超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
2009-09-15 00:00
1、前言
在超長、超寬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，一般每30－40設(shè)一道后澆帶，等40－50天后再后澆膨脹混凝土，這種常規(guī)后澆帶施工，工序繁多，時間跨度長，施工成本高，而且難以保證整體質(zhì)量，給建筑裝飾也帶來隱患。我們在工程施工實踐中，利用UEA混凝土補償收縮的原理，采用膨脹加強帶替代后澆帶，實現(xiàn)了超長鋼筋混凝土的無逢施工，為同類的工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗。
2、基本原理
UEA混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，在鋼筋和鄰位約束下，鋼筋受拉，而混凝土受壓，當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時，則：Ac.σc=As.Es.ε2設(shè)：μ=As/Ac，則σc=μ。Es.ε2……（1）
式中σc—混凝土預(yù)壓應(yīng)力（Mpa），As—鋼筋截面積，μ—配筋率（%），Ac—混凝土截面積，Es—鋼筋彈性模量（Mpa），ε2—混凝土的限制膨脹率（%）。
由（1）式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，通過調(diào)整UEA的摻量，可使混凝土獲得0.2－0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，根據(jù)水平法向力σx分布曲線，設(shè)想在應(yīng)力大的地方施加較大的膨脹應(yīng)力σc，而在兩側(cè)施加較小的膨脹應(yīng)力，全面地補償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制有序裂縫的出現(xiàn)。
由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長大化和復(fù)雜化，取消后澆帶的超長縫混凝土結(jié)構(gòu)施工必須根據(jù)結(jié)構(gòu)特點靈活運用，沉降縫不能取消，具有沉降性質(zhì)的后澆帶也不能取消。UEA加強帶的性質(zhì)是以較大膨脹應(yīng)力補償溫差收縮應(yīng)力集中的地方，所以，它可以取消后澆帶。加強帶的間距可控制在40～60m，一般可連續(xù)澆注100～200m超長結(jié)構(gòu)。
3、工程實例
某工程為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，底下一層，地上十二層，主樓長為122.8m，最寬為21m，筏板厚度為1.5m，樓板厚度為250㎜、120㎜，地下室墻體厚度為350㎜，砼強度等級為C40－C55.工程主樓層數(shù)為十二層，裙樓層數(shù)為四層，主裙樓之間由于層數(shù)差別較大，后澆帶既起沉降作用，又起伸縮作用，故不可用膨脹加強帶來代替，因而主裙樓之間仍存在后澆帶，而主樓全長層數(shù)無變化，若設(shè)置后澆帶僅是起到收縮作用。采用UEA補償性混凝土來代替伸縮縫，實現(xiàn)無縫施工，在地下室筏板、墻體、主樓各樓層按60m左右設(shè)置一道2m寬限的膨脹帶加強帶（共二道），以控制混凝土溫度、收縮裂縫。
3.1混凝土試配膨脹混凝土的試配，重點解決超長無縫混凝土施工中UEA摻量控制和降低混凝土水化熱。
經(jīng)多次試驗，UEA替代水泥量在10～12%范圍內(nèi)，對混凝土強度不影響，同時利用收縮膨脹測定儀測定，其膨脹率ε2=2－3×10-4，在鋼筋率μ=0.2－0.8%時，可在結(jié)構(gòu)中建立0.2－0.7Mpa的預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力可補償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生溫差和干縮的拉應(yīng)力。
