吉林省合隆地震台无磁混凝土施工工法

碳纤维无磁混凝土结构施工工法碳纤维无磁混凝土结构施工工法 吉林建工集团有限公司 二 00 八年一月 碳纤维无磁混凝土结构施工工法碳纤维无磁混凝土结构施工工法 吉林建工集团有限公司 武术 1 1 前言 前言 碳纤维混凝土属无金属型混凝土 是以碳纤维束取代钢筋 且对 水泥 砂 石的含磁量有严格的要求 施工过程中 对使用工具 模 具 操作人员所携代的含磁量也须严格控制 无磁混凝土应用于地震 观测台 和现代无金属水工闸门等领域 2 2 工法特点 工法特点 2 1 用于构成建筑物本身的材料以及所用的支撑材料均要求为无磁 性材料 原材料的磁性均要求在 0 1nT 以内 2 2 首次将碳纤维筋用于房屋建筑的混凝土屋盖结构工程 同时所 用的材料绿色环保 2 3 使用碳纤维筋替代钢筋的设计和应用变成可能 3 3 适用范围 适用范围 本工法适用于各类地磁台建设工程 各类对磁性要求较高的建筑 物以及现代无金属水工闸门的制作工程 4 4 工艺原理 工艺原理 利用碳纤维抗拉强度高且与环氧树脂复合后共同工作的原理替代 钢筋使之与混凝土共同工作 共同承受荷载 5 5 施工工艺流程及操作要点 施工工艺流程及操作要点 5 5 1 1 施工准备工作 施工准备工作 5 5 1 1 1 1 技术准备 技术准备 1 图纸会审 由项目工程师组织工程技术人员认真审图 作好图纸会审的前期 工作 消除错 漏 碰 缺问题 解决设计与施工技术之间的矛盾 并针对有关施工技术和图纸存在的问题做好记录 2 施工方案的编制 根据工程进度计划 提前编制详细的碳纤维混凝土结构分项工程 施工方案和施工管理措施 以便为施工提供足够技术支持 3 建立测量控制网 根据建设单位提供的坐标点和水准点及该工程施工组织设计所确 定的测量工程施工方案 建立适合该工程的测量定位网和高程控制网 其中主要控制点应制成为永久性控制点 4 技术交底 施工前组织项目管理人员进行技术交底 学习项目管理制度 施 工组织设计 专项技术交底 长春基准地磁台建设管理制度汇编等施 工管理和技术质量文件 对劳务作业人员进行各分项工程施工方法 的集体技术交底工作 使全体劳务人员都能掌握技术及质量标准 对 关键部位除做详细交底外 还应做现场示范 5 1 25 1 2 物质准备 物质准备 5 1 25 1 2 1 1 原材料的选择 原材料的选择 1 水泥使用唐山产冀东牌 42 5 纯硅酸盐水泥 中砂采用石英砂 碎石采用石灰岩质的碎石 2 混凝土所使用的砂石及水泥 外加剂等材料 在采购时事先进 行磁性检测测 运输过程中采取保护措施 防止磁性污染 所有材料 检测遵照地磁台磁性检测工作程序 认真填写检测记录 进场后 必 须经过地磁台工作人员使用专业的检测设备对原材料的磁性进行再次 检测 所有原材料的磁性均要求在 1r 以内 砂 石进行装袋检测 将合格的原材料按要求堆放 以避免合格的原材料受到磁性污染 3 施工用水要用塑料的水箱储存 以防止铁锈污染水质 5 1 25 1 2 2 2 机械设备及工具的选择 机械设备及工具的选择 混凝土无磁性的要求对机械设备的选择有很高的要求 由于现有 的建筑机械基本上是以铁质为主 在施工中难免使用磁性材质的工具 进行施工 这就要求对机械设备的新旧程度以及使用和保管均有不同 的要求 1 1 搅拌设备 搅拌设备 搅拌机要选用新的搅拌机 对搅拌机所有的零部 件进行登记 并设专人对搅拌机进行定期检查 对易脱落的部件用无 磁的塑料布进行封闭 以防止部件掉到混凝土中造成磁性污染 2 2 小型工具 小型工具 施工过程中使用的锹要全新无磨损 锹头用无磁 性的铜钉固定 振捣器 振捣棒要求全新 在使用过程中振捣器用塑 料布包裹起来 振捣棒进行定期检查查看磨损情况及时更换 防止由 于铁质磨损造成的磁性污染 5 1 25 1 2 3 3 组织准备 组织准备 碳纤维混凝土的施工对人员的要求非常严格 施工人员进场前必 须进行无磁混凝土施工方面的培训 对进入施工现场的人员要求身上 