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3 钢筋混凝土结构工程
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本章学习要求
了解：模板、钢筋、混凝土、预应力混凝土的先张法和后张法等的施工工艺；质量检查内容和施工注意事项；二级建造师考题内容、解法和题型。
掌握：钢筋和各类模板的构造和安装要求；混凝土浇筑的施工中应防止问题的出现；混凝土自然养护方法；控制混凝土强度的规定、预应力超张拉的作用。
重点掌握：编制钢筋配料单；检查验收钢筋工程的方法；模板和混凝土工程的质量规定、配合比计算方法；施工缝留设和处理方法；减少预应力的损失措施；施工质量强制性规范对钢筋混凝土工程的要求；地下室防水混凝土施工有哪些专项措施。
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3.1钢 筋 工 程
3.1.1钢筋的检测和分类
钢筋混凝土结构所用的钢筋按生产工艺分为：热轧钢筋、冷拉钢筋、冷拔钢筋、冷轧钢筋、热处理钢筋、碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线等。
3.1.2钢筋的冷拉和冷拔
(1)钢筋冷拉
钢筋的冷拉是在常温下对钢筋进行强力拉伸，拉应力超过钢筋的屈服强度，使钢筋产生塑性变形，以达到调直钢筋、提高强度的目的。
(2)钢筋冷拔
钢筋冷拔是用强力将直径6~8 mm的Ⅰ级光圆钢筋在常温下通过特制的钨
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合金拔丝模，多次拉拔成比原钢筋直径小的钢丝，使钢筋产生塑性变形。
3.1.3钢筋焊接
采用焊接代替绑扎，可节约钢材，改善结构受力性能，提高工效，降低成本。
(1)闪光对焊
1)闪光对焊工艺
闪光对焊工艺根据钢筋品种和直径不同，可有不同的工艺。
2)闪光对焊的工艺参数
闪光对焊的工艺参数，包括调伸长度、闪光留量、预热留量、顶锻留量(图3.2)、闪光速度、顶锻速度、顶锻压力、变压器级次等。
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图3.1 钢筋闪光对焊原理图
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图3.2 调伸长度、闪光留量及顶锻留量
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3)对焊接头质量
对焊接头应无裂纹和烧伤，其弯折不大于4°，轴线偏移不大于钢筋直径的1/10，也不大于2 mm。
(2)电弧焊
电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，熔化焊条和金属，金属冷却后形成焊缝，如图3.3所示。
弧焊机有交流和直流两种，工地常采用交流弧焊机。
1)搭接焊
搭接焊适用于Ⅰ、Ⅱ级钢筋的焊接。其接头形式如图3.4所示。
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图3.3 电弧焊示意图
图3.4 搭接焊
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2)帮条焊
帮条焊适用于Ⅰ~Ⅲ级钢筋的焊接。其接头形式如图3.5所示。
3)坡口焊
坡口焊耗钢材少、热影响区小，适用于现场焊接装配式结构中直径18~40 mm的Ⅰ~Ⅲ级钢筋。坡口焊接头如图3.6所示。
(3)电阻点焊
点焊用于交叉钢筋的焊接，如图3.7所示。
常用的点焊机有单点点焊机、多点点焊机。
点焊主要参数有：电流强度、通电时间、电极压力等。
(4)电渣压力焊
电渣压力焊适用于现场竖向或斜向钢筋接长。
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图3.5 帮条焊
图3.6 坡口焊
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图3.7点焊机工作示意图
图3.8钢筋电渣焊示意图
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3.1.4钢筋配料与代换
(1)钢筋配料和下料
钢筋配料就是根据配筋图计算构件各钢筋的下料长度、根数及重量，编制钢筋配料单，作为备料、加工和结算的依据。
1)钢筋中间部位弯曲量度差
如图3.9(a)所示，若钢筋直径为d，弯曲直径D=5d，钢筋外包尺寸为
弯曲处钢筋轴线长ABC为
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则量度差为
由上式可计算出不同弯折角度时的量度差。为计算简便，取量度差近似值如下：当弯30°时，取0.3d；当弯45°时，取0.5d；当弯90°时，取2d。
2)钢筋末端弯钩(曲)增长值
钢筋末端弯钩(曲)有180°、135°及90°3种。见图3.9(b)、(c)。其末端弯钩(曲)增长值可按下列三式计算：
