某體育館清水混凝土施工技術(shù)

某體育館清水混凝土施工技術(shù)研究1．概況1.1清水混凝土概況根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首層至四層（即9.89m以上）周邊20棵承重柱為高標(biāo)準(zhǔn)清水混凝土。其中，1200×3500mm的KZ1（矩形柱）共計(jì)16個(gè)，1200×4350mm的KZ2（異形柱）共計(jì)4個(gè)。柱頂標(biāo)高均為28.600m，KZ1、KZ2在首層（標(biāo)高9.890m）以上由連墻柱變?yōu)楠?dú)立柱。首層和二層之間沒有頂板、此部分框架柱高7800mm，二層頂板處KZ柱兩側(cè)有600×1800mm的框架梁。三至四層（即上看臺(tái)層）框架柱高10910mm，頂板處KZ柱兩側(cè)有400×1800mm的框架梁，有柱間支撐處頂板厚180～750mm、無柱間支撐處頂板厚180mm。柱子受力鋼筋為Ⅲ32、箍筋和拉鉤為Ⅱ12，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。1.2清水混凝土柱設(shè)計(jì)要求和外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.2.1清水混凝土柱設(shè)計(jì)要求（1）模板：模板尺寸為1088（1087）×1950（2060）、1200（1150）×1750（2060），每塊模板布置6個(gè)對拉螺栓。對拉螺栓采用通長Φ16超強(qiáng)冷拉螺桿，螺栓孔用密封材料封頭，并將洞口用同顏色水泥封好。（2）顏色：所有清水混凝土表面應(yīng)保持顏色一致，顏色為淺灰色。（3）縫處理：清水混凝土柱上的禪縫，模板之間的縫，保留線條，略做打磨。（4）試驗(yàn)：在正式澆筑柱混凝土前，施工單位應(yīng)與設(shè)計(jì)就模板、穿墻螺栓、表面顏色、設(shè)施設(shè)置、表面涂料選擇等問題通過實(shí)樣進(jìn)行最后確定，然后方可大面積施工。1.2.2外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（1）軸線通直、尺寸準(zhǔn)確、棱角方正、線條順直；（2）表面平整、清潔、色澤一致；（3）表面無蜂窩、麻面、裂紋和露筋現(xiàn)象；（4）表面無明顯氣泡，無砂帶和黑斑，無需裝飾粉刷或僅進(jìn)行涂料罩面即可達(dá)到相當(dāng)于高級(jí)抹灰的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；（5）模板接縫、對拉螺栓和施工縫留設(shè)有規(guī)律性，上下樓層的連接面搭接平整；（6）模板接縫與施工縫處無掛漿、漏漿。1.3清水混凝土柱澆筑高度根據(jù)體育館施工總體部署及進(jìn)度要求，首層到二層KZ1、KZ2第一步混凝土澆筑高度由標(biāo)高9.890m到標(biāo)高15.850m，即1800mm框架梁底面標(biāo)高以下40mm處，模板支設(shè)高度為5960mm；第二步KZ1、KZ2、框架梁與標(biāo)高為17.69m的頂板同時(shí)澆筑混凝土，即由標(biāo)高15.850m澆筑到標(biāo)高17.69m，模板支設(shè)高度為2165mm。三層第一步混凝土澆筑高度由標(biāo)高17.69m到標(biāo)高25.60m（模板支設(shè)高度為7960mm），第二步清水混凝土柱、1800mm高框架梁與750mm頂板同時(shí)澆筑混凝土，標(biāo)高為28.6m。2．