津梅江南56号地地下车库超长施工方案.doc

天津梅江南5、6号地地下车库超长结构施工技术方案唐山北极熊建材有限公司天津市梅江南5、6号地地下车库超长结构施工技术方案一、工程概况本工程混凝土强度等级C40，防水混凝土抗渗等级P8。基础承台厚900，底板厚500。该工程形状不规则，最长边长214m，最宽处101m。由于结构超长，横向留置了2道、纵向留置了3道温度后浇带，将整个地下工程分割成了10块。其它详细情况见设计图纸。后浇带不仅影响工期，而且处理不好会留下渗水隐患。而本工程结构超长，必须采取相应的措施。经与施工单位等相关单位沟通和技术交流后，本工程拟采用超长结构无缝施工技术，不留温度后浇带。本方案是根据本工程的具体情况和大量的超长结构施工的经验基础上制定的。二、混凝土裂缝现状影响混凝土裂缝的原因是多方面的，也是很复杂的。如荷载的受力计算、配筋率和配筋形式；混凝土的配合比设计、水泥的品质、用量和单方混凝土中胶凝材料的总用量、水胶比、外加剂的种类和掺量；混凝土的振捣、养护情况；浇筑期间混凝土的支撑情况、混凝土的拆模时间等。混凝土的裂缝涉及到了设计、施工和材料三大方面。目前混凝土的一般裂缝规律如下：1、大量工程混凝土的裂缝在混凝土浇筑后不久就已经出现，一般出现在拆模后的三天到两周内。部分工程拆模时就有一些细微的裂缝。拆模后，裂缝的数量和长度、宽度都会迅速增加、发展。2、裂缝集中出现在墙体、楼板等工程部位，开裂严重时，墙体出现规则的约25m间距的裂缝。 C50以上的混凝土柱子存在环裂现象，而基础大体积混凝土开裂问题一般能得到较好的控制。3、施工季节对裂缝的影响较大，这是因为不同的温度、湿度环境对混凝土的水化、硬化过程产生了很大的影响，夏季高温季节、大风天气等环境下施工的混凝土开裂现象较多。4、混凝土强度发展较快，一些工程3天混凝土强度就达到了设计要求，造成混凝土水化热集中、温度应力大，同时，混凝土的自收缩和干缩也加大，因此，加大了混凝土产生裂缝的几率或者加剧了裂缝的数量和宽度。5、施工过程控制非常重要，施工是否规范等对裂缝有着显著的影响，不合理的混凝土配合比设计和施工过程中一些不规范的操作会导致混凝土裂缝出现的数量较多、裂缝的危害性明显加大。6、混凝土后期裂缝的数量与混凝土早期裂缝的数量存在着密切的关系，一般情况下，如果混凝土早期不开裂或者裂缝数量较少，则后期裂缝明显较少，除了结构原因外，后期出现的少量裂缝主要与建筑物使用期间的温度应力、徐变有关。显然，上述的混凝土裂缝现象主要发生在混凝土硬化的早期。混凝土早期裂缝控制应该作为混凝土裂缝控制的重点来抓，混凝土裂缝控制的技术路线应该主要围绕采用何种技术措施控制混凝土的早期水化硬化规律、以及相应的配套的施工措施来展开，采用抗裂防水剂是一条成功的技术路线，已经在国家重点工程和大型工程中得到验证。混凝土的早期裂缝显然与材料和施工有着密切的关系。收缩是混凝土的固有特性，而混凝土是极限延伸率很低的材料，在干缩和温度应力的作用下，易产生收缩裂缝，特别是最近的十余年来，商品泵送混凝土在中国发展迅猛，市区以内的混凝土工程大量采用商品泵送混凝土，混凝土流态化后，混凝土的收缩加大，大量的研究资料表明，混凝土的收缩率由过去的46104提高到了68104，有的甚至达到了12104，而混凝土的极限延伸率很低，这使混凝土的开裂问题更加突出，混凝土开裂的时间大大提前，在材料方面，如何控制混凝土的收缩性，在选材时，必须作为重点。对于超长结构，混凝土收缩控制应作为重点来抓，通过对混凝土的收缩控制，配套相应的施工措施，可以对超长结构混凝土的裂缝进行有效的控制。三、CSA抗裂防水剂系列简介CSA混凝土抗裂防水剂是由多种有机和无机组分配制而成的刚性抗裂防水材料，其中不仅含有高效膨胀组分，而且配有塑性膨胀组分、防渗减缩组分，成功地将塑性膨胀、硬化后的膨胀与减缩有机结合起来，达到防水抗裂的双重目的 CSA混凝土抗裂防水剂的性能既能符合JC476-1998混凝土膨胀剂标准要求，又能满足JC474-1999砂浆、混凝土防水剂标准中混凝土防水剂要求。