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图3.9 钢筋弯钩及弯曲后尺寸图
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3)钢筋配料与下料的注意事项：
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(2)钢筋代换
若施工中缺乏设计图中所要求钢筋品种和规格时，按下述原则进行代换；
当构件按强度控制时，可按强度相等的原则代换，称“等强代换”。
第二，当构件按最小配筋率配筋时，可按钢筋截面积相等的原则进行代换，称为“等面积代换”。
第三，当构件受裂缝宽度或抗裂性要求控制时，代换后进行裂缝或抗裂性验算。
3.1.5钢筋加工、绑扎与安装
(1)钢筋加工
钢筋加工包括调直、除锈、下料剪切、接长、弯曲成型等。
钢筋加工的允许误差见表3.3。
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(2)钢筋绑扎、安装
钢筋可在现场进行绑扎，或预制成钢筋骨架网后，在现场进行安装。
各受力钢筋之间的绑扎接头位置应相互错开。
安装钢筋时，受力钢筋的混凝土保护层厚度，应符合设计要求。
安装钢筋时，应检查配置的钢筋级别、直径、根数、间距、保护层厚度等是否符合设计要求和规范的规定。
3.2模 板 工 程
模板工程的施工工艺包括模板的选材、选型、设计、制作、安装、拆除和周转等过程。
模板材料宜选用钢材、胶合板、塑料等；模板支架的材料宜选用钢材等。
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图3.10 阶梯形基础模板
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3.2.1木模板
木模板的特点是加工方便，能适应各种变化形状模板需要，但周转率低，耗木材多。
(1)基础模板
图3.10所示为阶梯形基础模板。
(2)柱模板
柱模板由内、外拼板拼成，如图3.11所示。
(3)梁、楼板模板
梁模板由底模和侧模组成。
梁侧模板承受混凝土侧压力，为防止侧向变形，底部用夹紧条夹住，顶部可由支撑楼板模板的木栅顶住，或用斜撑支牢，如图3.12所示。
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图3.11 柱子的模板
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图3.12 有梁楼板一般支撑法
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3.2.2模板安装与拆除
(1)模板安装
在安装模板及其支架过程中，必须设置防倾覆的临时固定设施。
(2)模板拆除
模板拆除取决于混凝土的强度、各种模板的用途、结构的性质、混凝土硬化时的温度及养护条件等。
对于现浇混凝土结构工程施工时，模板和支架拆除应符合下列规定：
第一，侧模，在混凝土强度能保护其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后，方可拆除；
第二，底模，在混凝土强度符合表3.6的规定，方可拆除。
对预制构件模板拆除时的混凝土强度，应符合设计要求；当设计无具体
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要求时，应符合下列规定：
第一，侧模，在混凝土强度能保证构件不变形、棱角完整时，才允许拆除侧模。
第二，芯模或预留孔洞的内模，在混凝土强度能保证构件和孔洞表面不发生坍陷和裂缝后，方可拆除。
第三，底模，当构件跨度不大于4 m时，在混凝土强度符合设计的混凝土强度标准值的50%的要求后，方可拆除。
3.3混凝土工程
混凝土工程包括配料、搅拌、运输、浇筑、振捣和养护等工序。各施工工序对混凝土工程质量都有很大的影响。
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3.3.1混凝土的制备
混凝土的制备，应保证结构设计对混凝土强度等级的要求；还应保证施工时对混凝土和易性的要求，并应符合合理使用材料，节约水泥的原则；对有抗冻、抗渗等要求的混凝土，应符合有关的专门规定。
(1)混凝土的施工配制强度
混凝土制备之前应按下式确定混凝土的施工配制强度以达到95%的保证率，即
式中fcu,o——混凝土的施工配制强度，N/mm2；
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fcu,k——设计的混凝土强度标准值，N/mm2；
σ——施工单位的混凝土强度标准差，N/mm2。
当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度的统计资料时，σ可按下式计算：
式中fcu,i——统计周期内同品种混凝土第i组试件强度值，N/mm2；
μfcu——统计周期内同一品种混凝土N组强度的平均值，N/mm2；
N——统计周期内同一品种混凝土试件的总组数，N≥25。
