大面积无伸缩缝地下室混凝土结构施工的裂缝控制.pdf

第2 期 2 0 0 7 年2 月 广东 土 木与建 筑 GUANGDON G ARCHI r E C T URE CI VI L ENGI NE ERI NG N o 2 F E B 2 o 0 7 大面积无伸缩缝地下室混凝土结构施工的裂缝控制 杨 轶 ( 广州市第三建筑工程有限公司 广州 5 1 0 0 5 0 ) 摘 要： 佛山岭南明珠体育馆地下室面积 大且形态复杂， 防止其结构开裂是施工 中的一大难题 ， 经分析该地 下室 的结构特 点， 在混凝土 中掺入微膨胀剂 、 高分子纤维并采用无粘结预应 力等综合技 术措施 ， 取得 了良好 的效 果。 关键词 ： 钢筋混凝土 ；微膨胀剂；高分子纤维 ；预应 力；裂缝控制 1 工程概况及施工难点 佛 山岭南明珠体育馆主体工程包括 主体育馆 、 训练馆及大众馆等 钢屋盖设计采用穹顶式层状环 梁结构 3个场馆由地下室相互贯通 因此地下室平 面形态较为复杂( 如图 1 ) 。 本工程地下室设计为单层钢筋混凝土框架结 构 层高 4 2 5 5 4 m， 底板 总周长 1 0 0 0 m 最 长处 达 2 2 0 m， 总建筑面积达 2 4 9 0 0 m 2 。 厚 4 0 0 m m 混凝土用 量达 1 4 0 0 0 m3 侧板和顶板厚度分别为 3 0 0 ， 4 0 0 m m。 其中四桩承台尺寸为 2 6 re x 2 6 m x 1 9 m 地下室底板 和外侧墙均采用 C 3 0 、 S 6混凝土 后浇带采用 C 3 5 、 S 6 微膨胀混凝土 顶板为 C 3 0混凝土。后浇带宽 8 0 0 1 0 0 0 m m 后浇带之间的分段板块最长为 7 9 3 4 m 我 们根据后浇带的位置将地下室分成 2个施工区域 如图 1 所示 图 l地下室平面及施工分区图 、训练馆) 由于本工程 3个场馆的地下室相连 而设计又 不允许地下室结构设置多条伸缩缝f 在钢筋混凝土 结构上设置多道伸缩缝是控制大体量超长地下室钢 筋混凝土结构裂缝的有效方法之一) ， 因此如何采取 有效措施防止混凝土浇筑时裂缝的产生 将是施工 质量控制的一大技术难题。 】 0 2 地下室混凝土配合比设计及浇筑 鉴于 3个场馆的连接区受力复杂 决定在混凝土 中掺入微膨胀剂及高分子纤维 以提高混凝土的抗 裂性能( 具体部位如图 1 ) 。同时因顶板平面面积较 大 故在楼板内设置呈直线分布的无粘结预应力筋 纵横 间距 1 m 以抵抗收缩 温差引起的应力 预应力 筋在后浇带内张拉 再设置跨过后浇带的短束预应 力筋 在后浇带浇注后张拉 使楼面形成一个整体。 2 1 混凝土配合 比设计 为了抵抗混凝土伸缩时产生的应力 达到防止 和减少伸缩裂缝的目的 本工程采用“ 双掺” 技术 即 在商品混凝土中掺入抗裂高效膨胀剂和 I 级粉煤灰 前者可使混凝土产生适量膨胀 在钢筋和临位限制 下 在钢筋混凝土中产生预压应力来大致抵消混凝 土伸缩时产生的伸缩应力 以防止混凝土开裂： 后者 则可有效降低水化热 减水剂均为缓凝高效型 能降 低早期水化热 并推迟达到温度峰值的时间。 