膨胀加强带取代伸缩后浇带的施工技术措施

目 录摘 要1关键词 1绪 言2第1章 温度收缩裂缝形成的原因及常用的控制方法21.1 温度收缩裂缝形成的原因21.2 常用的控制方法2 1.2.1 设置伸缩缝2 1.2.2 设置后浇带3 1.2.3 用加强带代替后浇带的依据4第2章 工程实例62.1 工程概况62.2 基本原理62.3 膨胀加强带的具体做法72.4 混凝土试配72.5 混凝土的浇筑92.6 质量保证措施92.7 实施效果112.7.1 工程质量112.7.2 经济效益分析112.7.3 工期对比11结 束 语11致 谢11参考文献12摘 要先进的施工技术是保证建筑产品质量，降低工程成本，提高经济效益的重要基础，近年来随着我国建筑业的蓬勃发展，新材料、新工艺的不断涌现，施工技术不断创新。广大工程技术人员通过施工实践，积累了丰富的施工经验，并创出了一些科学、先进的专业施工技术措施，本论文以实际工程为背景，简要分析了温度收缩裂缝形成的原因及常用的控制方法，提出了对后浇带混凝土及其施工的具体要求及设置后浇带的弊端，介绍用膨胀加强带取代伸缩后浇带的理论依据及基本原理，重点介绍了对超长混凝土结构如何有效设置膨胀加强带取代伸缩后浇带及其一些控制和抵抗温度收缩应力的具体施工方法和质量保证措施。对工程施工进度及经济效益进行了分析，为同类型建筑的结构设计和施工提供了有益的启示。关键词：变形裂缝、伸缩缝、后浇带、膨胀混凝土、加强带膨胀加强带取代收缩后浇带的施工技术措施绪 言随着我国成功加入,我国正在加速国际化的进程,一大批建筑应运而兴,其中有相当一部分属于超长钢筋混凝土框架结构，对这类工程的变形裂缝控制的研究，无论从设计和施工都具有重要意义。建筑工程中，混凝土结构的裂缝较为普遍，裂缝的类型也很多，但按成因基本可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。其中由混凝土收缩和温度变化引起的收缩裂缝和温度裂缝以及由这两种变形共同引起的温度收缩裂缝则是实际工程中最常见的裂缝。随着建筑向大型化和多功能发展，超长（即超过温度伸缩缝间距）高层或大柱网建筑不断出现，混凝土强度等级的提高，施工中泵送混凝土工艺的应用，使超长混凝土结构易出现的温度收缩裂缝有逐渐增多的趋势。虽然这类裂缝属非结构性裂缝，一般不致影响构件承载力和结构安全，但却会影响结构的耐久性和整体性。同时也会给使用者感官和心理上造成不良影响。第一章 温度收缩裂缝形成的原因及常用的控制方法1.1温度收缩裂缝形成的原因 混凝土在结硬的过程中发生收缩，温度变化时会热胀冷缩，当这两种变形受到约束后，在结构内部就会产生收缩应力和温度应力，这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。超长混凝土结构中较多见的是在收缩应力和温度应力共同作用下所产生的温度收缩裂缝。1.2常用的控制方法1.2.1设置伸缩缝为控制温度收缩裂缝的形成，设计上往往采用设置伸缩缝来限制混凝土结构的长度和宽度。混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）中，对钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的要求比原规范严格了，规范用词由“可”改为“宜”。规定了钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距，这就要求在结构设计中，设计者必须认真对待由于超长结构带来的不利影响，当增大结构伸缩缝间距或者是不设置伸缩缝时，必须采取切实可行的措施，防止结构开裂。