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石嘴山膨脹加強帶后澆帶收口網(wǎng)施工技術
【摘 要】 針對望京風情商業(yè)街工程施工的特點,依據(jù)超長混凝土結構膨脹加強帶設計原理,采用混凝土膨脹加強帶代替后澆帶收口網(wǎng)的做法,有效地控制了較長結構混凝土裂縫,加快了施工進度,取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。
望京風情商業(yè)街(南區(qū))工程,位于北京市朝陽區(qū)望京地區(qū)的西北部,南臨柳蔭河,東鄰廣順北大街,北臨利澤西街,總建筑面積約 42000m2,地下 2 層,地上 4層。本工程為框架剪力墻結構,南北長 223.8m,東西寬為 49.8m,高 18.7m。結構安全等級為一級,防水等級為一級。地下室底板混凝土強度等級為 C30P8,底板厚為450mm;外墻混凝土強度等級為 C40P8。
1 工程設計
1)原后澆帶收口網(wǎng)設計
根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》GB 50010-2002,該項工程共設計了 5 橫 1 縱共 6 條后澆帶,把結構平面劃分為 12 塊(見圖 1)。后澆帶混凝土澆筑時間為兩側混凝土澆筑完成后 2 個月。切割快易收口網(wǎng):快易收口網(wǎng)運送到施工現(xiàn)場后再進行切割加工,運至現(xiàn)場的成品網(wǎng)片尺寸為2200×450mm?蛑c剪力墻交界處按照地下2層3.6m、地下1層3.8m的總長度,并需保證上下兩塊網(wǎng)片搭接100mm的要求分別對快易收口網(wǎng)進行裁割。安裝在框柱側面的快易收口網(wǎng)寬度維持原成品網(wǎng)片尺寸450mm不變。
2)后澆帶收口網(wǎng)變更原因
①后澆帶收口網(wǎng)的保護、清理與鑿毛給后期施工無形中增添了一定的工程量;
②地下工程設計防水等級為一級,采用后澆帶施工,增加了滲漏隱患;
③結構工期為 180d,施工工期緊,而設計要求后澆帶的澆筑時間需待兩側結構混凝土澆筑后 2 個月,影響總工期。
采用傳統(tǒng)做法,分開澆筑:通過查閱規(guī)范等資料及走訪調查,剪力墻與框架柱間兩種不同強度等級的抗?jié)B砼分開澆筑,由此形成的施工縫將使后期的防水功能達不到預期的效果。地下室外墻施工完畢后,需在施工縫處增加聚氨酯防水附加層,既增加了施工成本又不利于保證防水質量,后期隱患較多,分開澆筑方案不可行。
2 超長混凝土結構膨脹加強帶的設計施工新技術
2.1 基本原理膨脹混凝土收口網(wǎng)的原理是,混凝土在膨脹時其中的鋼筋(或相鄰邊界)對它的膨脹產生限制作用,同時在混凝土中產生相應的壓應力。這種壓應力能夠抵消導致混凝土開裂的全部或部分拉應力,從而避免或大大減輕混凝土結構的裂縫。
HEA 膨脹劑,是以高鋁熟料為主要原料生產的具有良好膨脹源的混凝土膨脹劑。其特點是膨脹能量大,干縮小,摻入到混凝土中能補償混凝土的收縮,從而達到抗?jié)B防裂的目的。所謂超長混凝土結構,是指混凝土長度超過現(xiàn)行《混凝土結構設計規(guī)范》GB 50010-2002規(guī)定的伸縮縫#大間距的混凝土結構。在混凝土中摻入HEA 膨脹劑,以膨脹加強帶取代后澆帶,可實現(xiàn)超長混凝土結構的連續(xù)澆筑。其原理是:HEA 膨脹劑在混凝土硬化過程中產生膨脹作用,由于鋼筋和臨位約束,在結構中建立起 0.2~0.7MPa 的少量預壓應力(通過調整混凝土中 HEA 膨脹劑摻量,可使不同區(qū)段獲得不同的預壓應力),以此來補償混凝土在硬化過程中因溫差和干縮產生的拉應力,從而防止裂縫出現(xiàn),起到抗?jié)B、防水的作用。