超长混凝土结构无缝施工的监理控制

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【摘要】地下室结构施工中,混凝土裂缝的控制是一个重要的课题。由于混凝土结构的长度大体积厚大,是超长超厚大体积混凝土结构出现裂缝的直接原因,本文对控制裂缝进行分析探讨。

【关键词】大体积混凝土;无缝施工构造;施工质量控制;温度控制地下室增加了建筑的使用空间,也由于承重及抗渗漏的要求,使整个混凝土结构形成一个封闭的整体,结构的截面尺寸多数要大于地上部分,因此地下部分混凝土的浇筑就成为一个需要认真对待的技术问题。在建筑物的地下室结构施工中,砼裂缝的控制是一个重要的课题。由于混凝土结构的长度大体积厚,由荷载引起的裂缝可能性较小,但是由水泥水化热引起的温度变化和混凝土的收缩共同作用,会产生较大温度应力和收缩应力,正是这些应力成为超长超厚大体积混凝土结构出现裂缝的直接原因。近代国内外对于控制混凝土的裂缝存在着两种不同的技术措施,即不设缝“抗”与设缝“放”的构造措施。设计中根据结构收缩应力与结构体长度是否非线性关系原理,采取“抗与放”兼顾方法,也就是以“抗”为主或“抗放”兼施;以放为主来控制有害裂缝的一套措施方法。其主要指导思想是通过设计,材料选择及施工综合措施将裂缝控制在无害范围内。按照混凝土结构设计规范要求当结构长度超过一定时用“放”的方法留置后浇带,消除温度应力和沉降应力造成的影响。在大型地下室超长结构监理施工中,利用微膨胀代混凝土替后浇带措施控制其裂缝的方施工方法。1建筑物结构概况某写字办公楼地上12层地下1层,建筑物总长为118m,底板及剪力墙设混凝土计为C40,P8;按规范要求在建筑物中郜设一条宽1m的后浇带。但总承包方提出该建筑物地处繁花地段用地紧凑,地下水位又高能尽快抓紧施工,减少大量排水时间,因此建议取消后浇带措施。采取在地下部分砼中掺入微膨胀剂,进行结构的无缝施工。项目监理组会同设计人员经过调查分析共同商定,确认采取无缝施工在技术上是可行的,而从造价方面考虑,在中混凝土掺入微膨胀剂会提高砼的单位价格,但是在设计施工中取消了后浇带部分的加强筋,模板支设,橡胶止水带,长期排水费用等,整体计算并不高是持平的。同时根据设计要求后浇带混凝土应在结构工程完成后再补浇,时间跨度会很长,当取消了后浇带可以节省很多时间,从而加快工期,同意采取掺入膨胀剂的施工技术方案。2无缝施工采取的设计构造2.1设计机理。根据市场调查及工程应用成功经验,表明HEA早期膨胀效果明显,且60d回缩率极低,决定选择掺用HEA型膨胀剂的补偿收缩砼为基材,以弥补后浇带的取消产生的收缩量,连续浇筑超长地下室主体结构。按照无缝施工的设计构造要求,将地下室底扳以原后浇带为界分两次浇筑,膨胀加强带宽2m,原设计对后浇带部分钢筋布置不变,但在加强带的边缘两侧设密孔铁丝网加固,防止振捣流混凝土入加强带内。混凝土浇筑先浇带两侧底板,接着再用膨胀浇混凝土筑施工。2.2配合比的设计。正常情况下普通水泥的水化热较高,尤其是在大体积混凝土中产生的水化热不易散发,在砼内部积聚温度很高,与表面砼产生很大的温度差,使内混凝土部产生较大拉应力,表面则产生压应力。当表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时(即差值>25℃)则产生温度裂缝。因此,确定使用水化热低的矿渣硅酸盐水泥,强度等级不低于P042.5级,HEA型膨胀剂掺量试配为12%。考虑到膨胀作用会使强混凝土度有略小降低,膨胀加强带的混凝土强度提高至C45。为了确保地下超长结构的整体质量,消除砼温度应力和收缩应力的叠加影响,监理工程师要求除了加强带按设计进行施工,其余砼也要掺入HEA型膨胀剂,其掺量确定为5~6%为宜。3施工过程质量控制3.1采取少量掺用减水剂的措施。混凝土施工正值7月高温季节,温度对混凝土坍落度的影响比较严重。而坍落度的大小与砼拌合物的流动性及砼硬化后的工作强度有直接的关系。