为适应商品泵送混凝土的发展需要，并满足不同工程、不同气温条件和不同混凝土强度等的要求，也可将CSA混凝土抗裂防水剂配制成同时具有防渗、抗裂、防腐、阻锈、减水、缓凝、早强、高强、防冻和泵送等功能。CSA混凝土抗裂防水剂为粉状产品，碱含量低，无氯，对钢筋无锈蚀；CSA抗裂防水剂系列根据工程需要有三大种类的产品：CSA抗裂防水剂CSA防腐型抗裂防水剂CSA抗裂减缩剂。本工程地下水没有腐蚀性，因此，采用CSA抗裂防水剂即可。CSA抗裂防水剂的推荐掺量为911%（内掺，取代胶凝材料量）。其技术性能如下：（1）在水泥混凝土中掺加911%的CSA防水剂，除减少混凝土的塑性收缩外，对于硬化后的混凝土，可产生2/万以上的微膨胀，补偿或减少混凝土的体积收缩，由于含有防渗密实组分和减缩组分，混凝土后期收缩小，混凝土的密实性比掺膨胀剂的混凝土进一步提高。（2）CSA混凝土抗裂防水剂的膨胀稳定期短，一般14天以后不再有明显膨胀，对砼后期强度无影响。（3）掺CSA混凝土抗裂防水剂可大大提高砼的抗渗性，在适当条件下，可使砼抗渗标号大于P30（4）由于配有防渗减缩的有机物组分，加入CSA抗裂防水剂的混凝土黏聚性好，不易离析、泌水；因而可有效防止蜂窝麻面的出现。（5）CSA抗裂防水剂膨胀率高，后期收缩小，掺加CSA抗裂防水剂的混凝土，性能优于掺加膨胀剂的混凝土，对于超长结构工程的无缝施工，其抗裂效果优于膨胀剂。（6）CSA抗裂防水剂的早期膨胀发挥快，膨胀率大，适应于目前的水泥普遍变细、早期强度发展较快、裂缝出现较早的特点。四、CSA抗裂防水剂防水、抗裂基本原理与方法CSA抗裂防水剂是一种低碱的抗裂防水剂，它既能满足防水工程的要求，又适用于超长结构工程。CSA抗裂防水剂中引进了塑性膨胀组分、高聚物的减缩组分、有机和无机的防渗组分、也含有唐山北极熊的专利产品类似日本DENKA20的高效膨胀剂。既有塑性膨胀，也有良好的硬化后的膨胀性；与传统的膨胀剂、膨胀型防水剂相比，不仅早期的膨胀率高，膨胀稳定性好，而且后期的收缩大大减少，混凝土的抗裂性得到进一步的提高。这是CSA抗裂防水剂与传统的膨胀剂以及其它的防水剂的区别。在防水方面，在混凝土掺加CSA抗裂防水剂后，CSA与水泥反应生成大量的钙矾石，与掺加的聚合物组分共同填充混凝土的毛细空，使混凝土更加密实；CSA抗裂防水剂中的有机防渗减缩组分有堵塞混凝土毛细孔的作用，进一步提高混凝土的抗渗性。掺加适量的CSA抗裂防水剂可实现超长结构的无缝施工，由于含有减缩组分，其超长施工的效果更加明显。在混凝土中掺加911的CSA抗裂防水剂，通过其与混凝土中的胶凝材料的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和临位限制下，在钢筋混凝土中建立0.31.0MPa的预压应力。可大致抵销混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土开裂。对于超长结构工程的无缝施工问题，有两种方式可以选择。方案一：“抗”的原则，即采用“加强带”解决，带宽23m，“加强带”内掺12，带两侧掺79。带两侧设密孔钢丝网，目的是防止两侧混凝土流入“加强带”内。施工时连续浇筑。优点：混凝土连续浇筑，形成一个整体。无后浇带，减少渗水隐患。缺点：混凝土一次性浇筑，周期长，数量大，作业面大，不利于管理，混凝土产生冷缝的几率大，冷缝的渗水比施工缝、后浇带的危害更大。一次性的投入大，需要模板、支撑的数量多，水泥等物资的供应必须连续、确保。由于目前混凝土广泛采用泵送混凝土，更换混凝土配合比非常麻烦，也不易控制好。