裝配式建筑工程知識(shí)分享：地下室超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

1 工程簡(jiǎn)況

本工程地上兩棟主樓采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),裙房采用框架結(jié)構(gòu)。該地下室為2層,屬超長(zhǎng)結(jié)構(gòu),最大長(zhǎng)度265m,最大寬度122m。

2 本工程的技術(shù)難點(diǎn)分析

2.1 如何控制結(jié)構(gòu)收縮開裂問題

本工程為超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),采用補(bǔ)償收縮混凝土,可以不留后澆帶。即在混凝土中摻加膨脹劑,使其產(chǎn)生適度的膨脹來(lái)補(bǔ)償收縮,以膨脹所產(chǎn)生的壓應(yīng)力來(lái)抵消收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同的部位,調(diào)整其摻加量,在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的中部采用大膨脹混凝土(即膨脹加強(qiáng)帶),在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力較小的部位采用微膨脹混凝土,以使混凝土的收縮拉應(yīng)力得到大小適宜的補(bǔ)償。采用這種辦法,不留后澆帶,混凝土連續(xù)澆筑,可以大大加快施工進(jìn)度,減少后澆帶處理給施工帶來(lái)的麻煩和給工程質(zhì)量帶來(lái)的隱患,提高結(jié)構(gòu)的整體性和安全性,并節(jié)約工期、降水費(fèi)用和施工管理費(fèi)用。

2.2 防水問題

本工程底板做外防水不僅代價(jià)較大,且耽誤工期。因此,采用混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)才是較為經(jīng)濟(jì)與節(jié)省工期的正確選擇。從目前工程實(shí)踐來(lái)看,膨脹混凝土是解決混凝土開裂比較理想的材料。膨脹混凝土在鋼筋或臨位限制下,膨脹能做功,產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力,它可抵消收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力,并推遲了收縮的產(chǎn)生過程,混凝土抗拉強(qiáng)度在此期間能獲得增長(zhǎng)。當(dāng)混凝土開始收縮時(shí),其抗拉強(qiáng)度已增長(zhǎng)到足以抵抗收縮引起的拉應(yīng)力,從而防止和減少收縮裂縫的出現(xiàn)。在混凝土中摻加適量的膨脹劑,通過水泥的化學(xué)反應(yīng),使混凝土產(chǎn)生適量膨脹,在鋼筋和臨位限制下,在鋼筋混凝土中建立0. 2MPa~1. 0 MPa的預(yù)壓應(yīng)力,可大致抵消混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力,防止混凝土開裂。同時(shí),水化反應(yīng)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(xì)孔,使混凝土的抗?jié)B能力大大提高,抗?jié)B標(biāo)號(hào)可達(dá)S30,從而達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)自防水的目的。

2.3 底板承臺(tái)大體積混凝土裂縫控制問題

本工程底板厚度接近1m,承臺(tái)厚度約2m,又逢夏季施工,水化熱引起混凝土內(nèi)部溫升很高,極易產(chǎn)生溫度裂縫。因此,必須采取一定的技術(shù)措施。

1)在混凝土中摻入膨脹劑,使其產(chǎn)生適度的膨脹,用以抵消混凝土結(jié)構(gòu)的部分冷縮,從而可以減輕或避免溫差裂縫的出現(xiàn)。

2)在混凝土中摻入適量的緩凝減水劑,目的是為了降低滲漏隱患;另一方面,減水作用可以節(jié)約水泥用量,從而降低造價(jià),且水泥用量越少,水化熱就越低,溫差裂縫就越少。

3)摻入粉煤灰或礦渣等活性混合材,取代部分水泥,可以降低水泥水化的發(fā)熱量,減少溫度應(yīng)力,減輕裂滲的出現(xiàn)。

4)采用低熱或中熱水泥,降低原材料溫度,混凝土內(nèi)部預(yù)埋管道水冷散熱。

5)在施工過程中,做好測(cè)溫和覆蓋保溫工作。測(cè)溫主要是測(cè)定混凝土內(nèi)部與表面的溫差,溫差控制在25℃以內(nèi),就可以較好地控制裂縫;若溫差超過25℃,就必須覆蓋保溫,提高混凝土表面溫度,縮小表面與內(nèi)部溫差。

