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        淺析大體積混凝土無縫施工方案及控制措施

        2015-02-02 10:06:52梁云瀅朱潔
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年1期

        梁云瀅 朱潔

        摘 要:建筑工程中常常遇到大體積混凝土施工,如大型設(shè)備基礎(chǔ)和高層樓房基礎(chǔ)。而混凝土裂縫影響建筑的結(jié)構(gòu)安全及正常使用。文章結(jié)合工程實(shí)際,分析了混凝土的無縫施工技術(shù)及控制措施。

        關(guān)鍵詞:大體積混凝土;施工方案;裂縫處理

        1 大體積混凝土簡述

        大體積混凝土在我國的工程建設(shè)中非常普遍,它的體積大,表面系數(shù)小。并且大體積混凝土集中釋放水化熱,內(nèi)部溫度很快上升,造成混凝土有較大的內(nèi)外溫差,就形成了溫度裂縫,直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全。

        2 大體積混凝土的裂縫

        根據(jù)裂縫在大體積混凝土中出現(xiàn)的深度不同,裂縫有貫穿裂縫和深層裂縫以及表面裂縫。通常只要裂縫不超過規(guī)定的最大允許值是不會給建筑結(jié)構(gòu)安全帶來嚴(yán)重的影響。一般,正常的室內(nèi)環(huán)境下最大裂縫寬度規(guī)定在0.3毫米,室內(nèi)高濕度或者露天的環(huán)境下,最大裂縫寬度值為0.2毫米。混凝土裂縫對于地下結(jié)構(gòu)包括半地下結(jié)構(gòu)的影響主要是反水性能方面,如果裂縫在0.1~0.2毫米,早期可能會有輕微的滲水現(xiàn)象,但是裂縫會在一段時間后自愈;一旦裂縫寬度超過0.2~0.3毫米,裂縫寬度增加直接會導(dǎo)致滲水量迅速加大,因此,地下工程的橫穿斷面寬度不要超過0.3毫米,大于0.3毫米寬度的裂縫會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)使用,若真的出現(xiàn)這種裂縫必須通過化學(xué)灌漿來進(jìn)行加固處理。

        大體積混凝土在施工過程中出現(xiàn)的溫度裂縫通常來自兩方面因素的影響,一是由內(nèi)外溫差引起的混凝土的內(nèi)部因素;二是其外部因素,當(dāng)結(jié)構(gòu)外部和混凝土的各質(zhì)點(diǎn)間所產(chǎn)生的約束會阻止混凝土收縮變形,在溫度應(yīng)力作用下,由收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力超出混凝土的抗拉強(qiáng)度時,混凝土就會出現(xiàn)裂縫。在允許的寬度限值內(nèi)出現(xiàn)的裂縫,不會給結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成很大的影響,但是卻影響著結(jié)構(gòu)的耐久性,需要加大重視程度,以便嚴(yán)格控制。

        3 無縫施工方案設(shè)計過程(以大體積地下室混凝土底板、墻板、頂板施工為例)

        大體積混凝土無縫施工設(shè)計原理:目前大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工無縫設(shè)計是以摻加ZY膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土為基本材料,以設(shè)置加強(qiáng)帶取代后澆帶,達(dá)到連續(xù)澆筑超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。

        根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計的要求,在施工方案設(shè)計時,將地下室混凝土底板、墻板及頂板進(jìn)行分塊設(shè)計以形成多個施工澆筑的單元,每個施工塊中均設(shè)置有加強(qiáng)帶?;炷翂Π濉㈨敯宓姆謮K與底板的分塊相對應(yīng)設(shè)置后澆帶和加強(qiáng)帶。

        膨脹加強(qiáng)帶寬設(shè)置要根據(jù)擬澆筑的大體積混凝土的實(shí)際工程特點(diǎn)合理設(shè)置,邊緣每側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)并用鋼筋加固定位,以防止加強(qiáng)帶外混凝土流入加強(qiáng)帶內(nèi)。

        大體積混凝土澆筑施工時應(yīng)先澆帶外混凝土,當(dāng)施工澆筑到加強(qiáng)帶時改用摻量ZY膨脹劑混凝土施工??紤]到外加劑膨脹作用會使混凝土強(qiáng)度降低,所以應(yīng)該對膨脹加強(qiáng)帶的混凝土強(qiáng)度等級進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣?,并加大膨脹劑用量,用這樣的方法循環(huán)施工達(dá)到超長無縫結(jié)構(gòu)混凝土的目的。

        補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計。根據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行對摻加ZY的試件的限制膨脹率進(jìn)行試驗(yàn),設(shè)計并驗(yàn)證補(bǔ)償收縮混凝土試件的微膨脹性。

        4 施工方案及控制措施

        無縫施工首先要從澆筑工作開始,保證在初凝前每處的混凝土都能被上層新的混凝土所覆蓋,同時進(jìn)行搗實(shí)這一環(huán)節(jié)。另外,需要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的大小和鋼筋的疏密程度,以及管道預(yù)埋情況和地腳螺栓留設(shè)情況,還有水化熱因素和混凝土供應(yīng)方面的影響。主要的方法有以下幾方面。

