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跳倉法在大體積混凝土上蓋板中的施工技術(shù)研究

2023-04-06 04:36:26何聰利中國建筑第七工程局有限公司河南鄭州451450
磚瓦 2023年2期
關(guān)鍵詞:層高蓋板鋼板

何聰利(中國建筑第七工程局有限公司,河南 鄭州 451450)

“跳倉法”主要是依據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土抗裂技術(shù)原理,并在混凝土中摻入相應(yīng)的摻合物材料,使水泥與摻合物之間進(jìn)行水化反應(yīng)后,并在混凝土中形成0.2MPa~1.0MPa的預(yù)應(yīng)力場。通過這樣的技術(shù)處理,可以有效地抵消因混凝土干縮和溫度變形引起的拉應(yīng)力,從而確保超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以一次澆筑完成,且不產(chǎn)生貫穿和宏觀有害裂縫。

1 工程概況

田村停車場主要由9個建筑物構(gòu)成,包括運用庫、施工車庫、綜合樓、檢修庫、變電所、引測棚、水處理站、門衛(wèi)室和鍋爐房。其中,規(guī)模最大的建筑物為運用庫,采用獨立基礎(chǔ),混凝土框架結(jié)構(gòu),局部區(qū)域設(shè)計采用的是鋼混結(jié)構(gòu);綜合樓設(shè)計采用的是鋼混結(jié)構(gòu),總建筑面積為13.15萬m2,層高設(shè)計為9.7m,蓋下的建筑物主要涉及檢修庫、洗車庫、材料庫、變電所、水處理站、蓄水池、施工車庫。

2 上蓋板施工的重難點分析

(1)由于上蓋板的整體面積過大,所以需要對施工流水區(qū)域進(jìn)行合理劃分,設(shè)置臨時施工便道、原材料堆放場地、生產(chǎn)材料加工場地、泵車澆筑混凝土施工部位,盡可能避免臨時場地的遷移,提高實際施工的效率。

(2)在施工流水區(qū)域劃分的基礎(chǔ)上,進(jìn)行跳倉法施工劃分,取消后澆帶施工,可以在一定程度上加快施工進(jìn)度。

(3)該項目中的上蓋板與框架的混凝土強(qiáng)度為C35,框架柱部位的混凝土強(qiáng)度為C60。

3 分倉區(qū)域劃分及收縮應(yīng)力計算

3.1 上蓋平臺板跳倉劃分

上蓋板作業(yè)平臺大致可以細(xì)分為7個區(qū)域,各個混凝土澆筑區(qū)域的面積相對比較大,如若同時進(jìn)行混凝土澆筑,那么其對于施工機(jī)械設(shè)備的配備要求則會偏高,且對混凝土裂縫控制會造成一定的負(fù)面影響,如若按照設(shè)計要求預(yù)留后澆帶,會在一定程度上加大施工難度。結(jié)合類似工程項目的施工經(jīng)驗進(jìn)行分析,該項目采用分倉流水法進(jìn)行施工比較合適。如若使用跳倉法進(jìn)行施工,則應(yīng)該從以下幾個方面進(jìn)行分析,確定分倉區(qū)域:

(1)單塊澆筑的面積。應(yīng)該清楚地認(rèn)識到,若單塊澆筑的面積比較小,則意味著需要重復(fù)澆筑的次數(shù)會增多。按照標(biāo)準(zhǔn)施工管理規(guī)范要求,相鄰區(qū)域的混凝土澆筑時間間隔至少7d,若分區(qū)數(shù)量過多,則會對施工工期造成較大的影響,在這種情況下,就無法展現(xiàn)出跳倉法的優(yōu)勢。同時,上蓋板劃分得過于細(xì)致,會導(dǎo)致施工縫的數(shù)量增多,這就意味著后期出現(xiàn)漏水的可能性也會隨之增大。反之,假若單塊澆筑的面積比較大,則會增大一次性投入的成本,由于該項目是使用跳倉法在上蓋平板上進(jìn)行施工,實際施工必然會使用模板、支架,這就意味著會涉及材料周轉(zhuǎn)問題。此外,單塊澆筑的面積過大,會導(dǎo)致梁板部位產(chǎn)生的溫度應(yīng)力隨之變大,若控制不合理,則會導(dǎo)致上蓋板產(chǎn)生裂縫。為此,本文建議將單塊混凝土澆筑面積控制在2000m2以內(nèi)比較合適。