由（1）式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，我們通過調(diào)整UEA的摻量，可以使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。
根據(jù)以上條件和設(shè)計要求，我們確定普通部位膨脹混凝土摻10－12%UEA；膨脹加強帶部位混凝土摻量14—15%UEA.混凝土試配的配合比如下：UEA混凝土配合比砼標(biāo)號及抗?jié)B等級每m3砼材料用量（kg/m3）
3.2筏板膨脹加強帶施工
3.2.1混凝土澆筑方向。首先根據(jù)現(xiàn)場實際情況，商品混凝土供應(yīng)能力，澆筑能力，確定筏板混凝土澆筑方向。施工時澆筑采用斜向推進、分層連續(xù)澆筑方法，膨脹加強帶外摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土，澆筑到加強帶時，摻15%UEA的C45、P8大膨脹混凝土，到另一側(cè)時，又改為澆筑摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土。
3.2.2確定膨脹加強帶的設(shè)置。膨脹加強帶寬為2m，兩側(cè)架快易收口網(wǎng)，為防止混凝土壓破快易收口網(wǎng)，在上下層主筋之間點焊的雙向鋼筋加強網(wǎng)
3.2.3膨脹加強帶處的澆筑方向。4臺混凝土泵分兩組對向進行，澆筑整個過程中，每組中應(yīng)保證1臺泵退泵連續(xù)澆筑超長無縫筏板混凝土，另外1臺則機動配合塔吊吊斗進行膨脹加強帶和墻體混凝土澆筑。
3.2.4主要技術(shù)措施
?、倩炷翝仓r，注意嚴(yán)防其它部位混凝土進入膨脹后澆帶內(nèi)，以免影響設(shè)計效果。澆筑混凝土前的潤管砂漿必須棄置，拆管排除故障或其它原因造成的廢棄混凝土嚴(yán)禁進入工作面。嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位。以免形成潛在的冷縫或薄弱點。對作業(yè)面散落的混凝土，拆管倒出的混凝土，潤管漿等應(yīng)吊出作業(yè)面外。
?、谠诨炷翝仓僚蛎浖訌妿Ц浇鼤r，應(yīng)注意使振動棒插搗點與密目快易收口網(wǎng)保持距離不小于30cm，并不得過振。
?、叟蛎浖訌妿幓炷敛扇∷醯醵返踹\和混凝土輸送管泵并用。加強帶處超長無縫筏板混凝土澆筑在一側(cè)混凝土澆筑完畢后進行，墻體混凝土待該部位超長無縫筏板混凝土初凝后終凝前澆筑。膨脹帶混凝土，振搗棒可靠近密目快易收口網(wǎng)，但不得碰撞。
?、艹L無縫筏板板面上的板面粗鋼筋處，容易在振搗后、初凝前出現(xiàn)早期塑性裂縫和沉降裂縫，必須通過控制下料和二次振搗予以消除，以免成為混凝土的缺陷，導(dǎo)致應(yīng)力集中，影響溫度收縮裂縫的防治效果。底板澆筑至標(biāo)高后，在終凝前用磨光機反復(fù)抹壓多次，防止混凝土表面的沉縮裂縫出現(xiàn)。
⑤膨脹混凝土只有充分濕養(yǎng)護才能發(fā)揮UEA混凝土的膨脹效能，必須提高養(yǎng)護意識，設(shè)立專職養(yǎng)護人員，建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護制度?；炷翝仓戤吅蠹磻?yīng)保濕養(yǎng)護14d.混凝土收平后，即應(yīng)灑水潤濕，再用塑料膜嚴(yán)密覆蓋，如蓋麻袋一層。在養(yǎng)護期噴灑霧狀水保持環(huán)境相對濕度在80%以上，以減少混凝土干縮。
3.3墻體膨脹加強帶施工為釋放部分收縮應(yīng)力，在墻體施工中采用了“后澆膨脹加強帶”的施工方法，即以膨脹加強帶為界，分段澆筑摻12%UEA的C50、P8小膨脹混凝土，養(yǎng)護28d后，用摻15%UEA的C55、P8大膨脹混凝土回填膨脹加強帶。后澆筑膨脹加強帶可按照傳統(tǒng)后澆帶設(shè)置。
在混凝土澆筑2天后，松動模板1－2㎜，在墻體頂部設(shè)置花管淋水養(yǎng)護，拆模后繼續(xù)淋水養(yǎng)護至14d.
