施工不规范常致质量瑕疵，从基本数据谈应对手段

由于施工不规范或施工人员能力和质量意识不足，在施工过程中经常出现某些质量缺陷。例如：混凝土工程中的蜂窝、麻点表面甚至孔洞等缺陷实际上减少了混凝土构件的有效面积。钢结构工程中钢筋的偏差、箍筋间距不均匀也会导致承载力降低。又如，桩基施工时，如果基础不平整，残渣、浮浆不清理干净，就会降低基础的承载力。

由于施工原因或材料原因造成的此类常见质量问题很多，而且是不可避免的。毕竟，建筑生产还没有结束。这些问题势必会对建筑结构的安全产生影响。那么我们用什么手段来处理施工缺陷呢？有哪些不良后果？

本文将从钢筋混凝土结构中的标准值、设计值、特征值等几个基本数据入手，谈谈它们的区别和来源，让大家了解一些基本的结构设计规范。另一方面，施工人员也应该了解什么样的施工缺陷是可以忽略的错误，什么样的施工缺陷是不允许的错误，以便更好地进行施工管理。

结构设计

在钢筋混凝土结构中，标准值、设计值或特征值一般出现在三个地方，一是混凝土，二是钢筋，三是基础。我们从这三个方面来谈谈标准值、设计值、特征值的来源和相互关系：

1、具体：

1、立方体抗压强度标准值：

以C30混凝土为例。 “C”是英文“concrete”的第一个字母，意为混凝土。 “30”表示混凝土立方体抗压强度标准值为“30N/mm2”。

对于混凝土这样的异质材料，每个试件的测量值不会相同，实验结果会有一定程度的离散性。因此，这些“实测值”经过数理统计后得到的数值就是“标准值”，它可以代表该批次混凝土的强度特性。这里可以看出，“标准值”并不是直接测量的，而是对实际测量数据的统计和处理。

当然，标准值并不是简单的算术平均值，因为必须考虑到实际测量值的离散程度不能太大。如果最小值或最大值与中间值相差过大，则中间值不能代表该批混凝土试件的质量。力量。具体考核有详细规定，此处不再赘述。

混凝土压力试验

2、轴压强度标准值：

在工程应用中，混凝土构件是按轴压设计的。但混凝土的实体强度与立方体试件的强度存在差异，因此必须对立方体抗压强度进行换算。混凝土结构设计中使用的修正系数为0.88。

另外，混凝土构件通常是棱柱体而不是立方体，因为立方体试件底部的摩擦力对试件的结合力比棱柱体更大，实验测得的立方体试件的强度肯定高于立方体试件的强度。棱镜。因此，必须降低立方体强度，C50以下普通混凝土的降低系数为0.76。

以上两项为具体结构设计规范。将混凝土结构的实际受力条件与标准实验条件进行比较后，将“立方抗压强度标准值”转换为“轴压强度标准值”。这也是一个计算结果。以C30混凝土为例。立方体抗压强度fcu.k标准值为30N/mm2（f=force，表示强度；cu=cube，表示立方体；k=key，“标准值”），则轴抗压强度标准值fck=30* 0.88*0.76=20.1N/mm2。

3、轴抗压强度设计值：

混凝土的设计强度值是用强度标准值除以混凝土材料分项系数确定的，混凝土材料分项系数为1.4。这是为了考虑到混凝土的非均质性、施工误差等降低混凝土强度的不利因素，采用分项系数来解决或处理。 C30混凝土轴压强度设计值为20.1/1.4=14.3N/mm2。

以C30混凝土为例编制下表，可以看出，从实测值、立方标准值、轴压强度标准值到最终设计值，强度值从30N/mm2逐渐降低到14.3N/毫米2。这实际上是一个不断的“折扣”。在结构设计中，材料的承载能力变小，因此需要更多的材料才能提供相同的承载能力。事实上，增加了承载力储备，提高了结构安全的保证系数。

C30混凝土的各种数值

2、钢筋：

1、屈服强度标准值：

与混凝土材料一样，标准值是实际测量值的数理统计结果。屈服强度是材料屈服的临界强度值。屈服是指应力增加到一定程度后，材料的变形急剧增大，而应力波动很小。以HRB400型钢筋为例，屈服强度fyk标准值为400N/mm2（f=force，表示强度；y=yield，表示屈服；k=key，表示“标准值”）。所有普通钢筋的屈服强度标准值等于钢筋规范中的值。

2、极限强度标准值：

极限强度代表材料可以承受的最大强度（拉伸断裂）。对于钢筋来说，其极限强度大于屈服强度。达到屈服强度后，钢筋将发生较大的变形（伸长）。虽然承载力尚未达到极限，但变形量足以使建筑物无法满足正常使用要求，例如：楼板开裂、梁弯曲、装饰损坏等。因此，在建筑结构中，能够代表钢筋强度的就是屈服强度。非终极力量。