加上可能出现的运输车辆堵塞或泵送时临时出现的停滞处治,使正常浇筑放慢延误了入模时间,因时间延长造成砼坍落度损失的加大,肯定造成无法泵管输送。因而必须采取二次掺入少量FDN—AH高性能缓凝剂及高效减水剂后掺入,以补偿和恢复砼的坍落度损失。采取在配合比中掺入减水剂量为0.8%是比较合理的,是最大用量的80%即可满足需要。后掺法比同时掺入在相同用量下减水作用十分显著,是完全可以补偿坍落度损失。需要注意的是凡后掺减水剂的运输车,要快速搅拌1min左右。掺量及搅拌由专人负责进行,在开始设计配合比时要采取降低水灰比的措施。原设计水灰比为0.41,泵送砼的坍落度设计为120~150mm。采取这些控制目的在于减少用水量,降低砼收缩减少开裂。3.2混凝土的浇筑施工。混凝土是集中搅拌站的商品砼,用混凝土运输车运送至现场,由两台泵送从地下室两端向中间浇筑;浇筑采取“分区定点,一个坡度,循环推进,一次到顶”的施工方法。浇筑时先在一个部位进行,直至达到设计标高,混凝土形成扇形向前流进,然后在其坡面上连续浇筑,循序推进。实践表明这种方法能够较好的适应泵送工艺,使每车砼都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上,确保每层之间的间歇时间在规范规定的2h之内。由于泵混凝土送坍混凝土落度比较大,会茌上部钢筋下面离析形成水膜,或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止产生此类裂缝出现,在砼初凝前采取二次振捣方法。即在混凝土初凝前进行二次振捣,在表面不再下沉时采取二次抹面压实的措施,避免砼因沉降收缩而出现的表面裂缝。按照规范要求每一台班或者100m3在混凝土监理见证下,制作标准试块1组标养28d试压,整个基础底板最少制作不少于3组同条件养护试块;对于抗渗试件制作,按规范要求连续浇筑混凝土每500m3在监理见证下,留置不少于2组抗渗试件,本工程地下建筑部分抗渗试件制作为3组,而且必须标养28d。对于砼浇筑现场的监理重点:①检查加强带钢筋的绑扎,砼的配合比是否符合设计要求,对加强带使用砼的强度等级和HEA的掺量要作为检查重点;②对进场的商品混凝土坍落度进行检查是否合格;③制作抗压抗渗试块的制作要见证;④督促施工人员在混凝土初凝前进行二次振捣,及时进行振后表面的压实抹光,这是防止砼表面开裂最有效的方法。3.3砼温度控制及测温。按照设计要求对基础底板砼进行温度检测。一般情况下砼在浇筑后3~5d内部水化热聚集很高,之后逐渐下降。规范要求对较大体积混凝土尤其是有抗渗要求混凝土的养护,根据气候条件采取温控措施。并按需要测定浇筑后混凝土内部及表面温度,将温差限制在设计要求范围内;当设计无明确要求时一般不要超过25℃,当超过此值时将产生裂缝,严重的会发展成贯穿性裂缝。基础底板砼浇筑时预埋测温管,配备专门人员测温,使测温连续正常进行。定时测温作好记录,持续时间至砼达到规定时间和强度再停止测温。测温时当砼内部最高温度与外部温度之差达到25℃及其更高时,及早采取降温措施。测温采用数字电子测温仪,以保证测量及时准确,监理人员对施工人员所记录的数据要及时进行核对,可以采取共同检查方式测温。发现异常现象及时督促施工方提高测温次数并采取有力的降温及表面保湿措施。3.4地下结构砼养护。当砼振后表面抹压平整,立即将事前准备好的塑料薄膜覆盖,如果需要上面再加盖草袋保温。当砼泛白时立即浇水或在表面蓄水养护效果更好,由于是抗渗砼养护时间不少于14d。综上浅述,该写字楼地下室底板及剪力墙与顶板的加强带施工,采取了上述施工及控制措施,在整个地下室完成至投用二年时间,监理人员对地下室的砼结构表面进行详细的检查,未发现裂缝及渗漏水现象。表明设计根据不同工程实际,采取“抗”的方法利用微膨胀砼取代后浇带,进行超长砼结构无缝施工是可行的,关键是施工工序过程控制不容忽视,这是最重要的防渗漏质量环节。参考文献1王宗昌.建筑施工细部操作质量控制.北京:中国建筑工业出版社,2007.7

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