地下室超长混凝土结构后浇式加强带施工工法概论

地下室超长混凝土结构后打入式加固带施工工艺(MGJS-GF-01-2010 )钢铁集团建设有限责任公司张玄简介地下室超长混凝土结构裂缝常发生，其危害程度不同。 控制裂缝的主要方法是在设计、施工等方面采用综合技术措施将裂缝控制在允许范围内。 国内外解决地下室长混凝土结构有害裂缝的方法是设置后浇带和跳舱法浇筑混凝土的方法，前两种方法施工周期长，不符合工程全面开展、快速施工的要求，采用加固带施工要求严格，气候环境影响大，可维持潮湿环境膨胀，干燥马钢集团建设有限责任公司在马钢新区2250热轧带钢工程超长混凝土结构中，采用后冲式加强裂缝管理工程技术，通过技术难关和技术革新有效解决混凝土裂缝问题，达到工程连续施工、缩短工期、减少投资的目的。 马钢2250热轧设备基础长混凝土结构施工技术的难关突破获得马钢集团公司2005年度技术难关突破奖，本工艺是基于该工程实践形成的。1施工方法的特点1.1本工艺采用“放”“抗”耦合原理，有效防止超长混凝土结构产生有害裂缝，保证结构工程质量。1.2本工法有利于大体量混凝土工程全面开展施工，施工组织方便，加快施工速度，为其他工程提供工作面，减少旋转材料的使用。2适用范围本工艺适用于工业和民用建筑中包括地下室和地下室在内的设备基础、地下构筑物的长混凝土结构的施工。三工艺原理根据“先放后抗、抗为主”的原则，结合“砌块跳仓浇筑综合技术施工技术”，初步完成混凝土的温度变形和自身收缩部分后，用加固带补偿收缩混凝土硬化过程中产生的微膨胀作用，使结构中产生一定的预压应力，使混凝土硬化过程中产生的温度变形4施工流程及操作要点4.1施工工艺流程后打式加强带的工艺流程如图4.1-1所示。分段和加固带的设置第一段、第二段模板、钢筋施工第n段模板、钢筋施工第一管段、第二管段混凝土浇筑第n管段混凝土浇筑同时留下管段间加强带第一区间、第二区间混凝土养护714日第n区间混凝土养护714日第N-1段、第n段间带加强混凝土浇筑第N-1段、第n段间带加固混凝土养护图4.1-1后打入式加固带的工艺流程4.2操作点4.2.1节的划分和加固带的设置(1)地下室超长混凝土结构后打入式加固带的设置，应考虑底板约束条件、施工区域划分等因素，按照设计要求或参考表4.2.1的要求进行。表4.2.1后打入式加强胶带设置间距地基约束桩锚岩体地基滑动层后打式加强带45米50毫秒65米后冲式加固带应避开主辅助层边界、电梯井、楼梯间、集水孔、工艺孔、设备基础预约螺栓孔及螺栓衬套等位置后衬式加固带应穿过地下室底板、墙壁及顶板，尽量做成同一截面。(2)设计和结构要求主要包括：为了消除长混凝土构造物的收缩应力，抑制混凝土的龟裂，在长混凝土构造物的施工中设置23m宽的加强带，使加强带的混凝土强度等级比加强带两侧的混凝土强度提高1等级，混凝土中混入一定数量的膨胀剂(参照本施工方法5.1 )，进行一定的预备膨胀应力除加固带外，其他部分的混凝土不得按设计混合或混合膨胀剂。后冲式加强带的结构参照图4.2.1-1，底板后冲式加强带应采用膨胀止水条，外壁加强带仍需在1/2板厚部增设纵止水钢板，两侧止水钢板应使加强带伸长250mm以上。4.2.2后热式加强带部位的模板、钢筋施工应满足以下要求(1)在加强带的两侧设置孔径5mm5mm的网状金属网，以200mm的间距设置纵16根钢筋进行加强。(2)顶板加固带部位支撑系统的支撑应适当加密，其相邻两侧的支撑系统应与加固带部位支撑系统一起拆除。(3)加强带部位的钢筋及其两侧的钢筋连续施工，不断开放的施工人孔的钢筋连接采用手动焊接(或螺纹连接)。4.2.3混凝土浇筑应符合下列要求：(1)采用“砌块跳仓浇筑综合技术施工技术”，利用加固带将地下室底板、墙壁和顶板整体分成几个砌块区域，结合工程安排，采用“跳仓浇筑”，隔一段距离浇筑，最后浇筑加固带形成一体。(2)对底板、顶板及内侧的墙壁，在其加强带两侧的混凝土浇注710d后，浇注加强带以补偿收缩混凝土，直至其自身的收缩部分完成。 在外侧的墙壁上，在该加强带的两侧的墙壁混凝土浇注1014d后，浇注加强带内的加强收缩混凝土，直到其自身的收缩的大部分完成。后浇式加固带混凝土浇筑前清除垃圾，将钢筋和必须清理松散混凝土两侧的混凝土界面凿开，用水清洗充分湿润，在混凝土界面涂抹界面处理剂和水泥浆。