g超長混凝土結(jié)構(gòu)工程

第八章

超長混土結(jié)構(gòu)工8.1工程簡述8.1.1綜述聯(lián)想北京研發(fā)基地工程由南樓、北、綜合樓、休閑4個結(jié)構(gòu)單元組成，結(jié)構(gòu)形式均為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，南和北樓結(jié)構(gòu)地下層，地上六層、八層其中北樓地下結(jié)構(gòu)長為188.60m地上結(jié)構(gòu)分為1#、2#3#、4#四個結(jié)構(gòu)體，各結(jié)構(gòu)單元體之間自分隔；南樓結(jié)構(gòu)60°圓弧形，地結(jié)構(gòu)總弧長為216.37m，地上結(jié)構(gòu)在軸線S15與S16之間自然分縫成個結(jié)構(gòu)體（結(jié)構(gòu)寬為140個單體的結(jié)構(gòu)弧長分別119.34m和86.21m，其構(gòu)長度遠大于規(guī)要求的設縫長度因此本工程北樓地結(jié)構(gòu)，南樓的地結(jié)構(gòu)、地上結(jié)構(gòu)超長結(jié)構(gòu)施工考慮。本工程的招標設計文中提出“故需采一些措施來解決凝土因溫度變化而產(chǎn)應力，……，施工中后澆帶，一般3040m一道……8.1.2工程分析混凝土是一種凝膠人造石料，混凝構(gòu)件具有徐變、縮特性，控制和減少混凝土的徐變、收量是超長混凝土構(gòu)施工的關(guān)鍵因。1）徐變。徐變的要原因是混凝土構(gòu)件長期荷載作用下混凝土凝膠體的水逐漸壓出，水泥石漸粘性流動，微空隙逐漸閉合，晶體內(nèi)部逐漸滑動，微細裂縫逐漸發(fā)生各種因素的綜合果，影響混凝土變的主要因素有以下幾點：混凝土在長期荷載用下產(chǎn)生的應力?。患雍奢d時混凝土的期。加荷時混凝齡期越短，則徐越大；混凝土的組成成份配合比。混凝土中骨料本身有徐變，它的存約束了水泥膠體流動，約束作用的大小取決于骨料的剛（彈性模量）和料所占的體積比當骨料彈性模量小于70Gpa時，隨骨料彈性模量降低，變顯著增大。骨的體積比越大，徐變小。試驗表明，當骨料含量由60%增大75%時，徐變可少50%?；炷了冶仍叫?，徐變越小在常用的水灰比0.4～0.6）范圍內(nèi)單位應力的徐變水灰比呈近似直線關(guān)系（4）養(yǎng)護及使用件下的溫度與濕度?；炷琉B(yǎng)護時溫度高，濕度越大，泥水化作用就越分，徐變越小。2）收縮。混凝土在空氣中結(jié)時體積減小的現(xiàn)稱為收縮?；炷凉仓戤吅笤谀Y(jié)之前由于沉實泌水、發(fā)，干集料或干底層吸收使混凝水分損失，體積因而少，產(chǎn)生塑性收縮?；焱潦湛s的主要原是在硬化初期水石在水化凝固過程中生的體積變化，后期要是混凝土內(nèi)自水份蒸發(fā)引起的縮。混凝土的組成和配是影響混凝土收的主要原因。水的用量越多，水灰比較大，收縮就越。骨料的級配好密度大、彈性模高，粒徑大可以減少混凝土的收縮，骨料的所占的體比越大、強度越，對收縮的制約就越大。干燥失水是引起混土收縮的重要原，高溫濕養(yǎng)可以快水化作用，減少混凝土中的自由水，因而可以使收減少。