不准携带含有磁性的东西 如 打火机 钥匙 铁质纽扣 刀具等 易掉的磁性物质 进入现场的施工人员均应检查清理方可放行 所需 带入的工具一一登记造册 出场时清理核对无误后 方可离场 5 1 25 1 2 4 4 施工现场的准备 施工现场的准备 1 碳纤维无磁混凝土施工时观测区必须采用无磁材料整体封闭 安排专职人员对现场进行看守 严格按照地磁合建设标准对人员的进 出 设备的使用 进行登记检查 2 施工场地采用硬地法施工 用经过检测合格的砂 石 水泥浇 筑硬地作为堆料平台及施工场地 3 木工作业棚 碳纤维筋作业棚的搭设均为检测无磁的木质材料 连接采用尼龙绳或麻绳类无磁绳索进行绑扎 5 25 2 分部分项工程施工 分部分项工程施工 5 2 15 2 1 土方施工 土方施工 1 1 场地清理磁场梯度测量 场地清理磁场梯度测量 挖土前采用 J 856 质子旋进式磁力仪以 10m 10m 为设点间距 进行场地大范围的磁场水平梯度观测 要求磁场梯度在 1nT 以内 测 量合格后方可进行挖土施工 2 2 挖土 挖土 采用挖掘机挖土 人工配合清土 3 3 基坑磁场总强度测量 基坑磁场总强度测量 土方工程施工完毕后 再以 1m 1m 为设点间距 进行基坑内磁 场总强度观测 要求磁场梯度在 1nT 以内 测量合格后方可进行混凝 土工程的施工 4 4 回填土 回填土 土方回填之前应分批量全部进行磁性检测后方可回填 每回填 30 进行一次填土的密实度的检测 并同时进行磁性检测 记录检查 情况 合格后进行下一层的施工 5 5 2 2 2 2 碳纤维筋的制作 碳纤维筋的制作 1 1 工作原理 工作原理 由于混凝土无磁性的要求 观测区内混凝土中使用碳纤维筋这种 新材料作为钢筋的替代 本工程碳纤维筋制作由天津市河西太平洋信 息咨询中心制作 设计由吉林省城乡规划设计院完成 虽然纤维具有 很高的强度 但是纤维丝必须与环氧树脂复合才能共同工作 用胶复 合后的纤维构件 其平均强度可能降低到原丝强度的 40 90 这不 仅与纤维丝的复合技术有关 而且与复合构件的几何形状有关 目前 纤维混凝土结构设计方法 按非常熟悉的钢筋混凝土结构进行设计 下表为新的碳纤维筋与钢筋对照表 新的碳纤维筋与钢筋对照表新的碳纤维筋与钢筋对照表 采用 12K 碳纤维丝与胶复合制成的碳纤维筋HPB235 钢筋 碳纤维筋 直径 碳纤维筋 面 积 2 碳纤维丝 面 积 2 丝 股 抗拉强度 设 计 值 N 2 直 径 2 面 积 2 抗拉强度 设 计 值 N 2 412 576 2816 850 27 519 649 8224 1078 54 628 2714 1435 12113 10 738 4819 2448 14153 94 850 2725 1363 16201 06 963 6231 8180 18254 47 1078 5439 2798 20314 16 1195 0347 52119 22380 13 12113 1056 55141 24452 39 13132 7366 37166 1800 28 615 44 210 2 2 制作 制作 为更好的利用碳纤维筋在混凝土中的锚固作用将碳纤维筋端部作 1 成墩头加强锚固 为便于碳纤维筋负弯矩的安装将负弯矩筋与板底筋作成环行 便 2 于施工 5 2 35 2 3 碳纤维筋的运输 绑扎 碳纤维筋的运输 绑扎 1 碳纤维筋运输 碳纤维筋运输采用汽车运输 运输时用无磁防 雨布包裹严实 运至现场人力搬运 遵照地磁台磁性检测工作程序进 行无磁检测合格方可进入现场摆放在防雨 经无磁检测合格的加工棚 内 2 碳纤维筋绑扎 碳纤维筋作为一项新技术 请教天津市地震局 李大华先生现场指导并对施工人员进行培训学 碳纤维绑扎绑扣采用 塑料绳扣绑扎 双层筋之间采用短碳纤维筋作为支棍间距 1000 防止上层筋塌落 5 2 45 2 4 碳纤维筋的检测 碳纤维筋的检测 1 碳纤维筋隐蔽工程验收与钢筋检验相同 2 试件的检测 