談現(xiàn)場監(jiān)理學(xué)習(xí)掌握試驗知識的重要性

周朝升

（江蘇東方建設(shè)項目管理咨詢有限公司， 江蘇 常州 213000）

談現(xiàn)場監(jiān)理學(xué)習(xí)掌握試驗知識的重要性

周朝升

（江蘇東方建設(shè)項目管理咨詢有限公司， 江蘇 常州 213000）

通過分析現(xiàn)場監(jiān)理崗位工作的性質(zhì)特點，闡述了施工現(xiàn)場監(jiān)理人員學(xué)習(xí)掌握相關(guān)試驗知識的重要性。并結(jié)合水泥混凝土施工強度控制與道路施工壓實度控制等實際問題，舉例說明試驗方面的知識，對于施工方法及具體操作有參考與指導(dǎo)作用。

現(xiàn)場監(jiān)理；施工規(guī)范；試驗規(guī)程；密度標(biāo)準(zhǔn)；壓實密度

0 引 言

有效地進行工程質(zhì)量控制，是監(jiān)理工作的首要目標(biāo)，也是一切工作的重中之重。新世紀(jì)初以來，人們對于工程監(jiān)理隊伍的職業(yè)素質(zhì)問題產(chǎn)生質(zhì)疑。歸根結(jié)底，就是批評監(jiān)理人員在工程質(zhì)量控制能力方面的表現(xiàn)，不能盡如人意。

長期以來，許多現(xiàn)場監(jiān)理人員的專業(yè)知識，是通過學(xué)習(xí)和熟悉施工規(guī)范、設(shè)計圖紙、施工方案得到的。但是，在這些文件資料中，主要是要求人們該怎么做，卻很少說明為什么要這么做。因此，有些現(xiàn)場監(jiān)理人員的專業(yè)知識猶如無根之木、無源之水。在工作中的表現(xiàn)，往往是膚淺的、表面性的。筆者以為，如果現(xiàn)場監(jiān)理人員認(rèn)真探討試驗規(guī)程與施工規(guī)范及施工方法之間的內(nèi)在聯(lián)系，將試驗知識與施工理論、實踐經(jīng)驗很好地結(jié)合起來，對于提高現(xiàn)場監(jiān)理的理論水平，將會收到事半功倍的效果。

1 現(xiàn)場監(jiān)理工作性質(zhì)及特點

在監(jiān)理行業(yè)內(nèi)部，對于現(xiàn)場監(jiān)理崗位職責(zé)的界定，是直接對施工過程中的工程質(zhì)量問題負責(zé)。無論是審核開工前各項準(zhǔn)備工作情況，還是采取巡視監(jiān)理或旁站監(jiān)理方式，都是為了對施工現(xiàn)場的組織管理狀態(tài)與具體操作規(guī)范程度實施有效監(jiān)控，達到在保證工程質(zhì)量的前提下順利施工的目的。

評價工程質(zhì)量的優(yōu)劣，一般有內(nèi)部質(zhì)量和外部質(zhì)量兩個方面的衡量標(biāo)準(zhǔn)。在施工過程中，試驗工作主要是為了控制建筑材料的質(zhì)量，測量工作主要是控制構(gòu)造物的幾何形狀。在試驗與測量成果的基礎(chǔ)上，采取科學(xué)合理的施工方法，使構(gòu)造物達到“內(nèi)實外美”的效果。從某種角度說，構(gòu)造物的外觀質(zhì)量，主要是由施工方法(包括測量的準(zhǔn)確性與具體操作的規(guī)范程度)所決定的。結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部質(zhì)量，則不僅取決于施工方法問題，還取決于建筑材料的質(zhì)量。值得注意的是，一般的外觀質(zhì)量問題，可以通過修飾的手段進行彌補。而內(nèi)部質(zhì)量問題，大多需要改變設(shè)計形式或采取返工處理，勢必要造成一定的經(jīng)濟損失。有些現(xiàn)場監(jiān)理人員重視工程外觀問題而忽視工程內(nèi)在質(zhì)量，無疑是本末倒置了。

嚴(yán)格地說，現(xiàn)場監(jiān)理人員不但應(yīng)該熟悉施工組織管理和施工方法、工藝，也應(yīng)該掌握一些相關(guān)的測量與試驗方面的基本知識。尤其是應(yīng)該學(xué)習(xí)并掌握一些試驗方面的知識，才能深刻了解建筑材料的技術(shù)特性與工程特性，清楚施工方法及工藝的合理性與可行性，達到“事前監(jiān)理” 的專業(yè)水平。