施工難點(diǎn)分析與解決思路針對現(xiàn)場情況和設(shè)計(jì)要求，我們認(rèn)真分析了清水混凝土柱的施工難點(diǎn)并研究了解決思路和具體措施，精心編制施工方案、精心組織施工，認(rèn)真抓好清水混凝土施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)，較好地完成了施工任務(wù)。2.1施工難點(diǎn)（1）清水混凝土柱的截面尺寸大，最小邊長為1200mm，最大邊長4350mm，屬于大體積混凝土施工范疇；（2）設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)高，為了與外立面玻璃幕墻水平、豎向分格縫相對應(yīng)，對清水混凝土柱所用對拉螺栓的數(shù)量和位置均有明確要求，螺栓中心允許誤差10mm，對柱面模板加工的要求較高；（3）清水混凝土柱配筋數(shù)量多，KZ1有172根直徑32的主筋、KZ2有162根直徑32的主筋；此外清水混凝土柱跟框架梁有多處交叉，框架梁的主筋均在清水混凝土柱內(nèi)錨固，交錯(cuò)復(fù)雜的鋼筋理論最小間距僅為25mm，選擇振搗點(diǎn)困難，混凝土澆筑和振搗不易控制。（4）一次性澆筑高度高，最高澆筑高度7930mm。（5）清水混凝土柱施工跨季節(jié)，從9月初開始，12月中旬結(jié)束，常溫施工和冬期施工均存在，混凝土配合比中外加劑的摻加會(huì)有不同，對清水混凝土柱外觀顏色和氣泡率的一致提出要求。2.2解決思路清水混凝土區(qū)別于普通混凝土的主要特征是，混凝土顏色、表面氣泡的數(shù)量、光潔度、密實(shí)度等觀感效果以及混凝土的耐久性等特性都比普通混凝土要求高。為保證清水混凝土柱的施工質(zhì)量，我們對混凝土原材料的優(yōu)選、配合比的優(yōu)化、生產(chǎn)過程的有效控制以及現(xiàn)場施工過程中的鋼筋綁扎、模板拼縫、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行有效控制，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，從而確保清水混凝土柱的施工質(zhì)量達(dá)到最佳的預(yù)期效果。3．混凝土配合比設(shè)計(jì)由于混凝土原材的選擇及配合比的設(shè)計(jì)對清水混凝土表面觀感具有至關(guān)重要的影響，因此必需對原材進(jìn)行優(yōu)選，對配合比進(jìn)行優(yōu)化。3.1混凝土原材料的優(yōu)選為了避免混凝土表面出現(xiàn)色差等質(zhì)量缺陷，原材料應(yīng)選用同品牌、同規(guī)格、同顏色、同產(chǎn)地。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，本工程對原材進(jìn)行了如下優(yōu)選。（1）水泥：選用太行牌42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，要求含堿量＜0.6%，用量不低于280kg/m3,溫度≤60℃，七天水化熱＜300kJ/kg，定批號(hào)，同一熟料。（2）砂：選用贏盤中砂，細(xì)度模數(shù)為23～28，B類骨料。要求無雜物，含泥量不大于2%，定砂子細(xì)度模數(shù)、定顏色。（3）石子：選用贏盤碎石，粒徑5～25mm連續(xù)級(jí)配，B類骨料。要求含泥量≤1％，定規(guī)格、定顏色。（4）水：采用地下井水。（5）摻合料：用粉煤灰、礦粉等摻合料替代部分水泥，可降低水泥的絕熱溫升，改善混凝土工作性能，減少混凝土冷縮。因此，本工程清水混凝土柱選用了Ⅰ級(jí)粉煤灰和優(yōu)質(zhì)礦渣粉，礦渣粉的比表面積≤400㎡/kg,但不可太細(xì)。