规范又规定对下例情况，如有充分依据和可靠措施，伸缩缝最大间距可适当增大：1 混凝土浇筑采用后浇带分段施工；2 采用专门的预应力措施；3 采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施。在适当增大伸缩缝最大间距的各项措施中，在现浇结构施工阶段采取防裂措施是国内外通用的减小混凝土收缩不利影响的有效方法，我国目前常用的做法是设置施工后浇带。1.2.2设置后浇带后浇带是指在现浇整体钢筋混凝土结构中，只在施工期间留存的临时性的带形缝，起到消化沉降收缩变形的作用，根据工程需要，保留一定时间后，再用混凝土浇筑密实成为连续整体的结构。1.2.2.1按后浇带的不同作用分类(1) 当建筑物存在较大的高差，但是结构设计根据具体情况不宜设置永久变形缝时，例如高层建筑主体和多层（或低层）裙房之间，也常常采用施工后浇带来解决施工阶段的差异沉降问题，这种应为“沉降后浇带”。(2)由于超长结构带来的不利影响，当增大结构伸缩缝间距或者是不设置伸缩缝时，为防止结构开裂而设置的临时性带形缝。这种防止混凝土凝结收缩开裂及因温度变化拉裂而设置的后浇施工缝，应为“收缩后浇带”。1.2.2.2对后浇带混凝土及施工的要求(1)后浇带内的后浇混凝土，应使用无收缩的混凝土灌实。无收缩混凝土可以采用膨胀水泥拌制，也可以采用掺加具有膨胀作用的外加剂与普通水泥拌制。混凝土的强度至少与先浇混凝土相同或提高一级。(2)后浇带内的后浇混凝土的浇灌时间，应采取不同类型的后浇带采用不同的浇灌时间。伸缩后浇带根据先浇灌混凝土的收缩完成时间而定。不同水泥品种、不同水灰比、不同的温度条件养护的混凝土要区别其收缩完成的时间而定，一般以施工后60d进行浇灌，在工期要求紧迫和有特别困难时，也不应少于30d。沉降后浇带一般宜在建筑物沉降稳定后，再浇注后浇带的混凝土。 1.2.2.3对施工后浇带的具体要求(1)后浇带的接缝形式，必需严格按施工图施工，施工缝施工时要用堵头板，根据接口形式在堵头板上装凸条。在后浇混凝土前要进行认真清理、洗刷、凿毛，对该处的混凝土一定要振捣密实，以使混凝土达到设计的强度等级标准。尤其是地下室底板更要注意按要求去施工，以提高其结构自防水能力，避免渗水现象。(2)后浇带的先浇混凝土完成后，应进行设法防护，顶部应遮盖，四周用临时栏杆或围护砌体围护，防止后浇带内垃圾堆积难以清理与施工过程中钢筋被污染、踩踏。(3)后浇带后浇部分混凝土一定要用无收缩混凝土，有条件的最好掺入一些早强减水剂，施工前应试配比，拌制要认真，精心浇捣密实，事后还要注意浇水养护。(4)后浇带跨内的梁板在后浇混凝土尚未浇注前，两侧结构长期处于悬臂受力状态，在施工期间本跨内的模板和支撑不能拆除，必须待后浇混凝土设计强度达到其强度值的75%后，由上往下的顺序进行拆除。在后浇带浇注混凝土后，要在一定时间内进行监测，并将数据同整个沉降观测记录在案。总之，后浇带(缝)的设计、施工，其目的是保证结构的有效连接，避免有害裂缝的产生，目前除执行现有的规范规定的要求外，还要根据不同的工程性质、特点、作用，认真设计，精心施工，才能保证每个工程项目的整体性、完美性和使用性，才能达到提高工程质量的真正目的。 1.2.2.4设置后浇带的弊端设置后浇带可以防止结构产生有害裂缝的同时，也带来了许多不利的因素。设置后浇带会给工程施工带来很多困难使该处模板和支撑不能及时拆除，延长了工期；由于较长时间不能封闭，落进杂物难于清理；同时，由于后浇带两侧，在浇筑混凝土前，混凝土侧边凿毛十分困难；同时底板和垫层混凝土与后浇带混凝土浇筑时间相隔长达4060d，新老混凝土之间的粘结强度难以保证，后浇带连接处易产生裂缝，反而造成渗漏。