由于设计过程中最大限度的利用了碳纤维筋的抗拉特点 并且目 前国家尚无碳纤维筋检测规程 根据工程的实际出发仅做碳纤维筋的 抗拉实验 取 6 碳纤维筋 2 组进行抗拉试验检测在长春工程学院建设工程检测 中心进行检测 检测结果均达到合格要求 5 2 55 2 5 模板的安装与磁性检测 模板的安装与磁性检测 5 5 2 2 5 5 1 1 模板的安装 模板的安装 1 基础 模板采用 20 厚胶合板 胶合板与木方固定时采用铜 钉铜线 支顶时用木方支顶在基坑的两边的边坡上 2 地粱 梁侧模采用 20 厚胶合板 背方采用 60 90 木方 紧固采用铜筋套 3 构造柱模板 柱模板采用 20 厚胶合板 柱箍用 60 90 木 方做抱方 间 450 一道 用铜线紧固 4 顶板模板采用竹胶板 支撑系统圆木杆支撑用铜钉与木材连接 5 地下室混凝土墙 地下室底板四周采用 20 厚胶合板 1 地下室墙模板采用 20 厚胶合板 背方采用 6 9 木方 间距为 2 900mm 横方间距为 600m 在纵横带交点处设 12 止水穿墙铜制螺 栓紧固模板 粱侧模采用漆面竹胶模板 粱底采用组合木模板 顶板采用竹胶 3 模扳 顶板支承系统采用圆木杆 龙骨使用 100 100 60 90 木 4 方 5 5 2 2 5 5 2 2 模板的磁性检测 模板的磁性检测 1 模板使用前必须进行无磁检测 防止在胶合板制作过程中板内 混入磁性物质影响施工 2 所用其他支模材料必须经无磁检测合格的材料 绝不使用铁等 有磁物品 连接采用铜钉 铜线 3 模板安装后 进行无磁检测 合格方可使用 不合格及时返工 5 2 65 2 6 混凝土搅拌及运输 混凝土的浇筑 混凝土搅拌及运输 混凝土的浇筑 根据混凝土的部位不同将混凝土工程分为地上部分和地下室部分 两部分 5 2 65 2 6 1 1 混凝土的原材料检测 混凝土的原材料检测 混凝土浇筑所用的砂 石子装袋以及袋装水泥均须经过磁性测试 判定为无磁性后方可施工 检测方法为 在施工现场选择场地磁场水平梯度和垂直梯度均小于 0 5nT m 处作为测量工作地点 设置一个高 75 长宽为 100 50 的检测台 样品放置其上 用 G856 核旋仪进行检测 其探头 在测量过程中一般位置保持不动 被测材料靠近探头时 应以不碰探 头为准 待测材料样品应放在距探头 5m 以外 探头连续贴近被测样 品至少三个不同位置的测点各读取一组数 三组读数中最大值与最小 值之差 1nT 即为合格 5 2 65 2 6 2 2 混凝土的搅拌 混凝土的搅拌 1 所有混凝土均采用 JZC350 型强制式搅拌机进行搅拌 2 砼的投料顺序 先倒石子 再倒水泥 后倒砂子 最后加水 保证塌落度在 8 10 之间 3 砼搅拌达到规范要求保证混凝土充分搅拌 5 2 65 2 6 3 3 混凝土的运输 混凝土的运输 1 1 由搅拌机出料至检测地点的运输 由搅拌机出料至检测地点的运输 混凝土搅拌完毕后 用 1 吨翻将混凝土运送至检测地点 将混凝 土倒在无磁检测盘上 之后将 1 吨翻开走 然后检测混凝土的磁性 具体检测方法如下 施工现场设置三个无磁性混凝土检测盘 规格为 200 200 30 将混凝土倒入盘内均匀平铺 20 左右厚 将探头贴近混凝 土 用 20 20 网格逐点测读 每个测点读数与周围测点相差不 超过 1nT 即为合格 2 2 由检测地点至浇筑地点的运输 由检测地点至浇筑地点的运输 混凝土经过检测无磁后 采用木质工具直接运至浇筑地点进行浇 筑 5 2 65 2 6 4 4 混凝土的浇筑 混凝土的浇筑 1 1 地上部分浇筑 地上部分浇筑 地上部分混凝土的浇筑主要为屋面混凝土的浇筑 由于混凝土检 1 测无磁性的要求 采用人力翻锹的办法将混凝土送至屋面 混凝土振捣采用插入式振捣棒进行振捣 2 2 2 地下室部分浇筑 地下室部分浇筑 地下室砼分三次浇筑完毕 第一次浇筑底板 50 高外墙 第二 1 次浇筑柱及砼墙 第三次浇顶扳砼 地下室沿高度方向共留二道施工缝 