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当施工单位不具有近期的同一品种混凝土强度资料时，其混凝土强度标准差σ可按表3.7取用。
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(2)混凝土施工配合比及施工配料
混凝土的配合比是在实验室根据混凝土的施工配制强度经过试配和调整而确定的，称为实验室配合比。
设实验室配合比为：水泥∶砂子∶石子=1∶x∶y，水灰比为 ，并测
得砂、石含水率分别为Wx、Wy，则施工配合比应为：
水泥∶砂子∶石子=1∶x(1+Wx)∶y(1+Wy)
按实验室配合比一立方米混凝土水泥用量为C(kN)，时保持水灰比 不变，则每一立方米混凝土的各材料的用量(kN)为：
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(3)搅拌制度
所谓搅拌制度是指进料容量、投料顺序和搅拌时间。
1)进料容量
进料容量是指搅拌前各种材料的体积累积起来的容量，又称为干料容量。
2)投料顺序
投料顺序是指向搅拌机内装入原材料的顺序。
3)搅拌时间
搅拌时间是指原材料投入搅拌筒开始搅拌起，到卸料开始所经历的时间。
3.3.2混凝土运输
(1)混凝土运输要求
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混凝土自搅拌机中卸料后，应及时运至浇筑地点，为保证混凝土的质量，对混凝土运输的基本要求是：
第一，混凝土运输过程中要能保持良好的均匀性，不离析、不漏浆；
第二，保证混凝土具有设计配合比所规定的坍落度；
第三，使混凝土在初凝前浇入模板并捣实完毕；
第四，保证混凝土浇筑能连续进行。
(2)混凝土运输工具
混凝土运输分为地面运输、垂直运输和楼面运输3种。
(3)运输时间
混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过表3.9的规定。
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3.3.3混凝土浇筑
(1)浇筑要求
1)防止离析，保证混凝土的均匀性
2)分层浇筑，分层捣实
3)正确留置施工缝
(2)混凝土的捣实
混凝土拌合物浇筑后，需经密实成型才能赋予混凝土制品或结构一定的外形和内部结构。
1)机械振捣密实成型
振动机械按其工作方式分为：内部振动器、外部振动器、表面振动器和振动台，如图3.13所示。
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图3.13 振动机械示意图
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2)离心法成型
3)自流浇筑成型
3.3.4混凝土的养护、拆模与缺陷修补
(1)混凝土养护
混凝土养护分自然养护和人工养护。
混凝土自然养护，是对已浇筑完毕的混凝土，应加以覆盖和浇水。
对地下建筑或基础，可在其表面涂刷沥青乳液，以防混凝土内水分蒸发。
(2)混凝土拆模
混凝土浇筑后，必须要求达到规范规定的条件后，才允许拆除模板。
(3)缺陷修补
拆模后如发现有缺陷，应进行修补。
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3.3.5混凝土的质量检查
(1)混凝土在拌制和浇筑过程中的质量检查
第一，检查拌制混凝土所用原材料的品种、规格和用量，每一工作班至少两次。
检查混凝土在浇筑地点的坍落度，每一工作班至少两次
第三，在每一个工作班内，当混凝土配合比由于外界影响有变动时，应及时检查调整。
第四，混凝土的搅拌时间应随时检查，是否满足表3.8中所规定的最短搅拌时间要求。
(2)检查预拌混凝土厂家提供的技术资料
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(3)混凝土质量的试验检查
检查混凝土质量应进行抗压强度试验。对有抗冻、抗渗要求的混凝土，尚应进行抗冻性、抗渗性等试验。
(4)现浇混凝土结构的允许偏差检查
现浇混凝土结构的允许偏差应符合规范规定，当有专门规定时，尚需符合相应规定的要求。
3.4预应力混凝土机械先张法和后张法两种施工方法简介
3.4.1先张法施工工艺
采用台座法生产时，施工工艺流程如图3.14所示。
(1)预应力筋张拉
预应力筋可采用单根张拉或成组张拉。
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图3.14 先张法施工工艺流程
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(2)混凝土浇筑与养护
在选用原材料和设计混凝土配合比时，应尽量考虑减少混凝土的收缩和徐变，减少预应力损失。
(3)预应力筋放松
预应力筋的放张顺序，应符合设计要求。
放张后预应力筋的切断顺序，宜由放张端开始，逐次切向另一端。
预应力放张前，应先拆除构件的侧模板。
3.4.2后张法施工工艺
