超长混凝土结构中应用间歇式或后浇式加强带的施工工法

1超长混凝土结构中应用间歇式或后浇式加强带的施工工法ConstructionMethodofIntermittentType/Post-GroutingEnhancementBeltinSuperLongConcreteStructure2007年12月28日发布2008年1月1日实施2构造同后浇带Ⅰ段Ⅱ段掺12%~14%膨胀剂Ⅱ段混凝土浇筑完毕后7~14天后浇筑掺8%~10%膨胀剂或不掺加构造同后浇带浇筑顺序：Ⅰ段→Ⅱ段→加强带膨胀加强带掺12%~14%膨胀剂钢丝网构造同后浇带Ⅰ段Ⅱ段掺8%~10%膨胀剂或不掺加浇筑顺序：Ⅰ段→加强带、Ⅱ段后浇式加强带间歇式加强带1前言超长混凝土结构在地下和地上工程中应用日益广泛，如何运用“抗”与“放”的原理，合理的划分超长结构，既能解决混凝土收缩应力的问题，防止开裂，又有利于施工组织，是当前施工中较为普遍的问题。**集团股份公司技术中心组织总承包分公司与置业分公司的相关人员，对超长混凝土结构工程中运用间歇式、后浇式加强带划分施工段，防止混凝土开裂的方法进行了试验研究和理论分析，并在**、数码科技大厦、科技广场二期等工程上进行了实际应用，所形成的研究成果“间歇式、后浇式膨胀加强带在超长结构中的应用研究”于2007年9月通过了青岛市科技局组织的专家鉴定，其技术水平为国际先进。本工法就是在此基础上由**集团股份公司总承包分公司编制完成的。2工法特点2.0.1本工法运用“抗”“放”结合的原理，能有效的防止超长混凝土结构的开裂，保证结构工程的质量。2.0.2本工法有利于施工段的划分，方便了施工组织，并能够加快施工速度，提前为其他工序提供作业面，减少周转材料的使用。3适用范围本工法适用于超长混凝土结构的地下及地上工程的分段施工中。4工艺原理4.0.1间歇式加强带。当一侧混凝土浇筑，且相邻施工段混凝土具备浇筑条件后，随即同时浇筑加强带和相邻施工段的混凝土；间歇式加强带主要是利用了膨胀带产生的预加应力即“抗”的原理，抵消混凝土的收缩应力，防止开裂。4.0.2后浇式加强带是在两侧混凝土浇筑并间隔一定时间（7～14d）后，方可浇筑其间的加强带。它是利用了“抗”“放”结合的原理，即先释放部分混凝土的收缩应力，再利用加强带抵消另一部分收缩应力。4.0.3本工法结合了结构的边界约束条件、施工条件等，来选择间歇式或后浇式加强带合理的划分施工段，以防止结构开裂，加快施工速度，见图4.0.3。对上部结构还应用了模板加强等技术措施，以保证结构工程的质量。5工艺流程及操作要点图4.0.3间歇式、后浇式加强带原理铁丝网膨胀应力曲线掺膨胀剂8％－10％混凝土收缩应力曲线加强带掺膨胀剂12％－14％加强带受力示意图35.1工艺流程5.1.1间歇式加强带工艺流程见图5.1.1。5.1.2后浇式加强带工艺流程见图5.1.1。5.2操作要点5.2.1间歇式、后浇式加强带的设置原则及构造要求。1地下室混凝土结构间歇式、后浇式加强带设置时应考虑底板的约束条件、施工段的划分等因素，按设计的要求或参考表5.2.1的要求设置。表5.2.1后浇带、加强带设置间距地基约束条件桩、锚杆岩体地基滑动层图5.1.1间歇式加强带工艺流程第一段钢筋绑扎第一段模板支设第一段混凝土浇筑，同时留设间歇式加强带第二段模板支设第二段钢筋绑扎第二段及加强带混凝土浇筑第一段混凝土进行养护混凝土养护第一段钢筋绑扎第一段模板支设第一段混凝土浇筑，同时留设后浇式加强带第二段模板支设第二段钢筋绑扎第二段混凝土浇筑两段混凝土浇筑完成养护7～14d后，浇筑加强带混凝土第一段混凝土进行养护图5.1.2后浇式加强带工艺流程加强带混凝土养护4后浇带≤40m≤50m≤70m后浇式加强带≤35m≤45m≤65m膨胀带或间歇式加强带≤30m≤40m≤50m1）间歇式、后浇式加强带应避开主楼、电梯井、集水坑等位置；2）底板不宜采用后浇式加强带，墙体不宜采用间歇式加强带；3）工期紧要求紧的地下室应优先采用间歇式或后浇式加强带。2地上混凝土结构可按40～50m的间距设置间歇式、后浇式加强带，相邻施工段之间宜采用间歇式加强带。