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【关键字】建筑施工;钢筋混凝土;温控;裂缝控制;技术
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
随着我国国民经济的发展,我国建筑业施工技术取得了巨大的进步,建筑规模不断的扩大,大型的现代化施工实施、大型建筑物,以及重载的大工程与日俱增,大体积混凝土结构因其本身的刚度大、承载性强、施工方便等特点成为了建筑公司的主要建筑材料,大体积混凝土是大型工程项目的主要设施和构筑物的主体,对于混凝土在浇筑的过程中,由于受热不均,水化热的现象等,造成混凝土的体积变形,出现裂缝,裂缝的出现对于建筑物的美观、耐久性和整体性以及结构的承载力等都有较大的影响,因此,在建筑施工中大体积混凝土的温控和裂缝的控制是人们倍加关注的问题。
一、 大体积混凝土的概述
1、 大体积混凝土的定义
到目前为止,建筑行业尚没有为大体积混凝土提出明确的定义,大体积混凝土顾名思义是尺寸较大的混凝土,美国的混凝土学会给大体积混凝土下了定义:任何现浇混凝土,其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度的减少开裂硬性的。
2、 大体积混凝土的特点
大体积混凝土的特点是结构厚实,混凝土量大,工程的条件较为复杂,一般采用的是地下现浇钢筋混凝土结构,施工技术要求较高,水泥水化热释放比较集中,内部升温比较快,混凝土的温差较大时,使得混凝土产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。
大体积混凝土是融合了钢筋混凝土和预应力混凝土的优点,所以在我国大型的土建工程中大体积混凝土得到了普遍的使用,尽管其最大限度的减少了开裂现象,但是它的开裂问题依然存在,因此要对大体积混凝土采用有效的措施。
二、 大体积混凝土的裂缝的分类
大体积混凝土出现的裂缝的主要的原因就是温差引起的,裂缝按照深度的不同可以分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种。其中贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝,它切断了结构的断面,对于机构的整体性和稳定性有一定的破坏作用,危害较为严重;而深层裂缝部分地切断了结构断面,也会产生一定的危害;表面裂缝一般的危害是比较小的。大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但受拉力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝
三、 大体积混凝土裂缝产生的最主要的原因
大体积混凝土的开裂主要是由于温差造成的。首先,在混凝土浇筑的初期,会产生大量的水化热现象,由于混凝土本身是热的不良导体,水化热现象的发生会聚集在混凝土的内部而不会轻易的散发出来,混凝土内部的温度会逐渐的升高,而在混凝土的外表的温度就是正常的大气温度,这样就形成了混凝土内外的温度差,而在混凝土凝结的初期抗压力比较弱,而温差在混凝土内部引起的拉应力较强,从而导致了大体积混凝土裂缝的出现;其次,在混凝土完全的凝结以后,要把外面固定混凝土的模具拆除,在拆模的前后表面的温度会出现骤降的情况,这样会出现温度差,造成混凝土的开裂;最后在混凝土内部温度达到最高时,由于外部还是标准的大气温度,因此温度会随着时间的推移而逐渐的散发而达到最低的温度,这样和以前的最高温度相比,在混凝土的内部就形成了一个温度差,造成混凝土出现裂缝。
四、 建筑施工中大体积混凝土的主要温控技术
1、 合理的控制水泥水化热温度
合理的控制水泥水化热的温度是对混凝土实施温控的一个重要技术,在水泥的选用上要尽量使用低热或是中热的水泥配制混凝土;在水泥中渗加粉煤灰等渗和料或是渗加减水剂等用来改善水泥的和易性、降低水泥的水灰比,从而控制水泥的塌落度,降低水化热的现象;此外,在水泥和混凝土配置的过程中,预埋一个冷却水管,通入循环冷却水,从而降低配置好的混凝土的水化热温度,而在一些厚大的混凝土中,要掺入百分二十以下的块石进行吸热,从而达到节省混凝土的目的。
2、降低混凝土浇筑入模的温度
对大体积混凝土进行浇注入模的过程中,要尽量的避开夏季等温度较高的天气,而是选择温度较低的季节里进行浇注混凝土,对于浇筑量不大的块体,最好安排在下午三点以后或是夜间进行;如果由于工期的限制混凝土的浇筑在夏季,要选用低温水或是使用冰水配制混凝土,对骨料通过喷冷水经行降温,在运输中要加盖遮阳,从而降低混凝土拌合物的温度。
五、 建筑施工中大体积混凝土的主要裂缝控制措施
1、 原材料选择的控制
在原材料的购置上采用由预制混凝土供应商为主,项目部为辅的控制方式;混凝土搅拌单位应该和项目部签订合同,严格的执行相关的规范,混凝土搅拌单位应该根据混凝土性能决定用于制造工程中混凝土的原材料,保证工程所用的一切材料、设备、设施和技术复核所规定的种类标准。
2、 加入适量的添加剂
在混凝土中加入外加剂能够减少其收缩开裂的次数,其中减水剂能够起到改善混凝土的和易性、降低水灰比、提高混凝土的强度等作用,在混凝土中加入减水剂能够有效的防止其开裂的机会;引气剂在混凝土中的主要作用是改善混凝土的和易性、可泵性,提高混凝土的耐久性,因此在混凝土中加入引气剂能够防止混凝土裂缝在较短时间内出现。
3、 混凝土的浇筑控制措施
对于建筑物底板的大体积混凝土采用的是斜面式分层浇筑,利用自然流淌形成的斜坡,由远到近,自上而下的逐层沿着混凝土的流淌方向进行连续的浇筑,并且采用减小浇筑层的厚度和采用合理的浇筑顺序,来加快混凝土在凝结初期的水泥水化热的散失,进而有效的降低混凝土中心温度。避免混凝土因为受热不均或是温度下降过快而出现裂缝。
六、 总结
在建筑施工中,大体积混凝土的使用尽管最大限度的降低了裂缝的出现,但是由于混凝土的本身的特性,裂缝的出现依旧是无法避免的,只有对大体积混凝土在原材料的配置,浇筑,搅拌的过程中进行合理的温度控制,才能做到有效的降低裂缝的出现,从而提高建筑结构的安全性,实现建筑物的使用功能。
参考文献:
[1]朱华云,王静洁.大体积混凝土温控防裂技术[J].电力学报,2000年
【关键字】桥梁承台,大体积,混凝土,温度控制,技术
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
