超长无缝结构钢筋混凝土楼板的施工实例.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI ENCE & TECHNOLOGY 2 0 1 0年第 3期 NO 3 2 O1 O 超长无缝结 构钢筋混凝土楼版的旋工 例 熊峰 ， 董 续生， 张倩 雯 ( 江西中煤建设工程有 限公 司， 江西 南 昌 3 3 0 0 0 1 ) 摘要 ： 钢筋混凝土楼板超长结构设 置伸缩缝是基 于混凝土 收缩 、 热胀 冷缩 和地基 的不均 匀沉降的 因素 。结构 留缝与否 ， 并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件 。 留缝不一定不裂 ， 不 留缝不一定 裂 ， 是 否开裂与许多 因素有关 。超 长钢筋混凝 土楼板无 缝结 构施工要考虑 的主要问题是 由变形引起的裂缝 ， 应采取有效措施控制裂缝 。 关键词 ： 超长 ； 无缝结构 ； 施 工案例 中图分类号 ： T U7 5 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： l O O 6 2 5 7 2 ( 2 0 1 0 ) 0 3 一O O 7 8 0 3 Ca s e S t u d y o n S e a ml e s s S t r u c t u r e o f S u p e r l o n g S t e e l Co n c r e t e F l o o r Xi o n g F e n g ，D o n g Xu s h e n g ，Z h a n g Qi a n we n ( J i a n g x i Co a l f i e l d Ge o l o g y Bu r e a u，Na n e h a n g，J i a n gx i 3 3 0 0 0 1 ) A b s t r a c t ：S e t u p e x p a n s i o n j o i n t f o r s t e e l c o n c r e t e f l o o r s u p e r l o n g s t r u c t u r e b a s e d o n c o n c r e t e s h r i n k a g e ， t h e r ma l e x p a n s i o n a n d c o n t r a c t i o n a n d u n e v e n s e t t l e me n t o f f o u n d a t i o n S t r u c t u r e j o i n t o r n o t i s n t t h e o n l y c o n d i t i o n o f s t r u c t u r e d e f o r ma t i o n o f c r a c k i n g，a n d t he r e a r e ma n y c r a c k i n g f a c t o r s Th e ma i n p r o bl e m o f s e a ml e s s s t r u c t u r e c o n s t r u c t i o n o f s u p e r l o n g s t e e l c o n c r e t e f l o o r i s t h e c r a c k c a us e d b y d e f o r ma t i o n，S O e f f e c t i v e me a s u r e s o f c o n t r o l c r a c k s h o u l d b e t a ke n Ke y wo r d s ：s u p e r l o n g ；s e a ml e s s s t r u c t u r e ；p r o j e c t c a s e l 工 程 概 况 江西某高校二期 教学 楼工 程 ， 由中煤公 司组织 施工 ， 建筑面积 1 2 6 2 3 m 。 ， 建筑檐高 2 4 5 0 m， 框剪结构六层 ， 人工 挖孔灌 注桩基础 ， 分南 北两 主楼 ， 主楼 南北 向长 5 3 4 0 m， 东西向 长 8 1 1 7 m( 见 图 1 ) ， 钢 筋 混 凝 土 楼 板 设 计 厚 度 l l c m， 屋面板厚 度 1 2 c m， 混 凝土 设计 强度 C 3 0 ， 商 品混凝 土施工工 艺 ， 混凝 土浇 注量 约 6 0 0 0 m 。 。由于合 同工期 为 2 0 0 5年 2月 l 9日至 8月 3 O日， 考虑桩基施工 和桩基检测 等因素该工程工期 非常紧张 ， 同时 出于结构整体性 和屋面 防水要求的考虑 ， 中煤公司提 出采 用并编制 了超 长楼板结 构无缝施工方案 ， 经参建各方研究决定 由原设计后 浇带变 更为采用一次连续浇注成型 的无缝实施 方案 。 2 裂缝 的分析与施 工处理 结构长度 是影 响 温 度应 力 的 因素 ， 为 了消 减温 度 应 力 ， 取消伸缩缝 ， 在 施工 中采 用施工 后浇带 可有 效地减 少 温度收缩应 力 ， 然后再浇灌后浇带 使结构成整体 。只要 使 浇灌后浇带前及浇灌后浇带后 ， 结构混凝 土因温差和收 缩 应力叠加值小于混 凝土抗 拉强 度 ， 这 就是利用 “ 施 工后 浇 带” 办法控制 裂缝 ， 达 到不设 置永 久伸 缩缝 的 目的。但 超 7 8 长钢筋混凝土结构施 工 中， 一般 每 3 O m- - 4 0 m设 一道后 浇带 ， 等 4 O 5 0天后 浇膨 胀 混凝 土 ， 这 种 常规 后 浇带施 工 ， 由于其延长 工期 ， 钢筋断后的搭 、 焊接 和清理凿 毛均 给 填缝施工带来 一定麻 烦。处理不 好将会 留下 隐患。我 们 在工程施工实践 中， 利用 UE A混凝土补偿收 缩的原理 ， 采 用膨胀加强带 替代后 浇带 ， 实 现 了超 长无 缝结 构 的施工 ， 为 同类工程施 工提供 了可借 鉴的经验 。 i i i I I 一_- 一 _I l 1 -r+ 1 一三 l i l I ： ： l 。 ：； 哮一 一 阜 一 。 。 l ， ； j l ， 蔓曼 一 一 ! 一 ；t - ! l _ I i l ! f 图 1 有防水要求的 UE A无缝设计示 意图( 立面 ) 3设 计技 术措 施 3 1 设计原理 无缝设计 的思路 是采用 改性 UE A 混凝 土 ， 设置 膨胀 加强带。实现“ 抗放兼施 ， 以抗为 主” ， 其膨胀 加 强带 所建 立的预压应力 ， 与混凝土抵抗收缩变形所 生产 的拉应力能 达 到补偿平衡 ， 这是无缝设计的关键 。 UE A混凝土在 硬化过 程 中产 生膨 胀作 用 ， 在钢筋 等 约束下 ， 钢筋受拉 ， 而混凝 土受压 ， 当钢筋 拉应 力与混凝土 压应力平衡时 ， 则 ： Acd c AsEsc X ( 1 1 ) 设 ： As Ac ， 则 ： o c 。Esc X ( 1 - 2 ) 式 中， Y C为混 凝 土预 压 应力 ( MP a ) ， As为钢 筋 截 面 积 ， “为配筋率 ( ) ， Ac为混 凝土 截 面积 ， Es为钢筋 弹性 模量 ( MP a ) ， c X为混凝土的限制膨胀 率( ) 。 由( 1 2 ) 式可见 ， o c 与 c X成正 比例关系 ， 而限制膨胀 率 e X随 UE A 的掺量增加而增加 ， 所以 ， 通过调整 UE A 的 掺量 ， 可使 混凝 土获 得 0 2 0 7 MP a的预压 应力 。