间歇式后浇带方案

间歇式及后浇式加强带施工方法间歇式及后浇式加强带施工方法 由于本工程东西长度为 233 7 米南北长度为 属于超长混凝 土结构 考虑沉降 混凝土收缩等其他因素 设计了多条沉降 及伸缩后浇带 但是留置的后浇带严重制约着工程进度及结构 安全 我公司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 并在奥运帆船比赛中心 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 法就是在此基础上编制形成的 因此我方为保证施工进度准备将五区 5 19 轴至 5 20 轴之间 伸缩后浇带改为间歇式加强带 五层至屋面 为保证一二六区 地下室外侧回填土能及时回填为现场施工提供有利条件 及保 证明年 8 月 15 日顺利将六区商场交付使用 并保证结构安全 将 30 轴与 32 轴之间的沉降后浇带改为后浇式加强带 具体施工工艺见下 构造同后浇带 段 段 掺12 14 膨胀剂 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 段 段 加强带 膨胀加强带 掺12 14 膨胀剂 钢丝网 构造同后浇带 段 段 掺8 10 膨胀 剂或不掺加 浇筑顺序 段 加强带 段 后浇式加强带 间歇式加强带 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 Construction Method of Intermittent Type Post Grouting Enhancement Beltin Super Long Concrete Structure 青建集团股份公司房建二分公司 房建一分公司 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 青建集团股份公司技术中心组织房建一分公司与房建二分 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 并在奥运帆船比赛中心 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编制形成的 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 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 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 5 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 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 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 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 50m 1 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 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 16 200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 16 200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 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 16 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 1 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 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 270 450 kg m 3 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 m 3 6 1 5 采用高效减水剂 用水量不宜大于 180kg m 3 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 6 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 或 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 GB 50300 2001 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204 2002 混凝土结构设计规范 GB 50010 2002 普通混凝土配合比设计规程 GJ55 2000 J64 2000 混凝土结构地下室抗裂防渗工法 QDCG GF12001 7 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 序号序号机械机械 设备名称设备名称 1输送泵台输送泵台 2混凝土布料机混凝土布料机 3混凝土罐车混凝土罐车 4自升式塔吊自升式塔吊 5钢筋切断机钢筋切断机 6钢筋弯曲机钢筋弯曲机 7卷扬机卷扬机 8闪光对焊机闪光对焊机 9电焊机电焊机 10圆盘锯圆盘锯 11混凝土振动器混凝土振动器 12灰浆搅拌机灰浆搅拌机 13直螺纹套丝机直螺纹套丝机 表 6 3 1 主要机具设备 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 各种施工机具 塔吊 泵车 钢筋加工机械等 在使用前应由项目部施工技术员对操 作员进行安全技术交底 并将使用注意事项制作标牌悬挂于操作现场 8 0 4 加强现场临时用电管理 预防电气设备线路损坏伤人 8 0 5 加强现场混凝土的泵送管理 泵管出料口和混凝土堵管拆接头时 操作人员头部 脸 部不要正对该部位 以免突然喷出混凝土伤人 9 环保措施 9 0 1 