第一道为底板以上 50 高 2 墙处 第二道留在顶板 皮 30 外墙上 施工缝设 40 宽 5 毫米厚 铜板止水板 浇筑砼时止水板埋人砼中一半 地下室混凝土施工时连续浇筑除上面所述在高度方向由有二道施 3 工缝外不得再出现施工缝 每浇筑 20 高度进行一次无磁检测 测 量方法为 在模板的侧面每 50 布设一个测点 探头紧贴构筑物进 行磁测 每个测点读数与周围测点相差不超过 1nT 即为合格 地下室混凝土浇筑完毕后经过磁性检测确定合格后 进行下道 4 施工工序 不合格及时返工 6 6 材料与设备 材料与设备 6 16 1 主要材料 主要材料 42 5 纯硅酸盐水泥 石英砂 石灰岩质的碎石 铜钉 20 厚 木制胶合板 木脚手杆 6 26 2 主要设备 主要设备 JZC350 型新搅拌机 6 米长插入式振捣棒 1 吨翻 7 7 质量控制 质量控制 为加强对该工程的质量控制 将全面质量管理贯穿整个施工活动 的始终遵照全面质量管理的精神将该工程分为 事前质量控制 事中 质量控制 事后质量控制 7 7 1 1 事前质量控制 事前质量控制 组织项目管理人员学习施工图纸 地震台站建设规范 长春基准 地磁台建设管理制度汇编 以及公司为完成该工程而制定的规章制度 认真组织各种原材料及机械设备的进场工作 7 7 2 2 事中质量控制 事中质量控制 7 2 1 全面控制施工过程 重点控制工序质量 1 材料检测合格后方可进行搅拌 2 碳纤维筋 模板安装完毕后施工现场应磁测一次 3 搅拌后的成料需经磁性检测合格后方可浇筑 4 混凝土成型后需再经磁测一遍 不合格及时排查后返工重作 5 所有磁测结果均应进行现场记录 井由有关人员签字 归档备 查 7 2 2 针对工程的实际情况作好技术交底工作 7 2 3 所有原材料及构配件的见证取样符合磁性检测要求后 必 须符合建筑工程质量验收标准的要求 7 2 4 根据工程的实际情况利用无磁性材料作好成品保护工作 7 7 3 3 事后质量控制 事后质量控制 及时组织自检和初步验收 组织竣工验收 8 8 安全措施 安全措施 8 8 1 1 安全施工组织措施 安全施工组织措施 1 建立以项目经理为组长的项目安全领导小组 建立安全管理目标 杜绝死亡 重伤事故和职业病的发生 杜绝 火灾 爆炸和重大机械事故的发生 轻伤事故发生率控制在千分之三 以内 2 根据工程特点制定专项安全技术措施包括 临时用电施工组织设计 1 脚手架单项技术措施 2 模板安全技术措施 3 季节性施工安全技术措施 4 土方深基坑施工措施 5 3 各类人员必须具备相应的安全生产资格 方可上岗 4 所有人员必须经过三级安全教育 5 特种作业人员 必须持有 特种作业操作证 8 8 2 2 安全施工技术措施 安全施工技术措施 1 施工现场临时用电严格按照施工现场临时用电施工组织设计施 工 现场施工用电缆 电线必须采用 TN S 三相五线制 现场使用的 配电箱 线路 用电设备 零配件齐全无损 无裸露 标记无脱落 外观清洁 摆放整齐 严格做到 三级配电 二级保护 施工现场 必须设置总配电箱或柜 不得直接在建设单位提供的电源系统上向各 分配电箱供电 开关箱必须做到 一机 一闸 一漏 一箱 的要求 2 基坑四周防护 在基础回填未完成前 应始终保持临边防护的牢固性及封闭性 防护四周做好排水措施 3 临边 洞口安全施工措施 在屋面四周等部位 凡是没有防护的作业面均必须按规定进行临 边防护 并设置挡脚板 确保临边作业的安全 预留洞口以及平台处都必须有安全防护 大于 1 5m 的洞口还必须采 取盖板和围栏双层防护 确保所有洞口不坠人 不坠物 安全可靠 9 9 环保措施 环保措施 9 1 9 1 施工现场防大气污染措施施工现场防大气污染措施 1 施工垃圾严禁随意凌空抛散造成扬尘 施工垃圾要及时清运 清运前 要适量洒水减少扬尘 2 施工现场在施工前做好施工道路规划和设置 路面及其场地地 面全部硬化 3 水泥和其它易飞扬的细颗粒散体材料安排库内存放 运输和卸