在建筑工程中，由超長結(jié)構(gòu)溫度、縮徐變等內(nèi)應的加和結(jié)構(gòu)累計，是造成混凝土裂縫的主原因，而有效控裂縫的展開可采多種方式，如設置若道變形縫，以釋放大分變形。另外可用優(yōu)化混凝土的合比設計以減少混凝的收縮、提高混凝土極限拉伸強度等法，以抵抗施工度、徐變、收縮等變產(chǎn)生的應力。伸縮后澆帶是為在澆鋼筋混凝土結(jié)施工過程中，克由于溫度、收縮、徐變而可能產(chǎn)生有害縫而設置的臨時工縫，其需根據(jù)計要求保留一段時間再澆筑，將結(jié)構(gòu)連成體。本工程后澆的嚴格意義是基混凝土的徐變、干縮施工期間的水泥水化的考慮而設置的時性伸縮縫，在60天后用填充性膨脹混土回澆。減少超長凝土結(jié)構(gòu)的徐變干縮和施工期間水泥水化熱，防止結(jié)裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展的工關(guān)鍵措施是優(yōu)混凝土配合比設、加強施工養(yǎng)護等。超長混凝土結(jié)構(gòu)施設計技術(shù)有兩種案，方案一是采常規(guī)的留置臨時施工后澆帶技術(shù)，應合設計臨時性后澆位置，以滿足工要求；方案二采用先的超長混凝土無縫施技術(shù)，該技術(shù)成可靠，具有較強工程適用性。8.2混凝土配合比設計作為超長結(jié)構(gòu)混凝，為了控制或減混凝土的徐變、縮和施工期間的水泥水化熱應力，即控結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生發(fā)展，應優(yōu)化混土配比，進行合理的比設計。8.2.1材料選擇水泥：選擇水化熱小的水泥，控制泥用量，盡可能水灰比較小，以減少混凝土的施工溫度收縮；骨料：選擇級配好密度大、剛度（性模量）大、粒大性模量）較大、雜質(zhì)少的骨料，并可能使骨料的體比應大于75%，選擇沖洗的砂、礫等骨料。摻合物：選擇燒失不大于3%，有小的細度，質(zhì)量均較好的礦物摻合，增加混凝土的密實，改善和易性。外加劑：摻加緩凝有利于控制混凝早期水化熱，本程結(jié)構(gòu)復雜，鋼筋密集，常會影響混凝的澆筑速度，摻混凝土緩凝劑有于避免因澆筑速度等原因形成的施工冷，而且可緩和溫升高引起的混凝強度變化。應用高效減水劑以降低水泥量。8.2.2配合比設計超長結(jié)構(gòu)混凝土配比設計應控制水用量，盡量降低灰比，水灰比是決定水泥石和截面區(qū)空的關(guān)鍵因素，較的水灰比可減少凝土的收縮。粗骨料的所占的體比越大、強度越，對混凝土收縮制約就越大，因此配合比設計時應盡量粗骨料的體積比，但應滿足一定要求?？傊?，依據(jù)超長結(jié)施工控制的機理析可知，通過優(yōu)混凝土配比設計，可從混凝土膠體材料本身減少收縮、變等應力，以及高混凝土的抗拉強度抵抗混凝土的內(nèi)應力形是一種超長結(jié)混凝土施工控制有效途徑之一，所以工之前，結(jié)合本工程構(gòu)超長和清水混土特點，應精心行混凝土的配比選材試配設計，來滿足工需要。混凝土配合比設計嚴格依據(jù)《北京堿集料反應技術(shù)程—建科（1999）84332》的要求控制配中的堿含量，防止堿料反應的發(fā)生，使用B種低堿活性集料時，其混凝土含量不超過5Kg/m，當使用C低堿活性集料時其混凝土含堿量不超過3Kg/m