3.4樓板膨脹加強帶施工樓板膨脹加強帶用密目快易收口網(wǎng)隔開，固定方法同筏板。澆筑時采用齊頭并進、連續(xù)澆筑的方法，膨脹加強帶外用摻12%UEA的小膨脹混凝土，澆筑到加強帶時，用摻15%UEA的大膨脹混凝土，到另一側(cè)時，又改為澆筑摻12%UEA混凝土。
4、實施效果
4.1工程質(zhì)量按照施工前編制的詳細(xì)可行性的施工方案、技術(shù)交底、嚴(yán)格執(zhí)行，溫度控制的結(jié)果表明，混凝土內(nèi)外溫差未超過25oC.實現(xiàn)了筏板混凝土澆筑的連續(xù)施工，取得了超長無縫結(jié)構(gòu)筏板混凝土澆筑的成功，目前地下室超長無縫結(jié)構(gòu)筏板經(jīng)試水未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，地下室結(jié)構(gòu)已被質(zhì)檢站定為優(yōu)良。
4.2經(jīng)濟效益分析本工程地下室至十二層共計二十八道膨脹加強帶，與樓層板同時澆筑，省去保護后澆帶而砌筑的磚墻及上面預(yù)制混凝土蓋板，同時省去后澆帶的清理工作，后澆帶處鋼筋加強部分亦省略，每道膨脹加強帶與板同時澆筑，省略腳手架的后期搭設(shè)，降低了工程造價。
4.3工期對比按常規(guī)設(shè)計要求，每30－40m設(shè)一道后澆帶，等主體結(jié)構(gòu)封頂一個月且月沉降量小于0.05㎜后，再回填膨脹混凝土，將延長工期60天左右。本工程采用超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)后，每樓層混凝土實現(xiàn)連續(xù)澆筑施工，縮短了工期，僅用了128天時間就完成了36000平方米的結(jié)構(gòu)施工。
5、結(jié)束語
超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)是以UEA補償收縮混凝土為結(jié)構(gòu)材料，以加強帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一種新工藝。在本工程中，對底板和樓板采用加強帶取代后澆帶，證明采用超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一種有效的新型施工工藝，有利于滿足工程質(zhì)量要求和建筑造型的要求，簡化了施工工序、縮短了工期，降低了工程成本。
（中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
在超長、超寬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，一般每30－40設(shè)一道后澆帶，等40－50天后再后澆膨脹混凝土，這種常規(guī)后澆帶施工，工序繁多，時間跨度長，施工成本高，而且難以保證整體質(zhì)量，給建筑裝飾也帶來隱患。我們在工程施工實踐中，利用UEA混凝土補償收縮的原理，采用膨脹加強帶替代后澆帶，實現(xiàn)了超長鋼筋混凝土的無逢施工，為同類的工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗。
2、基本原理
UEA混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，在鋼筋和鄰位約束下，鋼筋受拉，而混凝土受壓，當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時，則：Ac.σc=As.Es.ε2設(shè)：μ=As/Ac，則σc=μ。Es.ε2……（1）
式中σc—混凝土預(yù)壓應(yīng)力（Mpa），As—鋼筋截面積，μ—配筋率（%），Ac—混凝土截面積，Es—鋼筋彈性模量（Mpa），ε2—混凝土的限制膨脹率（%）。
由（1）式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，通過調(diào)整UEA的摻量，可使混凝土獲得0.2－0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，根據(jù)水平法向力σx分布曲線，設(shè)想在應(yīng)力大的地方施加較大的膨脹應(yīng)力σc，而在兩側(cè)施加較小的膨脹應(yīng)力，全面地補償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制有序裂縫的出現(xiàn)。