(2)上蓋跳倉區(qū)域劃分與混凝土澆筑順序?qū)κ┕がF(xiàn)場的平面布設(shè)存在著緊密的關(guān)聯(lián)性。在前期劃分過程中,需要兼顧施工區(qū)域內(nèi)的施工臨時便道暢通、提前預(yù)留出泵車工作位置等問題。

該項目中的綜合樓為地上5層,地下1層,地下室的層高設(shè)計為6m,其中,局部區(qū)域的降板為1500mm,板上需要覆蓋優(yōu)質(zhì)土,第1層的層高為4.5m,第2、3層的層高設(shè)計為4.2m,第4、5層的層高設(shè)計為4m;綜合樓的宿舍建筑物設(shè)計為地上4層,建筑物的總高度設(shè)計為16.9m,宿舍建筑物未設(shè)計地下室,第1層的層高為4.5m,第2、3層的層高設(shè)計為4.2m,第4層的層高設(shè)計為4m。食堂設(shè)計為地上2層,建筑物總高度設(shè)計為9m,建筑物層高設(shè)計為4.5m。混凝土澆筑可以直接采用泵車完成澆筑,泵車的澆筑臂伸展長度為60m,實際澆筑有效范圍為55m。

3.2 上蓋平臺板收縮應(yīng)力計算

對框架結(jié)構(gòu)而言,蓋板的收縮變形裂縫主要受到梁體變形的影響,所以在實際計算過程中,只需要對框架結(jié)構(gòu)內(nèi)跨度最大的樓板進(jìn)行計算即可。上蓋平臺結(jié)構(gòu)中的最大板跨尺寸設(shè)計為11.8m×11.5m。蓋板的收縮變形主要是因板體與梁體的收縮變形差異導(dǎo)致。梁體因水化熱的溫度明顯超過板體,導(dǎo)致其在降溫的過程中對板體產(chǎn)生收縮壓力,該壓力可以不予計算,將其作為安全儲備。

在經(jīng)過全面計算以后,當(dāng)混凝土性能與板體的養(yǎng)護(hù)狀態(tài)良好時,板體收縮因受到了外部約束應(yīng)力,所以其不會產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。

4 施工縫構(gòu)造及混凝土澆筑

4.1 溫差計算及測溫

結(jié)合混凝土配合比以及商混站提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),計算出2m厚的混凝土理論最高溫度為59.2℃,混凝土表面溫度為41.5℃,混凝土內(nèi)外的溫度差異控制在25℃以內(nèi),由此可以確定出混凝土的配合比滿足實際施工需求,采用科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)措施,保證混凝土降溫速率控制在2℃/d以內(nèi)。

結(jié)合倉體的實際情況進(jìn)行分析,各個倉需要設(shè)置3個監(jiān)測點,底板部位需要設(shè)置18個監(jiān)測點,混凝土澆筑在模板內(nèi)的溫度應(yīng)該控制在32℃左右,底板部位混凝土的最高溫度保持在40℃~62℃之間,混凝土表面溫度應(yīng)該保持在24℃~41℃之間,混凝土內(nèi)外部溫度差異應(yīng)