混凝土中掺加粉煤灰以代替部分水泥 做到废物的综合利用 减轻环境污染 9 0 2 扬尘污染控制 采用商品混凝土以减少水泥 砂 石等造成的现场扬尘污染 使扬尘 指标控制在规定范围内 9 0 3 噪声污染控制 钢筋 模板加工区的布置避开生活及办公区 控制混凝土浇筑 钢筋 加工等工序的场界噪声限值为 夜间 55DB 白天 75DB 混凝土振捣棒宜采用环保型低噪 音产品或采取相应降噪措施 以避免对工人及周边环境造成噪声危害 9 0 4 冲洗出场区的混凝土运输车 防止污染周边的市政道路 冲洗混凝土泵车 输送管等 的污水应流入现场的明沟及沉淀池中 9 0 5 规范场区管理 按照青岛市标准化工地的要求规范场区管理 使进入场区的材料 设 备 拆除的周转材料等按照要求有序堆放 10 效益分析 采用间歇式 后浇式加强带施工后 能保证工程质量 加快施工速度 减少模板脚手 架的使用量 降低工程成本 10 1 质 量 采用间歇式 后浇式加强带分段施工既可解决因结构过长所造成的混凝土收缩裂缝问 题 又可避免因后浇带滞留过长 难以处理而造成的 裂 渗隐患 其质量效果较为明显 10 2 工 期 10 2 1 后浇式加强带较后浇带可以提前 1 个月浇筑混 凝土 使砌体 装修等工序得以提前穿插 加快了施 工速度 10 2 2 间歇式加强带不需单独施工加强带部位的混凝 土 而且使现场钢筋 模板等工序得到了更好的衔接 减少了工序之间的间歇 可形成小节拍的流水施工 有效的加快了施工进度 以青岛数码科技大厦标准层 施工 12345 0245 1637 1 5d1 5d1d 1 5d1 5d 1d 图 10 2 2 数码科技中心标准层施工工序分析 为例 标准层结构采用一次整浇施工方法时 需 7 天 层 而采用间歇式膨胀带分段流水施 工 仅需 5 天 层 工期缩短了近 1 3 见图 10 2 2 10 3 经济效益 10 3 1 后浇式加强带与后浇带比较 其经济效益主要体现在 1 加快施工速度降低了工程成本 2 减少了模板支撑的使用数量 10 3 2 间歇式加强带的经济效益主要体现在 1 间歇式加强带与后浇带相比 加快了施工速度降低了工程成本 减少了模板支撑的 数量 2 地上混凝土结构间歇式加强带与超长结构整层浇筑比较 可以流水施工 减少了资 源配制 加快了施工速度 降低了各种费用成本 以青岛数码科技中心工程为例 由于采 用本工法主体封顶时间比计划工期提前了 28 天 其经济效益分析见表 10 3 2 11 应用实例 11 1 青岛数码科技中心工程 11 1 1 工程概况 青岛数码科技中心工程位于海尔路 63 号 结构 形式为框架剪力墙结构 南 北塔楼长 64 6m 2005 年 7 月 15 日正式开工 竣工时间为 2007 年 12 月 11 1 2 施工情况 在青岛数码科技中心南塔楼 9 14 层 北塔楼 16 22 层 采用间歇式加强带进行施工 见图 11 1 2 在间歇式加强带施工过程 严格控制混凝土 配比 在间歇式加强带位置模板支撑体系加密为立杆 间距 600 且其下部满堂脚手架隔一设置一道纵向 剪刀撑 同时做好混凝土的浇筑和养护的工作 采用 间歇式加强带施工后 此部分楼层施工进度明显加快 11 1 3 工程监测与结果评价 仅在南楼十四层楼板间 项目项目 费用费用 金额金额 1模板支撑脚手架钢管 约模板支撑脚手架钢管 约 60 万万 m 节 节 约租赁费用约租赁费用 60 万万 m 0 0012 元元 md 28d 2 万元万元节约模板支节约模板支 撑费撑费 2节约扣件 约节约扣件 约 18 万个 租赁费用万个 租赁费用18 万个万个 0 005 元元 个个 d 28d 2 5 万元万元 节约人工费节约人工费 3南 北塔楼施工人员按每天南 北塔楼施工人员按每天 60 个人工个人工 计 节省人工计 节省人工 1680 工日工日 1680 工日工日 50 元元 d 8 4 万元万元 节约项目管节约项目管 理费理费 4 管理人员工资 管理费 管理人员工资 管理费 1 3 万元万元 d 28d 36 4 万元万元 合计合计1 2 3 449 3 万元万元 表 10 3 2 青岛数码科技中心工程采用本工法的经济效益分析 图 11 1 2 间歇式加强带布置 M D M D BB 南 主 楼 北 主 楼 膨胀带 后浇带 247003360024700 69000 16800 24700 33600 24700 16800 69000 间歇式膨胀带 歇式加强带处局部 发现了部分裂纹 现场已对此处进行了处理 采用设置间歇式加强带 可以将超长高层混凝土结构进行合理划分 使其能够做到小节拍 快流水 有效的加快施 工进度 同时在严格保证各施工工序质量的前提下 在质量方面也完全可以达到预期的效 果 间歇式加强带应用于超长高层混凝土结构中 应采用补偿性收缩混凝土 同时要加强 混凝土的养护 并严格控制好上部结构施工时荷载的堆放问题 11 2 青岛奥运帆船比赛中心陆域停船区地下工程 11 2 1 工程概况 奥运帆船比赛中心陆域停船区地下车库工程位于第 29 届奥运会青岛国际帆船中心基地 内 为一层全地下框架结构 平面尺寸为 208m 72m 的长方形 采用交梁筏板基础 底板 厚度为 500mm 外混凝土挡墙厚 300mm 和 250mm 本工程设计标高 0 000 相当于黄海高 程 3 4m 工程埋深约 8m 其中工程西侧 10m 范围内即为原场区的块石抛填海岸线 本工 程的开挖基坑直接和海水相通 工程约 5m 深度在海平面地下水位以下 海面高潮水位时约 有 7m 在海平面水位以下 11 2 2 施工情况 工程混凝土采用 S6 的抗渗等级 底板和顶板的卷材防水层和其油毡隔离层及其细石 混凝土保护层之间设置了 5mm 厚粉砂滑动减阻层 有效地减少了地基对底板的约束 通 过和设计师沟通 施工过程中混凝土结构中设置了两道宽度为 3m 的贯通性后浇式膨胀带 将地下室分隔为三个施工区段 后浇式膨胀带在其两侧混凝土浇筑完后 10 天进行了浇筑 并用提高一级强度的掺加水泥用量 3 的 FZ 系列抗裂膨胀剂的混凝土 在由后浇式膨胀带 所分隔的每个施工区段的中部设置了宽度为 3m 的连续式膨胀带 将每个施工区段分隔为 约 35m 宽度的施工区段 连续式膨胀带混凝土强度同两侧的混凝土强度 但是其混凝土中 掺加水泥用量 3 的 FZ 系列抗裂膨胀剂及用于区分混凝土颜色的氧化铁红 膨胀加强带的 设置见图 11 2