹刀刮去表面多余的混凝土,将表面抹光,使混凝土稍高于试模盒;
  4)静置2~4h待试件收浆后,对试件进行第二次抹面,将试件仔细抹光抹平。
  试块做好后放在现浇混凝土基础边上,与混凝士基础同等条件下养护。
  5.现浇基础的养护、拆模
  ⑴养护
  为使现浇混凝土有适宜的硬化条件,并防止其发生不正常的收缩,防止暴晒使混凝土表面产生裂纹,而对混凝土加以覆盖和浇水称为养护,也叫养生。
  混凝土的养护应自混凝土浇完后12h内开始浇水养护(炎热和干燥有风天气为3h)。养护时应在基础模板外加遮盖物,浇水次数以能保护混凝土表面湿润为度。日平均气温低于5℃时不得浇水养护,养护用水应与拌制混凝土用的水相同。
  混凝土的浇水养护日期:普通硅酸盐和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于5昼夜,当使用其它品种水泥或大跨越塔基础,其养护日期应符合现行国家标准《钢筋混凝土工程施工及验收规范》的规定,或经试验确定。
  基础拆模经表面检查合格后应立即回填土,并对基础外露部分加遮盖物,按规定期限继续浇水养护,养护时应使遮盖物及基础周围的土始终保护湿润。
  山区或用水困难的地方可用养护剂养护.如用偏氯乙烯养护剂和RT—175养生液。采用养护剂时,必须在拆模后立即涂刷,涂刷后可不再浇水养护。
  ⑵拆模
  应严格把住基础拆模关,自上而下拆模,保证混凝土表面及棱角不受损坏,并要求强度不低于2.5MPa。如果用养生液要及时喷刷(雨天不能喷刷)。
  拆模时间随养护时的环境温度及所用水泥的品种而有不同。一般在常温下(1 5~25℃)硅酸盐水泥和普通水泥为2~3天,火山灰及矿渣水泥为3~6天.如气温低到+10℃时,则要再延长1~2天。如果用钢模板浇制的混凝土,拆模时间可稍早些。
小结
  1.本节主要介绍了现浇混凝土基础施工的材料:混凝土和水泥的成分、物理、化学特性,混凝土配合比的设计计算方法以及基坑开挖和现浇混凝土土基础施工的基本操作步骤。
  2. 组成水泥混凝土的材料有水泥、砂、石、水、外加剂及钢筋。混凝土的标号、龄期和混凝土的养护是混凝土的重要特性;在混凝土配合比计算完成后还必须进行还需进行试配进行调整,即用施工时所用的原材料拌合少量混凝土进行试验,以证明其和易性、坍落度、密度和强度是否符合要求。
  3. 杆塔基础坑的开挖方法,一般有人力开挖和爆破开挖等方法,除山区岩石坑以外,绝大部分采用人力开挖方法,这种预先开挖好的基坑,主要用于预制混凝土基础,普通钢筋混凝土和装配式混凝土基础等。
  4. 现场浇制混凝土基础的方法有两种:钢筋混凝土和素混凝土基础。钢筋混凝土施工包括:施工准备→钢筋加工→模板支立→基础的浇灌→现浇基础的养护、拆模几个主要步骤。
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