间歇式、后浇式加强带应避开电梯井、楼梯间等混凝土墙体的位置，3连续采用后浇式加强带的长度不宜超过200m，连续采用间歇式加强带的长度不宜超过150m。否则，应设置一定数量的后浇带，见图5.2.1-1。4设计及构造要求主要包括：1）为消除超长混凝土结构的收缩应力，控制混凝土裂缝，在超长混凝土结构施工中设置2～3m宽加强带，加强带混凝土强度等级比加强带两侧混凝土强度提高5MPa，并在混凝土中掺加一定数量的膨胀剂（见本工法6.1节），使其产生一定的预加膨胀应力，抵消混凝土自身及温度的收缩应力。2）除加强带外，其他部位的混凝土应按照设计要求掺加或不掺加膨胀剂，上部结构其他部位的混凝土不宜掺加膨胀剂。3）底板后浇式加强带的构造同《混凝土结构地下室抗裂防渗工法》（QDCG-GF12001）中后浇带的构造，底板间歇式加强带构造见图5.2.1-2，底板后浇式、间歇式加强带的应采用膨胀止水条，其他部位可采用止水钢板。上部结构间歇式、后浇式加强带的构造见图5.2.1-3。5.2.2加强带部位的模板支设应符合下列要求：1除间歇式加强带与施工段混凝土同时浇筑部位可采用密目钢丝网外，其余加强带与施工段混凝土结合部位均应采用木模板或快易收口钢板网。第一段梁板混凝土浇筑时，在加强带一侧挂密目钢丝网，网孔直径≤10mm，并加设竹胶板，每隔200mm设置一根竖向Ф16钢筋予以加固。加强带钢筋在绑扎顶板钢筋时，一并绑扎，保证顶板及梁钢筋连续通过加强带，其上下均应留出不小于3cm混凝土保护层，钢丝网应与上下层水平钢筋及竖向加固筋绑扎或焊接牢固，见图5.2.1-2、图5.2.1-3。2上部结构采用间歇式加强带的楼板，加强带部位支撑体系支撑应适当加密，并使用带顶托的支撑，见图5.2.1-3。5.2.3混凝土浇筑应符合下列要求：3000膨胀加强带密目钢丝网§¶16@200加固钢筋图5.2.1-2底板间歇式加强带构造2～3m膨胀加强带密目钢丝网16200加固钢筋膨胀止水条图5.2.1-3上部结构加强带构造间歇式膨胀加强带密目钢丝网16200加固钢筋木模板或快易收口钢板网2m～3m方木顶托支撑加密区上部结构间歇式膨胀加强带做法2m～3m方木上部结构后浇式膨胀加强带做法后浇式膨胀加强带木模板或快易收口钢板网木模板或快易收口钢板网后浇式加强带间歇式加强带图5.2.1-1后浇式、间歇式加强带设置51后浇式加强带的混凝土应待两侧混凝土浇筑后，7～14天后方可浇筑。1）后浇带混凝土浇筑前，应先清除垃圾，清理钢筋及松动的混凝土；将两侧混凝土界面凿毛，用水冲洗干净并充分湿润，然后在混凝土界面上涂刷界面处理剂或素水泥浆。2）加强混凝土振捣，以混凝土不泛浆、不出气泡为准，不得过振。3）混凝土浇筑完成，表面至少搓平3次，最后一次搓平压实应在混凝土接近初凝时进行，必要时也可进行二次振捣，以保证混凝土不引起沉缩裂缝。2间歇式加强带的混凝土浇筑应与第二段混凝土同时浇筑。1）加强带一侧混凝土浇筑完毕后，将界面的模板拆除。第二段梁板及加强带混凝土浇筑前，应先清除垃圾，清理钢筋及松动的混凝土；将混凝土界面凿毛，用水冲洗干净并充分湿润，然后在混凝土界面上涂刷素水泥浆。2）混凝土浇筑从一边推进，浇至加强带时，采用掺加膨胀剂或大掺量膨胀剂的混凝土，加强带内的混凝土不得同底板其他部位的混凝土混用。必须保证加强带及其一侧混凝土的浇筑在初凝前完成，并应加强结合处混凝土的振捣，以混凝土不泛浆、不出气泡为准，不得过振。加强带混凝土浇筑完成，表面至少搓平3次，最后一次搓平压实应在混凝土接近初凝时进行，必要时也可进行二次振捣，以保证混凝土不引起伸缩裂缝。5.2.4混凝土的养护。混凝土浇筑完毕终凝后，应采用塑料薄膜加草袋保湿、浇水的措施进行养护，养护时间不低于14d。冬期，采用塑料薄膜加草袋覆盖保温、保湿的养护措施，必须在覆盖的塑料薄膜下始终保持有凝结水，如室外气温过低则应相应增加覆盖草袋的层数。5.2.5荷载堆放及拆模。上层施工结构时，严禁在间歇式加强带跨内堆放材料，避免因上部荷载过大和震动造成加强带部位的裂缝。在搭设间歇式加强带上部结构模板支撑架时，必须垫设脚手板。加强带混凝土达到设计强度时，即可进行拆除其下部的模板支撑。