在 3 个场馆后浇带之间连接区的混凝土中还掺 入丹强丝纤维 使得混凝土具有微膨胀性 ， 除纤维本 身抗拒作用外 微膨胀剂的作用还对纤维有预压作 用 增强了其抗拉能力， 使混凝土结构抗拉强度得到 显著提高 有效阻止了结构 中微裂缝的产生和发展 并具有抗渗作用 ( 1 )底板及侧墙混凝土配合 比设计 采用强度 4 2 5 R的粤秀 P I I 水泥 掺入 级粉 煤 灰 掺量 1 9 5 ， # t- J J n 剂掺量 1 4 7 L S 一 3 0 0 ， 混凝 土配合比为：水泥 ： 水 ： 混合材 ： 砂 ： 石= 1 ： 0 6 2 ： 0 2 3 ： 2 5 4： 3 73。 ( 2 )底板场馆连接 区高分子纤维微膨胀混凝 土 配合 比设计 维普资讯 http:/ 2 0 0 7 年2 月 第2 期 杨轶： 大面积 无伸缩 缝地下 室混凝 土结 构施工的 裂缝控 制 F E B 2 0 0 7 N o 2 采用强度 3 2 5 R的银羊 P O水泥 掺人 级粉煤 灰， 掺量 1 9 2 ： 掺人 I 级丹强丝纤维 Z Y。 掺量 8 。 外加剂掺量 1 3 L S 一 3 0 0 ， 掺人丹强丝0 7 k g m 。混 凝土配合比为： 水泥： 水 ： 混合材 ： 砂 ： 石： 1 ： 0 6 1 ： 0 3 4 ： 2 1 0 ： 3 5 7 室温 2 6 时混 凝土初 凝 时间约 7 h 2 2混凝土浇筑方案 ( 1 )浇筑： 本工程按设计后浇带位置共分为 1 4个 施工段 浇筑时以后浇带为界分别向东西两个方 向 进行。 采用循序推进的连续浇筑方法 为避免混凝土 出现冷缝 每个浇筑带的宽度均控制在 2 m以内。 同 时严格控制混凝土浇筑速度 ， 斜面分层浇捣 控制每 层厚度约 3 0 e ra逐步推进 先后两次浇筑的时间间隔 不宜超过 1 5 0 mi n ( 2 )振捣 ：将混凝土振动棒型号由原定的 Z N 7 0 型改为 Z D N 8 5高频型 并配用输 出频率高达 2 0 0 Hz 的 Z J B型变频驱动电机 施工时要求振点均匀布置 。 振动器按要求快插慢拔 。 在施工缝 、 预埋件处加强振 捣。梁的振捣点采用“ 行列式” ， 每次移动 4 0 6 0 c m； 板的振捣采用平板式振捣器 严格控制振捣时间及 插入深度 并重点控制混凝土流淌的最近和最远点 尽可能采用两次振捣工艺 ， 以提高混凝土的密实度 。 根据泵送混凝土时 自然形成的流淌斜坡 在每条浇 筑带 的前( 出料 口) 、 中、 后( 斜坡脚及底面钢筋处 ) 等 3个位置布置振动器进行振捣 ( 3 )泌水处理： 考虑到大流动性混凝土在浇筑 、 振捣过程 中会 出现泌水现象 预先在坑底预留集 中 坑 使大量泌水和浮浆顺着混凝土坡面流至坑底后 集中到坑中 由坑 内水泵及时排出 ( 4 )混凝土表面处理 ： 在混凝土浇筑完成后 。 初 凝前用振动磨光机将面层粗磨一次 可起 到平整和 振实作用 。 当混凝土将要收水干硬时再细磨一次 使 楼板更加密实和平整 2 3 混凝土养护 ( 1 )底板和顶板混凝土终凝后 随即采用单层塑 料薄膜加双层麻袋覆盖 要求麻袋上下错开且搭接 紧密 。 交接处包裹 。 形成 良好的保温层 从而使混凝 土表面保持较高的温度 ， 减少表面热量扩散 延长散 热时间， 避免因混凝土表面温度下降过快而出现开 裂。