超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
在超長(zhǎng)、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(shí)間跨度長(zhǎng),施工成本高,而且難以保證整體質(zhì)量,給建筑裝飾也帶來(lái)隱患。我們?cè)诠こ淌┕?shí)踐中,利用UEA混凝土補(bǔ)償收縮的原理,采用膨脹加強(qiáng)帶替代后澆帶,實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)鋼筋混凝土的無(wú)逢施工,為同類的工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
2、基本原理
UEA混凝土在硬化過(guò)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(shí),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(guò)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(bǔ)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(zhǎng)大化和復(fù)雜化,取消后澆帶的超長(zhǎng)縫混凝土結(jié)構(gòu)施工必須根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)靈活運(yùn)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(qiáng)帶的性質(zhì)是以較大膨脹應(yīng)力補(bǔ)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(qiáng)帶的間距可控制在40~60m,一般可連續(xù)澆注100~200m超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。
3、工程實(shí)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(zhǎng)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(qiáng)度等級(jí)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(qiáng)帶來(lái)代替,因而主裙樓之間仍存在后澆帶,而主樓全長(zhǎng)層數(shù)無(wú)變化,若設(shè)置后澆帶僅是起到收縮作用。采用UEA補(bǔ)償性混凝土來(lái)代替伸縮縫,實(shí)現(xiàn)無(wú)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(qiáng)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(diǎn)解決超長(zhǎng)無(wú)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(yàn),UEA替代水泥量在10~12%范圍內(nèi),對(duì)混凝土強(qiáng)度不影響,同時(shí)利用收縮膨脹測(cè)定儀測(cè)定,其膨脹率ε2=2-3×10-4,在鋼筋率μ=0.2-0.8%時(shí),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(bǔ)償混凝土在硬化過(guò)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(guò)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(jì)要求,我們確定普通部位膨脹混凝土摻10-12%UEA;膨脹加強(qiáng)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(hào)及抗?jié)B等級(jí)每m3砼材料用量(kg/m3)
3.2筏板膨脹加強(qiáng)帶施工
3.2.1混凝土澆筑方向。首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(shí)澆筑采用斜向推進(jìn)、分層連續(xù)澆筑方法,膨脹加強(qiáng)帶外摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土,澆筑到加強(qiáng)帶時(shí),摻15%UEA的C45、P8大膨脹混凝土,到另一側(cè)時(shí),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(qiáng)帶的設(shè)置。膨脹加強(qiáng)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(diǎn)焊的雙向鋼筋加強(qiáng)網(wǎng)
3.2.3膨脹加強(qiáng)帶處的澆筑方向。4臺(tái)混凝土泵分兩組對(duì)向進(jìn)行,澆筑整個(gè)過(guò)程中,每組中應(yīng)保證1臺(tái)泵退泵連續(xù)澆筑超長(zhǎng)無(wú)縫筏板混凝土,另外1臺(tái)則機(jī)動(dòng)配合塔吊吊斗進(jìn)行膨脹加強(qiáng)帶和墻體混凝土澆筑。
3.2.4主要技術(shù)措施
?、倩炷翝仓r(shí),注意嚴(yán)防其它部位混凝土進(jìn)入膨脹后澆帶內(nèi),以免影響設(shè)計(jì)效果。澆筑混凝土前的潤(rùn)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(jìn)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(diǎn)。對(duì)作業(yè)面散落的混凝土,拆管倒出的混凝土,潤(rùn)管漿等應(yīng)吊出作業(yè)面外。
?、谠诨炷翝仓僚蛎浖訌?qiáng)帶附近時(shí),應(yīng)注意使振動(dòng)棒插搗點(diǎn)與密目快易收口網(wǎng)保持距離不小于30cm,并不得過(guò)振。
?、叟蛎浖訌?qiáng)帶處混凝土采取塔吊吊斗吊運(yùn)和混凝土輸送管泵并用。加強(qiáng)帶處超長(zhǎng)無(wú)縫筏板混凝土澆筑在一側(cè)混凝土澆筑完畢后進(jìn)行,墻體混凝土待該部位超長(zhǎng)無(wú)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(zhǎng)無(wú)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(guò)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(jī)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(hù)才能發(fā)揮UEA混凝土的膨脹效能,必須提高養(yǎng)護(hù)意識(shí),設(shè)立專職養(yǎng)護(hù)人員,建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護(hù)制度?;炷翝仓戤吅蠹磻?yīng)保濕養(yǎng)護(hù)14d.混凝土收平后,即應(yīng)灑水潤(rùn)濕,再用塑料膜嚴(yán)密覆蓋,如蓋麻袋一層。在養(yǎng)護(hù)期噴灑霧狀水保持環(huán)境相對(duì)濕度在80%以上,以減少混凝土干縮。
3.3墻體膨脹加強(qiáng)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(qiáng)帶”的施工方法,即以膨脹加強(qiáng)帶為界,分段澆筑摻12%UEA的C50、P8小膨脹混凝土,養(yǎng)護(hù)28d后,用摻15%UEA的C55、P8大膨脹混凝土回填膨脹加強(qiáng)帶。后澆筑膨脹加強(qiáng)帶可按照傳統(tǒng)后澆帶設(shè)置。
在混凝土澆筑2天后,松動(dòng)模板1-2㎜,在墻體頂部設(shè)置花管淋水養(yǎng)護(hù),拆模后繼續(xù)淋水養(yǎng)護(hù)至14d.
3.4樓板膨脹加強(qiáng)帶施工樓板膨脹加強(qiáng)帶用密目快易收口網(wǎng)隔開,固定方法同筏板。澆筑時(shí)采用齊頭并進(jìn)、連續(xù)澆筑的方法,膨脹加強(qiáng)帶外用摻12%UEA的小膨脹混凝土,澆筑到加強(qiáng)帶時(shí),用摻15%UEA的大膨脹混凝土,到另一側(cè)時(shí),又改為澆筑摻12%UEA混凝土。
4、實(shí)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(guò)25oC.實(shí)現(xiàn)了筏板混凝土澆筑的連續(xù)施工,取得了超長(zhǎng)無(wú)縫結(jié)構(gòu)筏板混凝土澆筑的成功,目前地下室超長(zhǎng)無(wú)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(jì)效益分析本工程地下室至十二層共計(jì)二十八道膨脹加強(qiáng)帶,與樓層板同時(shí)澆筑,省去保護(hù)后澆帶而砌筑的磚墻及上面預(yù)制混凝土蓋板,同時(shí)省去后澆帶的清理工作,后澆帶處鋼筋加強(qiáng)部分亦省略,每道膨脹加強(qiáng)帶與板同時(shí)澆筑,省略腳手架的后期搭設(shè),降低了工程造價(jià)。
4.3工期對(duì)比按常規(guī)設(shè)計(jì)要求,每30-40m設(shè)一道后澆帶,等主體結(jié)構(gòu)封頂一個(gè)月且月沉降量小于0.05㎜后,再回填膨脹混凝土,將延長(zhǎng)工期60天左右。本工程采用超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)后,每樓層混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑施工,縮短了工期,僅用了128天時(shí)間就完成了36000平方米的結(jié)構(gòu)施工。
5、結(jié)束語(yǔ)
超長(zhǎng)無(wú)縫混凝土結(jié)構(gòu)是以UEA補(bǔ)償收縮混凝土為結(jié)構(gòu)材料,以加強(qiáng)帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一種新工藝。在本工程中,對(duì)底板和樓板采用加強(qiáng)帶取代后澆帶,證明采用超長(zhǎng)無(wú)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(jiǎn)化了施工工序、縮短了工期,降低了工程成本。
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