在此，舉兩個簡單的例子，解說試驗方面的知識對于施工方法及具體操作的參考與指導(dǎo)作用這個問題。

2 水泥混凝土強度控制問題

2.1 塑性水泥混凝土配合比設(shè)計步驟

水泥混凝土主要由水泥、砂、石子、水四種材料組成，有時根據(jù)某些特殊情況摻入極少量的外加劑。水泥混凝土配合比設(shè)計有幾種計算方法,試驗人員大多習(xí)慣采用假定容重法，也有人采用絕對體積法?，F(xiàn)在以假定容重法計算為例，一般計算步驟如下。

(1)根據(jù)設(shè)計要求的水泥混凝土強度、強度保證率系數(shù)、水泥強度等級值的富余系數(shù)、強度校正系數(shù)等，確定水泥混凝土配制強度(MPa)；

(2)計算水灰比；

(3)根據(jù)施工所要求的坍落度和骨料最大粒徑，確定每立方米拌和物的用水量(kg)；

(4)根據(jù)己知的水灰比，計算每立方米拌和物的水泥用量(kg)；

(5)根據(jù)施工所要求的坍落度和骨料最大粒徑，確定每立方米拌和物的含砂率(%)；

(6)根據(jù)不同強度等級每立方米拌和物的假定重量(一般取值為 2 350 kg～2 450 kg)，分別減去水、水泥、砂的重量，即為石子重量(kg)；

(7)按照施工規(guī)范要求和廠家提供的使用說明書,確定每立方米水泥混凝土拌和物摻加劑的用量(kg)；

(8)根據(jù)所使用摻加劑(如減水劑)的性能以及從便于具體操作等因素考慮，對各種材料用量作適當(dāng)調(diào)整；

(9)分別計算出以水泥用量為“1”的其他材料的用量比例。

2.2 水泥混凝土配制強度計算公式

一般強度等級混凝土拌和物的水灰比計算公式

由上式推導(dǎo)為下列水泥混凝土配制強度計算公式Fcu,o =A·C·Fce/W-A·B·Fce

式中：Fcu,o—水泥混凝土配制強度(MPa)；

C—每立方米拌和物用水量(kg)；

W—每立方米拌和物水泥用量(kg)；

Fce—水泥實際強度(MPa)；

A、B—用碎石或卵石的回歸系數(shù)。

2.3 水泥混凝土拌和物的試驗檢測方法

為驗證水泥混凝土配合比的可行性，需要對拌和物進行坍落度檢測和抗壓強度試驗。

2.3.1 坍落度檢測方法一般水泥混凝土拌和物的骨料最大粒徑小于 50 mm、坍落度不大于 7 mm 時, 采用底徑為 200 mm、頂徑為 100 mm、高度為 300 mm 的標(biāo)準(zhǔn)筒。試驗規(guī)程要求將拌和物分 3 次裝入筒內(nèi), 每層稍高于筒高的 1/3。每層搗 25 次, 沿螺旋線由邊緣向中心插搗。從裝料到提筒在 5s～10s 時間內(nèi)完成。

2.3.2 水泥混凝土抗壓強度試件制作方法(見表 1)

表1 水泥混凝土抗壓強度試件制作方法

搗固方式可參考坍落度檢測。

2.4 影響水泥混凝土強度的主要因素

除了各種材料質(zhì)量與配合比外，其他影響水泥混凝土強度的因素還很多。有些因素是比較明顯的，比如拌和質(zhì)量、振搗方法、施工溫度、工后養(yǎng)護等。有些因素是隱性的，比如同一組試件，抗壓強度各不相同，有時甚至差異懸殊。對于這種現(xiàn)象，即使經(jīng)驗豐富的試驗人員也很難給出令人信服的解釋。通過上述水泥混凝土配合比計算方式、強度計算方式和拌合物的試驗檢測方法等，可以從中領(lǐng)悟到水泥混凝土施工過程中加強質(zhì)量控制方面的很多信息。在此僅圍繞本文中心議題，提出以下幾個觀點。

(1)在原材料質(zhì)量合格的前提下，在配合比設(shè)計的過程中，考慮影響水泥混凝土強度的主要因素是水泥強度、水灰比及石子的比表面積。

(2)用同樣水灰比的水泥漿，其用量的增減與拌和物的坍落度有關(guān)，而與混凝土抗壓強度無關(guān)。

(3)水泥混凝土試件制作，特別強調(diào)振搗方法與“夯擊功”。至少說明兩點：一是搗固方法對于水泥混凝土強度的形成，是一個至關(guān)重要的因素；二是只有按照試驗規(guī)程要求的“夯擊功” 標(biāo)準(zhǔn)對拌合物進行搗固，所制作試件得到的抗壓強度，才是真正理論意義上的抗壓強度。