由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長大化和復(fù)雜化，取消后澆帶的超長縫混凝土結(jié)構(gòu)施工必須根據(jù)結(jié)構(gòu)特點靈活運用，沉降縫不能取消，具有沉降性質(zhì)的后澆帶也不能取消。UEA加強帶的性質(zhì)是以較大膨脹應(yīng)力補償溫差收縮應(yīng)力集中的地方，所以，它可以取消后澆帶。加強帶的間距可控制在40～60m，一般可連續(xù)澆注100～200m超長結(jié)構(gòu)。
3、工程實例
某工程為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，底下一層，地上十二層，主樓長為122.8m，最寬為21m，筏板厚度為1.5m，樓板厚度為250㎜、120㎜，地下室墻體厚度為350㎜，砼強度等級為C40－C55.工程主樓層數(shù)為十二層，裙樓層數(shù)為四層，主裙樓之間由于層數(shù)差別較大，后澆帶既起沉降作用，又起伸縮作用，故不可用膨脹加強帶來代替，因而主裙樓之間仍存在后澆帶，而主樓全長層數(shù)無變化，若設(shè)置后澆帶僅是起到收縮作用。采用UEA補償性混凝土來代替伸縮縫，實現(xiàn)無縫施工，在地下室筏板、墻體、主樓各樓層按60m左右設(shè)置一道2m寬限的膨脹帶加強帶（共二道），以控制混凝土溫度、收縮裂縫。
3.1混凝土試配膨脹混凝土的試配，重點解決超長無縫混凝土施工中UEA摻量控制和降低混凝土水化熱。
經(jīng)多次試驗，UEA替代水泥量在10～12%范圍內(nèi)，對混凝土強度不影響，同時利用收縮膨脹測定儀測定，其膨脹率ε2=2－3×10-4，在鋼筋率μ=0.2－0.8%時，可在結(jié)構(gòu)中建立0.2－0.7Mpa的預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力可補償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生溫差和干縮的拉應(yīng)力。
由（1）式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，我們通過調(diào)整UEA的摻量，可以使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。
根據(jù)以上條件和設(shè)計要求，我們確定普通部位膨脹混凝土摻10－12%UEA；膨脹加強帶部位混凝土摻量14—15%UEA.混凝土試配的配合比如下：UEA混凝土配合比砼標(biāo)號及抗?jié)B等級每m3砼材料用量（kg/m3）
3.2筏板膨脹加強帶施工
3.2.1混凝土澆筑方向。首先根據(jù)現(xiàn)場實際情況，商品混凝土供應(yīng)能力，澆筑能力，確定筏板混凝土澆筑方向。施工時澆筑采用斜向推進、分層連續(xù)澆筑方法，膨脹加強帶外摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土，澆筑到加強帶時，摻15%UEA的C45、P8大膨脹混凝土，到另一側(cè)時，又改為澆筑摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土。
3.2.2確定膨脹加強帶的設(shè)置。膨脹加強帶寬為2m，兩側(cè)架快易收口網(wǎng)，為防止混凝土壓破快易收口網(wǎng)，在上下層主筋之間點焊的雙向鋼筋加強網(wǎng)
3.2.3膨脹加強帶處的澆筑方向。4臺混凝土泵分兩組對向進行，澆筑整個過程中，每組中應(yīng)保證1臺泵退泵連續(xù)澆筑超長無縫筏板混凝土，另外1臺則機動配合塔吊吊斗進行膨脹加強帶和墻體混凝土澆筑。
3.2.4主要技術(shù)措施
?、倩炷翝仓r，注意嚴(yán)防其它部位混凝土進入膨脹后澆帶內(nèi)，以免影響設(shè)計效果。澆筑混凝土前的潤管砂漿必須棄置，拆管排除故障或其它原因造成的廢棄混凝土嚴(yán)禁進入工作面。嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位。以免形成潛在的冷縫或薄弱點。對作業(yè)面散落的混凝土，拆管倒出的混凝土，潤管漿等應(yīng)吊出作業(yè)面外。
