环境工程施工钢筋混凝土工程

概述钢筋混凝土工程在环境工程施工中占有很重要的地位，废水处理构（建）筑物、烟囱、管渠多采用钢筋混凝土结构。钢筋混凝土由混凝土和钢筋两部分材料组成，具有抗压、抗拉强度高的特点，适合于作为构（建）筑物中的承力部分。钢筋混凝土工程按施工方式不同可分为：现浇和预制构件装配。*概述现浇的优缺点：*优点：接合性好，防渗、抗震能力强，钢筋消耗量也较低，可不需大型起重运输机械等。缺点：模板材料消耗量大、劳动强度高、现场运输量较大、建设周期长。预制构件装配式结构优缺点：*优点：可以实现工厂化、机械化、流水线式施工，工程效率高，劳动强度低，劳动生产率高，能更好地保证工程质量、降低成本，加快施工进度，并能为改善现场施工管理和组织均衡施工提供有利条件。缺点：接头耗钢量大，需大型起重机械等。概述钢筋混凝土工程由钢筋工程、模板工程和混凝土工程所组成。*3.1钢筋工程钢筋的分类及级别钢筋按轧制外形分：光面、螺纹、精轧螺旋、冷轧带肋、冷轧扭钢筋等；按化学成份分：碳素钢筋（低碳、中碳、高碳）及普通低合金钢筋（锰硅、硅锰钒、硅锰钛等）；钢筋按生产工艺分：热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋、冷拔钢丝、碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线等；3.1钢筋工程

热轧钢筋

预应力钢筋D3.1钢筋工程钢筋按强度分：HPB235级（Φ）、HRB335级（）、HRB400级（）、RRB400级（R）等（指的是屈服点应力N/mm2）；按供应方式分：盘圆钢筋（直径6-10mm）和直条钢筋（长度6-12m）；按直径大小分：钢丝(3-5mm)、细钢筋(6-10mm)、中粗钢筋(12-20mm)、粗钢筋(20mm以上)3.1钢筋工程钢筋的性能钢筋的力学性能指标有：屈服点、抗拉强度、伸长率及冷弯性能。屈服点及抗拉强度为钢筋的强度指标，伸长率和冷弯性能为钢筋的塑性指标。3.1钢筋工程钢筋加工过程*一般包括钢筋的冷处理（冷拉、冷拔、冷轧）、调直、除锈、切断、弯曲、连接等工序。钢筋的冷加工钢筋的冷拉*钢筋冷拉是在常温下，以超过钢筋屈服强度的拉应力拉伸钢筋，使其产生塑性变形，以调直钢筋、提高强度，节约钢材。常用钢筋冷拉装置有两种：专用液压千斤顶和高压油泵的液压冷拉工艺。卷扬机带动滑轮组作为冷拉动力的机械式冷拉工艺；3.1钢筋工程液压冷拉工艺示意机械式冷拉工艺示意3.1钢筋工程冷拉使用的夹具3.1钢筋工程3.1钢筋工程钢筋冷拉质量控制，可采用控制应力和控制冷拉率法。*冷拉率指冷拉前后长度差和原长的比值。对不能分清炉批号的热轧钢筋，不应采取冷拉率控制。不同炉批的钢筋，也不宜用控制冷拉率法。采用控制应力法冷拉钢筋时，国家规范规定，不同钢筋的冷拉控制应力及最大冷拉率应符合有关规定。3.1钢筋工程3.1钢筋工程钢筋冷拔*钢筋冷拔是将直径6～10mm的HPB235级光面钢筋在常温下通过拔丝模多次强力拉拔，使钢筋产生塑性变形，拔成比原钢筋直径小的钢丝，以改变其物理力学性能的加工过程。冷拔是拉伸与压缩兼有的立体应力。形成的钢丝称为冷拔低碳钢丝，是硬钢性质，其塑性降低，没有明显的屈服阶段，但强度显著增高，可达50%～90%，故能大量节约钢材。

3.1钢筋工程冷拔低碳钢丝分为甲、乙两级。甲级冷拔钢丝主要用于预应力筋，乙级用作焊接网、焊接骨架、架立筋、钢箍和构造钢筋等。冷拔钢筋采用强迫拔丝工艺，其工艺流程为：轧头、剥壳（剥掉钢筋表面的硬渣层，硬渣层易损坏拔丝模）、润滑及拔丝。如钢筋需连接则在冷拔前用对焊连接。在拔丝过程中不用酸洗，并不得退火。*3.1钢筋工程3.1钢筋工程常见的拔丝机3.1钢筋工程影响冷拔丝强度的主要因素是原材料的强度和冷拔总压缩率。冷拔总压缩率是指由盘条拔至成品钢丝的横截面缩减率，即冷拔前后横截面积差与原横截面积的比值的百分数。*冷拔总压缩率越大，钢丝的抗拉强度越高，但塑性也越差。为了保证甲级冷拔丝的强度和塑性相对较为稳定，必须控制总压缩率。在一般情况下，ф5钢丝宜用ф8盘条拔制，ф3和ф4钢丝宜用ф6.5盘条拔制。