2.5 水泥混凝土施工參考實例及注意事項

例 l：上世紀(jì) 90 年代中期，內(nèi)蒙古烏蘭察布西部地區(qū)修建 1 條三級公路，其中有 1 座多孔 13 m 跨徑的簡支梁(板)中橋。預(yù)制板在長途拉運過程中，有 5 塊蓋板因山路崎嶇顛簸而斷裂。為了節(jié)省工期，決定將此 5 塊板廢棄進行現(xiàn)場澆筑。澆筑混凝土過程中，振搗設(shè)備突然發(fā)生故障。通知修理工趕到施工現(xiàn)場排除故障，需要一定的時間。當(dāng)時使用的是滾筒式攪拌機，施工進度緩慢。先前入模的拌和物己逐漸凝固，后入模的拌和物尚未進行振搗。如果間歇時間過長，蓋板的整體質(zhì)量與受力狀況必定會受到嚴(yán)重影響，甚至需要返工。領(lǐng)工員急忙帶領(lǐng)大家進行人工振搗，但根本無濟于事?，F(xiàn)場監(jiān)理人員提議，按照拌和物的水灰比調(diào)制一些水泥漿，灑布在拌和物上面。以此增加拌和物的和易性，便于人工振搗。盡量延長拌合物凝固時間, 等待恢復(fù)施工?，F(xiàn)此處現(xiàn)澆蓋板處通車近 20 年，仍安然無恙。

例 2：很多工程項目在水泥混凝土施工時，常常安排民工制作抗壓試件?？墒?，普通民工并不清楚水泥混凝土的特性，不了解試件制作方法。常常有使用離析的拌和物制作試件、隨意性地搗固、不適時養(yǎng)護等現(xiàn)象。有時唯恐試件強度不合格，還自作聰明地往拌合物中摻些水泥。這樣使得拌和質(zhì)量比較穩(wěn)定的商品混凝土，也常常出現(xiàn)試件的抗壓強度忽高忽低的現(xiàn)象。這樣制作的試件，不具備真實性和代表性，也違背了試驗工作的本意。倘若因為試件制作方法不當(dāng)而導(dǎo)致水泥混凝土工程返工，只能歸罪于工作人員不負責(zé)或?qū)I(yè)水平太低而造成的。

例 3：有些水泥混凝土結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸出現(xiàn)問題。比如走模變形，主要是現(xiàn)場監(jiān)理人員與施工人員缺乏水泥混凝土的澆注方式及機械振搗過程中對不同結(jié)構(gòu)形狀及部位的模板所產(chǎn)生的沖擊力方面的知識，沒有采取有效的預(yù)防措施。至于外觀方面的問題，則多數(shù)是由于漏振、少振或過振等不規(guī)范操作造成的。

3 道路施工的壓實度控制問題

3.1 標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗與密度標(biāo)準(zhǔn)

(1)很多工程建設(shè)項目的設(shè)計文件中，明確要求采用重型擊實標(biāo)準(zhǔn)。重型擊實試驗按照筑路材料中最大粒徑的差別，規(guī)定了兩種試驗方法。長期以來，人們普遍采用內(nèi)徑15.2 cm、高 17 cm 的試筒； 分 3 層裝料、每層落錘 98 擊的“Ⅱ—2” 類試驗方法。

(2)擊實試驗方法：即將同一批具有代表性的土、砂礫、穩(wěn)定土等筑路材料，分成 5 份以上不同含水量的試驗樣品。在規(guī)定的夯擊功作用下，得到各個樣品的干密度與其對應(yīng)的含水量數(shù)據(jù)。以干密度為縱坐標(biāo)，含水量為橫坐標(biāo)繪制關(guān)系曲線。駝峰線的最高點，即為最大干密度值及對應(yīng)的最佳含水量。

(3)最大干密度是施工壓實密度的參照標(biāo)準(zhǔn)。施工中檢測的干密度與標(biāo)準(zhǔn)密度的比值，即為壓實密度。

(4)因為采用砂礫類筑路材料擊實試驗的樣品，往往與施工路段中各檢測點的用料存在很大的差別，不能準(zhǔn)確地反映施工現(xiàn)場實際壓實情況。因此，大約從本世紀(jì)初起，改用“含石量—干密度工作曲線” 計算壓實密度，即將 10% 的含石量作為一個試樣級別，分別做擊實試驗求得最大干密度。施工現(xiàn)場檢測壓實密度，按照檢測點的實際含石量，以上一級別含石量的最大干密度作為密度標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 影響壓實密度的主要因素

影響壓實密度的因素很多，通過標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗與確定密度標(biāo)準(zhǔn)的方法，對道路施工中的壓實密度控制問題，有幾點重要的啟示。