加强混凝土振动，以混凝土不粘胶、不出气泡为标准，不得振动。底板各板部分采用“一个坡度、薄层浇筑、循环推进、一次到顶”连续浇筑技术，层厚400mm，加快混凝土浇筑速度，缩短浇筑时间，避免出现冷缝。 混凝土浇筑完成后，表面至少要捡三次，最后的捡料压实应在混凝土接近最初的粘连时进行，必要时还可以二次捣固，使混凝土不会沉陷，不会产生裂缝。 壁混凝土“分层循环推进”的浇筑技术，层厚400mm，在浇筑壁混凝土之前给木模充分浇水使其湿润，混凝土模具采用泵车软管和缸，保证混凝土的自由落下高度在2m以内，严禁用振动泵将混凝土推上去二次敲打墙高在5m以上部分的混凝土，减少墙上部的塌陷裂缝的发生。加固带内膨胀混凝土连续浇筑，不留间隙。4.2.4混凝土养护。 养护时间在14d以上。(1)底(顶)板混凝土凝固后，立即复盖塑料薄膜和草袋，指定负责浇水湿润和监护的人，在加强带膨胀混凝土两侧用砂浆田(高30mm )、贮水塑料薄膜草袋方法保湿。(2)配置负责人，在墙壁混凝土凝固后，从螺母上松开模板的加强螺栓，在墙壁(包括木模)上浇水，使其处于湿润状态。 延长脱模时间，外模10天后脱模，内模7天后脱模，脱模后立即浇上塑料薄膜和秸秆袋浇水养护。(3)冬季应采取塑料薄膜放入秸秆袋保温保湿的养护措施，在复盖的塑料薄膜下始终保持结露水。 室外气温过低，应相应增加草袋层数。4.2.5负荷的堆积和起模。 对于上层施工结构，请在加强带的内侧堆积材料，以免因上部负荷和振动而导致加强带部分产生龟裂。 加固带混凝土达到设计强度后，可拆除其下部进行模板支撑。5材料和设备5.1原材料要求5.1.1水泥。 其中，应用低水化水泥如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、渣硅酸盐水泥，要求防裂高混凝土不得采用早强型水泥，所用水泥铝酸三钙含量不得超过8%。 使用水泥的温度不得超过50oC，水泥的强度等级不得在42.5MPa以下。5.1.2骨料。 防水混凝土使用的砂、石应符合以下规定：(1)砂应采用中砂，其要求符合普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准 JGJ52-2006的规定。(2)选择倾斜性好的碎石，粒径531mm，泥含量不足1%，应符合普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准 JGJ52-2006的规定。(3)为避免碱骨料反应，混凝土采用非碱活性骨料。 立方防水混凝土各种材料的总碱量不得超过3kg。5.1.3外添剂。 为减少用水量，限制混凝土膨胀，补偿收缩，可采用高效减水剂和膨胀剂。 所使用的外部添加剂分别必须符合混凝土外加剂 GB 8076-2008、混凝土泵送剂 JC 473-2001、混凝土膨胀剂 JC 476-2001、混凝土外加剂应用技术规范 GB 50119-2003等规定。5.1.4矿物掺合料。 为改善混凝土性能，减少水泥用量，降低水泥水热，减少混凝土收缩，可在混凝土中掺入ii或I优质粉煤灰和磨粉。 所用矿物掺合料分别应符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰gb/t1596-2005、用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉gb/t18046-2008的规定。5.2混凝土配合比的要求后冲式加固混凝土配合比按照普通混凝土配合比设计规程 JGJ55-2000的规定，除了根据设计要求的强度等级、耐浸渍等级、耐久性和功能性设计配合比外，还根据各部位的加固混凝土浇注时的环境气温状况，进行试验室与不同的水泥、粗细骨料、外添加剂的种类和使用量等相对应的试验配合试配试验决定满足各种补偿混凝土设计值2m，减少收缩，满足抗裂要求。5.2.1干收缩率。 混凝土42d的干燥收缩率必须在0.03%以下。5.2.2坍缩。 在满足施工要求的条件下，采用尽可能小的混凝土坍塌度的地下室混凝土坍塌度最好控制在110mm130mm的混凝土坍塌度为7090 mm。5.2.3应采用尽可能小的灰白比。 