大型混凝土结构无缝施工技术及管理

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  中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0910080-01
  
  在1980年以前,结构防水原理都是通过某种手段去减少砼的空隙和毛细孔缝,以提高砼的抗渗性能。然而,工程
  实践表明,这些防水技术往往得不到令人满意的效果。这是由于人们忽视了水泥砼收缩的致命弱点。尽管砼很密实,但砼干缩和冷缩会使结构产生裂缝,从而破坏了结构的整体防水功能。 随着我国建筑长大化和多功能的发展,钢筋混凝土结构超长100m以上,水平面积超1 万㎡以上比比皆是。楼层数十层,设置后浇带以防止结构收缩开裂成为必要措施,然而,它给结构设计和施工带来一定麻烦,工期延长、模板周转、降水和施工管理费都增加,因此是否取消后浇带,利用UEA混凝土补偿收缩的原理,采用膨胀加强带替代后浇带,这具有良好经济意义。UEA膨胀剂加强带一般设在后浇缝处。带宽3m,带的两侧分别架设密孔铁丝网,目的是防止不同配比的砼流入加强带内。施工时,现浇带外小膨胀砼(掺入10~12%UEA),浇到加强带时,改用大膨胀砼(掺入14~15%UEA),该处砼强度等级比两侧砼高0.5个等级。
  根据GBJ119-88“混凝土外加剂应用技术规范”的规定2,产生0.2~0.7 MPa以下自应力混凝土为补偿收缩混凝土。补偿收缩混凝土是一种徽膨胀混凝土,当膨胀剂加入普通水泥和水拌合后会发生水化反应 膨胀混凝土在钢筋或邻位限制下,膨胀产生预压应力,它可抵消收缩产生的拉应力,并推遲收缩的产生过程,混凝土抗拉强度在此期间能获得增长。当混凝土开始收缩时,其抗拉强度已增长到足以抵抗收缩引起的拉应力,从而防止和减少收缩裂缝的出现。根据结构不同的部位,调整膨胀剂的掺加量,在结构收缩应力最大的部位采用大膨胀混凝土(即膨胀加强带),使结构收缩拉应力得到大小适宜的补偿。采用这种办法,可以不必设置伸缩缝或后浇带,混凝土就能连续浇筑,减少留缝给施工带来的麻烦,从而提高结构的整体性,加快施工进度,缩短工期。另外采用低水化热混凝土,能有效降低混凝土内部绝热温升,如采取适当的温控措施能经济合理且有效地解决超长混凝土结构的开裂问题。
  该施工方法在浙江某房地产有限公司投资开发,浙江某设计院设计,浙江某建筑公司施工的项目中得到应用。该工程地下室底板长边长130m,短边长112m,宽100m左右。底板厚300mm-350mm,侧墙厚300mm-400mm,地下两层,地下室埋深约8m,钢筋混凝土结构,泵送型商品混凝土。
  该工程为超长钢筋混凝土结构,结构及工程条件复杂,施工技术要求较高。除必须满足强度、刚度、整体性和耐久性外,还存在裂缝控制及防水问题。所以,如何控制混凝土硬化期间由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度应力和混凝土干缩应力的共同作用,导致钢筋混凝土结构的开裂,破坏结构防水封闭性及耐久性将成为施工技术的关键。按常规设计,每30-40m设一道后浇缝,等40-50天再回填膨胀混凝土,这样不仅延长工期而且后浇缝凿毛清理十分麻烦,处理不好留下渗漏隐患对结构整体抗震也不利。
  为提高工程质量,加快施工进度,施工方建议将地下室后浇带改为膨胀加强带,带宽2米,带两侧设密孔铁丝网(孔径5mm),并用φ8@150水平温度筋加固。膨胀加强带两侧先用小膨胀混凝土(掺10%HEA)浇筑,浇至加强带时,改用大膨胀混凝土(掺12%HEA)浇筑,强度等级提高5MPa。浇完后再用小膨胀混凝土浇另一块,如此循环下去,目前情况良好。
  在应力集中的σmax 处,设膨胀加强带,其宽度2m,带的两侧铺设密孔铁丝网,并用立筋(Φ8@100)加固,目的是防止混凝土流入加强带。施工时,带外用掺10%--20%HEA的小膨胀混凝土[膨胀率约(2--3)×10-4],浇筑到加强带时,掺14%--15%HEA 的大膨胀混凝土[膨胀率约(4--6)×10-4],其强度等级比两侧高5MPa。到另一侧时,又改为浇筑掺10%--12%HEA 混凝土。如此循环下去,可连续浇筑100m-150m的超长结构。
  由于混凝土供应或施工力量达不到连续作业要求时,可采用“间歇式无缝施工法”,加强带一侧改为台阶式。施工缝凿毛清洗干净,用掺HEA14%--15%的混凝土浇入加强带,随后用小膨胀混凝土浇筑带外地段。