6材料与设备6.1混凝土配合比的原则间歇式、后浇式加强带混凝土的配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000的规定，根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性进行配合比设计外，还应减少收缩、满足抗裂的要求。6.1.1干缩率。混凝土42d的干缩率应不大于0.03％。6.1.2坍落度。在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度；地下室混凝土的坍落度可控制在140mm～160mm。6.1.3应尽量采用较小的水胶比。混凝土水胶比不宜大于0.60；在满足工作性要求的前提下，应采用较小的砂率，砂率宜控制在35％～45％。6.1.4水泥及矿物掺和料用量。可采用Ⅱ级以上的粉煤灰替代15％～30％基准水泥用量，地上结构混凝土选用低粉煤灰掺量，其水泥用量宜为270～450kg/m3；地下结构混凝土选用高粉煤灰掺量，以减少水泥用量，水泥用量不宜大于350kg/m3。6.1.5采用高效减水剂，用水量不宜大于180kg/m3。6.1.6膨胀剂的掺量宜为10％～15％，混凝土水中养护14d的限制膨胀率应≥2.5×10－4。6.2原材料要求6.2.1水泥。宜用中、低水化热水泥，如：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，不应采用早强型水泥；对防裂抗渗要求较高的混凝土，所用水泥的铝酸三钙（C3A）含量不宜大于8％，使用使水泥的温度不宜超过60℃；水泥的强度等级不应低于32.5MPa。6.2.2骨料。防水混凝土所用的砂、石应符合下列规定：1砂宜采用中砂，其要求要符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52的规定。2选用级配良好的碎石，粒径在5～31mm，含泥量小于1％，并应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53。3为避免碱骨料反应，混凝土应采用非碱活性的骨料。每立方防水混凝土中各类材料的总碱量不得大于3kg。66.2.3外加剂。为减少用水量和限制混凝土的膨胀，起到补偿收缩作用，可采用高效减水剂或膨胀剂。所用外加剂应分别符合《混凝土外加剂》GB8076，《混凝土泵送剂》JC473，《混凝土膨胀剂》JC476，《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119等规定。6.2.4矿物掺和料。为改善混凝土性能，减少水泥用量，降低水泥水化热，从而减少混凝土的收缩，可在混凝土中掺加Ⅱ或Ⅰ优质粉煤灰及磨细矿渣粉。所用矿物掺和料应分别符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596，《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046。6.3设备本工法所采用的机具设备同普通的混凝土结构施工，主要机具设备见表6.3.1。7质量控制7.0.1本工法采用的主要标准及规范如下：《建筑工程施工工程质量验收统一标准》GB50300-2001《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《普通混凝土配合比设计规程》GJ55-2000J64-2000《混凝土结构地下室抗裂防渗工法》QDCG-GF120017.0.2其他质量控制措施如下：1浇筑前应根据实际情况，明确分工、岗位、职责，使浇筑有条不紊，紧张有序的进行。2浇筑时，对坍落度应测定并严加控制，不得加水，坍落度超出范围的不得使用。3浇筑过程要严格按施工方案规定的顺序实施连续浇捣，避免出现施工冷缝。4禁止在刚浇筑完成的面上行走踩踏，堆放材料、设备增加荷载等。8安全措施8.0.1严格按设计要求搭设模板支撑，楼板模板应按设计要求控制荷载，不得集中堆放脚手架杆、钢筋、混凝土、混凝土泵送管等材料和机具，防止施工荷载过于集中而导致模板变形、失稳。8.0.2基坑和已完成的结构周围应设置钢管护栏，并制红白相间油漆，以预防高空坠落，保证现场施工人员的安全。8.0.3各