某大桥设计为(104+2×168+112) 连续刚构,1 号~3 号墩跨沙湾水道设计为(104+2×168+112)m 连续刚构。设计时速100km。其中1 号、2 号、3 号主墩基础均采用12 根直径为250cm 钻孔桩,承台设计为低桩承台,尺寸为23.5m×17m×5m,混凝土量为1997.5m3。主桥承台属大体积混凝土施工。
二.桥梁承台大体积混凝土温度施工控制技术
水泥水化热产生较大的温度变化及收缩作用,是导致大体积混凝土出现裂缝的主要原因,合理的控制温差变化是保证不产生裂缝的根本。一般规定将非均匀温差应控制在25°C 内。施工中主要从降低水泥水化热、降低混凝土入模温度、降低混凝土内部温度通水散热保持混凝土表面温度严格控制拆模时间等方面做好混凝土温度控制工作,尽量降低混凝土内部温度的升降速率,确保内外温差控制在25°C 以内。
1.采用降温管降低混凝土内部温度技术
(一)采用 50 镀锌管材,经过计算单根管水流流量按3m3/h 控制。混凝土内部温度和水温差控制求在20°C ~25°C 之间。按承台温度应力场特征,水平布置散热管,主墩承台各设4 层,每层设15 道测温管,上下层距底面和表面均为1.0m; 采用 25.4 的钢管,散热管进出水口均露出承台侧面20cm; 同一层散热管的进水口连接在一根总管上,各设阀门,用1 台25-120 型离心式水泵,单根管水流流量按3m3/h控制,出水口汇于同一水箱内; 为便于控制温度,分别设3 个6m33的水箱供水。
(二)在降热过程中,若通过测温管实测混凝土内部温度与测量进水口水温差别大于25°C 时,应调整水温,若水温比混凝土内部温度低的多,则加热进水散热管采用耐腐蚀的镀锌钢管,与钢筋一起绑扎。在使用前要求通水进行密闭性试验,防止管道在焊接接头位置处漏水或阻塞。通水散热后对散热管作压浆处理。
(三)为提供可靠的数据控制混凝土内外温差,考虑承台平面对称性,在承台平面1/4 位置及对角线上布置温度应变片,用温度显示仪采集数据,测点布置与编号如图1 所示。采集的数据主要包括不同施工时段的入模温度、每个温度应变片处混凝土不同龄期温度、草袋内温度、外界气温、散热管进出水温度。综合考虑混凝土的入模温度、混凝土水化热的发展变化规律、养护条件、通水散热等因素,确定混凝土的温控标准为: 混凝土的内表温差不超过25°C,拆模时内外温差小于25°C,最大降温速率要小于20°C/天。
图一主墩测点布置与编号图(单位:mm)
2.采用混凝土配合比设计降低水泥水化热技术
(一)水泥选用山东铝业公司P.O32.5R 低碱普硅水泥,水泥中严格控制铝酸三钙含量小于6%,碱含量小于0.6%。骨料选用连续级配石子,细骨料选用中砂,施工中严格控制粗细骨料的含泥量小于1.5%,以提高混凝土的均匀性,增加抗裂能力混凝土中掺入复合多功能超细粉(A 粉) ,以保证混凝土的自密实,且不产生泌水和离析。经过多次试配,混凝土采用配合比如表1 所示,性能要求如表2 所示。
(二)掺入了1.9%的NOF-2A 型高效缓凝减水剂,延长了混凝土缓凝时间,改善混凝土的和易性,同时减少了拌和用水量,降低了水灰比,降低了水化热,起到了明显降低水化热的作用,还推迟了浇筑最高温度峰值出现的时间。
表一C30 混凝土配合比表(每m3用量)
表二混凝土主要性能指标表
3.采用材料预降温技术
了解每天、周、旬的气象资料,将承台施工避开阴雨、大风等恶劣天气,选择一天气温度较低的时间开始施工,利用冰水混合物搅拌混凝土,降低混凝土的入模温度,在浇筑过程中,根据现场实际情况采取控制水温(加冰块、吹风散热等)、加快水循环、覆盖集料、模板防晒等措施进行混凝土温度控制。
4.混凝土施工技术
(一)为避免施工缝造成混凝土腐蚀介质的侵入和处理钢筋接头工程量,利于钢筋施工质量控制; 提高混凝土耐久性,提高因桩基约束对混凝土造成不利影响的抵抗力,降低因混凝土收缩徐变出现裂缝的几率,混凝土的浇筑采用泵送一次性浇筑施工。施工中采用2 台布料杆分2 个区进行,保证混凝土均匀入模到位。每区按一定的厚度、顺序和方向分层进行浇筑,每层的浇筑厚度不大于50cm,相邻两区的交界处注意振捣,防止出现漏振。
(二)混凝土的浇筑顺序为自墩身预留钢筋位置向外浇筑,浇筑时要防止承台边部浮浆太多,造成表面收缩裂缝; 不断调整水灰比,尽量使混凝土的坍落度均匀一致,保证其和易性;在模板的一侧设置了预留孔,随时将泌水及浮浆排出,提高混凝土的密实性; 采用不同长度直径为200mm 的钢管作为导管将混凝土送入模板内部,保证混凝土下落高度小于1.5m,不产生离析现象,避免钢筋的污染。
(三)因承台的面积较大,表面收光需要的时间较长,将混凝土的结束时间控制在下午16:00 以后,以免表面的的水分散发较快,产生收缩裂纹; 混凝土浇筑前用一层毛毡外加两层草袋将侧面模板覆盖,降低混凝土的内外温差,并在最后一层混凝土终凝前即用一层毛毡外加两层草袋覆盖,在草袋表面洒水保湿,使表面覆盖层始终处于湿润状态,但不使草袋处于饱水状态,以免失去保温作用。
(四)根据测量的混凝土内部温度与外界气温的差值来决定拆模时间,若两者温差大于25°C,则不能拆模,继续通水散热; 直至外界气温与混凝土内部温差小于25°C 时才可拆模。
5.优化技术措施
(一)优化混凝土配合比,采取“双掺”措施,即掺加粉煤灰、矿粉来改善混凝土的和易性,适当减少水泥用量,以降低混凝土硬化时的水化热。
(二)冷却管被混凝土埋没3个小时后即开始通水,冷却水使用干净的井水,冷却管通水后,冷却水就不再中断,直到混凝土处于连续降温阶段(降温速度不应超过0.5~1.0℃/h)。
(三)通冷却水时,进水口的水温与混凝土实体内部测量温度的温差应不大于20℃;当冷却水出水口与进水口温差不大于5℃时方可停止通冷却水。
(四)冬季施工时,混凝土浇筑后及时搭棚进行保温养护,在冷却管停止通水后及时将冷却管内的水排出,防止冷却管内的水结冰。
(五)冷却管通水结束后及时对冷却管灌浆封闭,管口处凿楔形口进行封闭。
三.桥梁承台大体积混凝土施工的温控效果
图3为一组实际施工测温的承台混凝土内部温度峰值。从图中可以看出,承台施工中芯部最大温度不超过47℃,图4为一组实际施工测温的承台芯部和外部温差。图4显示混凝土芯部和表面最大温差不超过20℃,最大温差为19.2℃,承台芯部最高温度出现在混凝土浇筑完毕后3—4 天。施工中混凝土芯部最高温度出现时间比理论时间提前大约l 天,现场施工情况与理论分析情况基本吻合。
图三承台混凝土内部温度峰值/℃
图四台芯部和外部温差/℃
四.结束语
桥梁承台大体积混凝土施工的温度控制技术对于桥梁的质量具有重要的作用,如何做好桥梁承台大体积混凝土施工的温度控制就变得尤为重要了。因此,在实际的工程施工中,就要不断的探索新的温度控制技术,保证桥梁的质量,这是具有十分重要意义的。
参考文献:
[1]马晓佳 李林挺 桥梁承台大体积混凝土施工温度控制技术 [期刊论文] 《建设机械技术与管理》 -2011年1期
[2]张鹏 王婵危 媛丞 郑州黄河公铁两用桥大体积承台混凝土施工温控技术 (被引用 1 次) [期刊论文] 《科学技术与工程》 ISTIC -2010年30期
[3]马晓佳 李林挺 桥梁承台大体积混凝土施工温度控制技术 [会议论文],2010 - 第七届鲁粤辽湘路桥施工设备技术论坛
[4]秦文强 杜玉波 张德伟 黄草乌江大桥承台大体积混凝土温度控制技术 (被引用 3 次) [期刊论文] 《四川建筑》 -2003年6期
[5]欧阳效勇 任回兴 武汉白沙洲大桥2号主墩承台大体积混凝土配合比设计及温控制技术 [会议论文],2000 - 中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会
【关键词】混凝土;温度裂缝;施工技术
引言
随着经济技术的突飞猛进,施工工艺水平也迅速提高,人们对于基础设施的要求也越来越高,超大体积的混凝土由于其结构厚实、数量大的特征,越来越多的被应用在桥梁、大坝以及高层建筑里面[1]。但是大体积混凝土在进行工程施工的时候,由于内部的水化热需要释放的原因,导致内部温度和外部温度的差异很大,从而导致温度裂缝的产生,混凝土温度裂缝会导致它的使用寿命直线下降,严重影响了混凝土在工程的使用,所以我们需要采取一些手段来控制温度裂缝的产生。本论文在翻阅大量文献的基础上,主要考虑从施工方面研究大体积混凝土温度裂缝控制技术。
1、总体研究思路
一般的建筑工程在施工时要求的工作周期比较短,因此浇筑混凝土的速度通常很快,一般我们使用交替的连续上升的方式对混凝土进行浇筑[2]。有时下面的老混凝土正处在水化热温升期,而上面刚刚浇筑的新混凝土又将老混凝土覆盖,因此会导致每个层的混凝土膨胀变形、温度变化在时间上不同步、温度应力比较复杂,从而导致混凝土发生温度裂缝,本论文从以下三个阶段来考虑分析混凝土温度裂缝控制措施。
1.1 浇筑前的温度控制-混凝土初始温度阶段
混凝土初始温度阶段我们主要是从混凝土材料品种及配比和环境气候的温度这些因素来分析[3],为了减少这些因素对混凝土温度参数的影响,我们主要是通过采用综合措施,尽量降低混凝土浇筑的温度。首先对于混凝土原材料品种的配比设计中,我们应该降低水泥的含量,主要是利用混凝土后期的强度;其次我们需要选择合适比例的骨料级配来增加混凝土的和易性;最后掺加粉煤灰以及掺减水剂来降低水化热。
在混凝土入仓的环节,主要采用快速平仓以及快速运输等方法降低温度在运输过程中的回灌,并且在已入仓的混凝土立即覆盖彩条布和草垫进行保湿工作,等到建筑开工时再揭开覆盖物,使得能够保持混凝土表面的湿度[4]。在混凝土浇筑环节,可以使用喷雾剂进行低温水喷雾降温工作。而且我们需要安排合适的混凝土施工的时间,最好是在低温季节和气温比较低的时段再浇筑混凝土。
1.2浇筑后初期的温度控制-混凝土水化热温升阶段
由混凝土裂缝成缝的机理克制,混凝土水化热温升阶段会经常出现裂缝现象,因此这个阶段是混凝土温度裂缝控制的重要阶段;针对混凝土水化热温升相对比较慢,温度峰值来的相对来说比较晚等特点,我们能够采用以碾压混凝土浇筑后的初、中期温度控制,当然使用的措施主要是加强混凝土浇筑后的表面养护,对于那些过流面以及暴露面使用水帘形式进行长远的流水养护工作,而对于普通的混凝土收仓仓面可以利用人工洒水的方式[5]。
1.3 浇筑后后期的温度控制-混凝土温降阶段
对于工程混凝土基础应力过渡区和基础约束区,可以在混泥土表面外掺一些氧化物,利用氧化物的膨胀性使得能够补偿混凝土的收缩应力,能够合理的防止混凝土拉裂。
2、具体施工措施
2.1 混凝土浇筑顺序
在大体积混凝土施工中我们考虑使用分块浇筑方法中的分段分层法,分段分层浇筑可以让混凝土均匀散热,且不容易生成垂直裂缝和水平施工裂缝,而且可以满足混凝土在初凝前的连续浇筑,针对一些大体积的抗渗要求不高的建筑物来说很合适。
2.2浇筑温度以及出机温度控制
对于在炎热季节,我们需要尽量降低混凝土在入模时温度,考虑向拌和水中增加冰水,使得整体温度可以保持在10摄氏度上下。另外要重点注意水泥的温度,特别对于散装类型的水泥在应用前需要测量温度,如过温度超过55摄氏度需要经过水冷却或者风冷却的方法。
另外在运输混凝土的过程中需要最大限度的连续、缩短运输和停留时间,降低运输过程中混凝土的吸热量。对于工作时间来讲,夜间施工是最好的选择,如果是在冬天的时候施工,通常情况下入模、出机的温度控制起来相对简单,但是我们必须要注意做好保温措施,特别是混凝土表面的防冻措施要做好。
2.3浇筑完成后的保温保湿措施
我们需要制定浇筑完成后的保温保湿措施使得混凝土的内外温差及温度降低的速度满足指标的要求;我们可以根据温度应力加以控制保温养护的持续时间,一般是不少于15天,而且对于保温层的拆除通常分层的逐步的进行;为了保证水分不蒸发,我们可以在混凝土表面先覆盖一层薄膜,并在薄膜下面洒水来保持混凝土表面保持湿润。
2.4表面的泌水处理
通常情况下大体积的混凝土表面都会出现泌水现象,而泌水量的多少跟拌和的时间、水泥的成分以及混凝土的坍落度等因素相关。当出现表面泌水现象时,我们需要及时的处理来保证混凝土的质量。
2.5养护期间制定针对天气变化的方案
当大体积的混凝土建筑在施工时,需要跟当地的气象部门联系,针对一些明显的降温、雷阵雨或猛烈的天气变化要做好应对方案。比如增加覆盖物品,防风物资,以达到控制裂缝的目的。
2.6混凝土温度实测值分析
本论文结合具体的工程实践,将设计的控制施工技术应用于某一高层房屋建筑施工设施中,通过在楼层混凝土结构内部埋设测温点来进行测温,我们分别在混凝土中心位置和表面位置进行测温,中心位置的测温点在浇灌混泥土一半厚度处,每隔5h进行一次温度测量。中心和表面温度相差的最大值为24.6,出现在浇筑后第三个小时。实测中心最高温度为六十三度,出现在浇筑后60h。混凝土中心最高温度在持续11h后开始下降,进行养护后温度下降到三十六度,施工中没有混凝土温度裂缝出现。
3、结束语
由于采用了比较合理的施工技术,从工程设施进行到现在的情况来看,混凝土的表面并没有出现任何裂缝,从外观上看质量良好。从施工时间方面来说,本次施工技术应用算是比较成功,为以后的混凝土工程施工积累了经验。
参考文献:
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[2]潘洪科.基于碳化作用的地下工程结构的耐久性与可靠度[D]. 同济大学,2005.
[3]陈海斌,牛荻涛,浦聿修.应用人工神经网络技术评估混凝土中的钢筋锈蚀量[J].工业建筑,1999,29 (2):51-55.