后张法施工的工艺流程如图3.15所示，其中与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆3个部分。
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图3.15 后张工艺流程
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(1)孔道留设
孔道留设的位置应力求准确，孔道直径应能满足预应力施工的需要。
1)钢管抽芯法
预先将钢管埋设在模板内设计预留孔道的位置处，并用钢筋井字架固定，井字架间距不宜大于1 m。
2)胶管抽芯法
胶管有五层或七层帆布夹层胶管和钢丝网胶管两种，使用时，固定位置用的钢筋井字架间距不宜大于0.5 m。
3)预埋波纹管法
波纹管由厚度0.3 mm左右的镀锌薄钢带制成。预埋后不再抽出。
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(2)预应力筋张拉
预应力筋张拉是制作预应力混凝土构件的关键。预应力筋张拉时，结构的混凝土强度应符合设计要求。
(3)孔道灌浆
预应力筋张拉完毕后应检查张拉的资料，核算合格后才可进行孔道灌浆。
3.5施工质量强制性规范的基本要求
3.5.1《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2002中要求
①当钢筋的品种、级别或规格需作变更时，应办理设计变更文件。
②混凝土中掺用外加剂的质量及应用技术应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB 8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119等和有关环境保护的规定。
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3.5.2《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2002的基本要求
模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量，侧压力以及施工荷载。
实施与检查的控制方法是：
①模板及其支架的设计应考虑工程结构形式、环境和气象(如温差、风、雪等)，荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件。
②施工技术方案中应有模板设计的有关内容。对重复多次使用的模板系统，不一定对每个工程都进行设计计算，但必须有相应的文件资料，并进行必要的复核。
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③以有无模板设计文件资料以及模板在施工过程中是否具有足够的承载能力、刚度、稳定性作为判定依据。
3.5.3《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2002中要求
钢筋进场时，应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB 1499等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。
①当一次进场的数量大于该产品的出厂检验批量时，应划分为若干个出厂检验批量，然后按出厂检验的抽样方案执行。
②当一次进场的数量小于或等于该产品的出厂检验批量时，应作为一个检验批量，然后按出厂检验的抽样方案执行。
③对连续进场的同批钢筋，当有可靠依据时，可按一次进场的钢筋处理。
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④各类特殊混凝土结构施工中，必须严格遵守国家颁布的最新规范进行施工。
3.5.4《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18—2003中的基本要求
从事钢筋焊接施工的焊工必须持有焊工考试合格证，才能上岗操作。
3.6已成功实施地下室防水混凝土施工专项措施选编
3.6.1地下室防水混凝土施工专项措施
(1)防水混凝土施工要求
1)材料要求
2)混凝土的拌制要求
3)混凝土配合比确定
(2)防水混凝土模板制作与安装的要求
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(3)防水混凝土钢筋的制作与绑扎
(4)混凝土的浇筑
1)浇筑方案
2)操作人员的组织安排和浇筑方法3)浇筑施工要点
(5)特殊部位细部处理
1)预埋铁件防水处理
2)穿墙导管的防水处理
(6)防水混凝土的养护
1)墙体防水混凝土的养护
2)底板防水混凝土的养护
3)地下室底板防渗漏对策
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3.6.2混凝土泵送的安全措施

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