（6）高效減水劑：高效減水劑可大幅度降低水灰比，提高混凝土早期和后期強(qiáng)度，對混凝土抗裂有利，但如果摻量過多，混凝土易出現(xiàn)離析、浮漿。因此必須通過試驗(yàn)確定最佳摻量。本工程清水混凝土柱選用RJ-3型減水劑。（7）防凍劑：施工后期進(jìn)入冬施，為防止混凝土凍脹破壞,須在混凝土配比里摻入防凍劑。本工程清水混凝土柱選用FJ1復(fù)合型防凍劑，它兼有防凍、早強(qiáng)和減水三重功效。3.2混凝土配合比為保證清水混凝土柱的澆筑質(zhì)量，避免混凝土表面出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，要求混凝土拌合物的坍落度為200±20mm，初凝時(shí)間為10h～11h，終凝時(shí)間為12h～14h，入模溫度≤30℃，單方堿含量≤3.0kg/m3，氯離子含量≤0.30％，膠凝總量不低于380kg/m3，砂率為37%～45%，氨含量符合GB18588規(guī)范的要求，水膠比≤0.42。根據(jù)上述要求，經(jīng)試驗(yàn)配比，得到C40清水混凝土柱在常溫施工期間和冬期施工期間混凝土配合比如表1和表2。表1C40清水混凝土柱在常溫施工期間配合比（kg/m3）水灰比砂率水泥水砂石RJ-3減水劑粉煤灰礦粉0.3437%320162659112312.08080表2C40清水混凝土柱在冬期施工期間配合比（kg/m3）水灰比砂率水泥水砂石FJ1防凍劑粉煤灰礦粉0.3238%340162667108820.080804．鋼筋工程為保證混凝土拆除模板后無露筋、保護(hù)層過薄現(xiàn)象，達(dá)到清水飾面效果，需從保護(hù)層、鋼筋定位、綁扎等環(huán)節(jié)層層控制。（1）保護(hù)層墊塊柱子鋼筋保護(hù)層為40mm，保護(hù)層墊塊選用與模板點(diǎn)接觸的塑料墊塊，墊塊顏色與混凝土表面顏色接近。在柱子橫向的四個(gè)角點(diǎn)、1200mm中間、3500mm（KZ1）等間距布置五排及4350mm（KZ2）等間距布置六排塑料墊塊，豎向間距600mm，起步墊塊距樓板面200mm。塑料墊塊掛在柱子箍筋上，均勻、統(tǒng)一布置，以保證保護(hù)層的厚度。（2）鋼筋定位考慮到柱面清水效果要求的對拉螺栓位置的準(zhǔn)確性，在下一層柱主筋綁扎前，提前根據(jù)螺栓眼的位置圖調(diào)整主筋位置，使柱主筋錯(cuò)開對拉螺栓位置。同時(shí)在綁扎柱箍筋前，也根據(jù)螺栓位置圖，調(diào)整箍筋的位置，并在柱主筋上劃線表示出箍筋綁扎位置，以保證對拉螺栓的順利穿越。同時(shí)在每一次混凝土澆注面以上，增加兩道柱主筋的內(nèi)外定位框，以確保在澆注過程中柱主筋不位移。為避免澆筑面以上的柱主筋被混凝土污染，在澆注前應(yīng)用塑料布將柱主筋包裹。5．模板工程（1）模板類型及脫模劑的優(yōu)選清水混凝土的表面觀感與模板面板及脫模劑的選擇有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，為了達(dá)到一個(gè)良好的感觀效果，在競賽層我們選擇了三根KZ4（1200mm×2400mm）作為試驗(yàn)柱，選擇不同的模板面板和脫模劑進(jìn)行優(yōu)選。對于模板面板選擇了三種形式：①15mm厚多層板配PVC塑料板作面板；②雙層15mm厚多層板作面板；③進(jìn)口的18mm厚Wisa板作面板。經(jīng)過試驗(yàn)柱的感觀效果比較，三種板材成型混凝土柱面觀感質(zhì)量略有差別：其中PVC塑料板的混凝土表面氣泡較多，接縫不易處理，且在大體積混凝土內(nèi)部升溫后使其產(chǎn)生曲翹變形，造成接縫較明顯，不順直；而Wisa板雖然混凝土表面觀感較好，但是造價(jià)偏高；雙層多層板的混凝土表面觀感與Wisa板基本一致，且造價(jià)較低。