根 据 水平发 向力 O X分布 曲线 ， 设 想在应 力大 的地 方施加 较大 的膨胀应力 O C ， 而在两侧 施加 较小 的膨 胀应力 ， 全面 补偿 结构的收缩应力 ， 控制有序裂缝的出现。 3 2 设置加强带理论计 算 配筋后混凝土 的极限拉 伸值 e ， 按公 式( 3 2 ) 计算 ， 式中 ： R f 取 1 6 MP a ， P 取 2 7 9 ； d 取 8 c m， 将 以上参数代人 公式计算楼板混凝土的极限收缩率 ： 一1 0 7 9 1 0 4 。 混凝土配筋收缩率 ( t ) ， 按下列公式计算 ， e y ( t )一 y M l M2 M ( 1 一 e ) 式中 ： e ， ( t ) 任意时间的收缩 ( mm mm) ； b 经验系数 ， 一般取 0 0 1 ； 养护较差时取 0 0 3 ； t 由浇灌时至计算时 ， 以天为单位 的时间值 ； ( o 。 ) 最终收缩( m m mm) ， 标准状态下 E y 一3 2 4 1 0 ： M M 考虑各种非标 准条件的修正系数 ； 将以上参数代人公式计算楼板混凝土的收缩率 ： e ， ( 2 8 )= 3 8 1 O - 1 将收缩值换成 当量温差 T y 一3 8 ， 考虑 环境 温度 的 变化 ， 会造成楼板在养护期 间产生温度下降 ， 取 1 O ， 则总 温差为 T=3 7 +1 0 4 8 。按公 式 ( 3 4 ) 计算混 凝 土的 实际收缩率 =4 5 1 O 一。 加强带限制膨胀率 e x ( t ) 一 1 0 a 。 a 。 a 。 ( 1 3) 式 中， t 为龄期 ( d ) ， a 。 a a 9 为偏离标准条件影响系数。 将上述参 数 代人 公式 ， 可计 算 出加 强 带 限制 膨胀 率 为 ： c X( 1 4 ) =4 2 1 0 一 。 根据 式 ( 3 1 ) 判别 条件 ，l c X一 I 一 1 0 1 0 1 0 7 9 1 0 一 1 2 5 =0 8 6 1 0 ， 所 以混凝土板不会开裂 。 4施 工技 术措 施 4 1 设 置 膨 胀 加 强 带 ( 1 ) 在应力大 的 、 轴线中间位置设 置膨胀加 强带 ， 膨胀加强带宽为 2 m( 如 图 2 ) 。带的两侧铺设 密孔钢丝网 ， 为 防止混凝土压 破钢 丝网 流入到 加强带 ， 并用 立筋加 固 ， 在上下层主筋之间 电焊 p 2 0 1 0 0的双 向钢筋加强 网。 O mo X 图 2有防水要 求的 UE A无缝设计示意图( 立面 ) ( 2 ) 首先根据现场实际情 况 ， 商 品混凝 土供应能 力 ， 浇 筑能力 ， 确定楼 ( 屋) 面板混凝 土浇注方 向 由东 向西。膨胀 加强带外 掺 1 2 U E A的 C 3 0小膨 胀混凝 土 ， 浇注到加强 带时 ， 掺 1 5 UE A大膨 胀混凝 土 ， 带 另一侧 时 ， 又 改为浇 注掺 1 2 U E A 的 C 3 0 小膨胀混凝土。 ( 3 ) 膨胀加强带 处的浇注方 向用 两台混凝 土泵分对 向 进行 ， 浇注整个过程 中 ， 应保 证一 台泵退 泵连续 浇 注超长 无缝楼板混凝 土 ， 另一 台则机动配合塔 吊 吊斗进行 膨胀加 强带混凝土浇注。 4 2 施 工实施方案 ( 1 ) 组织 落实 。浇 注混凝 土前 ， 根 据各 工种 技术要 求 实施全 员技术交底 。施工组织 、 施 工管理 是浇注混凝 土的 关键 。浇注楼 ( 屋) 面板混凝 土时正值夏季施工 ， 气 温 3 0 左右 ， 由于采用商品混凝土 ， 对混凝 土的拌制 、 泵送 、 浇注、 养护全过程有极 高 的要 求 ， 为 此 ， 现场 建立 了组 织保障结 构 ， 以项 目经理为首 ， 项 目工 程师 、 质检员 、 施工 队长 、 混凝 土搅拌 中心调度 员、 业 主代表 、 监 理代 表组 成的 现场领导 小组 ， 指挥调度 、 协调混凝 土浇注工作 。