1.2.3用加强带代替后浇带的依据膨胀混凝土在凝结硬化过程中产生适当膨胀，在钢筋和邻位的约束下，在混凝土中建立起一定的自应力（约0.2MPa0.7MPa），其自应力值按下式计算：c=EsP c混凝土自应力（MPa） 截面的配筋率（%） Es钢筋的弹性模量（MPa） P钢筋的限制膨胀率（%）从公式中可以看出：在配筋率和钢筋弹性模量确定的情况下，膨胀混凝土自应力与膨胀率成正比。这样膨胀加强带部位的自应力增大，对温度收缩应力补偿能力增大，防止超长结构开裂，其原理示意图如图1所示：从图1中可以看出，超长混凝土结构使用普通混凝土的温度收缩应力曲线为ABCDE，其应力从两边向中间增长至B、D两点时，ftk(混凝土抗拉强度标准值)，混凝土开始开裂，释放能量；仅采用小掺量膨胀混凝土进行补偿的超长混凝土结构，能够抵消部分温度收缩应力，其温度收缩应力曲线为FGHNJ，应力从两边向中间随结构长度的延伸而增长，达到G、N两点时，ftk，开始产生开裂，掺膨胀剂的混凝土达到开裂时的结构长度较普通混凝土延长，到达膨胀加强带部位（K、M）时，由于加强带部位储存较大自由应力（或膨胀力）对其进行补偿，使其应力降低，随后随长度增加重新增长，但最终结构中部最大应力值小于混凝土的抗拉标准强度标准值，即ftk，保证超长混凝土结构不开裂，这就是膨胀加强带的主要作用。第二章 工程实例2.1 工程概况中原国际大酒店，位于河南省许昌市鄢陵县花博大道、锦华路路口（原花博园东门内），由河南中原赐富房地产开发有限公司投资兴建，陕西华瑞勘察设计有限责任公司设计，长业建设集团有限公司承担施工任务。是集休闲、餐饮、误乐为一体的二六层综合楼，现浇框架结构，整幢房子呈飞机状，按伸缩缝分为A、B、C、D、E五个区，分区后的D、E区长度还达57.800m。按照混凝土结构设计规范(GB50010-2002)规定,现浇的钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为:露天环境35;在室内或土中环境55。按照上述分区，D、E区长度仍然超出规范的规定,设计单位在设计时在D、E区主体结构各设置了一道后浇带。这种常规后浇带施工，工序繁多，时间跨度长，施工成本高，而且难以保证整体质量，给建筑装饰也带来隐患。我们在工程施工实践中，利用UEA混凝土补偿收缩的原理，采用膨胀加强带替代后浇带，实现了超长钢筋混凝土的无逢施工，为同类的工程施工提供了可借鉴的经验。2.2 基本原理 UEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，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：Acc=AsEs2 设：=As/Ac， 则c=Es2（1） 式中c混凝土预压应力（Mpa），As钢筋截面积，配筋率（%），Ac混凝土截面积，Es钢筋弹性模量(Mpa),2混凝土的限制膨胀率(%)。 由（1）式可见，c与2成正比例关系，而限制膨胀率2随UEA的掺量增加而增加，所以，通过调整UEA的掺量，可使混凝土获得0.20.7MPa的预压应力，根据水平法向力x分布曲线，设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力c，而在两侧施加较小的膨胀应力，全面地补偿结构的收缩应力，控制有序裂缝的出现。 由于钢筋混凝土结构长大化和复杂化，取消后浇带的超长缝混凝土结构施工必须根据结构特点灵活运用，沉降缝不能取消，具有沉降性质的后浇带也不能取消。UEA加强带的性质是以较大膨胀应力补偿温差收缩应力集中的地方，所以，它可以取代伸缩后浇带。加强带的间距可控制在4060m，一般可连续浇注100200m超长结构。本项目要求工期紧，采取施工后浇带措施会影响工期, 根据这个原理，我们在D、E区原后浇带位置各设置2宽的膨胀加强带措施而不设后浇带,实现无缝施工而不影响工期。2.3 膨胀加强带的具体做法膨胀加强带的做法见图2。