混凝土灰白比应在满足不可大于0.60的工作性要求的前提下，采用小砂率，砂率应控制在35%45%。5.2.4水泥和矿物的配合量。 可采用级以上粉煤灰代替标准水泥用量的15%30%，地下结构混凝土采用高粉煤灰掺量减少水泥用量，水泥用量不得超过350kg/m3。5.2.5采用高效减水剂，用水量不得超过180kg/m3。5.2.6膨胀剂的配合量为10%15%，混凝土水中养护14d的限制膨胀率应为2.510-4。5.3设备本工法采用的机械设备与普通混凝土结构施工的机械设备相同，不需要特别说明的机械设备。6质量控制6.1本工法采用的主要标准和规范如下：建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002混凝土结构设计规范 GB50010-2002普通混凝土配合比设计规程 JGJ55-20006.2质量控制措施包括：6.2.1尽量缩短外墙与底板之间的混凝土浇筑间隙时间，组织施工，安排施工步骤。6.2.2参与混凝土提供的各搅拌站按设计试配规定的配比混凝土。 严格控制原材料质量，清洗泥量超标骨料，严格测量砂含水率，调节用水量，严格控制投入顺序和搅拌时间。6.2.3混凝土浇筑前，按工程实际设置质量控制点，明确质量控制点、技术质量要求、检测方法、检测频率等。 施工中严格按照质量控制点的相关要求进行质量控制。6.2.4浇筑前要根据实际情况，明确各岗位、职责，合理分工，整顿浇筑，紧张进行。6.2.5初期施工时逐车检查坍塌，质量稳定后，24h随机检查1次，检查合格后才允许浇筑，严禁现场浇水，坍塌超出范围时不得使用。6.2.6根据现场混凝土浇筑的具体情况，加强指挥时间表，合理调整混凝土供应速度，尽量缩短混凝土搅拌至浇筑的时间，浇筑过程按施工方案规定的顺序严格实施连续浇筑，产生施工冷缝6.2.7禁止在刚浇筑的面上行走，堆积材料，对设备施加负荷。7安全对策7.1严格按照设计要求设置模板支撑，地板模板应按照设计要求控制载荷。 脚手架、钢筋、混凝土、混凝土泵管等材料和机械不得集中堆积。 防止施工负荷过于集中而使模板变形或压曲。7.2基坑和完工的结构周围设置钢管护栏，做红白油漆，预防高处坠落，保证现场施工人员的安全。7.3各种工程机械(塔吊、泵车、钢筋加工机械等)，使用前由项目部施工技术人员向作业人员提供安全技术，将使用注意事项制作的铭牌吊在作业现场。7.4加强现场临时电气管理，预防电气设备线路损伤。7.5加强现场混凝土泵送管理，防止泵送管排出口和混凝土堵管拆除接头时，作业人员头部和面部碰到该部位，混凝土突然脱落受伤。8环境对策8.1在混凝土中掺粉煤灰代替部分水泥，实现废物综合利用，减轻环境污染。8.2粉尘污染控制。 采用商品混凝土，减少水泥、砂、石等造成的现场尘埃污染，将尘埃指标控制在规定范围内。8.3噪声污染控制。 钢筋、模板加工区的配置尽量避免生活和事务区，控制混凝土浇筑、钢筋加工等工程的现场噪声限制值为夜间55分贝，白天75分贝。 混凝土振打棒应采用环保型低噪声产品，或采用相应的抗噪措施，避免对工人及周边环境造成噪声危害。8.4清洗出场区的混凝土运输车，以免污染周边的市政道路。 冲洗混凝土泵车、输送管等污水流入现场明沟和沉淀池。8.5规范场区管理。 按照所在地标准化工地要求规范现场管理，按要求依次堆积进厂的材料、设备、拆除的旋转材料等。9利润分析9.1经济效益后冲式加固带与后冲式加固带比较，其经济效益主要如下9.1.1加快施工速度降低了工程造价9.1.2缩短了模板支撑的使用时间9.1.3可进行流水施工，减少资源调配，加快施工速度，降低各种费用成本。后冲式加固带与加固带相比，其经济效益主要表现在降低工程成本上。9.2社会利益后冲式加固带可比后冲式带提前工期，加快施工投入，加快收益，同时加快结束对周边环境的施工影响。9.3技术效益采用后冲式加固带的阶段施工可以解决结构过长引起的混凝土温度变形和收缩裂缝问题，避免后冲式加固带过长引起裂缝渗透的危险，其质量效果明显。10应用例10.1钢铁新区2250热轧带钢工程加热炉设备基础10.1.1工程概况马钢新区2250热轧带钢工程加热炉设备基础于2005年10月开工，2006年4月竣工，加热炉基础平面几何尺寸为1101