此外 ， 当混凝土需补充水分时可用少量水润湿 ， 防止其表面脱水而产生干缩裂缝 养护时间应不少 于 1 4 d 。 ( 2 )混凝土收缩多出现在板边缘 特别是边柱 、 角柱附近应力集中处 因此在施工养护阶段应加强 对板边缘和边柱附近混凝土的养护 ( 3 )侧墙采用墙顶接花孑 L 塑料管淋水养护 并保 证养护时间不少于 1 4 d 以取得 良好的养护效果。 2 4 混 凝 土测温 大体积混凝土结构浇筑后内部温度较高 必须 严格控制混凝土的内外温差 以防止开裂。 施工时采 用 4 8钢管 ( 用钢板焊接封底 ) 作为测温管 。 埋人深 度为混凝土深度的 2 3 露 出混凝土面 5 c m。 吊下温 度计测取混凝土内部温度 同时在混凝土表面测温 根据温差适时采取措施控制在 2 5 之 内 3 无粘结预应力施工 3 1 本工程地下室顶板平面面积较大在楼板内施 加呈直线布置的间距 1 m的预应力筋 以抵抗混凝土 收缩温差引起的应力 预应力筋在后浇带内张拉 再 设置跨过后浇带的短束预应力筋 在后浇带浇注后 张拉而使楼面形成 一整体 。预应力筋 为强度 ： 1 6 7 0 MP a的光面钢丝 并选用 Q M1 5 1 和 Q M1 5 1 P 型夹片锚具 。 施工机械选用 4台 Y C J 一 2 6型千斤顶、 2台 G Y J 型挤压机 、 6台 Z B 4 5 0 0型高压电动油泵 ( 配油压表) 、 4套张拉配套工具以及 1 O台大小砂轮 切 割机 3 2 预应力施工流程如图 2所示 本工程单层面积 较大 。 以后浇带分隔逐段完成 预应力筋的安装和粱 板钢筋绑扎以流水作业形式进行 。 落后一天完成。 预 I 安 装 梁 板 模 板 I 顷应力筋采购、 检验 i 绑扎梁及板底钢筋 预 应 力 筋 下 料 H 安 装 预 应 力 筋 、 锚固 端 I 张 拉 端 埋 件 安 装 。 绑扎板面普通钢筋 l 安装固 定架， 检 查预 应 力筋 标高 等I I 钢 筋、 预 应 力筋隐 蔽 验收 合 格I 匦 孛 圈 呷 l 千 斤 顶 、 油 表 校 正 H 预 应 力 筋 张 拉 I l 混 凝 士 强 度 达1 f 设计值的7 5 J I 切除 外 伸多 余预 应力 筋I 图 2 预 应力 施工流 程图 维普资讯 http:/ 2 O o 7 年2 月 第2 期 广东 土木与 建筑 F E B 2 0 0 7 N 0 2 应力筋的张拉除分块张拉外 连接后浇带的搭接预应 力筋在后浇带混凝土达到 7 5 设 计强度后依 次张 拉完成 ， 以便使楼面形成整体 预应力筋张拉待梁 板底模板拆除后进行 3 3 预应力施 工要 点 ( 1 )预应力筋下料 本工程预应力筋采用现场下料和砂轮机机械切 断 ， 其下料长度误差控制在 5 0 m m范围内 ( 2 )预应力筋铺放及 固定架安装 板底普通钢筋绑扎完成后 即可安装板 中预应 力筋 ， 铺放时先南北 向再到东西向 预应力筋在板内 呈直线布置 标高 由预应力筋固定架控制 控制垂直 误差为 5 m m。无粘结预应力筋安装完毕后 ， 铺放好 的预应力筋要求顺直 。 