在加强带两侧各设置一层孔径5mm5mm的钢丝网，并每隔200mm300mm设一根竖向12mm的钢筋予以加固，其上下均应留有保护层，钢筋与钢丝网、上下水平钢筋及竖向加固筋必须绑扎牢固，不得松动，以免浇筑混凝土时被冲开，引起两种混凝土混合，影响加强带的效果。2.4 混凝土试配 膨胀混凝土的试配，重点解决超长无缝混凝土施工中UEA掺量控制和降低混凝土水化热。本工程采用预拌混凝土，由许昌大成商品混凝土有限公司提供，该公司在许昌地区属于较大的混凝土公司，有能力供应本工程的混凝土，混凝土质量符合预拌混凝土(GB/T14902-2003)标准，在当地有良好的声誉。膨胀混凝土的试配我们得到了该公司的大力支持，当时正值八月底，在当地气温较高，而混凝土硬化期间水化过程释放的水化热和浇筑温度所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，由此产生的温度应力和收缩应力，很容易导致结构出现裂缝。因此，采用减少水泥用量以控制水化热，并采取保温养护等综合措施来限制混凝土内部的温升及其内外温差，控制有害裂缝的产生。(1)选择水泥。选用水化热较低的水泥。(2)掺加磨细粉煤灰。根据粉煤灰混凝土应用技术规范(GBJ107-87)在每立方米混凝土中掺加粉煤灰57kg,能改善混凝土的粘聚性和可泵性 ，还可节约水泥约40kg。根据有关试验资料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg，其水化热引起混凝土的温度相应升降11.2，因此可使混凝土内部温度降低45。(3)选用优质外加剂。根据混凝土外加剂应用技术规范(GB50119-2003)规定，选用低碱外加剂，为达到既能减水缓凝，又使坍落度损失小的要求，经比较，最后选用了郑州产的WP-1型高效减水剂，可减少拌和用水10%左右，相应也减少了水泥用量，降低了混凝土水化热。 由（1）式可见，c与2成正比例关系，而限制膨胀率2随UEA的掺量增加而增加，所以，我们通过调整UEA的掺量，可以使混凝土获得不同的预压应力。根据以上条件和设计计算，本工程的混凝土板厚仅120mm，我们确定膨胀加强带部位混凝土掺入水泥量的1415%UEA，所产生的预压应力就可补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力，从而保证混凝土不开裂。经多次试验，混凝土试配的配合比如下：C30加强带混凝土配合比：每1m3混凝土材料用量：水 (饮用水) 180kg水泥(P.o 32.5) 340kg 经测试符合GB175-1999标准砂(中砂) 736kg 经测试符合GB/T14684-2001标准石(5-25mm碎石) 1021kg 经测试符合GB/T14685-2001标准粉煤灰(级) 57kg 经测试符合GB1596-2005标准外加剂(WP-1高效减水剂) 5.8kg 经测试符合GB8076-1997标准外加剂(UEA-H膨胀剂) 48kg 经测试符合JC476-2001标准2.5 混凝土的浇筑(1)浇筑 采用一台臂长45M的汽车泵布料，配备足够数量的混凝土运输车，以保证混凝土连续浇筑，浇筑采用齐头并进的方法，使混凝土相连避免产生施工缝。到加强带位置改用C30加强带混凝土浇筑。浇筑时，注意严防其它部位混凝土进入膨胀加强带内，以免影响膨胀效果。浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置，严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位。以免形成潜在的冷缝或薄弱点。对作业面散落的混凝土，应用塔吊吊出作业面外。