因此決定選用雙層多層板模板。這里采用雙層，一是增加模板自身的剛度，二是為了模板板面陰腳拼縫處跑漿，我們對內(nèi)層多層板采用八字硬拼，切口處涂刷兩遍BD—01環(huán)氧保護(hù)劑；外層多層板采用直角硬拼的方式來處理。脫模劑也選用三種，在柱子的四側(cè)柱面分別不刷脫模劑和涂刷水性脫模劑、食用色拉油和地板蠟，來比較效果。從試驗(yàn)柱面四側(cè)看，涂刷地板蠟成型柱面最光滑，且有光澤；涂刷色拉油成型柱面光滑，氣泡少且均勻；涂刷水性脫模劑柱面和不涂刷脫模劑的柱面均出現(xiàn)局部麻面和較大氣泡。綜合經(jīng)濟(jì)因素，決定選用食用色拉油作為清水混凝土柱的脫模劑。（2）模板支撐由于KZ1和KZ2為結(jié)構(gòu)臨邊柱子，僅三個(gè)方向可以斜撐和拉結(jié)。因此臨邊一側(cè)利用對應(yīng)一側(cè)的撐拉組合體系來控制柱子位移和垂直度。并在柱子根部的兩個(gè)腳點(diǎn)分別橫拉一道Φ10水平鋼絲繩，以控制柱子根部的水平位移。柱模每邊設(shè)2根鋼絲繩，固定于事先預(yù)埋在樓板內(nèi)的鋼筋環(huán)上，用經(jīng)緯儀控制，用花蘭螺栓調(diào)節(jié)校正模板垂直度。拉桿與地面夾角為45°，斜撐用可調(diào)頂托的支撐體系，支撐要牢固。柱模板底部用100×100mm方木配合可調(diào)頂托頂住，同時(shí)增加一道接近水平的斜拉鋼絲繩，避免模板根部位移。6．混凝土工程（1）澆筑方法清水混凝土柱均采用地泵配布料桿進(jìn)行澆筑，混凝土采用泵管（或自制漏斗形Ф150鋼管）向下插入柱身的輸送方式，確保自由落差不大于2m。混凝土分層澆筑高度不得超過0.5m，待混凝土充分振搗后，再澆筑上層混凝土。振搗棒根據(jù)澆筑高度選用6m、8m、10m長，表面每間隔50cm作明顯標(biāo)記，控制混凝土澆筑厚度或振搗時(shí)間，每次提升50cm。澆筑前根據(jù)振搗棒理論位置圖在柱模上口用紅漆畫好位置，并提前進(jìn)行下棒試驗(yàn)，保證振搗棒順利下插至柱底面。振搗棒采用部分提前插入，部分隨時(shí)插拔的方式進(jìn)行振搗。操作時(shí)要做到快插慢拔，振搗棒插點(diǎn)要均勻排列，移動(dòng)間距不大于振搗棒作用半徑的1.5倍。振搗棒理論布置點(diǎn)見圖1，并結(jié)合現(xiàn)場預(yù)插方式進(jìn)行微調(diào)，確保振搗棒插拔順暢及混凝土不漏振。圖1振搗棒平面布置圖振搗時(shí)沿所編序號(hào)，按1→2……→18（或1→2……→16）進(jìn)行振搗，使振搗棒在柱平面范圍不漏插。由于摻加礦粉的混凝土表面，特別是柱頭部位極易出現(xiàn)浮漿，造成柱頭混凝土開裂，因此振搗完成后應(yīng)及時(shí)將浮漿層清理干凈。（2）養(yǎng)護(hù)和保護(hù)柱頂四周混凝土人為抹出3cm高的八字斜坡，中間用來蓄水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，同時(shí)防止鋼筋銹污隨水流到柱側(cè)面。柱側(cè)模在混凝土澆筑1d（冬期施工為2d）后松扣，4d后拆模。柱子養(yǎng)護(hù)采用兩層控制，緊貼柱子用一層5～8mm厚的純白無紡布，外面包裹一層塑料薄膜，并用透明膠帶臨時(shí)粘緊，同時(shí)用8#鉛絲穿過螺栓孔將兩側(cè)的方木擰緊固定后，方可給海綿板灌水養(yǎng)護(hù)柱混凝土，以確保柱子不出現(xiàn)裂縫。冬施期間再外裹一層礦棉