【关键字】建筑工程;混凝土;裂缝;防治;修补
一、混凝土裂缝的概述
建筑工程中的混凝土裂缝的出现对于建筑问的承载能力、防水性和耐久性都会产生重大的不良影响。对于混凝土中的裂缝根据部位可分为:粘结裂缝、水泥石裂缝、骨料裂缝,根据存在状态可以分为:静态裂缝,活动裂缝和形成发展中的裂缝。裂缝的预防和修补要考虑许多不同方面的因素来提出。
二、混凝土裂缝形成的原因
(一)材料选择引起裂缝
因为混凝土的主要组成成份是水、水泥、粗细骨料和外加剂,所以混凝土制造中水泥的选用、粗细骨料的选用、外加剂应用对于混凝土的硬度、强度、质量有很大影响。为防止碱骨料反应,在选择以上材料选择时,需要做好相应的鉴定检测工作。
第一,水泥选用上,要考虑到工程建筑的特点、水泥硬化造成的体积收缩问题、形成过程中的水化热等,综合计算以制作出符合建筑工程需要的混凝土。第二,在骨料在选用时要充分考虑颗粒级配和活性材料的比重,分析筛选出符合要求的级配等级,减小碱骨料反应的可能性,提高混凝土性能。第三,混凝土中外加剂的添加比例需要经过反复的试验得出适当的添加比例,达到通过分散作用、吸附作用、作用和浸润作用在保证硬度和强度的同时,也提高混凝土流动。
(二)外部荷载引起裂缝
1、在钢筋混凝土受弯构件中出现的横向裂缝。
在受弯构件中抗拉能力最薄弱的截面位置逐渐产生裂缝,随着裂缝的产生以及外荷载越是增加,由钢筋承的拉应力会相应提高。产生裂缝部位两侧的混凝土两侧回缩现象,钢筋与混凝土的位置相对滑移,造成更多的裂缝陆续出现,直到裂缝的分布间距很小,达到两条裂缝之间的受拉区拉应力平衡混凝土的抗拉强度,才不会产生新的裂缝。但是如果外荷载持续不断增加,裂缝尺寸就会不断加大
2、受弯构件受到弯矩和剪力的共同作用时,会在集中荷载和支座之间出现的斜裂缝。
随着荷载的增大,斜裂缝的尺寸会迅速增加,不仅没有预兆,而且破坏速度很快,甚至最终导致构件失去抵抗能力。因此在混凝土裂缝的防治中得到了极大的重视。
(三)结构变形引起裂缝
外界温度的变化,材料的热胀冷缩特性以及不均匀沉降等会带来混凝土结构的变形,这些变形都会通过材料自身的约束应力别表现出来,受到的内应力超出一定的限值时就会产生变形,即裂缝。由于季节、温度的变化,生产材料的热胀冷缩特性、收到湿度化学反应带来的形变。地面夯实不够造成的不均匀沉降等要求选择好材料,做好防护维护工作以及各类重要基础性工作。
三、混凝土裂缝防治的措施
(一)做好材料选择
(1)水泥选择。由于水泥水化热产生温差,所以想要达到减小温差的目的就需要尽量降低水泥的水化放热量。在水泥的选用上尽量选用早期水化放热量较低的水泥。硅酸盐水泥的矿物组成主要有:硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙,由于硅酸三钙和铝酸三钙产生的水化放热量较高,所以需要降低水泥熟料中硅酸三钙和铝酸三钙的含量来减少水泥的水化放热量。
(2)粗细骨料的选择
粗集料与水泥浆体的界面过渡区是混凝土内部最薄弱的环节,粗料在混凝土中起骨架作用,但需要水泥进行胶合。粗料的颗粒越大,需要的水泥浆体越少,混凝土内部的界面过渡区越长,在此区域越容易产生破坏,所以对大体积的混凝土而言,不能使用粒径太大的粗石,不仅减少内部缺陷还不影响钢筋的布置。关于细料,采用级配良好的中砂和中粗砂,中粗砂由于孔隙率小、表面积小、用水量少,带来混凝土的水化放热降低,因此产生的温度裂缝就减少,提高密实度。
(3)外加剂的选择
高效复合的外加剂具有减水、缓凝、引气等方面的作用。减水剂能够提高混凝土强度,保证混凝土坍落度和强度不变条件下,改善混凝土的和易性、降低水灰比、减少水泥用量,很大程度上减少混凝土的裂缝。缓凝剂的作用是延缓混凝土放热的峰值出现的时间,避免温度积聚的情况出现,提高混凝土的抗压和抗拉的强。
(二)做好温控工作
一般来说,外界气温温度越高,浇筑后的混凝土的初始温度也越高。再加上混凝土内外部温度散热速度不同,外部散热快于内部散热速度,所以容易造成内外部温差大。因此,在浇筑时尽量在外界环境温度适中时候进行浇筑,在直接降低混凝土的最高温度,减少混凝土的温度应力的同时,还可以将浇筑温度降低到周围环境温度以下时来形成负温差,以便初期在混凝土结构表面引起压力抵消内外部的温差造成的内部拉力,在早期防止混凝土结构表面裂缝的形成,而后期也可以在结构内部引起压应力来抵消内部温差造成的结构内部拉应力,预防内部裂缝出现。
(三)做好配比设计
在各种原材料中,尽量将粉煤灰用量减少,降低混凝土的绝热温升,减低成本的同时,提高混凝土的抗裂性和耐久性。砂率不能过低,否则混凝土会出现泌水、离析等现象,也不能过高,否则混凝土结构的收缩空间大,更容易出现裂缝。所以要根据工程要求,做好各种原材料的配比分配,提高混凝土的抗变形能力,减少裂缝情形的出现。
(四)混凝土的裂缝养护
混凝土成型后就要采取养护措施,通过控制温差,缓解室内的温度下降趋势,降低因温度应力的影响,可以让混凝土强度更加强大,可以缓解大面积的墙面出现裂痕。通过现代科技手段,可以组织工作人员搭建防雨设备,并且要关注积水状况,出现雨水囤积要让其流入基坑中。因此,养护措施能够通过排水和降温方式去解决工程质量问题。
四、混凝土裂缝修补的措施
混凝土裂缝出现的裂缝达到一定的量,容易对建筑物的硬度、抗压能力、承载力和安全性产生很大的威胁,一旦出现,可已采取一下方法进行修补:树脂灌注法、表面封闭法、钻孔嵌塞法、柔性封闭法、表面附加钢筋法、灌浆法、干嵌填法、钉合法、真空渗入法、迭合面层和表面处理法等。表面修补、封堵法、结构加固法、混凝土置换法等最为常用。
结语
建筑混凝土结构裂缝是现代工程中普遍存在的问题,预防和修补结构裂缝的形成,要求从事前到时候两方面共同着手。本文从以上两方面对于混凝土裂缝形成的原因和预防及修补措施进行了大致的分析。随着现在科技的进步和建筑理论的进步,我们有理由相信建筑安全也会被重视并取得应有的进展。
参考文献
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关键词:索塔承台,施工技术,研究
1 工程主体概括济宁运河某处大桥工程路线全长530m,其中跨河特大桥全桥长404.66m,主桥桥跨布置为40m+80m+156m+80m+40m五跨连续自锚式预应力混凝土悬索桥。
1.1主墩由矩形承台和棱台形塔座二部分组成,矩形承台平面尺寸为12.5m(长)×12.5m(宽)×3.5m(高);棱台形塔座平面尺寸为8.0(5.0)m(长)×8.0(6.0)m(宽)×1.0m(高),总高度达到4.5m,为深基坑工程,同时也是大体积混凝土结构工程。大体积砼对温差变化比较敏感;承台高度高带来基坑的围护、钢筋定位、砼侧压力的平衡、以及砼温度控制等一系列施工技术措施问题。
1.2承台采用二次浇筑。承台一次性连续浇筑完成,单个承台混凝土浇筑总量达547m3,不留施工缝,对承台钢筋定位、模板安装以及混凝土侧应力的平衡带来很大的难度,对施工技术、组织管理和现场监控都提出了较高的要求。