使用這種方法可連續(xù)澆筑 100~200m的超長結構。根據(jù)抗裂原理,只要控制混凝土的收縮與膨脹保持在一個相對的范圍內,就能做到結構無縫或裂縫控制在規(guī)范允許范圍內,滿足工程的使用功能。在應力集中的膨脹加強帶兩側設臨時隔擋措施,防止混凝土流入加強帶,底板加強帶間適當增加水平構造鋼筋 10%~15%。施工時,加強帶外用摻 8%~10%HEA 的小膨脹混凝土;澆筑到加強帶時,用摻 12%~13%HEA 的大膨脹混凝土,其強度等級比兩側混凝土高一級,即 5MPa;到另一側時,又改為澆筑摻 8%~10%HEA 的小膨脹混凝土。如此循環(huán)下去,連續(xù)澆筑HEA 混凝土,實現(xiàn)無縫施工。通過 HEA 的不同摻量,可使混凝土結構在長度方向獲得相應大小的補償收縮的膨脹應力。采用密目鋼絲網(wǎng)隔開進行砼澆筑:經(jīng)過我們小組內成員的調查走訪,采用此種方法多用于后澆帶、梁柱接頭等縱向高度較低部位的不同強度等級砼的澆筑。若在柱與剪力墻交接處采用密目鋼絲網(wǎng)隔開進行砼澆筑,因其縱向高度達到3.6-3.8m,澆筑及振搗砼過程中對密目鋼絲網(wǎng)的側向沖擊力及壓力較大,將無法保證密目鋼絲網(wǎng)不受壓而導致變形破壞,起不到有效的分隔效果從而無法保證砼施工質量。因此采用密目鋼絲網(wǎng)方案不可行。
1)原材料的選擇
收口網(wǎng)工程開始施工前同預拌混凝土攪拌站進行協(xié)商溝通,要求選用性能較穩(wěn)定的 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥,以降低水化熱。粗骨料選用碎石,級配為 5~31.5mm 連續(xù)級配,且含泥量、泥塊含量、針片狀含量、壓碎指標等,符合建筑用粗骨料Ⅱ類質量要求;細骨料選用潔凈的中砂,連續(xù)級配,細度模數(shù)為 2.3~2.5,含泥量<1%;外加劑Ⅰ選用高效泵送劑;外加劑Ⅱ選用 HEA 高效能膨脹劑;摻和料選用Ⅱ級原狀粉煤灰,其各項指標均符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596-1991 中的Ⅱ級粉煤灰技術指標標準,以降低水化熱,并且使其均勻緩慢釋放,減少早期收縮,增加混凝土后期強度。
2)收口網(wǎng)地下室底板加強帶施工
由于底板所需混凝土量較大,考慮到北京交通現(xiàn)況和攪拌站供應能力不十分充足,底板加強帶兩側隔擋措施采用快易收口網(wǎng),以保證混凝土接槎部位的質量和減少混凝土的剔鑿、清掃工作量。若混凝土供應或施工力量達到連續(xù)作業(yè)要求,采用圖 3 的施工方法;若混凝土供應或施工力量達不到連續(xù)作業(yè)的要求,則采用圖 4 的“間歇式無縫施工法”,加強帶一側為臺階式。膨脹加強帶的混凝土澆筑振搗沒有特殊要求。大、小膨脹混凝土的配合比,如表 1、表 2 所示。
對于地下室外墻加強帶,由于墻體薄、面積大,養(yǎng)護困難,受風速和大氣溫度影響大,容易出現(xiàn)收縮裂縫,采用分段澆筑墻體。先用摻 8%~10%HEA 的小膨脹混凝土,養(yǎng)護 14d 后,再用摻 12%~13%HEA 的大膨脹混凝土澆筑加強帶。此方法與傳統(tǒng)后澆帶相同,要用快易收口網(wǎng)和遇水膨脹止水帶(見圖 5),可比傳統(tǒng)后澆帶縮短工期 30d 左右。后澆大膨脹混凝土(摻 12%~13%HEA)前,應將后澆帶兩側的接槎部位(鋼絲網(wǎng)或快易收口網(wǎng))表面清理干凈,鋼絲網(wǎng)#好剔除。若臨時隔擋措施采用竹膠板,則應將接槎部位鑿毛,剔鑿至漏出混凝土石子,清除干凈后用水濕潤。外墻防水加做一道防水增強層。
