中美混凝土施工标准对比研究

近年来，中国与美国在混凝土领域的合作项目不断增加，因此必须了解美国的规范和中国规范的差异。目前对中美规范差异的研究十分缺乏，为了提高国内的混凝土施工水平，需要对美国混凝土的规范进行学习以弥补中国施工规范的不足。该文对中国和美国混凝土施工方法进行了深入而系统的比较。混凝土施工包括模板工程、钢筋工程、混凝土工程三部分，该文将从这三部分进行说明。

模板工程

1.1 模板现行规范

国内模板研究起步较晚，相应的标准及规范严重滞后，美国模板权威规范为美国混凝土协会《模板混凝土操作指南》，美标相关模板规范与国标对比见表1。

表1 中美模板标准对比

1.2 中美规范对于荷载的规定

美标和国标都考虑混凝土的浇筑温度、浇筑速度、混凝土的自重、墙和侧压、水平荷载考虑风力荷载、悬索张力、倾斜支撑、机器设备等荷载。国标侧压力的公式见GB50010—2010《混凝土结构设计规范》A.0.4，适用于内振捣。

1.3 模板拆除

国标和美国混凝土标准模板应采取不破坏结构的安全性和耐久性为前提的方式进行拆除，主要保证拆模后而暴露的混凝土应有足够的强度以至于不会由于拆模工程而遭到破坏。

国标规定了拆模时混凝土强度应当满足混凝土拆模及支架要求；当设计无具体要求时，同条件养护试件的混凝土抗压强度应符合GB50010—2010《混凝土结构设计规范》的规定。

钢筋工程

2.1 中美建筑用钢筋标准及应用对比分析

美国建筑用钢筋产品标准如表2所示，主要有美国材料与试验协会( American Society for Testing and Materials，ASTM) 制定的ASTM A615和ASTM A706。在钢筋应用方面，主要有美国混凝土学会( American Concrete Institute，ACI) 制订的钢筋混凝土房屋建筑规范ACI 318。中国主要标准主要有GB1499.1—2008，GB1499.2—2007；在混凝土结构钢筋应用方面现行的国家标准主要有《混凝土结构设计规范》GB50010—2010和《建筑抗震设计规范》GB50011—2010[7]等。

表2 中美建筑用钢筋标准对比

美国ACI318 规范限制75级和80级钢筋在结构中的应用，另外规范要求设计时仔细确认钢筋连接技术和连接成本。我国的设计规范使用的钢筋强度等级最高是400 MPa，而针对500 MPa级钢筋的具体应用技术措施还不完备。

2.2 钢筋应用

我国混凝土结构设计规范GB50010—2010和美国ACI 318同样以60级( 400 MPa) 作为结构主要受力配筋。我国大量使用300 MPa级光圆钢筋作为辅助配筋，而ACI 318为了提高结构稳定性，一般只能使用40级带肋钢筋，光圆钢筋仅允许用于钢筋网片和螺旋箍筋。依据我国实际使用中只能以335 MPa 级替代300 MPa级。

2.3 机械连接与机械锚固

我国规范将钢筋连接强度等级Ⅲ级作为最低要求与ACI 318—2011的12.14.3.2条的规定相同，都规定接头强度应不小于钢筋屈服强度标准值的1.25倍。在机械锚固方面，两国的要求基本相同，倡导采用机械锚固，以节约钢材，方便施工。ACI 318的第12.6.1条、12.6.2 条机械锚固技术方面的规定，比我国混凝土结构设计规范GB50010—2010、JGJ256—2011[8]的相关规定成熟。

混凝土工程

3.1 搅拌、运输和浇筑

美国和中国都规定确认无误后再进行混凝土浇筑。

ACI 318和GB50666—2011[9]混凝土结构工程施工规范都要求：混凝土应该避免离析现象，混凝土应以一定的速度进行浇筑，保证混凝土一直处于塑性状态并且很容易地流进钢筋的空隙之间。任何输送应保证混凝土被输送到浇筑地点不产生灰浆损失或改变混凝土的水灰比、坍落度、空气含量、均匀性。选用什么输送方法需要考虑拌合物的成分和比例、浇筑类型、浇筑可接近性，要求的输送性能、搅拌站的地点及气候条件。

不同之处在于GB50666—2011标准规定混凝土浇筑和振捣应采取防止模板、钢筋、钢构、预埋件及其定位件移位的措施。规定可以通过采取二次添加外加剂的方式保证混凝土的工作性；ACI 318规定了多种浇筑运输设备的运输浇筑相关的规定，并规定了运输时间。

3.2 混凝土的测试

中美坍落度测试方法的适用范围见表3

表3 中美坍落度测试方法的适用范围

美国规范ACI 301 M—05第5.3.6.5节和中国规范GB 50164—2011第6.7.7条都要求测试恒温温度，美标规定当混凝土表面的温度与周围环境温度相差11 ℃以内时，可以取消保护：大体积混凝土的表面温度的控制除特别声明外，逐步冷却混凝土使其表面温度的下降在任一24 h期间都不超过11 ℃；为防止混凝土受冻，规定当混凝土表面温度在24 h的下降幅度不超过表4中的值时，可以取消保护。

表4 表面温度下降幅度限值

国标规定当表面与外界温差不大于20 ℃时，方可撤除养护措施或构件出池。大体积混凝土的养护应进行热工计算确定其保温、保湿或降温措施，并应设置测温孔或埋设热电偶等测定混凝土内部和表面的温度，使温差控制在设计要求的范围以内。当无设计要求时，温差不宜超过25 ℃；冬季施工时，模板和保温层应在混凝土冷却到5 ℃后方可拆除。当混凝土温度与外界温度相差大于20 ℃时，拆模后的混凝土应临时覆盖，使其缓慢冷却。

结 论

国内模板研究起步较晚，一直处于混乱状态，相应的标准及规范滞后；美国建筑用钢筋标准规范体系完善并有超前意识，钢筋级别设置合理。国标和美国混凝土标准模板应采取不破坏结构的安全性和耐久性为前提的方式进行拆除；美标则无具体强度数据指标，但是需要足够的强度。美国行业内设计、生产、管理等部门在钢筋应用技术、认识和操作上都有较高水平，值得我国借鉴。

美国和中国都规定确认无误后再进行混凝土浇筑。美国规范和中国规范对混凝土浇筑过程中和浇筑后的温度规定不同；美标规定当混凝土表面的温度与周围环境温度相差11 ℃以内时，可以取消保护，国标规定当表面与外界温差不大于20 ℃时，方可撤除养护措施或构件出池。