3.1钢筋工程冷拔次数应选择适宜，次数过多易使钢丝变脆，且降低冷拉机生产率；冷拔次数过少，每次压缩过大，易产生断丝和安全事故。根据实践经验，冷拔次数与每道压缩量之间关系，可按下式计算：式中d1——冷拔前钢丝直径（mm）；

d2——冷拔后钢丝直径（mm）。3.1钢筋工程3.1钢筋工程拔丝工艺中，润滑剂选用较为重要。润滑剂常用石灰、动植物油、肥皂、白蜡和水按一定配比制成。常用的润滑剂配方是：生石灰100kg，动物油20kg，肥皂5～8条，水200kg，石蜡少掺或不掺配制而成。润滑剂也可采用三级硬脂酸与石灰粉按1:2混合而成。

3.1钢筋工程钢筋冷轧钢筋冷轧是将圆筋通过成型钢辊压轧成有规律变形的钢丝。*常用冷轧带肋钢筋是热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后在其表面冷轧成三面或两面有肋的钢筋，其强度分为三种：LL550级、LL650级和LL800级（MPa）。LL500级钢筋宜用于钢筋混凝土结构构件中的受力钢筋、架立筋、箍筋及构造筋；LL650级钢筋宜用于中小型预应力混凝土构件中的受力主筋。3.1钢筋工程钢筋的焊接

钢筋的连接与成型采用焊接，可改善结构受力性能，节约钢材和提高工效。钢筋焊接加工的效果与钢材的可焊性有关，也与焊接工艺有关。钢材的可焊性*是指被焊钢材在采用一定焊接材料和焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。钢筋的可焊性与其含碳及含合金元素量有关，含碳、锰量增加，可焊性降低；含适量的钛，可改善焊接性能。3.1钢筋工程当环境温度低于-5℃，即为钢筋低温焊接，此时应调整焊接工艺参数，使焊接和热影响区缓慢冷却。风力超过4级时，应有挡风措施。环境温度低于-20℃时不得进行焊接。钢筋焊接的方法，常用的有对焊、点焊、电弧焊、气压焊、接触电渣焊等。*

3.1钢筋工程（一）对焊（闪光对焊）钢筋对焊原理，是利用对焊机两电极使两段钢筋接触，通以低电压的强电流，把电能转化为热能。当钢筋加热到一定程度后（接近熔点），即施加轴向压力顶锻，便形成对焊接头。根据钢筋品种、直径和所用焊机功率等不同，闪光对焊可分连续闪光焊、预热闪光焊和闪光——预热——闪光焊三种工艺。*

3.1钢筋工程3.1钢筋工程为了获得良好的对焊接头，应合理选择焊接参数。焊接参数主要包括：调伸长度、闪光留量、闪光速度、顶锻留量、顶锻速度、顶锻压力及变压器级次等。采用预热闪光焊时，还要有预热留量与预热频率等参数。调伸长度、闪光留量和顶锻留量如下图。3.1钢筋工程（二）点焊点焊的工作原理是将已除锈污的钢筋交叉点放入点焊机的两电极间，使钢筋通电发热至一定温度后，加压使焊点金属焊牢。3.1钢筋工程点焊过程可分为预压、加热熔化、冷却结晶三个阶段。*钢筋点焊工艺，根据焊接电流大小和通电时间长短，可分为强参数工艺和弱参数工艺。强参数工艺的电流强度较大，通电时间短，工艺的经济效果好，但点焊机的功率要大。点焊热轧钢筋时，除因钢筋直径较大，焊机功率不足，需采用弱参数外，一般都可采用强参数，以提高点焊效率。点焊冷处理钢筋时，为了保证点焊质量，必须采用强参数。3.1钢筋工程（三）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，使焊条和电弧燃烧范围内的焊件金属很快熔化，熔化的金属凝固后，便形成焊缝或焊接接头。电弧焊应用较广，如钢筋的搭接接长、钢筋骨架的焊接、钢筋与钢板的焊接、装配式结构接头的焊接及其他各种钢结构的焊接等。

3.1钢筋工程3.1钢筋工程钢筋电弧焊接头主要形式有：*（1）帮条焊接头（单面焊缝或双面焊缝）与搭接焊接头（单面焊缝或双面焊缝）3.1钢筋工程采用帮条焊或搭接悍的钢筋接头，焊缝长度不应小于帮条或搭接长度，焊缝高度h≥0.3d，并不得小于4mm；焊缝宽度b≥0.7d，并不得小于10mm。钢筋与钢板接头采用搭接焊时，焊缝高度h≥0.35d，并不得小于6mm；焊缝宽度b≥0.5d，并不得小于8mm。