待板面普通钢筋绑扎完成后 ， 马上安装预应力筋固定架 ( 间距 l m) H绑扎 固定 以 保证预应力筋处于板 中位置 ( 3 )锚垫板的安装 预应力筋张拉端在梁板模板上定出坐标 钻孔 ( 孔径稍大于预应力筋直径 ) 后穿出 预应力端部锚 垫板属传力部件， 与普通钢筋焊接固定 焊接垫板前 应根据设计图纸要求在模板或钢筋上标出其位置 固定后 的垫板应与预应力孔道保持垂直 以保证预 应力筋准确受力 端部必须按设计要求配置螺旋筋 且紧靠锚垫板并固定可靠其 中心必须对准预应力 筋 中心位置。对于采用板 内变角张拉的预应力筋 安装锚垫板时必须充分注意与普通板钢筋的关 系 优先确保预应力筋的位置正确 板普通筋在不影响 受力 的情况下可以水平移动和局部弯曲 ( 4 )预应力筋的张拉 当混凝土达到 7 5 设计强度后 经总包单位向 监理单位提交预应力筋张拉申请 经审核同意后即 可进行预应力筋张拉 本工程预应力筋为非受力钢 筋 ， 只为抵抗温度和收缩应力 张拉预应力筋时环境 温度不宜过高 ， 以避开混凝土高温时的膨胀期 为达 到 良好的受力效果 ，预应力筋的张拉应在梁板底模 板拆除后进行 两端张拉的预应力筋采用一端张拉 另一 端补 足 的方 式进 行 经计算 ，单根预应力筋张拉力 = 1 6 7 0 0 7 5 ： 1 2 5 2 5N mm ，F = 1 2 5 2 5 x 1 3 9 = 1 7 4 1 k N。预应力筋整 体 张拉顺序为 ： 先拆除梁 、 板模板 以减小模板对板 的摩阻力 ， 达到 良好的受力效果 ： 然后张拉板预应力 筋 ： 待后浇带混凝土达到 7 5 设计强度后 ， 整个楼 面一次性张拉完成后浇带的搭接预应力筋 使楼面 形成整体 预应力筋分块张拉顺序为 ：采用对称张拉的原 则进行 ， 即均从两边向中间同时进行张拉 ( 5 )锚具的封闭保护 预应力筋张拉完毕后 ，经总包单位向监理单位 提交预应力筋张拉端封堵检查证 经审核同意后方 可进行锚具的封堵保护工作 封锚前切除多余部分的 预应力筋露出夹片外的预应力筋长度 3 0 mm以上 预应力筋采用砂轮机切割 严禁采用电弧切割 完成 后应清理端部并尽快进行封锚 封锚前在锚具及预 应力筋端头刷一层防腐涂料 用与楼板强度相等的 微膨胀混凝土封堵并捣筑密实 锚具保护层厚度应在 5 0 mm以上外露预应力筋的保护层厚度应在 2 5 m m 以上 4实施 效果 佛山岭南明珠体育馆工程地下室混凝土结构采 用微膨胀混凝土掺人高分子纤维混凝土以及施加 预应力等综合技术措施 ，有效控制了钢筋混凝土裂 缝 ， 经实地检测， 未发现任何有害裂缝 ， 本工程的施 工经验对同类工程具有一定的借鉴意义。 乖 希 希 乖 乖 乖 乖 乖 尔 ! 尔 ! 乖 乖 !； ! 乔 ( 上接第 2 2页) 本工程在基坑开挖施工过程中 由于监测方案可 行并得到落实 因此当基坑开挖至约一 8 5 m土层标 高， 基坑西南角位置出现较大变形时 能够及时采取 措施 ， 增加预应力锚杆数量并超前锚管 确保了基坑 的施 工安全 。 l 2 5结束语 在基 坑开挖施 工 监理 中 监 理人 员应 在监督 施 工单位落实相关质量技术措施和安全保证措施的同 时 加强对监测数据的定量分析和评价， 及时发现险 情 组织制定解决方案并督促落实， 对保证施工质量 和施工 安 全具有 重要 意义 。 维普资讯 http:/