但极限强度超过屈服强度越多，结构承载力储备的空间就越大。钢筋达到屈服（大变形）后，有足够的反应时间来应对即将发生的结构破坏。这就是结构设计中规定“强度屈服比”的意义。强度屈服比越大，储备承载力越大，发生突发破坏的可能性就越小。

钢筋极限强度标准值通常用fstk表示（st=strength，表示强度；f、k同上）。以HRB400钢筋为例，极限强度fstk标准值为540Mpa（试验所得）。可见强度屈服比=540/400=1.35，强度余量充足。

钢筋测试

3、抗拉强度设计值：

钢筋的强度设计值是标准强度值除以材料分项系数γs所得的值。对于延展性好的热轧钢筋，γs为1.10。但新纳入的高强500MPa钢筋的安全储备量适当提高，设定为1.15。与混凝土一样，设计值使用材料成分系数，这实际上是安全储备。

钢筋抗拉强度的设计值是屈服强度以上的系数折减值，而不是极限强度。因此，以HRB400型钢筋为例，其抗拉强度设计值fy=400/1.1=360N/mm2。同理，对于HPB300钢筋，fy=300/1.1=270N/mm2；对于HRB335钢筋，fy=335/1.1=300N/mm2。

3. 基础：

1、岩石单轴抗压强度标准值：

根据岩心试件的实际测量值经过数理统计和修正后得到的值可以代表基岩的承载性能。具体数据详见下表：

岩石单轴抗压强度标准值计算过程

上表是根据《工程测量规范》对9个实测值进行统计修正后计算出的“标准值”。简而言之，标准值是能够代表一组试件的最合理的值。

2、地基承载力特征值：

岩石的单轴抗压强度只能代表岩石的力学性能，但对于地基来说，必须考虑整体变形的问题。通常地基的变形是由岩石的均匀性和厚度、上下或周围土层的承载力和厚度等综合因素决定的。

因此，承载力特征值除满足建筑地基的承载力外，还必须保证地基的整体稳定性，使建筑地基的沉降不超过允许值。类似于钢筋的屈服强度与极限强度的关系。只是对于基础来说，“设计值”被“特征值”代替了。特征值是针对基础的，设计值是针对钢筋的。原理是一样的。

如上所述，地基承载力特征值是由岩石性质、场地完整性、分项系数（与材料分项系数类似）等综合因素决定的。例如上表数据显示，泥岩地基承载力特征值=分项系数*岩石自然抗压强度标准值*地基条件系数=0.33*4.9*1.4（较全）=2.264MPA或2264Kpa。

显然，承载力特征值远低于岩石的单轴抗压强度值。修正计算的承载力特征值可作为地基承载力设计的依据。基础设计图中，单桩承载力（KN）特征值实际上是利用基础承载力特征值和基础底部面积计算的，F=P*S。

从上述混凝土、钢筋和基础的设计值来源可以看出，在结构设计时，所用材料的强度以“分项系数”的形式进行了折减，设计值=标准值/材料偏系数，实际上保留了一定的材料强度。

双重保险

另一方面，在结构设计过程中，荷载的设计值也是利用标准值和分项系数来计算的，只不过荷载设计值=标准值*分项系数。例如：均匀荷载的标准值为4kN/m2，设计时必须乘以荷载分量系数。自2019年4月1日起，静载子系数由1.2提高至1.3，活载子系数由1.4提高至1.5。提高荷载系数是保证结构安全最“简单粗暴”的措施之一。

通过对承载力进行折算并增加载荷，从两个方面来设定保险系数。例如：材料承载力为1，荷载为1，此时结构安全保证系数为100%。现在由于材料分项系数和荷载分项系数的存在，材料承载力变成了0.7（综合考虑几种材料的分项系数），荷载变成了1.4（综合考虑几种材料的分项系数）两个负载）。那么整体结构安全保证系数为1.4/0.7*100%=200%。

当然，这只是一个简化的例子。降低承载力同时增加荷载的做法，可以应对因施工失误和材料不均匀而带来的安全隐患。首先，任何情况下都要严格按照设计和施工规范进行施工，不能偷工减料，不能粗暴施工。

另一方面，我们也应该知道，材料的异质性和施工中的偶然错误不会对建筑结构造成毁灭性的破坏。工程设计时设定了足够的安全系数，以应对施工过程中可能出现的错误。对上述问题有定性的认识也是施工人员应具备的知识之一，这样我们才能处理和解决施工过程中出现的各种施工问题和质量问题。