3 本工程的技術(shù)方案

3.1 底板、頂板膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置

膨脹加強(qiáng)帶間距約為30 m~40 m為宜。頂板膨脹加強(qiáng)帶的位置和底板基本相同,墻板的膨脹加強(qiáng)帶和底板、頂板的膨脹加強(qiáng)帶位置相對(duì)應(yīng)。膨脹加強(qiáng)帶寬為2 m(間歇式除外),帶的兩側(cè)用孔徑為5 mm的鋼板網(wǎng)隔攔,并用鋼筋固定牢固,鋪設(shè)的鋼板網(wǎng)搭接部分不超5 cm。底板上膨脹加強(qiáng)帶的補(bǔ)償鋼筋直接綁扎在其對(duì)應(yīng)的面筋上,而墻板、頂板上加強(qiáng)帶部分的補(bǔ)償鋼筋須綁扎在其對(duì)應(yīng)的面筋和底筋上,Φ10~Φ12@ 150~200(螺紋鋼筋)為宜,伸出加強(qiáng)帶2 m。

3.2 水平施工縫的設(shè)置

底板與外墻、外墻與頂板之間的水平施工縫位置應(yīng)與底板或頂板表面相距300 mm~500 mm左右為宜,并設(shè)鋼板止水帶。外墻混凝土澆筑前,先鋪2 cm~3 cm厚的膨脹砂漿(與混凝土同配比,去掉石子),以防爛根,然后再澆混凝土。拆模后,水平施工縫外側(cè)修補(bǔ)平整,迎水面用PMC彈性聚合物水泥分3遍~5遍涂刷2 mm厚,寬度為水平施工縫上下各500 mm。

3.3 外墻設(shè)置后澆膨脹加強(qiáng)帶

外墻先澆加強(qiáng)帶兩側(cè)的小膨脹混凝土,加強(qiáng)帶兩側(cè)豎向均設(shè)鋼板止水帶。間隔3 d以上,待混凝土達(dá)到足夠強(qiáng)度再澆加強(qiáng)帶大膨脹混凝土。外墻混凝土施工完畢后,后澆加強(qiáng)帶外側(cè)迎水面分層刮涂PMC彈性聚合物水泥防水材料,涂刷厚度不小于2 mm,寬度伸出后澆加強(qiáng)帶500 mm。沉降性后澆帶的做法與此相同。

3.4 垂直施工縫的設(shè)置

除后澆加強(qiáng)帶與(沉降性)后澆帶以外,墻體原則上不再留垂直施工縫,以減少滲漏隱患。墻體若必須留設(shè)垂直施工縫,則應(yīng)避開地下水和裂隙水較多地段,并在豎向設(shè)鋼板止水帶或橡膠止水板,外側(cè)迎水面用彈性水泥分層涂刷不小于2 mm厚,寬度為垂直施工縫左右各500 mm。

3.5 配筋建議

1)膨脹混凝土只有在鋼筋和臨位結(jié)構(gòu)約束條件下才能產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力,因此為控制超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)冷縮和干縮引起的開裂,長(zhǎng)度方向的配筋率建議不小于0. 5%,并宜用螺紋鋼筋,鋼筋間距不宜過大。適當(dāng)提高配筋率,設(shè)置細(xì)而密的鋼筋有利于混凝土抗裂。

2)鑒于墻體受施工養(yǎng)護(hù)和外界溫差影響較大易開裂,水平構(gòu)造筋的間距宜小于150 mm,配筋率不應(yīng)小于0. 5%。對(duì)于墻柱相連的超長(zhǎng)墻體,易在靠近柱子的區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力集中而產(chǎn)生縱向裂縫,宜插入2 m左右的水平附加筋,其中200 mm~300 mm插入柱子,其余置于墻體。