外墙设“加强带”对施工控制和防水都不利，竖向“加强带”的固定问题有一定的难度，内设的钢板网是穿透整个混凝土断面的（包括保护层），与施工缝一样存在渗漏隐患。方案二：是“抗”“、放”结合的原则，即采用分段浇筑法，是隧道等工程普遍采用的混凝土浇筑方法。部分工程采用“跳仓”方式施工。采用分段浇筑法后，采用一个混凝土配合比就能解决问题，混凝土中的抗裂防水剂掺量与“加强带”法稍有不同，掺量介于中间值，一般1011（基础底板可810），每段浇筑的混凝土本身确保不开裂，并有良好的膨胀性，由于浇筑的每段浇筑的混凝土都是无收缩的良好膨胀性能的混凝土，两段之间的混凝土的不存在收缩问题。另外，两段之间的间隔一般3天左右，可以释放部分混凝土水化热产生的温度应力。优点：采用一个混凝土配合比进行浇筑，不存在更换配合比问题，施工简单，特别适用于流水作业法施工和泵送施工。一次性的物资投入少，加快模板周转。施工的混凝土量少，容易控制，避免冷缝。抗放结合，对混凝土的裂缝控制更加有利。缺点：各个浇筑段之间设施工缝，施工缝处需要进行防水处理。在采取以上两种方案之一的情况下,伸缩缝间距可延长至100m以上。钢丝网膨胀应力曲线加强带CSA12收缩应力曲线 CSA810CSA810 图1 “加强带”做法示意图CSA1011（底板810）施工缝收缩应力曲线膨胀应力曲线图2 分段浇筑示意图平均伸缩缝间距计算公式如下： L=1.5只要使aT趋向ep，则arcosh,则可实现超长结构的无缝施工。在混凝土中掺入适量的抗裂防水剂，由于混凝土的膨胀可补偿混凝土的冷缩和干缩，可显著地减少aT，从而延长伸缩缝的间距。五、本工程超长施工的技术方案无论混凝土是否超长，原材料的选择是确保混凝土质量、防水质量的前提。1、混凝土原材料选择水泥、砂、石本工程混凝土强度等级C40，应采用达到国标GB1751999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥中各项技术指标要求的强度等级为42.5#的普通硅酸盐水泥。鉴于目前市场上各个生产厂的水泥或者同一水泥厂不同批的水泥有时候差异很大，应对水泥的以下性能进行一些控制：水泥细度：水泥不宜过细，水泥越细，收缩越大，早期水化热也大，建议按水泥标准试验方法检验的水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，即使水泥细度有波动，其最大比表面积也不得超过360m2/kg。碱含量：水泥的碱含量应小于0.6。应根据天津预防混凝土碱集料反应技术管理规定执行，采用低碱水泥。水泥出厂温度：水泥的出厂温度不宜大于60，使用时不得使用大于60的水泥。砂、石、掺合料应达到国家标准的有关要求，采用天然的水洗的河砂和525mm的碎石，人工砂应慎重使用。泵送剂、掺合料目前气温逐渐升高，且本工程基础承台为大体积混凝土，因此，必须选择具有缓凝功能的泵送剂，应根据气温变化及时调整泵送剂的缓凝性能。混凝土的初凝时间宜为1418小时（现场），终凝时间接近但不超过24小时。避免因气温较高、水泥水化速度较快，混凝土早强带来的早期温度应力大、收缩大的弊病。为减少水泥用量，控制混凝土的水化热，应尽量采用减水率达到18以上的泵送剂，尽量降低混凝土的水胶比，减小混凝土的收缩性。掺合料：宜采用级粉煤灰，级亦可，但是不得采用高钙粉煤灰。2、混凝土浇筑方案（超长）根据本工程的特点和我们以前进行超长结构无缝施工的大量工程经验及理论，并根据施工期间的环境条件和原材料情况，为确保超长结构混凝土的裂缝控制效果，配制的混凝土的限制膨胀率不宜小于2/万，墙体和楼板混凝土限制膨胀率不宜低于2.5万。28天收缩率不超过1/万。具体方案如下：A、基础底板混凝土浇筑方案留置施工缝134562图3 基础底板分缝、分块原则示意图在原设计的部分后浇带位置留置施工缝，将整个平面划分为6个施工流水段。北京地铁采用抗裂防水剂后，广泛地采用了此种方法分段浇筑、流水作业法施工。