混凝土超長結構施工技術方案

混凝土超長結構施工技術方案

梁板混凝土超長結構施工技術方案一、工程概況本工程位于XXXX地區(qū)，為框剪結構,采用預應力混凝土管樁承臺基礎，安全等級二級,使用年限50年。全部為地上結構，共九層。長78600mm，寬14000mm，混凝土強度等級為C30，板厚150~。長向長度超過了規(guī)范規(guī)定的伸縮縫間距要求后澆帶影響工期，且處理不好會留下開裂滲水隱患。經(jīng)幾方溝通和技術交流后，采用中國建筑材料科學研究總院的超長結構無縫施工技術，取消溫度后澆帶，連續(xù)澆筑混凝土。經(jīng)與設計單位溝通后，調整了部分鋼筋配置。采用小直徑小間距配筋，同時拉通部分相對薄弱位置的上層筋。盡量減低溫度應力對混凝土產(chǎn)生的拉應力影響。二、梁板裂縫概述框架結構的梁板一般來說在溫度應力作用下，由于結構本身外部或內部的約束，容易引起拉應力，使結構物產(chǎn)生裂縫。這種裂縫在實際工程中頗為常見，裂縫寬度0.3至數(shù)毫米，雖然其危害程度較輕微，一般沒有承載力不足的危險，但對于持久強度以及抗?jié)B功能卻會帶來一定影響，應當盡量加以控制，減少裂縫產(chǎn)生的數(shù)量和寬度。裂縫出現(xiàn)在板上者常為貫穿裂縫，出現(xiàn)在梁上者，常為表面裂縫。板的平面為矩形，則裂縫方向與較長邊垂直。如超長工程，則與長邊垂直和平行方向均會產(chǎn)生裂縫。板的裂縫是由降溫及收縮引起，當結構周圍的氣溫及濕度變化較大時，梁板都要產(chǎn)生變形――溫度變形及收縮變形，從而產(chǎn)生開裂。梁板的裂縫出現(xiàn)時間一般在7天～3個月，此后趨于穩(wěn)定。裂縫一般在最冷、最熱季節(jié)施工時更容易產(chǎn)生。梁板結構的最大拉應力一般出現(xiàn)在中部，只要使梁板中部的最大拉應力σxmax小于混凝土的抗拉強度，或混凝土中部的最大收縮ε小于混凝土的極限延伸率p,則混凝土不會開裂。三、采用膨脹混凝土控制裂縫的基本原則為控制混凝土的裂縫，傳統(tǒng)的方法是采用“放”的原則，最常用的方法是設置“后澆帶”或永久伸縮縫。本工程采用膨脹混凝土解決混凝土的超長施工問題。采用的是“抗”、“放”結合的原則，一是利用鋼筋的約束以及膨脹混凝土的微膨脹作用，在混凝土中產(chǎn)生一定的預壓應力，來抵消混凝土硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應力，這是“抗”的原則；二是間隔一定的距離設一道“施工縫”，這是“放”的原則，留縫的位置建議設置在原后澆帶處。在混凝土中摻加適量的ZU-CM高性能膨脹劑，通過水泥的化學反應，使混凝土產(chǎn)生適量膨脹，在鋼筋混凝土中建立0.2～0.7MPa的預壓應力。可大致抵銷混凝土收縮時產(chǎn)生的拉應力，防止混凝土開裂。同時，水化反應生成的鈣釩石晶體屬針狀、棒狀晶體，填充、切斷、堵塞混凝土的毛細孔，使混凝土的抗?jié)B能力也大大提高，抗?jié)B標號可達S12以上，高于本工程設計要求的S8。四、超長結構無縫施工技術超長結構無縫施工技術是中國建筑材料科學研究總院的專利技術。在混凝土中摻加適量的膨脹劑或者抗裂防水劑，配制出補償收縮混凝土，解決超長結構工程的無縫施工問題，并形成了較系統(tǒng)的經(jīng)驗和理論。膨脹劑在常規(guī)摻量下，一般可60m不設縫，當超過60m時，方案一：是采用“加強帶”解決，帶寬2m，以ZU-CM高性能膨脹劑為例，“加強帶”內摻10～12％，帶兩側摻8％（冬施時提高1～2％）（圖1）。帶兩側設鋼絲網(wǎng)，目的是防止兩側混凝土流入“加強帶”內。施工時連續(xù)澆筑，澆到加強帶時改換配合比。如果不想設加強帶，則可采用方案二：采用全部混凝土均提高膨脹劑摻量的方案，一般摻9～11％（冬施時提高1％或者根據(jù)工程的特點和難度而定）（圖2）。在采取措施的情況下,伸縮縫間距可延長至100m以上。