4)樓板膨脹加強帶收口網(wǎng)施工
對于超長結構樓板,采用泵送混凝土的收縮值比現(xiàn)澆混凝土的大 20%~30%。為減少有害裂縫,除采用大膨脹混凝土澆筑外,應在膨脹加強帶處增加細而密的雙向配筋(見圖 6)。樓板較薄,混凝土供應容易得到保證,所以樓板混凝土加強帶隔擋措施采用竹膠板。施工前將按鋼筋間距大小裁好的竹膠板插入樓板鋼筋中,并用同一垂直線上的水平鋼筋作背楞。當膨脹加強帶內外的混凝土均澆筑完畢后,把竹膠板拔出,將插板處重新振搗一遍,以保證混凝土緊密結合。超長無縫結構混凝土澆筑時,應與預拌混凝土攪拌站加強聯(lián)系,保證加強膨脹帶混凝土能根據(jù)現(xiàn)場的澆筑進度得到及時拌制和供應,并嚴格按配合比和施工組織設計進行施工。對于與兩側小膨脹混凝土同時澆筑的膨脹加強帶的混凝土,澆筑工具可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用。若膨脹帶的混凝土澆筑量較大,且現(xiàn)場情況允許,可采用專用混凝土泵車來澆筑該部分混凝土;若澆筑量不大,一般采用塔吊、灰斗就能滿足該部分混凝土澆筑需要。一般不采用加強膨脹帶混凝土與其他混凝土同車澆筑,除非有特殊措施,能保證一般混凝土不進入加強膨脹帶內;炷翝仓戤,進行混凝土表面處理,及時澆水養(yǎng)護;大體積混凝土還應覆蓋一層塑料薄膜及保溫被進行保溫保濕養(yǎng)護,并加強溫度監(jiān)控。使用快易收口網(wǎng)隔開進行砼澆筑:快易收口網(wǎng)是一種由薄形熱浸鍍鋅鋼板為原料,經(jīng)加工后成為有單向U型密肋骨架和單向立體網(wǎng)絡的永久性模板。
采用安裝快易收口網(wǎng)具有如下特點:
1)、自重輕、力學性能優(yōu)良、安裝方便,對提高施工速度有很大幫助。2)、快易收口網(wǎng)的網(wǎng)狀孔眼可協(xié)助分散砼澆筑時水泥漿所產生的水壓,減少灌入混凝土壓力達2/3,從而可保證快易收口網(wǎng)不因側向受壓力過大導致變形破壞而影響分隔效果。
3)、澆筑混凝土收口網(wǎng)時,網(wǎng)眼上的余角片就嵌在混凝土里,具有加強網(wǎng)片與砼間的結合功效,形成一個緊密相連的機械式楔,接縫的質量受到嚴格控制。
4)、便于鋼筋的穿筋和連續(xù)綁扎鋼筋,收口網(wǎng)的多孔性特種網(wǎng)格,稍微用力便可保證剪力墻水平鋼筋C12、C14的穿越。
若采用此方案可起到既保證不同強度等級砼的有效分隔,又保證不留設施工冷縫的效果,此方案可行。
3 結 語
收口網(wǎng)現(xiàn)代建筑或構筑物越來越多地采用超長或雙向超長結構,如按傳統(tǒng)施工技術每個工程須留置少則幾條多則幾十條的后澆帶。后澆帶一般需經(jīng) 40~60d才能澆筑,拖延工期,給施工帶來麻煩,且結構整體(防水)性不好。超長混凝土結構無縫設計施工技術的應用,突破了傳統(tǒng)的設計施工規(guī)范,用“膨脹加強帶”替代原來的后澆帶,減少了施工對后澆帶處理這一繁瑣的環(huán)節(jié),大大地縮短了施工周期,加快了施工進度,取得了良好的技術經(jīng)濟效益和社會效益。該工程施工完成后,隨即檢查混凝土加強膨脹帶未出現(xiàn)裂縫;竣工 3 年后再次檢查,仍然未發(fā)生裂縫,效果非常好。
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