(1)試樣的代表性問題。用于擊實試驗的樣品，決定了試驗結(jié)果。所確定的密度標(biāo)準(zhǔn)，直接影響到推算壓實密度的準(zhǔn)確性。

(2)類似土、砂礫、穩(wěn)定土等筑路材料中的含水量，是決定碾壓效果的最關(guān)鍵的因素。

(3)確保壓實機械噸位與碾壓遍數(shù)，是提高壓實密度的主要措施。

(4)如果筑路材料中的礫石含量較高，采用“含石量—干密度工作曲線”擴大密度標(biāo)準(zhǔn)范圍，能提高壓實密度檢測的準(zhǔn)確性。

3.3 道路施工參考實例及注意事項

例 1：關(guān)于筑路材料的含水量問題。上世紀(jì) 90 年代中期，內(nèi)蒙古烏蘭察布西部地區(qū)修建 1 條三級公路，沿線嚴(yán)重干旱缺水。當(dāng)時還沒有實行施工管理崗位與工程監(jiān)理崗位資格審核制度，施工技術(shù)力量普遍比較薄弱。施工單位為保證路基工程進度，無論土方或砂礫中天然含水量多少，照樣拉料灘鋪碾壓向前推進。某施工技術(shù)員發(fā)覺這樣盲目施工存在的工程質(zhì)量隱患，在一次會議上提出筑路材料中的含水量問題。并以路面天然級配砂礫底基層為例，計算用水量方法為：工作面長度(m)×底基層設(shè)計寬度(m)×底基層設(shè)計厚度(m)×最大干密度(g/cm3)＝每工作面長度天然砂礫總重量(t)；天然砂礫總重量(t)×(最佳含水量%－天然含水量%)÷每輛灑水車運水量(t)＝每工作面長度中灑水車工作量(車次)。因為當(dāng)時施工取水確實很困難，更重要的是施工負責(zé)人缺乏施工經(jīng)驗，更沒有試驗方面的知識。當(dāng)施工技術(shù)員將用水量計算方法及計算結(jié)果公布之后，施工負責(zé)人和一部分群眾似乎感到不可思議，發(fā)出一陣嘲笑。施工技術(shù)員的提議非但沒有引起重視，反倒落得自討沒趣。當(dāng)時名義上的工程監(jiān)理是由建設(shè)方(項目法人)從內(nèi)部單位抽調(diào)來的幾個普通職工，基本上無所作為。此后，施工一如既往地進行。該工程竣工之后，經(jīng)過幾度春融雪化和交通行車，路面便出現(xiàn)大面積翻漿，路基高填方地段出現(xiàn)局部塌陷和縱向裂縫。筆者以為，導(dǎo)致發(fā)生工程質(zhì)量事故的原因很多，但是筑路材料中含水量過少，達不到規(guī)范與設(shè)計要求的壓實密度，整體穩(wěn)定性差，則是其中最主要的原因。

例 2：關(guān)于密度標(biāo)準(zhǔn)問題。①2002 年，呼和浩特市武川縣某三級公路改建。工程項目部工地實驗室向監(jiān)理申報，路面天然級配砂礫底基層密度標(biāo)準(zhǔn)為 1.86 g/cm3；②2007 年，呼和浩特市土左旗某三級公路改建，駐地監(jiān)理試驗室復(fù)核，密度標(biāo)準(zhǔn)為 2.39 g/cm3。③2011 年，呼和浩特市—武川縣修建一級公路。天然級配砂礫為筑路材料時，采用“含石量—干密度工作曲線” 測算壓實密度。試驗結(jié)果顯示如表 2。

礫石含量/% 20 30 40 50 60最大干密度/g·cm-32.20 2.24 2.25 2.26 2.29

含水率/% 5.6 5.0 5.3 5.5 5.0

將上述試驗結(jié)果相互參照印證，便可得出下列結(jié)論。

(1)兩個三級公路改建工程試驗室提出的天然級配砂礫最大干密度都“不靠譜”，不能作為施工密度標(biāo)準(zhǔn)。

(2)或許提出 1.86 g/cm3和 2.39 g/cm3兩個數(shù)據(jù)，都是經(jīng)過試驗得出的結(jié)果。但是，若不是試樣不具備代表性，便是料場的天然砂礫顆粒級配不符合設(shè)計要求。

(3)這兩個試驗室負責(zé)人對密度標(biāo)準(zhǔn)在道路施工質(zhì)量控制中的嚴(yán)肅性認(rèn)識不足，缺乏統(tǒng)籌考慮和處理具體技術(shù)問題的專業(yè)水平。

4 結(jié) 語

近年來，隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，工程試驗儀器設(shè)備及檢測方法有了很大的改變。比如上述的廠內(nèi)水泥混凝土試件制作，已由人工搗固改為機械振動；標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗已由人工錘擊改為電動錘擊等。但是“萬變不離其宗”，確定試驗方法的基本原理是不會輕易改變的?，F(xiàn)場監(jiān)理人員學(xué)習(xí)掌握一些試驗方面的知識，不但可以充實完善專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，對于提高工程質(zhì)量監(jiān)理方面的理論水平，也不失為一條有效的捷徑。

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2015-08-14