平均伸縮縫間距計算公式如下：L=1.5只要使｜T｜趨向p，則arcosh∞,則可實現(xiàn)超長結構的無縫施工。在混凝土中摻入適量的膨脹劑，由于混凝土的膨脹可補償混凝土的冷縮和干縮，可顯著地減少｜T｜，從而延長伸縮縫的間距。膨脹應力曲線膨脹應力曲線ZU-CM10~12%收縮應力曲線鋼絲網(wǎng)ZU-CM8％ZU-CM8％2m圖1膨脹加強帶取代后澆帶的基本做法示意圖膨脹應力曲線ZU-CMZU-CM9～11％施工縫收縮應力曲線圖2間歇式連續(xù)澆筑基本做法示意圖建議本工程采用方案二。優(yōu)點：（1）不留后澆帶，減少麻煩，節(jié)約工期。（2）避免了“加強帶”所帶來的綁扎鋼絲網(wǎng)麻煩以及更換混凝土配合比所帶來的混亂、泵送施工不好操作的缺陷。（3）避免有可能產(chǎn)生的窩工現(xiàn)象。五、本工程混凝土施工方案根據(jù)本工程的特點和我們以往進行超長結構無縫施工的大量工程經(jīng)驗及理論，并根據(jù)設計圖紙的配筋情況、施工期間的環(huán)境條件和原材料情況，配制的混凝土的限制膨脹率不宜小于2/萬，墻體混凝土限制膨脹率不宜低于2.5/萬。具體方案如下：1、原材料的選擇從材料上講，收縮是混凝土的固有特性，而混凝土是抗拉強度很低的材料，在干縮和溫度應力的作用下，易產(chǎn)生收縮裂縫，特別是最近的十余年來，商品泵送混凝土在中國發(fā)展迅猛，市區(qū)以內的混凝土工程大量采用商品泵送混凝土，混凝土的收縮率有所提高，而鋼筋混凝土的極限延伸率只有1～3/萬，這使混凝土的開裂問題更加突出。目前部分工程混凝土的裂縫出現(xiàn)時間較以前大幅度提前，在混凝土澆筑完畢后的兩周內出現(xiàn)裂縫，嚴重時，拆模時就已產(chǎn)生裂。如何配制低收縮或者無收縮的混凝土，不僅要選擇膨脹率高的外加劑（膨脹劑或者抗裂防水劑），而且水泥、砂、石等原材料都必須進行綜合考慮。由于國家水泥標準中沒有收縮這一指標的具體規(guī)定和試驗方法，因此。收縮小的水泥如何界定，是沒有依據(jù)的。但從混凝土裂縫控制和混凝土耐久性角度考慮，選用的水泥必須滿足以下要求：達到國標GB175－1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》中各項技術指標要求的強度等級為32.5#和42.5#的普通硅酸鹽水泥。（1）水泥細度水泥不宜過細，按水泥標準試驗方法檢驗的水泥的比表面積不宜超過350m2（2）堿含量水泥的堿含量小于0.6％。盡量采用低堿水泥。（3）水泥出廠溫度水泥的出廠溫度不宜大于60℃，使用時嚴禁使用大于60℃的水泥。鑒于目前水泥普遍較細和早強，所以，必須摻加適量的粉煤灰，粉煤灰的摻量宜15～30％，優(yōu)先采用一級粉煤灰。從混凝土裂縫控制考慮，宜采用天然水洗的中、粗砂，連續(xù)級配的石子。2、混凝土配合比設計本工程梁板混凝土及外墻混凝土強度等級均為C30。（1）設計混凝土配合比時，按《GB50119混凝土外加劑應用技術規(guī)范》的要求，做好混凝土限制膨脹率的測試工作，配制出真正的微膨脹混凝土?；A底板及頂板梁的混凝土限制膨脹率不宜低于2/萬,外墻混凝土的限制膨脹率不宜低于2.5/萬。（2）根據(jù)試驗室試驗結果，結合工程的實際要求，本工程的混凝土中膨脹劑的摻量確定如下：梁板混凝土膨脹劑摻量：10％。外墻混凝土膨脹劑摻量：11％。摻加方法：膨脹劑摻量％＝。（3）根據(jù)本工程現(xiàn)場的澆筑狀況以及上海地區(qū)的天氣情況，春夏季施工時，混凝土的初凝時間不宜低于10小時（現(xiàn)場）；秋冬季施工時，不易低于8小時。但是終凝不得超過24小時，從而避免混凝土冷縫出現(xiàn)。（4）控制單方混凝土中膠凝材料總量選用優(yōu)質高效減水劑或泵送劑，通過調整泵送劑的摻量和減水率，在保證混凝土強度等級的情況下，盡量降低膠凝材料的總量（水泥、粉煤灰、抗裂防水劑總量），本工程采用P·O42.5水泥，根據(jù)本工程的重要性及微膨脹混凝土的性能綜合考慮，建議C30混凝土的膠凝材料總量不宜超過430kg/m3、混凝土澆筑方法為避免施工時間過長造成混凝土冷縫，建議整個工作面劃分為兩個流水段進行混凝土的施工，在流水段之間設施工縫，施工縫必須妥善處理。