采用CSA抗裂防水剂，通过施工过程和混凝土配合比的控制，可确保混凝土不会因收缩而产生裂缝。采用分段施工、间歇式浇筑法，便于施工单位合理各工序之间合理安排，节约模板费用，加快工期。由于是地下工程，施工缝必须进行防水处理，设钢板止水带。采用分段施工法的CSA抗裂防水剂的掺量如下：底板： 8局部车库顶板：10掺加方法：CSA掺量B、侧墙混凝土浇筑方案侧墙混凝土按照每次浇筑长度不超过30m的原则，进行分段浇筑。既可按顺序连续浇筑，亦可跳仓法浇筑混凝土。墙体混凝土是最容易产生裂缝的部位，目前侧墙混凝土竖向裂缝在全国都是一个普遍的现象，因此，侧墙混凝土每次浇筑的长度不宜过长，不宜超过30m，所以，侧墙混凝土宜采用分段浇筑的方法施工，每段之间留置施工缝即可。另外，侧墙混凝土中抗裂防水剂的掺量必须适当提高。采用分段浇筑法，也便于施工单位合理各工序之间合理安排，节约模板费用，加快工期。由于是地下工程，施工缝必须进行防水处理，设钢板止水带。采用分段施工法的CSA抗裂防水剂的掺量如下：侧墙： 不宜低于11；掺加方法：CSA掺量3、施工缝的细部处理鉴于施工缝是混凝土结构自防水的薄弱环节，因此，施工缝处混凝土在选择性能好的止水带的同时，还必须进行外侧的防水处理。施工缝外侧防水处理建议采用聚合物类的界面处理剂或者聚合物水泥涂料。竖向施工缝建议采用钢板止水带，水平施工缝采用钢板止水带或者遇水膨胀胶条皆可。在施工缝处继续浇筑混凝土之前，施工缝处的混凝土必须进行凿毛、清除浮粒和杂物、并用水冲刷干净。墙体水平施工缝在继续浇筑混凝土之前，除对施工缝处进行凿毛、清洗外，必须先浇筑一层厚度为5cm左右与混凝土同配比的砂浆。六、混凝土温度应力控制本工程承台混凝土较厚，且马上进入夏季高温施工季节，因此，必须采取有效的措施控制混凝土的水化热，避免混凝土因水化热引起的温差所产生的裂缝。掺加适量的粉煤灰，降低混凝土的水化热。粉煤灰掺量宜1822。基础底板混凝土亦可采用粉煤灰磨细矿渣双掺的技术路线。以上技术路线，在搅拌站进行配合比试配时应该考虑。 采取混凝土缓凝措施要尽量采取混凝土缓凝措施，优点是明显的，第一，采取缓凝措施后，可以明显降低水泥的早期水化速度，并推迟混凝土水化热峰值的时间，降低峰值，减小温度应力。第二，本工程施工作业面大、混凝土方量大，因此，混凝土必须有足够的接槎时间，从而避免混凝土施工出现冷缝。混凝土的凝结时间建议：现场混凝土初凝时间1418小时，终凝时间不超过24小时，并根据气温变化及时调整。混凝土入模坍落度宜18020mm。混凝土入模温度不宜超过30。混凝土入模温度的控制一直没有得到足够的重视，特别是高温季节，混凝土入模温度经常失控，有的甚至达到35以上，对混凝土的水化热控制非常不利。控制混凝土的入模温度不是简单的加冰水问题。实践证明，加冰水后，混凝土的入模温度仅仅降低了12，控制混凝土的入模温度必须从原材料抓起，1、水泥温度控制，建议水泥温度不得超过60；2、骨料温度，建议选择砂、石料有大棚的搅拌站。七、混凝土的浇筑方法混凝土浇筑方法必须合理，避免混凝土出现冷缝，从而产生渗水通路。混凝土的浇筑建议沿纵向采用连续浇筑方法，混凝土自然流淌形成一个斜坡。这种方法能较好地适应泵送工艺，避免泵管的经常拆除冲洗和接长，提高泵送效率，保证及时接缝，避免冷缝的出现。在浇筑混凝土时，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土的卸料点，主要解决上部的振实，第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。为防止混凝土集中堆积，先振捣出料口处混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振捣，并严格控制振捣时间、振捣棒的移动间距和插入深度。 