1.3承台属于大体积混凝土结构工程,应严格控制水化热而引起的内外温差,采取相应的降低水化热等一系列防裂措施,防止温度应力、混凝土收缩徐变等引起的裂缝,同样也是本工程的一个特点和施工难点。
2 钢板桩围堰施工2.1①挖基前测量放线,并由固定桩和护桩,放出边坡。②基坑开挖尺寸比设计基础结构边长大100cm。③开挖至比设计基底标高高20cm 时,用人工清底,防止基底土体被扰动。④基底开挖至设计标高后,浇筑砼垫层。
2.2桩头剔凿
基坑开挖至设计标高后,采用人工剔除桩头砼,严格控制剔除深度,同时又必须保证凿至新浇、密实砼面而且达到桩顶设计标高。
2.3 钢筋绑扎
钢筋加工尺寸严格按照设计图纸执行,钢筋绑扎,焊接等严格按照有关规范、标准执行。钢筋预先根据设计尺寸配好料,在垫层砼浇筑1天后可进行现场绑扎。免费论文参考网。钢筋加工时,先绑扎底层钢筋,钢筋周边所有节点必须全部绑扎,其余可采用50%交错绑扎。底层钢筋完成后搭设钢筋定位支架,进行竖向钢筋施工,竖向钢筋与底层钢筋应绑扎可靠,竖向钢筋完成后进行顶层钢筋和侧面水平钢筋的绑扎。钢筋保护层根据设计保护层厚度采用预制砂浆垫块,底层钢筋完成后将垫块垫于底层钢筋网下,顶层钢筋保护层用竖向筋高度控制,侧向保护层采用预制砂浆垫块。承台钢筋施工完成后,必须按设计位置预埋索塔塔柱预埋钢筋,并用箍筋固定于钢筋网上。
2.4 承台模板
承台模板采用钢框竹胶板组合大模板进行拼装,脚手架钢管配拉杆加固,拉杆采用φ16钢筋加工而成,拉杆间距为横向600mm,竖向600mm,并用斜撑进行加固。模板的净空尺寸必须符合承台设计尺寸,模板安装好后,经监理工程师对轮廓尺寸、标高验收合格后,方能进行砼浇筑。
2.5 冷却水管安置
承台体积为12.5m×12.5m×3.5m,防止温度应力、混凝土收缩徐变等引起的裂缝,是承台施工关键工序施工控制技术。根据大体积混凝土结构的特点进行工艺技术设计,按施工工况计算大体积混凝土的内部温度场及仿真应力场,根据承台内部温度分布特征,埋设冷却水管,水管层距为0.7m,水平间距为1.1m。
冷却水管采用外径为φ33mm、壁厚为3.0mm、具有一定强度、导热性能好的电焊钢管制作,管间采用法兰连接。
3 混凝土浇筑
3.1 浇注区域平面划分
施工浇注区域平面划分根据“分段定点、薄层浇注、逐渐覆盖、局部补充”的薄层浇注原则,按混凝土自然流动半径5m,混凝土采用混凝土泵车直接输送入模浇筑施工。
3.2 混凝土浇筑工艺
(1)在混凝土浇筑前组织人员对混凝土供应、振捣准备工作进行检查,并会同监理对钢筋、模板、预埋件等分项工程进行验收,填写各类资料,经监理签认后填写并审批,签认后方可浇筑。
(2)混凝土浇筑自由倾落高度超过2m,应采用串筒、溜槽或软管下料,以保证混凝土不致发生离析现象。免费论文参考网。混凝土出口处布置3~4 台插入式振捣器,引导混凝土流向。
(3)浇筑过程采取全断面分层浇筑,以释放早期混凝土水化热, 削减混凝土温度峰值。全断面分层法浇筑时,必须保证第一层全面浇筑完毕回来浇筑第二层时,第一层浇筑的混凝土尚未初凝,如此逐层进行,直至浇筑完成,分层厚度控制在30cm左右。
(4)混凝土浇筑前,搭设施工走道,所有支架不得与钢筋相连,以免扰动钢筋。机具预先认真检查并试运转。在混凝土浇筑期间,要保证水、电、照明不间断,以防出现意外施工停歇缝。
(5)在混凝土浇筑前应检查接触面凿毛情况,及时将碎碴异物清除干净,检查合格后才能开盘。
(6)浇筑混凝土时,采用振动棒捣实,保持移动间距不大于振动棒作用半径30-40cm的1.5倍,约50cm左右,与侧模保持5-10cm距离,插入下层混凝土5-10cm;且对每一部位混凝土必须振动到其停止下沉,不再冒气泡,表面呈平坦、泛浆,但不得使混凝土产生离析,确保混凝土密实,提高混凝土与钢筋握裹力,减小内部微裂缝和混凝土的徐变。
(7)大流动性混凝土在浇注、震捣过程中,泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底,事先在北侧预留汇水井,通过潜水泵排出。试验人员应严格检查混凝土的坍落度及离析、泌水情况,并及时处理。
(8)浇筑时模板看护人员应巡查模板及模板支撑构件是否有异常情况发生,一旦出现跑模情况,应及时予以加固处理。
3.3 施工技术措施
(1)通过混凝土配合比设计技术降低水化热
主要采取在混凝土中掺入粉煤灰及外加剂的“双掺”技术和选择合理原材料的方法通过多次试配达到最低水化热和最小收缩的效果。
(2)严格控制混凝土浇筑温度
混凝土的内部温度是水化热的绝热温升、浇筑温度和结构的散热温度等各种温度的叠加;浇筑温度越高,混凝土的内部温度值也越高。免费论文参考网。同样是引起大体积混凝土内部收缩开裂的一个不可忽视的重要因素,因此,施工过程中应严格控制混凝土的浇筑温度。
在混凝土每次开盘之前,通过量测水泥、粉煤灰、砂、石子、水的温度,以估算浇筑温度,必要时采用对骨料进行喷淋水、加冰拌降温等办法控制混凝土温度,但需注意加冰一定要拌和均匀,确保所有冰融化,以保证混凝土质量。
混凝土选择在晚间和清晨进行浇筑施工,用麻袋包裹泵送管道并浇水降温等办法,控制混凝土的浇筑温度。
(3)浇注措施
根据混凝土浇筑量越大,水泥水化热温升值越高的特点,在浇筑过程中采取以下措施:①对混凝土初凝时间严格控制在12h以上,以免混凝土内部水化热过快产生温度裂缝;②对混凝土分层浇筑,这样间接的增加散热面,避免温度积聚;③混凝土进行二次收浆,有效防止混凝土表面发生龟裂;④减少混凝土内外温差的技术措施
3.4 混凝土温控监测
(1)现场温控监测的目的
进行现场温控监测,实行信息化温控工作,在承台混凝土浇筑前,在承台内部布置了几个测温孔,采用简单可靠的测量方法,随时控制混凝土内的温度变化,若混凝土内外温差超过25℃时,可及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度不至过大,以控制有害裂缝的出现。
(2)现场温控监测的方法
①现场温控监测通过在承台预设的测控点,采用玻璃温度计直接测量法,每个承台测控点共10个:其中结构内部及结构表面各4个测点,即从平面中心至角上,每2.5m布设一点每一测点同时测量内、外温度,计8个;室内、外温度各1个测点。②结构内部测控点的布设要求。测控点采用φ48mm,钢管预埋在混凝土里,预埋钢管下端用钢板封死,钢管内灌满自来水后用木塞塞牢。 钢管预埋时下端距结构底面10cm,上端超出混凝土20cm左右。③测量温度的方法 。测量仪器采用0~100℃玻璃温度计,根据测量位置的要求,在玻璃温度计上的吊绳做好位置标记。测量时,从面上往下到达不同标高测点位置,立即测量温度数据。不能从下往上进行测量,以免造成误差。测量数据修正,T实=T测-1.3(测量温度-1.3温度修正值等于测点实际温度)。