?、谠诨炷翝仓僚蛎浖訌妿Ц浇鼤r，應(yīng)注意使振動棒插搗點與密目快易收口網(wǎng)保持距離不小于30cm，并不得過振。
?、叟蛎浖訌妿幓炷敛扇∷醯醵返踹\和混凝土輸送管泵并用。加強帶處超長無縫筏板混凝土澆筑在一側(cè)混凝土澆筑完畢后進行，墻體混凝土待該部位超長無縫筏板混凝土初凝后終凝前澆筑。膨脹帶混凝土，振搗棒可靠近密目快易收口網(wǎng)，但不得碰撞。
?、艹L無縫筏板板面上的板面粗鋼筋處，容易在振搗后、初凝前出現(xiàn)早期塑性裂縫和沉降裂縫，必須通過控制下料和二次振搗予以消除，以免成為混凝土的缺陷，導(dǎo)致應(yīng)力集中，影響溫度收縮裂縫的防治效果。底板澆筑至標(biāo)高后，在終凝前用磨光機反復(fù)抹壓多次，防止混凝土表面的沉縮裂縫出現(xiàn)。
⑤膨脹混凝土只有充分濕養(yǎng)護才能發(fā)揮UEA混凝土的膨脹效能，必須提高養(yǎng)護意識，設(shè)立專職養(yǎng)護人員，建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護制度?；炷翝仓戤吅蠹磻?yīng)保濕養(yǎng)護14d.混凝土收平后，即應(yīng)灑水潤濕，再用塑料膜嚴(yán)密覆蓋，如蓋麻袋一層。在養(yǎng)護期噴灑霧狀水保持環(huán)境相對濕度在80%以上，以減少混凝土干縮。
3.3墻體膨脹加強帶施工為釋放部分收縮應(yīng)力，在墻體施工中采用了“后澆膨脹加強帶”的施工方法，即以膨脹加強帶為界，分段澆筑摻12%UEA的C50、P8小膨脹混凝土，養(yǎng)護28d后，用摻15%UEA的C55、P8大膨脹混凝土回填膨脹加強帶。后澆筑膨脹加強帶可按照傳統(tǒng)后澆帶設(shè)置。
在混凝土澆筑2天后，松動模板1－2㎜，在墻體頂部設(shè)置花管淋水養(yǎng)護，拆模后繼續(xù)淋水養(yǎng)護至14d.
3.4樓板膨脹加強帶施工樓板膨脹加強帶用密目快易收口網(wǎng)隔開，固定方法同筏板。澆筑時采用齊頭并進、連續(xù)澆筑的方法，膨脹加強帶外用摻12%UEA的小膨脹混凝土，澆筑到加強帶時，用摻15%UEA的大膨脹混凝土，到另一側(cè)時，又改為澆筑摻12%UEA混凝土。
4、實施效果
4.1工程質(zhì)量按照施工前編制的詳細(xì)可行性的施工方案、技術(shù)交底、嚴(yán)格執(zhí)行，溫度控制的結(jié)果表明，混凝土內(nèi)外溫差未超過25oC.實現(xiàn)了筏板混凝土澆筑的連續(xù)施工，取得了超長無縫結(jié)構(gòu)筏板混凝土澆筑的成功，目前地下室超長無縫結(jié)構(gòu)筏板經(jīng)試水未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，地下室結(jié)構(gòu)已被質(zhì)檢站定為優(yōu)良。
4.2經(jīng)濟效益分析本工程地下室至十二層共計二十八道膨脹加強帶，與樓層板同時澆筑，省去保護后澆帶而砌筑的磚墻及上面預(yù)制混凝土蓋板，同時省去后澆帶的清理工作，后澆帶處鋼筋加強部分亦省略，每道膨脹加強帶與板同時澆筑，省略腳手架的后期搭設(shè)，降低了工程造價。
4.3工期對比按常規(guī)設(shè)計要求，每30－40m設(shè)一道后澆帶，等主體結(jié)構(gòu)封頂一個月且月沉降量小于0.05㎜后，再回填膨脹混凝土，將延長工期60天左右。本工程采用超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)后，每樓層混凝土實現(xiàn)連續(xù)澆筑施工，縮短了工期，僅用了128天時間就完成了36000平方米的結(jié)構(gòu)施工。
5、結(jié)束語
超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)是以UEA補償收縮混凝土為結(jié)構(gòu)材料，以加強帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一種新工藝。在本工程中，對底板和樓板采用加強帶取代后澆帶，證明采用超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一種有效的新型施工工藝，有利于滿足工程質(zhì)量要求和建筑造型的要求，簡化了施工工序、縮短了工期，降低了工程成本。
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