图5 混凝土浇筑流程图 、 表示浇筑顺序每个浇筑带的宽度应根据现场混凝土的方量、结构物的长、宽及供料情况和泵送工艺等情况预先计算好，避免冷缝的出现。本工程混凝土采取掺加CSA抗裂防水剂粉煤灰缓凝温差控制措施后，完全可以采用以上的浇筑方法，不需要分层浇筑。这种做法已在大量的工程上应用。八、混凝土施工过程控制1、原材料计量：水泥、砂、石、CSA、粉煤灰、水必须经过计量后才能投入搅拌机，计量偏差应符合下列要求（按重量计）： 水泥、CSA、粉煤灰、水： 1；砂、石： 2 2、混凝土搅拌： （1）应派专人负责投料，并符合计量要求。 （2）及时测定砂、石的含水量，以便及时调整混凝土拌合用水量，严禁随意增加用水量。 （3）混凝土搅拌时间：用自落式搅拌机比普通混凝土延长30秒以上，用强制式则延长10秒以上。应严格控制搅拌时间，确保混凝土拌合物均匀。3、混凝土输送：混凝土从搅拌机卸出后应以最少的转载次数，最短的时间运至浇筑地点。4、混凝土浇灌前准备钢筋模板按设计图纸安装，绑扎、安装要牢靠，模板表面涂上脱模剂。模板缝应严密，不得漏浆。模板的支撑必须牢固。5、混凝土浇筑（1）在浇筑CSA混凝土前，模板及钢筋间的所有杂物必须清理干净。（2）混凝土的浇筑要连续，按施工组织设计方案和混凝土施工规范进行，并避免混凝土出现冷缝。如果现场由于高温天气出现混凝土坍落度损失过大现象时，可在现场混凝土罐车内掺加适量的高效减水剂，并快速转动罐车5分钟，确保混凝土拌合均匀。现场每个罐车内混凝土只允许调整一次。（3）CSA混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振、也不可过振。振捣时间宜为1030秒，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。振捣时，快插慢拔，振点布置要均匀。在施工缝、预埋件处，加强振捣。（4）混凝土接槎时间不得超过3小时。如果有特殊情况，超过3小时并形成表面硬结现象时，应在接槎部位先浇筑5cm厚左右的与混凝土同配合比的砂浆，并加强振捣。（5）底板常规做法：混凝土成型完，等表面收干后必须用木抹子搓压混凝土表面，以防止混凝土表面出现裂缝（主要是塑性沉降裂缝、和表面快速失水干缩裂缝），抹压共23遍，最后一遍搓毛。底板混凝土表面快见白时，应立即进行养护。但是，由于北方空气比较干燥，特别是高温季节浇筑的混凝土，混凝土表面失水很快，当混凝土内部的水分迁移速度小于混凝土表面的失水速度时，会产生混凝土表面起硬壳、而内部还松软的现象。因此，在高温季节施工底板、楼板混凝土时，混凝土施工面不宜暴露时间过长，应该快速找平，并立即覆盖塑料薄膜进行保湿养护，覆盖要及时并且严密，待混凝土终凝并且表面见白后，方可揭开塑料薄膜进行洒水养护。高温季节施工混凝土，不具备二次抹压条件，可以不进行二次抹压工艺。（6）雨天、大风天气施工，必须有防雨、防风措施。6、混凝土养护：CSA混凝土的养护是保证质量的最重要的措施之一，一定要派专人负责养护工作。养护期14天。具体的养护措施与现场商量确定，并根据外界气候情况调整。外墙混凝土硬化后，应立即在水平施工缝上方进行浇水养护，每天不少于3次。高温时，墙体裸露暴晒部位，应采取在模板外进行淋水降温措施。外墙脱模后，应立即涂刷养护剂进行养护，并适当进行淋水养护。脱摸时间不宜早于3天。7、混凝土质量检测与控制：每班检测砂的含水率和混凝土的坍落度不少于2次。每班检查原材料的称量不少于2次。按GB50204-2002混凝土结构工程施工及验收规范留置抗压强度试块及检验评定。建议：具有条件的施工部位采用60天强度，避免混凝土水化热带来的温度应力产生裂缝。如果对于混凝土配合比设计和施工过程发生的一些具体技术问题需要我们做进一步的技术服务，我方将聘请有关专家进行现场服务。 唐山北极熊建材有限公司2007年5月8日11