现 场施工班组 、 混 凝土搅拌 中心分成 三班作 业 ， 并 各预 备一个 班组 待命 ， 采 用无线 、 有线 电话通 讯联 系， 确保 了混凝 土浇 注工作 的顺 利实施 。 ( 2 ) 措施 落实 。 原材料的质量 。施 工前 ， 对砂 、 石 、 掺合 剂 、 水 泥等 外加 剂 原材料均由质检员 、 工程监理员落实 ， 抽检 。 搅拌设备 、 运输设备、 泵车 、 泵 管的选用 。为避免因 设备 故障造成施工冷缝 ， 开工 前对搅 拌设备 、 运输 罐车 、 输 送泵 、 泵管进 行全 面检 修 、 保养 ， 及时排 除故 障和隐患 ， 保 证设备完好投入使用 ， 同时配备一定数量 的备用设备。 搅拌 中心 丈量设 备。外加剂 和 添加剂 的计 量采 用 全进 口 自动计量设备 ， 膨胀加强带 部位混凝 土 由专用搅 拌 台拌制 ， 配 比准确。 混凝土的浇筑与养护 a 浇筑混凝土 前 ， 模板 及钢 筋 间 的所有 物 ， 必 须清 理 7 9 干 净 。 b 混凝土浇 注必须 要连 续 ， 按施 工方 案进行 ， 并 避 免 出现冷缝 。 c 混凝土的捣实必须 密实， 不能漏震 、 欠震 ， 也不能过 震。振捣时间控 制在 1 5 S左右 ， 到混凝土表 面呈 现浮浆 和 再 冒气泡为 止。振 捣 时快插 慢拔 ， 振 点布置 要均 匀 ， 在施 工缝 和预埋件处 ， 加 强振捣 以免不实 造成渗 水通道 ， 振捣 时不触及模板 、 钢 筋 、 止水带 ， 以防止移位变形 。 d 混凝土浇注 时， 注 意严防其他 部位混凝土 进人膨胀 后浇带 内， 以免影 响设计效果 。浇 注混凝土前 的润管砂浆 必须弃置 ， 拆管排 除故 障或其他 原因造成 的废弃 混凝土严 禁进入工作面 ， 严禁 混凝 土撤落 在 尚未浇注 的部位 ， 以免 形成潜在的冷缝或 薄弱点 。对工作 面撒落 的混 凝土 ， 拆管 倒出的混凝土 ， 润管浆等应及时清理并 吊出工作 面之外 。 e 在混凝土浇注至膨胀加强带 附近时 ， 应注 意使 震动 棒插捣点与密铁丝 网保持距离不小于 3 0 c m， 不得过振。 f 膨胀加强 带处混凝 土采取塔 吊吊斗吊运和混凝土输 送泵并用。加强 带处 超长无 缝筏 板混 凝土浇筑 在一侧 混 凝土浇筑完毕后进 行 ， 膨胀 带混 凝土 ， 振 捣棒 可 以靠 近铁 丝 网但不得相碰 。 5 材料措施 5 1 材料选用 ( 1 ) 水 泥选 用南 昌市建 委备 案 的万年青 3 2 5普通 硅 酸盐水泥。该水泥为 中底水化热低盐水 泥 ， 控 制水泥 中发 热量和发热 速度最快 的 C 3 A的含量在 7 以下 ， 水 泥 7天 的水化热不大 于 2 5 0 k j mg 。 ( 2 ) 砂选用质地 坚硬 ， 级配 良好 的 的 B类 低盐 活性 天 然 中、 粗砂 ， 含量不 大于 1 、 细模度为 2 5 3 0 能 够 有效的减少水 的用 量 ， 水 泥用 量也可 相对 的减少 ， 降低 了 混凝土的升温和减少 了混凝土的收缩 。 ( 3 ) 石子选用 5 mm2 5 mm 的低 盐活性 的 自然连 续 配级 的机碎石或者卵石 ， 空隙率较小 。含泥量不大于 1 ， 针状和片状颗粒含量不大于 1 5 。 ( 4 ) 混凝土掺 和料 和外 加 剂选用 绿色环 保型 的、 元 污 染 、 无毒害 、 无氨类等经法定检 测机构检测 的、 由南 昌市建 委备案 的生产厂家生产的优质产品。粉煤灰选用 I 级粉煤 灰 ， 矿粉为 $ 7 5 磨 细矿粉 ， 外加剂 选用 WD N一7高效 减水 剂。 