        4.1 全面分層

        當(dāng)完成第一次的全面澆筑任務(wù)后,第一層的混凝土還沒有初凝,進(jìn)行第二層的澆筑,逐層地連續(xù)澆筑到工程完成。這種施工方案多在平面尺寸不大的建筑結(jié)構(gòu)中使用,在施工中要求從短邊開始進(jìn)行,沿著長邊推進(jìn)。方案分成兩種進(jìn)行,一是從中間向兩端澆筑,二是從兩端向中間進(jìn)行澆筑。

        4.2 分段分層

        澆筑混凝土?xí)r,由底層澆筑開始,進(jìn)行到一定距離再澆筑第二層,以此逐漸對其他各層進(jìn)行澆筑。當(dāng)完成頂部的澆筑后,由于較多的層數(shù)導(dǎo)致第一層的末端混凝土還沒有形成初凝,這樣就從第二段依次進(jìn)行分層澆筑。此方案不像全面分層要求大量的混凝土,在單位時間內(nèi)的混凝土需求量較少,適合用在厚度不大面積或長度卻比較大的結(jié)構(gòu)工程中。

        4.3 斜面分層

        要求斜面的坡度不大于1/3,適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況?;炷翉臐仓酉露碎_始,逐漸上移。

        加強(qiáng)施工過程控制:降溫曲線確定?;炷了療嵘郎貢r間很短,大約在澆筑后的2~5d,混凝土的彈性模量很低,基本上處于塑性及彈塑性狀態(tài),約束應(yīng)力很低。降溫階段,彈性模量迅速增加,約束拉應(yīng)力也隨時間增加,在超過抗拉強(qiáng)度時便出現(xiàn)貫穿性裂縫。實(shí)踐中偏安全地以截面中部的最高溫度降溫曲線代替平均降溫曲線;嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度,使其在30℃以下;埋設(shè)冷卻管,在第一批混凝土開始初凝時由專人負(fù)責(zé)往冷卻管內(nèi)注入涼水降溫,通過冷卻排水,帶走混凝土內(nèi)的熱量;澆筑混凝土?xí)r,采用薄層澆筑,控制混凝土的澆筑高度,避免混凝土拌和物之間的過大高差,混凝土的分層厚度控制在20~30cm;如結(jié)構(gòu)物厚度較厚,一次澆筑混凝土方量較大時,采用分層澆筑,通過增加表面系數(shù),利于混凝土內(nèi)部散熱,分層厚度1.5m左右,層間間隔時間5~14d之間;加強(qiáng)振搗,以期獲得密實(shí)的混凝土,提高密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,澆筑后,及時排除表面積水,進(jìn)行一次抹面,防止早期收縮裂縫的出現(xiàn);混凝土澆筑后,搭設(shè)遮陽棚,避免陽光曝曬承臺表面;混凝土澆筑后,混凝土表面上用工布覆蓋保溫,并灑水養(yǎng)護(hù),使其緩慢降溫、緩慢干燥,減少混凝土內(nèi)外溫差。

        澆筑地下室的頂板時,要根據(jù)無縫混凝土相關(guān)施工方案的要求,通過一定的順序?qū)Φ叵率翼敯暹M(jìn)行澆筑,從地下一層到地下室的頂板梁依次完成澆筑工作。頂板澆筑的主要目的是避免早期裂縫的出現(xiàn),由于裂縫多發(fā)生在混凝土的初凝至終凝階段,所以,在澆筑過程中,要將頂板進(jìn)行二到三次的搓平和抹壓,尤其在初凝階段更要重視抹壓這一程序,以此控制早期裂縫的發(fā)生。

        5 混凝土的養(yǎng)護(hù)

        選用合格的混凝土,根據(jù)養(yǎng)護(hù)制度的要求,抹壓混凝土后,在能上人的情況下在混凝土上鋪草席或者麻袋片,再澆濕進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。頂板和底板在混凝土硬化3、4個小時后,通過筑堰蓄水進(jìn)行養(yǎng)護(hù),對墻板不間斷地淋水,養(yǎng)護(hù)至少兩周,墻板側(cè)模至少一周后再拆除。

        6 結(jié)束語

        大體積混凝土比常規(guī)混凝土更容易存在裂縫,大體積混凝土的存在裂縫會嚴(yán)重影響混凝土的滲透性。一旦發(fā)生混凝土的開裂滲透,就會加速混凝土的裂變進(jìn)程,造成嚴(yán)重的安全事故和質(zhì)量問題。通常裂縫在初凝階段開始出現(xiàn),所以,我們在研究裂縫原因時要及時提高預(yù)防措施,采用合理的施工技術(shù)避免發(fā)生大體積混凝土裂縫問題。

        參考文獻(xiàn)

        [1]馮廣淵.建筑施工技術(shù)[M].冶金工業(yè)出版社.

        [2]嚴(yán)喜康.土木工程施工[M].中國建材出版社.

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