关键词:房屋混凝土结构裂缝 控制“抗”“放”结合
一、前言
房屋混凝土结构裂缝为建筑工程中的重要技术难题和质量通病,不仅有碍美观,而且会损伤结构,影响建筑的正常使用及耐久性,某些裂缝甚至会影响房屋结构承载力的极限状态,严重威胁结构的安全可靠性,以下简要分析如何控制房屋混凝土结构裂缝。
二、混凝土结构的裂缝的类型和危害
根据裂缝发生的原因,混凝土结构裂缝可分为荷载裂缝及非荷载裂缝。正常情况中,非荷载裂缝和荷载裂缝都不会影响建筑物的可靠性,裂缝最大的危害在于大大降低了混凝土抗渗性,进而对建筑物正常使用和长期耐久性产生不好的影响。而非荷载裂缝所造成的危害更加显著,因为混凝土结构的荷载裂缝常常是非贯穿性的,但非荷载裂缝如温度裂缝、收缩裂缝,最终往往形成贯穿裂缝,对混凝土的抗渗造成更大影响。[1]
三、房屋混凝土结构裂缝控制原则
“抗”、“放”结合原则。“抗”、“放”结合原则是王梦铁先生从事多年的混凝土结构裂缝控制理论研究,再依据大量的工程实践经验,所总结出的裂缝控制原则。其中。“抗”是在混凝土自收缩较小和温度变化较小阶段,运用极慢速受力时混凝土极限拉伸应变较大的能力,来抵抗混凝土内部所受的拉力以避免裂缝发生。而“放”是在混凝土自收缩较大和温度变化较大阶段,释放混凝土内部受到的应力来避免产生收缩裂缝照此原则,所有非荷载变形裂缝控制措施基本上都属于“抗”或“放”的措施。
四、房屋混凝土结构裂缝控制措施
房屋混凝土结构裂缝的类型以及现存问题,经初步研究,笔者认为可以采取以下几方面措施:
1.混凝土结构裂缝的材料控制
严格控制原材料质量及技术标准,选择低水化热水泥,粗细骨料含泥量应尽可能少(1-1.5%以下)。若条件允许,应优先选择收缩性小或微膨胀性的水泥。骨料在大体积混凝土中一般占混凝土绝对体积80%-83%,选择线膨胀系数小、表面清洁无弱包裹层、岩石弹模较低、级配良好的骨料。砂除了满足骨料规范要求,还应恰当放宽细粉或石粉含量,砂中石粉比例在15%-18%之间合适。粉煤灰与水泥颗粒细度相当,烧失量小,含碱量和含硫量低,需水量小,均可掺于混凝土中使用。引气剂同高效减水剂复合使用对减少胶凝材料用量和大体积混凝土单位用水量,改善新拌混凝土工作度,提高硬化混凝土的变形、热学、力学、耐久性等性能有着极其重要的作用,也是混凝土往高性能化发展所不可或缺的重要组分。
2.混凝土结构裂缝的配筋控制
配筋是控制混凝土裂缝的主要手段之一,对于荷载力引发的裂缝主要依靠配筋来控制。配筋控制裂缝的主要方式是规定指标和控制裂宽 [2]。对于连续式板不应采用分离式配筋,应选择上下两层(包括受压区)连续的配筋;对拐角处楼板应配上下两层放射筋,孔洞处设加强筋;对混凝土梁腰部增设构造钢筋,其直径8~14mm,间距约200mm,视情况而定。[3]
3.设置后浇带
减轻和防止超长混凝土结构的温度收缩裂缝需设变形缝,考虑建筑效果则不希望设缝。因为设缝会有双柱、双梁、双墙,平面布局受限,同时影响立面造型,除有竖向变形缝盖板外,还有两根外排雨水立管,因此,施工后浇带法应运而生。施工后浇带又分为后浇收缩带、后浇沉降带和后浇温度带。施工后浇带是建筑物(包括基础和现浇砼梁板部位)在结构施工的预留宽缝,待主体完成,将后浇带用高标号膨胀混凝土补齐,这种宽缝就不存在了,既在整个结构施工解决了楼房不均匀沉降,又可以不设变形缝。设置后浇带可以抵抗和控制收缩应力、温度应力,是目前常用的一种方法,利用了混凝土早期收缩量大的特点,其思路“以放为主”,主要是断开结构来释放早期混凝土所产生的应力,以减少裂缝的出现[4]。
4.无缝施工
游宝坤[5]提出UEA无缝设计施工新技术。其原理是于结构收缩应力最大的地方给于大的膨胀应力。具体方法:一般在后浇缝处设加强带。带的两侧架设密孔铁丝网,带宽2M,防止不同配比的混凝土进入加强带内。施工时,先浇带外的小膨胀混凝土(掺入10-12%UEA),到加强带时,改用大膨胀混凝土(掺入14-15%UEA),此处混凝土强度比两侧的混凝土高0.5个等级。如此连续浇注,实现无缝施工。
5.钢纤维控制
吴斌[6]指出:钢筋加钢纤维混凝土双掺结构的裂缝设计对控制混凝土结构裂缝效果很明显。钢纤维对加固混凝土结构是整体的、三维全截面且各向同性的,无论在混凝土中哪个部位,钢纤维皆能起到加固作用。而混凝土裂缝产生主要由于在变形作用或外部荷载时,混凝土内部的微裂会进一步延伸、贯穿及贯通,变成截面断裂。而钢纤维各向同性分布的特点很好地阻挡了混凝土内部微裂的贯通。
6.混凝土结构裂缝的施工控制
混凝土结构裂缝控制的设计、材料措施及结构措施是否发挥效用,完全取决于合理、规范、精心的施工组织和操作,所以,一定意义上,施工控制则是混凝土结构裂缝控制中的最关键措施,同时也是必要条件。
6.1混凝土进场控制
为保证混凝土配比、组成不发生变化,确保浇筑后有良好均质性,混凝土进场应严格把关,照规定取样检测。而泵送混凝土,每车混凝土都应有同样的坍落度,不允许超过设计要求、发生大的波动。坍落度不足,禁止随意加水,以确保混凝土配比和组成保持不变。
6.2混凝土浇筑、振捣
采取分块或分层浇筑,设置合理的施工缝,减少每次浇筑的蓄热量,防止水化热积聚,降低温度应力。选择二次振捣法,在浇筑和第一次振捣后20~30min再进行二次振捣。振捣时间均匀一致以表面泛浆合适,间距均匀,以振捣力波同范围重叠1/2为宜,要求分层浇注,分层流水振捣,需保证上层混凝土于下层初凝前结合紧密。回避纵向施工缝、提高结构抗剪性和整体性能。振捣的操作技术常常不受重视,过分振捣有碍混凝土均匀性,振捣不足则不能保证混凝土应有密实度,应恰到好处。混凝土浇筑时的分层浇筑厚度不应超出300mm,加快混凝土散发热量,使热量均匀分布;混凝土的坍落度应在14±2cm内。
6.3抹压和养护
抹压和养护是避免混凝土早期微缺陷及塑性裂缝最有效的方法。抹压可在一定程度上愈合混凝土凝结前形成的塑性收缩裂缝。大风或炎热环境下,抹压操作后应及时进行氧化,不然得不到好的塑性裂缝控制效果。普通混凝土,浇筑完毕应满足一到两周的养护要求,可大幅降低混凝土的干燥收缩,且尽量减少浇筑完毕同养护的时间间隔,避免出现塑性收缩裂缝。
五、小结
房屋混凝土结构裂缝的控制是一种全过程控制,不仅仅是养护的问题,前期的结构设计、材料的合理选着和材料的优化配比 、规范合理的施工等都是预防和控制裂缝的非常重要的手段,而最重要的则是建设主管方的指导思想。
参考文献
[1]张雄主编.混凝土结构裂缝防治技术.北京:化学工业出版社,2006.6.
[2]富文权,韩素芳主编.混凝土工程裂缝预防与控制.北京:中国铁道出版社,2007.5.
[3]王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法.施工技术,2000,29(5):5-9.
[4]艾长东,孙巍.混凝土结构裂缝的控制. 油气田地面工程,2005,24(3):56.