3

?；炷恋呐浜媳葏⑶逅炷琳鹿?jié)關(guān)內(nèi)容。8.3結(jié)構(gòu)后澆帶設計本工程南樓、北樓下室結(jié)構(gòu)超長，了克服超長結(jié)構(gòu)凝土由于溫度、收縮徐變而可能產(chǎn)生有裂縫而設置的臨施工縫，即伸縮澆帶，同部位結(jié)構(gòu)施完畢后采用C35內(nèi)摻12%左的微膨脹混凝土澆灌8.3.1后澆帶設計本工程北樓地下結(jié)，南樓的地下結(jié)為超長混凝結(jié)構(gòu)，依據(jù)國家規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范）鋼筋凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距按下表規(guī)采用。鋼筋混土結(jié)構(gòu)的縮縫最間距（）結(jié)構(gòu)類型室內(nèi)或土中露天框架結(jié)構(gòu)裝配式7550框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式5535剪力墻結(jié)構(gòu)裝配式6540剪力墻結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式4530注：①如有充分依或可靠措施，表數(shù)據(jù)可予以增減②伸縮逢間距應考施工條件的影響必要時可適當增。本工程設計文件要“后澆帶一般3040m左右設一道帶寬為800～1000m，后帶的澆筑時間為層結(jié)構(gòu)混凝土澆筑60后用高一標號微脹混凝土灌澆據(jù)以上要求本工程在北地下結(jié)構(gòu)（包括板、外墻、頂板樓結(jié)構(gòu)設置后澆帶后澆帶寬度為800，澆帶位置的底板外墻部位防水、構(gòu)采用加強構(gòu)造設計1）北樓地下室結(jié)后澆帶設計：在北樓的eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,)、eq\o\ac(○,19)線部位設置伸縮后帶，寬度為800，地下室基礎底板、外墻、頂板布置，伸縮后澆的最大間距為48.5、小間距為45.0m滿足國家標準規(guī)范框結(jié)構(gòu)地下結(jié)構(gòu)伸縫間距＜55m的求。具體后澆帶計位置如下圖所示：2）南樓結(jié)構(gòu)后澆設計：在北樓的S5、S9、S15、S20個軸線部位設置縮后澆帶，寬度800，在地下室基礎底板、外、頂板均布置，縮后澆帶的最大距為45.17m、最間距86為38.80m，滿足家標準規(guī)范框架構(gòu)地下結(jié)構(gòu)伸縮縫距＜55m的要求。體后澆帶設計位置如圖所示：3）后澆帶加強構(gòu)形式：混凝土底板和墻體成多條后澆帶。慮到后澆帶外來水壓力、土壓力，地下室混凝土墻板澆帶外則砌240的磚墻，用M5水砂漿砌筑磚墻，用混合砂漿抹平壓光，燥后同混凝土墻時作外防水。防層外作保護層，然后填土。后澆帶兩側(cè)的板利用易收口網(wǎng)替，支護采用鋼網(wǎng)片及鋼筋用支護。法見外墻后澆帶設置意圖。底板后澆帶，考慮地下的水壓力，澆下部的墊層混土采取補強措施，局部加深100，用100厚鋼筋混凝土補強，防水壓力破壞后澆帶處層。混凝土后澆帶兩側(cè)作法墻體后澆帶相同作法見底板后澆設置示意圖。樓板、梁的后澆帶側(cè)作法同墻體后帶相同，后澆帶置見示意圖@擋住收縮網(wǎng)@擋住收縮網(wǎng)止水條止水條止水條

8000接點焊接砼梁板后澆帶作詳圖800接點焊接

快易收縮網(wǎng)快易收縮網(wǎng)、墻體鋼筋、厚：水泥砂漿找平、

厚磚墻水泥砂漿砌筑砼墻體后澆帶施圖500鋼筋水平支撐

、厚：水泥砂漿找平、防水層做法接點焊接800

500鋼筋水平支撐快易收縮網(wǎng)、底板鋼筋、、

厚細石砼保護層厚鋼筋砼板地下室底板后澆帶施工詳圖說明：本工程后澆帶分三種類型：地下室底板后澆帶，地下室墻體后澆帶和樓板及梁處的后澆帶。后澆帶兩側(cè)用快易收縮網(wǎng)成品當模板。支撐用鋼筋焊接在主體鋼筋上，本施工方法解決模板不好施工拆除困難，用快易收縮網(wǎng)一次成活不拆模等優(yōu)點。在澆后澆帶時在凹口下端墊上通長的止水條，止水更保險。4）結(jié)構(gòu)后澆帶樓支撐設計

、卷材防水層、墊層砼10本工程北樓、南樓共設后澆帶7條全部為溫度伸縮澆帶。根據(jù)設計文件“后澆帶應在各樓板、屋面板、、基礎梁均設置伸縮縫后澆帶應在樓施工完畢后60天澆，后澆帶混凝土采用同部位主體結(jié)構(gòu)一級的混凝土澆筑的規(guī)定，后澆帶的板支撐設計如下北樓地下頂板的3伸縮后澆帶處的板支撐采用Φ483.5＠600×600的碗扣腳手架，范圍后澆帶所處的結(jié)梁、板（軸線）跨范圍內(nèi)，支設高度為地下結(jié)構(gòu)層高南樓4條后澆帶采Φ48×3.5＠300300的碗扣腳手架，圍為后澆帶所處的結(jié)構(gòu)梁、板單范圍內(nèi)每層均搭，支設高度地下構(gòu)頂板至八層頂板。后澆帶混凝土澆筑順序是從結(jié)構(gòu)低至頂層依次按設要求的時間順序澆88筑。支撐腳手架待處的后澆帶混凝澆筑完畢后，并到設計強度的100%后方可拆除低層的撐架。支撐體系設示意圖如下：800寬后澆帶用高一標號混凝土澆筑