5 2 混凝土的制 备 在混凝土的配合 比设计上 ， 要求抗 渗等级 比设 计要求 提高一级( 0 2 MP a ) 水灰 比控制在 0 4 0 5 ； 砂率 在 4 0 5 O 范围内， 胶 凝材 料的总量在 4 2 0 k g m。以下 ， 混凝土 的初凝时间在 1 2 h以上 ， 采用 “ 双渗法 ” ， 加入 I 级 的粉煤 灰 ， 使粉煤 灰的高性 物质 消耗 吸收混凝 土 中的碱 ， 减 低混 凝土的碱 含量 ， 避免碱集料反应产 生裂缝 ， 同时 ， 可改 善混 凝土的和易性 ， 减少水泥 的用量 ， 降低 水化热 ， 降低混 凝土 8O 内外温差 ， 抑制 混凝 土产 生温度 裂缝 ， 并可 使混 凝土 的强 度前期增长较慢 ， 掺加 wD N一7高效减 水剂 ， 改善混凝 土 拌合物 的和易性 ， 增加坍落度 ， 减少 坍落度经 时损失 ， 减 少 用水量 ， 节约水泥 ， 且后期强度增加 明显提 高 ， 可大大 改善 和提高混凝土各项物理力学性 能 ， 采用 6 0 d强 度评 定混凝 土的强度等级 ； 适量掺人 $ 7 5磨细矿 粉 ， 发挥 其填充作用 、 火 山灰效 应 及微 珠 效 应 ； 混凝 土 的含 量不 大于 3 k g m。 。 水胶 比 0 4 2 、 水灰 比 0 4 3 、 砂率 4 3 。 6 工程 实施 的技术 、 经济效果 6 1 工程质量 该工程主体结构 6月 2 3日实 现封 顶 ， 根据 施 工前编 制 的详细可行 性 的方 案施 工及施 工过 程 中严格 的技术 交 底 ， 且温度控 制的结果 表 明 ， 混凝 土 内外 平 均温差 未超过 2 7 。实现 了楼板混凝土的连续 浇筑施工 ， 取 得了超长无 缝结构楼板混凝 土浇筑 的成功 ， 经 混凝土搅 拌中心证实 和 现场试块 测试 ， 2 8 d混凝土 达 到 了设计 要求 ， 平 均强 度为 3 5 g ， 现场试块与搅 拌 中心试块 强度误 差在 2 以内。运 用此项 新技术 ， 混凝土一次浇筑 ， 节 省工序 时间 ， 楼板面经 4 8小时蓄水实验未发现渗漏现象 ， 主体结构 已被质检站定 为优 良。 6 2经济效益分析 本工程共设 置 了 2道 膨 胀 加强 带 ， 与 楼板 间 同时 浇 筑 ， 省去保护后浇 带而 砌筑 的砖墙 及上 面 的混凝 土盖板 ， 同时省去后浇带的清理工作 ， 后 浇带处理 钢筋加强 部分也 省 略， 每道膨胀加 强带 与板 同时浇 筑 ， 省 略脚手 架 的后 期 搭设 ， 加快 了模板的周转 ， 提高工 效。 6 3 工期对 比 、 按常规的设计要求 ， 每 3 O m4 0 IT I 设 一道后浇带 ， 等 主体结构封顶一个月且月 沉降量小 于 0 0 5 mm后 ， 再后 浇 膨胀混凝土 ， 工 期将延 长 4 O天左 右。本工 程采用 了超长 无缝混凝土结构后 ， 每层 混凝 土实 现 了连续浇 筑施工 ， 缩 短 了工期 ， 自基 梁浇 筑完毕 之 日起用 了仅 4 2天 时间就实 现 了主体结构的顺 利封顶 。 7 结束 语 应用现浇钢筋混凝土楼板裂 缝 的分析 理论 ， 实施 了一 个超长的钢筋 混凝 土楼板无缝施 工 ， 并取得 了很好 的工程 效果 。 对楼板 采用加强带来取代伸 缩缝与后 浇带 ， 证 明采用 无缝混凝土结构施工技术是一种 有效 的新 型施工工艺 ， 有 利于满足工 程质量 的要求和建筑 造型 的要 求 ， 简化 了施工 工序 ， 缩短 了工期 ， 降低 了工程综合成本 。 作者简介 ： 熊峰( 1 9 6 9 一) ， 男 ， 江西南 昌人 ， 高级工程师 ， 工学硕 士学位 ， 研究方向混凝土结构。 收稿 日期 ： 2 O 1 O 一0 3 一O 5 编辑 ： 胡 中祺