关键词:空心楼盖,CBM管,施工质量,抗浮技术
1.CBM现浇混凝土空心楼盖施工技术特点
近年来,现浇混凝土空心楼盖施工技术的推广应用取得了长足的发展,已广泛地应用于商场、办公、教学、停车场、住宅等公共、住宅和工业建筑领域。
“现浇混凝土空心楼盖”是按照一定规则在现浇楼板中放置埋入式芯模,经现场浇筑混凝土而在楼板中形成内空腔的楼盖施工技术。论文参考网。该技术可有效地减轻楼盖自重,提升抗震性能,降低工程造价,缩短工期,同时具有提高净空空间利用率、隔音、保温、通风、采光性能好、楼面平板有利于房间灵活隔断等优点。
CBM自稳型高强芯模是由高分子材料制造的封闭筒体和夹持钢筋的支架组成,具有强度高、自重轻、自带固定支架的特点。CBM现浇混凝土空心楼盖施工技术正是利用这一特点,将CBM自稳型高强薄壁管(楼盖内模)固定在楼盖现浇板的上下层主筋之间(与梁筋保持一定的间距),按一定的方向进行排列并浇筑成形,使原实心楼盖变成空心楼盖,实现建筑绿色、环保、低碳的发展目标。
焦作市都市花园馨苑二标段的地下人防工程成功地应用了该项技术。
2.CBM现浇混凝土空心楼盖施工工艺流程
2.1 工程概况
焦作市都市花园馨苑二标段工程为框混结构,地下一层为人防工程,地上5.5层为住宅工程,总建筑面积24900M2,其中地下室部分采用CBM现浇混凝土空心楼盖施工技术,面积约为3852M2,采用直径250MM的芯模,长度1000MM和500MM二种规格。CBM现浇空心楼盖施工时间为2008年10~12月,混凝土强度等级为C30,混凝土量1316M3。
2.2 CBM现浇混凝土空心楼盖施工工艺流程
测量放线→搭设模脚支撑系统→安装底模板→在模板上弹线,确定芯模的安装位置,底板钢筋及管线预埋的位置并弹好墨线→绑扎底板钢筋、设置钢筋保护层垫块→安装芯模模座和预埋管线→绑扎纵横肋的钢筋网片→底层钢筋验收→安装、固定芯模→绑扎面层钢筋、做好预留预埋→搭设施工架空便道、安装砼输送管→浇捣混凝土→混凝土养护、拆模。
2.3 CBM现浇混凝土空心楼盖施工的质量问题
⑴ 主要质量问题
CBM管有飞边、毛刺、蜂窝、贯通裂缝、纤维外露或破损现象;由于控制措施不严密或混凝土浇筑顺序、振捣时间等原因导致的CBM管水平位移、上浮、破损等。
⑵ CBM管上浮的质量问题分析
施工现场勘验发现:①初次浇注时由于经验不足,CBM芯模仅与板底钢筋进行绑扎,结果CBM芯模上浮严重超标,说明CBM芯模受到的上浮力很大,能把板底钢筋拉上来,单靠板内钢筋加固CBM芯模不能满足要求;②混凝土按照常规方式浇注,靠近梁边部位CBM芯模上浮幅度较小,板中上浮幅度较大,说明梁内混凝土及钢筋对CBM芯模上浮起到阻碍或约束作用;③每次混凝土摊铺厚度为整个板厚时,板底部混凝土不易振实,CBM芯模容易上浮,说明板浇注应分层成型;④一旦某振点出现过振情况,则CBM芯模也会上浮,说明操作工人振捣控制也很重要。
由此可见,CBM芯模固定不牢固是造成CBM芯模上浮的最主要因素,混凝土浇注顺序不当,每次摊铺厚度过大,操作工人振捣方式不对也是造成CBM芯模上浮的主要因素。
3.CBM现浇混凝土空心楼盖质量控制措施
常见的CBM管位移有水平位移和上浮两种,其中以上浮最为常见,是影响CBM现浇混凝土空心楼盖施工质量的主要因素,是本工程施工的重点、难点,其质量控制技术是该工艺施工的核心技术。
3.1 支撑体系及定位措施
⑴ 在暗梁钢筋和楼盖底层钢筋安装完毕后,钢卷尺测量实际铺设CBM管的空间尺寸,分隔点用石笔在梁筋上划线,排管时用铁丝调直,待一个柱网排定后,用定型模卡卡定后进行点焊固定。为了确保CBM高强芯模在砼浇注过程中不上浮,需用10#铁丝每间隔1000mm,扣在底层钢筋交叉点并穿过模板锚固在钢管上。
⑵ 在芯模的安放过程中,应采取技术措施保证其位置准确和整体顺直,以保证空心板肋间及上、下板混凝土的几何尺寸。芯模安放时底部宜用混凝土垫块或撑筋垫起,管间肋部在钢筋网片上焊横向短钢筋,或U型钓钩,间距在1000mm左右,以确保芯模的净距,CBM芯模之间的净距应不小于50mm。芯模安放整体顺直度和端头顺直度(指芯模端面设计有横肋时)控制偏差为2.5/1000,最大不超过15mm。
⑶ 芯模安放过程中要随时铺设架板,对钢筋、芯模成品进行保护,严禁直接踩踏。当板面筋未绑扎之前发生芯模损坏,应予全部撤换。
⑷ 当芯模安放符合设计要求后,采取抗浮技术措施。为了防止芯模移动或上浮,应设置抗浮点,做法见图1。
3.2 混凝土浇筑顺序控制
先浇注梁,再浇注板,由板四周逐步向板跨中延伸。板中混凝土浇注顺序应沿CBM芯模纵轴线单向进行,不宜沿垂直CBM芯模纵轴作多点围合式浇注。本工程采用的是商品混凝土,泵管下料时,冲击力较大,为防止混凝土侧压力将CBM芯模挤倒,利用混凝土的自流性,采用混凝土斜向挤混凝土的方式推行前进,避免泵管内的混凝土直接冲击CBM芯模,造成CBM芯模移位。
3.3 混凝土振捣控制
⑵ 施工便道搭设:混凝土输送在楼面搭设专门的架空150mm的施工便道,运输道下铺设彩条布防止浇捣过程中的二次污染。
⑶ 混凝土振捣:①梁内混凝土用50mm振动棒振捣。②板内混凝土分2次浇注:第一次浇至板肋2/3处,此时混凝土塌落度控制在160~180mm,用30mm振动棒仔细振实,振点间距25cm;第二次浇至设计高程,塌落度控制在200~220mm,并注意必须在上次浇筑的混凝土在初凝之前完成。论文参考网。用振动棒振实后,用平板振动器沿CBM芯模纵横向振平,每个振点时间控制在3s左右,不可久置于同一地方振动,否则混凝土会挤入CBM芯模底部,导致局部CBM芯模上浮,更不得将振动器直接接触CBM芯模进行振捣,以免振破CBM芯模。
⑷ 砼布料、振捣同步进行:混凝土布料时应在芯模板的两侧应均匀下料,相对振捣。施工时宜采用3CM的震动棒。见图3。
3.4其他质量控制措施
⑴ 安装预留预埋:预埋水平管线应根据管径大小尽量布置在暗梁处或管肋间。当水平管线、电线盒等与芯模无法避开时,应将芯模断开进行避让(见图4)。遇管线交叉或特别集中处,可换用小直径芯模安放予以避让。
⑵ 板上层钢筋:按照常规进行绑扎,在钢筋运输至作业平面时,应尽量将钢筋摆放在梁上,避免直接冲压空心管造成空心管损坏。板上层钢筋高度靠安装马凳来控制。论文参考网。
⑶ 芯模破损的处理:施工过程中发生空心管的破损,原则上应更换。也可对破损处用胶带进行封补,填塞,孔洞较大的可在孔内塞入塑料布、水泥包装袋等对钢筋、混凝土无害的材料,再进行封补。修补的标准为混凝土水泥浆不进入管内。
3. 5 质量控制措施效果
通过以上质量控制措施的落实,并在混凝土浇捣过程中对CBM芯模加固体系、CBM芯模上浮情况实时监控,使用专门设计定做的带有刻度的40cm长8#铁丝,随时对已成型楼板混凝土进行跟踪检测,CBM管的上浮率控制在3%(板厚)以内,平均上浮高度为5~8mm,楼板混凝土厚度及平整度均控制在规范允许范围内。模板拆除后混凝土表面平整,光滑,观感质量较好(图5所示)。
图5 无梁楼盖整体效果
4.结语
现浇混凝土空心楼板技术克服了传统预制混凝土空心楼板整体性差、跨度小、楼板出现裂缝、漏水,隔音不好等诸多不利因素。由于整体浇筑,无缝隙,整体性受力非常好,在使用上隔音效果非常明显。另外,现浇整体空心板技术,可以减轻楼板自重,比原来传统的预制空心板,在跨度方面有重大突破。在8~15m跨度内完全不用预应力技术,降低工程成本,加快施工进度。
本工程于2009年10月竣工验收合格,并获得了焦作市优质结构工程。整个地下室空间宽敞明亮,视线通畅;经测量、检验,现浇空心楼盖无肉眼可见裂缝,变形符合规范要求,得到设计、建设、监理等项目参与方的认同,并吸引了河南省建筑业各方面技术人员、专家学者前来工地参观考察。
参考文献
1. 邱则有著.现浇混凝土空心楼盖[M].中国建筑工业出版社,2007.