貼兩道海綿條12厚竹膠板100×100木方間距1200

邊方木支撐加密，在縱向的1200間距支撐中間增加一鋼管支撐與其它腳手架支撐架橫向拉接。兩側(cè)砼支撐在后澆帶砼澆筑步距1200

后達到100%強度時方可拆除Φ4.×＠300×300（600×600）碗扣式腳手架，梁板跨度范圍內(nèi)布置600

600后帶范圍內(nèi)模板支圖8.3.2后澆帶施工后澆帶澆灌時應先行鑿毛、清理處，澆筑前并灑水潤，以確保接縫嚴密，防止漏水。澆混凝土時應從結(jié)低層逐層向上層構(gòu)推進，并進行灑水溫保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時至少15d，當強達到100%時方可除模板和支撐體系。另外，作為清水混土為了達到外觀色一致、接茬平、嚴密等要求，后澆帶混凝土的配置選用與主體結(jié)構(gòu)凝土相同的材料模板支撐體系在混凝澆筑前應進行二次加，確保達到要求8.4超長混凝土結(jié)構(gòu)施本工程混凝土結(jié)構(gòu)屬于超長結(jié)構(gòu)、具有清水混凝土要求，而對于清水和超長結(jié)構(gòu)混凝土施工同普通混凝在施工工藝上并差別，但應加強施工制和進行施工工藝應善，以確保其質(zhì)。8.4.1混凝土澆筑1）混凝土澆筑應層澆筑，逐層水平向推進，每層澆筑度不超過30cm，層澆筑間隔時間不得出上層混凝土的凝時間（混凝土初凝時間一般為1～1.5h待上一層混凝土二次振之后進行澆筑，層澆筑應閉合，在澆筑接茬處應振搗到。基礎底板混凝宜采用斜面式薄澆筑，利用自然流淌形成斜坡”的規(guī)定確定底板混凝土筑采用“分兩層筑、一個坡度、斜薄層澆筑、往返推進兩次到頂”的澆方法，使混凝土然流淌形成斜坡。在每條澆筑帶的前、、后布置3道振棒，前道振動棒置在底排鋼筋處和混凝土的坡腳處，確混凝土下部的密；后道振動棒布在混凝土的卸料點，解決上部混凝土的實；中部振動棒中部混凝土振搗實，并促進混凝土流動，并進行二次振。泵送澆筑混凝土時不得在同一處連布料，應在布料的旋轉(zhuǎn)半徑4～9m范圍內(nèi)水平旋轉(zhuǎn)布料逐步向前推進，且布料桿的出口模板內(nèi)側(cè)面不小于50mm，且不得向模內(nèi)側(cè)面直沖布料也不得直沖鋼筋架，混凝土自御料口的自由傾落高度不過2米,超過2米時,采用串筒順導混土，保證混凝土不發(fā)生離析現(xiàn)象。混凝土振搗?；炷翝仓埃x責任心強、技術(shù)的人員為振搗人，針對各個部位的澆筑特點，進行詳細底，管理人員跟作業(yè)，檢查和監(jiān)振搗作業(yè)。振搗方法振動棒移動間距不大400mm,振搗時間15--30秒，緊插慢拔但還應視混凝土面不在明顯下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面出灰漿為準，而應插入下層混凝土50mm左右，以消除二層間的接縫。為增混凝土的密實度提高抗裂性能，應采二次振搗方法。第一振搗時，由于泵混凝土塌落度較自然形成的坡度也較，因此應在坡頂、坡和坡腳布置兩道搗器，一道布置卸料處，主要解決上混凝土的振搗，另一布置在混凝土坡處，確保下部混土的密實。進行第二振搗的關(guān)鍵是如何確適宜的振搗時間適宜的振搗時間指在混凝土初凝前經(jīng)搗后尚能使其恢復塑狀態(tài)的時間。這時間與水泥品種水灰比、塌落度、混土的初凝時間、施工的氣溫等多種因有關(guān)，應經(jīng)過試確定。簡單的試驗方是將運轉(zhuǎn)著的振搗棒以其自身的重力漸插入混凝土中行振搗，如果混凝土可恢復塑性的程度使搗棒小心地拔出混凝土仍能自行合，而不會在混凝土形成孔穴，這時進行次振搗是最適宜時間。為準確判二次振搗時間，本工將派公司試驗室到現(xiàn)作貫入阻力試驗根據(jù)有關(guān)資料介，當標準貫入阻力達350N/cm2以前進行二振搗是有效的，不會損傷已成型的凝土。參考基礎90凝土澆筑的二次振時間為澆筑后40-50min。振過程要全面仔細禁止因出現(xiàn)漏振而導致蜂窩、面等混凝土施工量事故。操作人的操作臺采用≤2.0長的腳手板直接搭在平橫向鋼筋上，止直接踩踏鋼筋8.4.2混凝土養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護及使用件下的溫度與濕對混凝土的徐變收縮影響較大。