該控制在25℃以內(nèi),在經(jīng)過全面研究分析以后,本文認(rèn)為跳倉間隔時間控制在7d~8d比較合適。

4.2 上蓋板施工縫構(gòu)造措施

在對地下工程進(jìn)行施工時需要著重關(guān)注防水施工問題,施工縫部位的模板可以選擇使用收口網(wǎng),在施工縫部位設(shè)置止水鋼板,不需要進(jìn)行額外的人工鑿毛處理,清洗干凈以后,進(jìn)行第二次混凝土澆筑,保證新舊混凝土結(jié)合面連接牢固,提高接縫部位的抗?jié)B性能。

(1)分倉縫的兩側(cè)需要安裝止水鋼板,止水鋼板的規(guī)格為4mm×300mm,鋼板的搭接長度為100mm。

(2)工藝流程:確定止水鋼板的安裝位置→安裝止水鋼板并進(jìn)行固定→焊接接頭→質(zhì)量驗收。①止水鋼板定位。止水鋼板應(yīng)該安裝在上蓋作業(yè)平臺的內(nèi)側(cè),兩端的折彎部位應(yīng)該朝向迎水面。當(dāng)止水鋼板的標(biāo)高確定以后,結(jié)合建筑物的標(biāo)高基準(zhǔn)點拉設(shè)通線,確保鋼板在水平方向上保持平直;②對止水鋼板做加固處理,焊接點盡量避免設(shè)置在結(jié)構(gòu)筋上,可以使用斜向鋼筋作加固處理。短鋼筋的中心部位需要焊接止水帶,避免出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。通常情況下,短鋼筋的間距可以設(shè)置為1000mm,如若短鋼筋的間距過小,則會在一定程度上加大施工人員的工作強(qiáng)度,同時還會增大施工成本,反之,假若短鋼筋的間距設(shè)置過大,則會導(dǎo)致止水帶容易出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象;③止水鋼板的接頭部位需要做焊接處理,;兩塊鋼板的搭接長度確定為100mm,搭接的兩端均需要進(jìn)行滿焊處理,焊縫的高度不宜小于鋼板的厚度。

4.3 梁柱交接部位施工

雖然框架柱與結(jié)構(gòu)梁部位的混凝土澆筑標(biāo)高存在一定的偏差,但是框架柱與梁體相同高度的柱頭部位與框架梁應(yīng)該同時澆筑,該部位的混凝土澆筑施工將會對整個蓋板的施工質(zhì)量造成顯著的影響,為了避免澆筑以后的混凝土標(biāo)高不一致或是強(qiáng)度等級存在偏差,應(yīng)該在梁柱交接部位施工時予以重視。

(1)混凝土配合比設(shè)計。①該項目底板部位的混凝土強(qiáng)度等級為C35,混凝土的澆筑厚度為700mm。選擇使用雙摻技術(shù),這種施工技術(shù)不但能夠有效降低混凝土的水化熱反應(yīng),同時還能夠?qū)炷恋臏囟攘芽p予以控制,而且還能夠在一定程度上降低水泥的摻加量。經(jīng)過試驗得出,水泥應(yīng)該選擇使用低水化熱的普通硅酸鹽水泥,可以在水泥中摻加一定量的減水劑,這樣可以有效降低水化反應(yīng)散發(fā)出來的熱量。在混凝土的強(qiáng)度得到保證的基礎(chǔ)上,為了提高混凝土的抗拉強(qiáng)度,可以在混凝土中摻加一定量的抗裂防水劑;②粗骨料應(yīng)選擇使用5mm~25mm的級配碎石,含泥量應(yīng)該控制在1%以內(nèi)。細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2.5,細(xì)骨料選擇使用中粗砂,含泥量控制在2%以內(nèi);③配合比優(yōu)化。在經(jīng)過全面分析以后得出,混凝土的水灰比保持在0.4~0.5之間比較合適,混凝土的砂率保持在40%左右比較合適;在混凝土中摻加減水劑,精準(zhǔn)把控混凝土的水灰比(不超過0.45),盡可能地降低水泥的用量,一般情況下,混凝土拌合用水量控制在155kg/m3。