(2)振捣 采用50插入式振捣器进行振捣，施工中设专人负责合理布点，严格控制振捣间距（不大于400mm）、时间（不少于20S），防止过振、漏振现象发生，必要时局部采取二次振捣。(3)压光 待混凝土收水后，初步用长刮尺刮平，用木抹子搓平压实，在初凝前用铁抹子二次压实，局部进行三次抹压，以控制表面龟裂。(4)养护 混凝土的收缩变形主要发生在早期，因此前期养护工作至关重要。对超长混凝土结构的裂缝控制、养护好坏起决定性作用。膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥UEA混凝土的膨胀效能，必须提高养护意识，设立专职养护人员，建立严格的混凝土养护制度。混凝土浇筑完毕后即应保湿养护14d。混凝土收平后，即盖麻袋一层并洒水润湿，在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80%以上，以减少混凝土干缩。2.6 质量保证措施 1）严格执行砼浇捣令制度。浇捣令签发前施工现场应办妥各类有关技术资料、隐蔽验收手续。 2）施工前一周，将砼的配合比送交检测中心审核，并提请监理方审查，合格后方能组织生产。 3）为保证混凝土质量，主管砼的人员一定要明确每次浇捣砼的级配、方量，以便搅拌站能够严格控制砼原材料的质量技术要求，并配足原材料。 4）严格把好原材料质量关，水泥、碎石、砂及外掺剂等要达到国家规范规定的标准，及时与砼供应单位沟通信息。 5）及时了解天气动向，浇捣砼需连续施工下雨时应及时遮盖，雨过后及时做好面层的处理工作。 6）砼浇捣前，施工现场应先做好各项准备工作，机械设备、照明设备等应事先检查，保证完好符合要求，模板内的垃圾和杂物要清理干净，木模部位要隔夜浇水湿润。 7） 砼搅拌车进场后，应把好砼质量关。检查坍落度、可泵性是否符合要求，对于不合格者严格予以退回。 8）砼在浇捣前各部位的钢筋、埋件插筋和预留洞，必须由有关人员验收合格后方可进行浇捣，柱、砼不能一次下料到顶，应分皮分层进行振捣。 9） 砼浇捣前应对新老砼接缝处的垃圾、杂物等进行检查，并清除干净（可用大功率吸尘器），并浇水湿润，但不得有积水。 10）砼浇捣前应向施工人员进行交底，并做好书面记录，落实专人负责振捣，有专人负责看筋看模。操作人员交接班以及吃饭、休息时必须移交施工情况，严格做好交接班工作，并做好交接记录，由负责人签名归档，以免砼超振漏振。砼浇捣完毕后，钢筋上所受污染的水泥浆应予清除。 11）在操作难度较高处和留洞、钢筋密度较大的区域，应做好醒目标牌，以加强管理，确保砼浇捣质量。 12）振动器的操作要做到“快插慢拔”，快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面砼发生分层、离析现象，慢拔是为了使砼能填满振动棒抽出时所造成的空洞，并消除砼内气泡。 13）砼分层浇筑时，在振捣上层时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层砼时，要在下层砼初凝之前。并加强对泵送流态砼的振捣。 14）每插点要掌握好振捣时间，过短不易振实，过长可能引起砼产生离析现象，一般以砼表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。 15）振动器插点要均匀排列，采用交错式的次序移动，以免造成混乱而发生漏振，每次移动位置的距离应不大于40cm。并不准将振动棒随意振动钢筋、模板及预埋件，以防钢筋、模板变形、预埋脱落。 16）楼面砼浇捣时，应铺设架空走道板，禁止人在钢筋上直接踩踏，以避免造成钢筋变形位移。 17）做好砼试块养护工作，试块应在浇捣地点制作。砼试块成型24小时后拆模，放入标养室养护至设计龄期进行强度检测。2.7 实施效果 2.7.1 工程质量 按照施工前编制的详细可行性的施工方案、技术交底、严