混凝土養(yǎng)護時溫度越高濕度越大，水泥化作用就越充分徐變越小，高溫濕養(yǎng)以加快水化作用，減混凝土中的自由份，因而可以使縮減少。所以超長結(jié)混凝土養(yǎng)護應采用合有效的養(yǎng)護方案對于平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土養(yǎng)護，當凝土澆到板標高，應用2m長木刮將混凝土表面找平且控制好板頂標。然后用木抹子打、搓抹兩遍，在混土終凝之前進行收漿光。為防止底板凝土升降溫速度快形成溫度收縮裂縫早期脫水造成表面干裂縫，本工程采保溫保濕養(yǎng)護，護由專人負責。澆筑成后，表面搓平，搓次數(shù)不少于三次能上人時，在其面先鋪一層塑料布再覆蓋一層草袋或兩層袋保溫并灑水養(yǎng)，每天澆水次數(shù)少于四次。對于豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件凝土養(yǎng)護，在模拆除后，在混凝表面涂刷養(yǎng)護液，并用采用塑料薄膜覆養(yǎng)護。另外，由于混凝土徐變與其加荷載混凝土的齡期有，加荷時混凝土齡期越短，則徐變越大為此應嚴格控制板結(jié)構(gòu)的荷載，堆積不超過1KN/。8.5超長無縫施工技術(shù)超長混凝土無縫施技術(shù)是在混凝土摻加一定量的膨劑補償收縮混凝土作為結(jié)構(gòu)材料，其水化、硬化過程產(chǎn)生膨脹作用，膨脹作用由于受到結(jié)鋼筋和鄰位的約束，在結(jié)構(gòu)中建立一的預壓應力，并此來抵抗混凝土收縮形時產(chǎn)生的拉應力，服或防止混凝土構(gòu)的開裂。其特是以“膨脹加強帶”取消后澆帶連續(xù)澆筑工，減化施工程、加快模板周轉(zhuǎn)整體防水好、節(jié)省工費用，可滿足有建筑求的工程。由于工程南樓地上結(jié)的外墻、柱及結(jié)構(gòu)外部分采用清水混凝土為了保證混凝土外觀質(zhì)量，確保色一致，達到清水混土建筑外觀的要求，此建議本工程南地上結(jié)構(gòu)的采用長結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)8.5.1技術(shù)原理超長無逢混凝土結(jié)無逢設計施工施方法是以補償收混凝土為結(jié)構(gòu)材料，以加強取代后澆縫續(xù)澆筑的一種新術(shù)。該技術(shù)有兩形式：采用膨脹混凝土用超長結(jié)構(gòu)，采用CEAB微膨脹替代10%的水泥用，結(jié)構(gòu)后澆縫的間距延至60m，比范20～40增加一倍右。采用膨脹加強帶形，是通過調(diào)整膨劑摻量，可使混土中產(chǎn)生不同的預壓應力，即在集中應最大的部位給予大的膨脹力，而其它部位則給予較小的膨脹力，以便結(jié)的收縮應力得到小適宜的補償，而控制有序裂縫的出現(xiàn)。8.5.2無縫施工設計水泥材料抗拉強度、韌性差，當失干燥或環(huán)境溫度化使混凝土使混凝土產(chǎn)生收縮應力，以混凝土本身具有徐變、收縮等特，對于超長結(jié)構(gòu)混凝其很容易出現(xiàn)應力裂，而膨脹混凝土鋼筋和鄰位約束限制下，產(chǎn)生預壓應，可抵抗部分或全部制收縮所產(chǎn)生的伸應力，并推遲凝土收縮的產(chǎn)生進程抗拉強度因此而增強從而防止或減少縮裂縫的出現(xiàn)。此原理，進行超長混土結(jié)構(gòu)無縫施工設計即是對膨脹混凝進行補償收縮能設計，也就是計算混土的限制膨脹率（ε

2

）和收縮膨脹率（ε2=3.3t÷(1.87＋t)×10×α1·α2·……·9(t為混凝土齡)α

1

·α

2

·……·α

9

為偏離標準條件的正系數(shù)，它與構(gòu)混凝土的水泥品、混凝土的強度等級膨脹劑品種、膨劑摻量、水泥用、配筋率、粗集料、灰比、養(yǎng)護條件等參有關(guān)，其取值范是根據(jù)大量數(shù)據(jù)計結(jié)果而確定，而且針對實際工程具體情和設計要求而確。其一般情況即在結(jié)構(gòu)應力集中的最部位（傳統(tǒng)方法留后帶處，一般加