2. 现浇混凝土空心楼盖结构技术规程(CECS175-2004)[S].
3. 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)[S].
【关键词】结构自防水,渗漏,地下室,补偿收缩,裂缝,干缩和冷缩
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
前言
随着入类社会的进步和发展,人们生活水平不断提高,高楼大厦日益增多,地下空间的开发、利用意突飞猛进,入们在改善生存环境方面进行了不懈的努力并取得了喜人的进步。然而纵观已建和在建的工程,渗漏问题一直困扰着人们的生活和工作,部分工程建成后几乎年年进行堵漏,耗资巨大并且影响使用。防水是个系统工程,涉及设计、施工、管理翻维护等诸多方面。总的来说,防水分建筑防水和结构防水,建筑防水是指附加在结构的外防水层,结构防水是指钢筋混凝土结构的本体防水。建筑防水以柔性材料为主,虽具有较好的弹塑性,但施工复杂,材料易老化,耐久性差;结构防水是以混凝土为主,施工简单,成本低,防水耐久性好,但密实性难控制,易收缩开裂。
结构防水是治本防水,建筑防水是治标防水,而目前流行一种倾向,防水设计和施工往往把希望寄托在卷材或涂料上而忽视治本方式。事实也是如此,浇筑混凝土马马虎虎,没有技术改进措施,一旦卷材或涂料老化破裂,就出现渗漏。要改变这种状况,必须建立防水技术的新概念:把结构自防水搞好,做到不裂不漏,这才是最重要的永久防线。对于特别重要的建筑,要搞“双保险”,在迎水面再做一层外防水,但从根本上说,还是应该把结构自防水放在首要位置,因为这才是治本的。
二.结构自防水的基本机理
所谓结构自防水,其核心就是要最终浇筑成的结构混凝土达到设计强度,满足抗渗、抗侵蚀,结构致密且无有害裂缝。混凝土是多孔材料,仅仅通过石子的连续级配、提高水泥用量和砂率、加入有机硅或减水剂等来减小混凝土的空隙和毛细孔隙,以提高混凝土的抗渗性往往得不到令人满意的效果,这是由于忽视了混凝土的致命弱点―――收缩。尽管混凝土很致密但干缩和冷缩(温差收缩)会使结构产生裂缝,从而破坏结构的整体防水功能。,当冷缩值大于混凝土的极限拉伸时,则引起结构开裂。如果施工不周,浇筑工艺及泌水未处理好,出现蜂窝狗洞,结构自防水也无从谈起。因此,结构自防水必须从混凝土补偿收缩、浇筑工艺、泌水处理、温度监测及混凝土保湿养护等多方面来控制。
三.混凝土结构自防水技术的特点
1、防水可靠,建筑结构与防水功能合一,可取消外防水,建筑结构简单。
2、施工简便、减少工序、大大缩短工期。大面积连续浇注,可不留后浇缝,也可用于普通混凝土后浇缝的处理。
3、节省材料节约投资、价格低廉,每立方米比普通混凝土增加14元左右UEA的材料费,防水综合费用约为卷材等外防水作法的1/5左右。
4、 永久性防水效果,便于维护保养,节省维修费用。
5、诚轻建筑自重。
6、适宜于任何复杂体形的防水部位,僻决了一般防水难以或无法处理的困难,亦能确保防水质量。
7、可适当加大建筑物的伸缩间距,给设计和施工提供了有利条件,加快整个建筑工程施工的进度。
8、万一有损坏漏水,容易修补,因而也可用于补漏工程。
9、可提高混凝土表面的耐磨性能,对于上面有行人的平屋面及跑道、路面等有利。
10、可避免有些外防水材料施工时对环境的污染。
11、可提高混凝土的的抗硫酸盐盐和抗海水侵蚀能力,可用于港口,水工建筑。
四.结构自防水的具体施工技术
某高层建筑,地上20层,地下一层,总建筑高度75.55米,建筑面积24000 平方米,地下室混凝土量2800立方米,混凝土强度等级为C40,抗渗等级S8,结构自防水。结合该工程的施工实例,从5个方面论述结构自防水的施工技术。
1、选择好混凝土的外加剂
JM一111外加剂,遇水膨胀析出凝胶,堵塞毛细孔渗入的水份,与水泥中的铝酸盐矿物在水化工程中形成大量的钙矾石为膨胀源,这种膨胀源的结晶是稳定的水化物,填充于毛细孔隙中,使大孔变小孔,总孔隙率减小,从而增加混凝土的密实性,即补偿混凝土的收缩。其补偿收缩原理见图1。
图1 补偿收缩混凝土的抗裂原理
2、设计好混凝土的浇筑工艺
根据混凝土泵送时自然形成的流淌坡度,每条浇筑带前、中、后各布置3道振动器,第1道设置在混凝土卸料点,振捣手负责出管混凝土的振捣,使之顺利通过面筋流人底层;第2道设置在混凝土的中间部位,振捣手负责斜面混凝土的密实;第3道设置在坡脚及底层钢筋处,因底层钢筋间距较密,振捣手负责混凝土流人下层钢筋底部,确保下层钢筋混凝土的振捣密实(见图2)。振捣手振捣方向为:下层垂至于浇筑方向自下而上,上层振捣自上而下,严格控制振动棒的距离、插入深度、振捣时间,避免各浇筑带交接处的漏振。
3、处理好混凝土的泌水
大面积混凝土在浇筑、振捣过程中,上涌的泌水和浮浆顺混凝土的坡面下流到坑底。由于混凝土垫层在施工时,已预先在横向上做出2 cm的坡度,使大部分泌水顺垫层坡度通过两侧横板底部预留孔排出坑外,少量来不及排除的泌水随着混凝土浇筑向前推进被赶至基坑顶端,由顶端模板下部的预留孔排至坑外,当混凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时,改变混凝土浇筑方向,即从顶端往回浇筑,与原斜坡相交成一个集水坑,另外有意识地加强两侧模板处地混凝土浇筑强度,这样集水坑逐步在中间缩小成水潭,用软抽泵及时排除。采用这种方法排除最后阶段地所有泌水(见图3)。
4、加强混凝土的保温、保湿和养护
在混凝土初凝表面能上人后,对其表面及时进行覆盖。由于气温较高和水泥水化热开始的共同作用,表面水分散发速度很快,为防止表面的干缩裂缝,对其表面在保温的同时进行保湿。混凝土已浇筑范围内铺设带有小孔的塑料循环水管,利用体内循环水对其进行表面喷水养护、保湿。在其上覆盖一层塑料布,2―3层麻袋,一层泡沫板,再覆盖一层塑料面进行保温。温差控制在25℃以内,形成外蓄内散综合养护方法。
5、实施温度监测
为了正确了解混凝土内部温度变化状况,可采用简易测温法,即在混凝土中预埋钢管,用便携式电子温度计测温,钢管用ᵩ48脚手架管,底口焊铁板封死,上口高出混凝土面10 cm,底口比测温点深5~10 cm管用灌水深度为10~15 cm。根据监测结果,混凝土在第3天达到升温值,中心最高温度为72℃,内表最大温差为22℃,满足温控要求。
五.结束语
该工程地下室结构自防水的施工技术措施经过关方审批论证是可行的,施工质量经验收为优良。该工程交工3年,地下室出现有害裂缝及渗漏现象。通过实践,对结构自防水可得出下列结论:
1、选择好混凝主的外加剂,以补偿混凝土的收缩
2、设计好混凝士的浇筑正艺,增强混凝土的密实性;
3、加强对混凝土的保湿、保温和养护,减小混凝土干缩裂缝;
4、实时温度盗滚,减少浅凝土温差裂缝;
5、健全质量保证体系,强化施工管理,明确分工,责任到人,执行好岗位责任制。
参考文献:
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