3)在變截面部位,由于應(yīng)力集中往往容易出現(xiàn)開裂。為分散應(yīng)力,應(yīng)在此處增加構(gòu)造筋或斜拉筋(螺紋鋼筋)Φ10~Φ12@ 150~200。必須采取有效措施,在轉(zhuǎn)角、孔洞周圍加強(qiáng)構(gòu)造筋,轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋或網(wǎng)片,在孔洞邊界設(shè)護(hù)邊角鋼等。

4)穿墻鋼筋或螺栓。自防水混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的各種鋼筋或綁扎鐵絲,不得接觸模板。固定模板用的鋼筋和螺栓不宜穿過混凝土結(jié)構(gòu),如必須穿過,則螺栓和鋼筋中央要焊上止水環(huán),止水環(huán)必須滿焊。拆模后,將螺栓沿平凹底割去,外側(cè)迎水面用彈性聚合物水泥封堵,分層涂刷PMC厚度不小于2 mm,半徑300 mm。

4 混凝土的澆筑施工方案

4.1 底板混凝土的澆筑

1)補(bǔ)償收縮混凝土的澆筑施工。從一個(gè)方向開始澆搗,階梯形逐漸推進(jìn),振搗必須密實(shí)。澆筑到膨脹加強(qiáng)帶時(shí),用專門配制的大膨脹補(bǔ)償收縮混凝土填充膨脹加強(qiáng)帶;膨脹加強(qiáng)帶澆筑完成后,再換回正常的微膨脹補(bǔ)償收縮混凝土繼續(xù)往前澆筑,依次反復(fù)進(jìn)行直到全部完成。

2)二次抹面處理工序。在完成ZY補(bǔ)償收縮混凝土工序后,為防止混凝土在硬化過程中出現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象,要及時(shí)進(jìn)行二次抹面處理工序:在混凝土初凝以后、終凝之前,先人工用木抹邊拍打,使混凝土的漿料滲出;然后再用力進(jìn)行抹壓,直至抹壓平整,抹壓至少兩遍,最后一遍的抹壓要掌握好時(shí)間,應(yīng)在混凝土臨近終凝時(shí)為好,隨即用塑料薄膜覆蓋。

3)養(yǎng)護(hù)工序。補(bǔ)償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)非常重要,這是由于混凝土中形成的膨脹結(jié)晶———鈣礬石以及水泥水化都需要水,否則會(huì)影響膨脹效能。因此在每一塊混凝土澆筑、抹面完成后,要及時(shí)用塑料薄膜覆蓋其表面;當(dāng)整塊混凝土終凝后,開始鋪麻袋片等養(yǎng)護(hù)材料(防止陽(yáng)光直曬)并灑水養(yǎng)護(hù),始終保持潤(rùn)濕,放線后可采用蓄水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期不少于14 d。自防水混凝土的養(yǎng)護(hù)是保證防水質(zhì)量的最重要的措施之一,一定要派專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)工作。

4.2 外墻混凝土的澆筑

1)底板與外墻之間的水平施工縫是本工程防水最危險(xiǎn)的地帶,此處水位最深,水壓最大,而施工縫處新老混凝土的界面又很薄弱,處理不好,常常會(huì)成為滲漏的隱患。為此,必須做到精心組織,精心施工。為此,在水平施工縫設(shè)一道鋼板止水帶。外墻施工前,首先將施工縫處混凝土鑿毛,將鋼筋間的所有雜物清理沖洗干凈,并保持潤(rùn)濕,再鋪上一層20 mm~30 mm厚的膨脹水泥砂漿,膨脹水泥砂漿所用的材料和灰砂比應(yīng)與自防水混凝土的材料和灰砂比相同,然后再澆混凝土。整個(gè)施工過程要做好組織管理,何時(shí)需要砂漿,需要多少,何時(shí)鋪設(shè),需要預(yù)先算好,以防砂漿鋪設(shè)時(shí)間過長(zhǎng),而混凝土又來(lái)不及澆筑,造成質(zhì)量問題。外墻混凝土采用分層澆灌。泵管的布置須符合施工流水作業(yè)的要求。墻板混凝土的下料高度控制在2 m以內(nèi),其他工序同底板混凝土的澆筑方法。

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