3.1钢筋工程（2）坡口焊接头坡口焊接头适用于在施工现场焊接装配现浇式构件接头中直径为16～40mm的钢筋。坡口焊可分为平焊和立焊两种。3.1钢筋工程（3）预埋件T形接头预埋件T形接头电弧焊的接头形式分贴角焊和穿孔塞焊两种。采用贴角焊时，焊缝的焊脚K不小于0.5d（HPB235级钢筋）～0.6d（HBB335级钢筋）。采用穿孔塞焊时，钢板的孔洞应做成喇叭口，其内口直径比钢筋直径大4mm，倾斜角为45º，钢筋缩进2mm。施焊时，电流不宜过大，严禁烧伤钢筋。

3.1钢筋工程3.1钢筋工程钢筋电弧焊应接根据钢材等级和焊接接头形式选择焊条。焊条表面涂有药皮，它可保证电弧稳定、使焊缝免致氧化，并产生熔渣覆盖焊缝以减缓冷却速度。尾符号“×”表示没有规定药皮类型，酸性或碱性焊条均可。但对重要结构的钢筋接头，宜用低氢型碱性焊条进行焊接。3.1钢筋工程气压焊3.1钢筋工程接触电渣焊3.1钢筋工程钢筋的机械连接

钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，使两根钢筋能够传递力的连接方法。常用的机械连接接头有：挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头和直螺纹套筒接头。*钢筋径向挤压连接1—钢套筒；2—被连接的钢筋3.1钢筋工程螺纹套筒连接3.1钢筋工程钢筋的绑扎连接

绑扎目前仍为钢筋连接的主要手段之一。钢筋绑扎时，钢筋交叉点用铁丝扎牢；受拉钢筋和受压钢筋接头的搭接长度及接头位置符合施工及验收规范的规定。3.1钢筋工程钢筋的制备与安装钢筋的制备包括钢筋的配料、加工、钢筋骨架的成型等施工过程。钢筋的配料要确定其下料的长度；配料中又常会遇到钢筋的规格、品种与设计要求不符，还需进行钢筋的代换。这是钢筋制备中需要预先解决的主要问题。3.1钢筋工程（一）钢筋的配料与代换1．钢筋的配料钢筋配料是根据施工图中的构件配筋图，分别计算各种形状和规格的单根钢筋下料长度和根数，填写配料单，申请加工。（1）钢筋下料长度计算：*钢筋因弯曲或弯钩会使其长度变化，在配料中不能直接根据图纸尺寸下料，必须了解对混凝土保护层、钢筋弯曲、弯钩等规定，再按图中尺寸计算其下料长度。3.1钢筋工程各种钢筋下料长度计算如下：直钢筋下料长度＝构件长度－保护层厚度＋弯钩增加长度弯起钢筋下料长度＝直段长度＋斜段长度－弯曲调整值＋弯钩增加长度箍筋下料长度＝箍筋周长＋箍筋调整值

上述钢筋需要搭接时，还应增加钢筋搭接长度。3.1钢筋工程钢筋下料长度计算式中的增加长度和调整值按如下方法确定：①弯曲调整值钢筋弯曲后轴线长度不变，在弯曲处形成圆弧。钢筋的量度方法是沿直线量外包尺寸（图3-13），因此弯曲钢筋的量度尺寸大于下料尺寸，两者之差值称为弯曲调整值。弯曲调整值，根据理论推算并结合实践经验，列于表3-3。②弯钩增加长度钢筋的弯钩形式有：半圆弯钩、直弯钩及斜弯钩。弯钩增加长度，按图3-14所示的计算简图，其计算值为：半圆弯钩6.25d，直弯钩3.5d，斜弯钩4.9d。3.1钢筋工程③弯起钢筋斜长弯起钢筋斜长的计算简图见图3-15，弯起钢筋斜长系数表见表3-4。④箍筋调整值箍筋调整值，即为弯钩增加长度和弯曲调整值两项之差或和，根据箍筋量外包尺寸或内皮尺寸而定（图3-16）。箍筋调整值见表3-5。

3.1钢筋工程2．钢筋的代换*当施工中遇有钢筋的品种或规格与设计要求不符时，可按下述原则进行代换：（1）等强度代换。当构件受强度控制时，钢筋可按强度相等原则进行代换。（2）等面积代换。当构件按最小配筋率配筋时，在征得设计单位同意后，钢筋可按面积相等原则进行代换。（3）当构件受裂缝宽度或抗裂性要求控制时，代换后应进行裂缝或抗裂性验算。钢筋代换后，还应满足钢筋间距、最小直径、最少根数、锚固长度、对称性等构造方面的要求及设计中提出的冲击韧性、抗腐蚀性等特殊要求。

3.1钢筋工程（二）钢筋的加工、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、弯曲等工作。钢筋调直可采用冷拉、锤直、扳直和调直机进行调直的方法。钢筋除锈可采用钢丝刷、在砂堆中往复拉擦、喷砂除锈、酸洗除锈等方法。钢筋剪切可采用钢筋剪切机或手动剪切器。大于ф40的钢筋需用氧