(2)梁柱交接部位綁扎鋼筋時,鋼筋與梁柱節(jié)點之間的距離不得低于500mm,同時不得小于梁體的高度,沿垂直方向綁扎14mm的鋼筋網(wǎng)片。

(3)梁柱交接部位的關(guān)鍵區(qū)域混凝土振搗作業(yè)。在實際振搗過程中,應(yīng)該先振搗標(biāo)高高的區(qū)域,然后振搗標(biāo)高低的區(qū)域,簡單而言,就是先澆筑柱頭部位的混凝土,后澆筑梁體部位的混凝土。

(4)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)。上蓋板部位的混凝土澆筑至設(shè)計標(biāo)高以后,使用刮板對混凝土表面進(jìn)行找平,嚴(yán)格把控混凝土的標(biāo)高,在經(jīng)過搓抹處理以后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

混凝土澆筑時應(yīng)分層澆筑,每層澆筑厚度控制為500mm,盡可能地縮短每層澆筑的間隔時間。每層混凝土澆筑的間隔時間以不超過混凝土的初凝時間為標(biāo)準(zhǔn),每層混凝土澆筑過程中進(jìn)行振搗,保證混凝土足夠密實,當(dāng)混凝土達(dá)到初凝強(qiáng)度以后,開始灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時間為14d。養(yǎng)護(hù)過程中,混凝土表面應(yīng)始終處于濕潤狀態(tài),使用花管淋水帶模板養(yǎng)護(hù)的時間不得少于5d,模板拆除以后表面鋪設(shè)麻袋進(jìn)行保濕處理。底板部位的模板拆除時間可以根據(jù)現(xiàn)場實測溫度進(jìn)行確定,盡可能地降低混凝土內(nèi)外部溫度差異,避免混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

該項目中的蓋板施工貫穿一年四季,在實際澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)考慮季節(jié)與溫度帶來的影響,選擇有針對性的施工方法與養(yǎng)護(hù)方式,避免上蓋板產(chǎn)生裂縫,進(jìn)而導(dǎo)致漏水現(xiàn)象出現(xiàn)。

5 施工注意事項

(1)倉塊劃分時,盡可能地將倉塊的面積縮小,結(jié)合設(shè)計圖紙以及現(xiàn)場的實際情況,將地下室的筏板劃分為6個倉塊區(qū)域,總計澆筑混凝土大概2050m3,分倉施工縫應(yīng)該預(yù)留在受外部應(yīng)力相對比較小的部位,這樣可以保證混凝土的施工質(zhì)量,同時還能夠為流水作業(yè)提供便利。

(2)混凝土澆筑的間隔時間不宜過短,將筏板基礎(chǔ)劃分為6個區(qū)塊,澆筑混凝土的間隔時間至少為8h,保證混凝土能夠完全吸收早期收縮應(yīng)力,避免產(chǎn)生變形、裂縫等質(zhì)量缺陷。

(3)混凝土養(yǎng)護(hù)不宜過晚,底板部位避免在冬季進(jìn)行施工,為了保證混凝土表面不會因失水而導(dǎo)致其溫度快速降低,可以在混凝土初凝至終凝階段覆蓋麻袋做保溫保濕處理。混凝土內(nèi)外部溫差控制非常關(guān)鍵,需保證混凝土的溫度降低速率控制在2℃/d~3℃/d以內(nèi),混凝土的內(nèi)外部溫差≤25℃,混凝土養(yǎng)護(hù)時間至少為14d。

6 結(jié)語

綜上所述,本文以某工程項目實例對遞推流水跳倉法在上蓋板施工中的應(yīng)用效果進(jìn)行全面、深入的研究分析,著重對施工區(qū)域的工區(qū)劃分、劃分原則進(jìn)行介紹,并闡述了上蓋板混凝土跳倉澆筑的施工流程,結(jié)合實踐結(jié)果來看,在上蓋板施工過程中使用遞推流水跳倉法可以有效縮短施工工期,降低施工成本。

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