  对于无防水要求的楼板,考虑可允许出现小于0.3mm裂缝,不影响安全结构,取消后浇缝的设计方法,与在于加强带两侧采用掺8%--10%HEA的无收缩混凝土[膨胀率约(1--2)×10-4],加强带本身用14%--15%HEA大膨胀混凝土,此方法不影响模板周转,加快楼面施工进度。由于楼板厚度小,加强带两侧可用模板隔离。
  对于墙体的加强带。由于墙体薄,面积大,养护困难,受到风速和大气温度影响大,容易出现收缩裂缝。因此,我们倾向采用后浇加强带(2m宽)即分段浇筑掺10%--12%,要设钢片止水带,所不同之处,后浇加强带的宽度为2m,回填用大膨胀混凝土,回填缝时间为14天,比传统后浇缝缩短30多天。
  由于钢筋混凝土结构长大化和复杂化,取消后浇缝的无缝设计必须根据结构特点灵活运用,沉降缝不能取消,对于具有沉降性质的后浇缝也不能取消。HEA加强带的性质是以较大膨胀应力补偿温差(包括干缩)收缩应力集中的地方,所以,它可以取消后浇缝。加强带的间距可控制在40m-60m。
  实践表明,对受大气温度和风速影响较小、保温保湿养护可操作性好的地下室、水池、隧道等防水结构和高层建筑的楼板,可采用的无缝设计。对于边墙,由于薄而暴露面大,立面养护困难,易受风速和温差影响,我们倾向于用后浇加强带,这种设计比较保险。
  我们认为,HEA补偿收缩混凝土的抗裂防渗功能要与水平构造钢筋的设计相适应,其共同承担抗衡收缩应力才能奏效。HEA混凝土作结构自防水可省去外防水作业。因此,适当增加水平构造钢筋和墙的厚度在技术、经济上是合理的。
  施工时严格按照混凝土配合比配料。由于膨胀剂的品种和掺量不同,它与水泥、化学外加剂和掺合料存在适应性问题。因此,要通过混凝土试配,根据试配结果确定各种原材料的选用,得出合理配合比,这些原材料必须符合国家有关标准的要求。在施工过程中,施工单位必须有严格的质量保证体系,应派专人负责膨胀剂。粉状膨胀剂应与混凝土及其他原材料有序投入搅拌机中,膨胀剂重量应按施工配合比投料,重量误差应小于±2%,不得少掺或多掺。考虑混凝土的均质性,其搅拌时间比普通混凝土延长30秒。
  掺膨胀剂的混凝土浇筑方法和技巧要求与普通混凝土基本相同,考虑结构要达到抗裂防渗要求,要避免出现冷裂缝。混凝土的震捣必须密实,不得漏震、欠震或过震。尤其在膨胀加强带的两侧(带两侧50cm 范围内)混凝土的震捣过程中,绝对不能过震,以免影响加强带内大膨胀混凝土与带外混凝土的链接效果。混凝土初凝以后、终凝以前,要用人工或机械多次抹压,防止表面沉缩裂缝的产生,以免影响外观质量。在浇筑膨胀加强带时,带中杂物必须清除干净,充分预湿,并用水清理、湿润,才能回填混凝土。
  掺膨胀剂的混凝土要特别加强养护。补偿收缩混凝土浇筑后1~7天内是膨胀变形的主要阶段,应特别加强浇水养护,7~14天内仍需湿养护,才能发挥混凝土膨胀效应。如不养护或养护马虎就难以发挥膨胀剂的补偿收缩作用。底板或楼板较易养护,能蓄水养护更好,一般用麻包袋或草席覆盖,定期浇水养护。墙体耸立面结构,受外界温度、湿度和风速影响较大,易产生纵向裂缝。工程实践证明,因混凝土浇筑完3~4天内水化热温升最高,而抗热强度很低,如果早拆模板,墙体内外温差较大而易于开裂。因此,墙体模板拆除时间宜不少于5天。墙体浇筑完后1~2天松开模板螺丝1~2mm,然后顶部设水管喷淋,模板拆除后继续养护至14天。
  HEA无缝设计新方法是以HEA补偿收缩混凝土为结构材料,以加强带取代后浇缝连续浇筑超长钢筋混凝土结构的一种新技术。该新技术已在全国100多个重大工程应用,效果良好,其优点是简化施工程序,加快模板周转,整体防水好,缩短工期,节省工程费,受到各方欢迎,应积极推广的一种新工艺。
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[摘要]在砌体结构中墙体裂缝是常见的质量问题。建筑砖砌体裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,轻微者影响建筑物的美观,造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定性和整体性、耐久性,甚至还会导致建(构)筑物整体倒塌的重大质量事故,因此,正确分析原因,切实加以防治十分必要。引起砌体结构,墙体裂缝的因素很多,即有地基、温度、也有设计上的疏忽,施工质量、材料不合格等因素。根据工程实践和统计资料这