施工縫具體做法如下：在施工縫處繼續(xù)澆筑混凝土之前，施工縫處的混凝土必須進行鑿毛、清除浮粒和雜物、并用水沖刷干凈。施工時，嚴格控制混凝土的坍落度，混凝土入模坍落度不宜大于200mm?；炷翝仓椒ū仨毢侠恚苊饣炷脸霈F(xiàn)冷縫，從而產(chǎn)生滲水通路?；炷恋臐仓ㄗh沿縱向采用“一個坡度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的連續(xù)澆筑方法，混凝土自然流淌形成一個斜坡。這種方法能較好地適應泵送工藝，避免泵管的經(jīng)常拆除沖洗和接長，提高泵送效率，保證及時接縫，避免冷縫的出現(xiàn)。在澆筑混凝土時，在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器，第一道布置在混凝土的卸料點，主要解決上部的振實，第二道布置在混凝土坡角處，確保下部混凝土的密實。為防止混凝土集中堆積，先振搗出料口處混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振搗，并嚴格控制振搗時間、振搗棒的移動間距和插入深度。每個澆筑帶的寬度應根據(jù)現(xiàn)場混凝土的方量、結構物的長、寬及供料情況和泵送工藝等情況預先計算好，避免冷縫的出現(xiàn)。①②③④圖3混凝土澆筑流程圖①、②……表示澆筑順序六、混凝土施工技術要求1、原材料計量：水泥、砂、石、膨脹劑、粉煤灰、水必須經(jīng)過計量后才能投入攪拌機，計量偏差應符合下列要求（按重量計）：水泥、膨脹劑、粉煤灰、水：±1％；砂、石：±2％2、混凝土攪拌：（1）應派專人負責投料，并符合計量要求。（2）及時測定砂、石的含水量，以便及時調整混凝土拌合用水量，嚴禁隨意增加用水量。（3）混凝土攪拌時間：用自落式攪拌機比普通混凝土延長30秒以上，用強制式則延長10秒以上。應嚴格控制攪拌時間，確?；炷涟韬衔锞鶆?。3、混凝土輸送：混凝土從攪拌機卸出后應以最少的轉載次數(shù)，最短的時間運至澆筑地點。4、混凝土澆灌前準備鋼筋模板按設計圖紙安裝，綁扎、安裝要牢靠，模板表面涂上脫模劑。模板縫應嚴密，不得漏漿。模板的支撐必須牢固。5、混凝土澆灌（1）在澆筑微膨脹混凝土前，模板及鋼筋間的所有雜物必須清理干凈，清除有可能存在的積水。（2）混凝土的澆筑要連續(xù)，按施工組織設計方案和混凝土施工規(guī)范進行，有效控制布料進程，嚴格禁止混凝土出現(xiàn)冷縫。（3）膨脹劑混凝土振搗必須密實，不能漏振、欠振、也不可過振。振搗時間宜為10～30秒，以混凝土開始泛漿和不冒氣泡為準。振搗時，快插慢拔，振點布置要均勻。在鋼筋密集、施工縫、預埋件處，加強振搗。避免長時間在一處過分振搗。（4）嚴格控制混凝土接槎的時間，不得超過混凝土的初凝時間；兩層先后澆筑的混凝土處應加強振搗均勻，保證混凝土的均一性。（5）梁板混凝土成型完，等表面收干后必須用木抹子搓壓混凝土表面，以防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫（主要是塑性沉降裂縫、和表面快速失水干縮裂縫），抹壓共2～3遍，最后一遍搓毛。底板混凝土表面快見白時，應立即進行養(yǎng)護，建議覆蓋草簾子保水養(yǎng)護。如果遇到有風天氣，混凝土找平后應立即覆蓋一層塑料布，防止水分過快散失，不利于膨脹劑作用的發(fā)展。（6）雨天施工，必須有防雨措施。6、混凝土養(yǎng)護：微膨脹混凝土的養(yǎng)護是保證質量的最重要的措施之一，一定要派專人負責養(yǎng)護工作。養(yǎng)護期14天。建議：混凝土澆筑完畢，經(jīng)抹壓搓毛后，立即覆蓋一層塑料薄膜保水養(yǎng)護，混凝土終凝后，灑水養(yǎng)護（薄膜可拆除），需保證養(yǎng)護期內混凝土表面保持潤