闽东国际城大体积砼施工技术

闽东国际城大体积砼施工技术闽东国际城位于武汉市汉阳区鹦鹉大道与汉阳大道交汇处（汉商斜对面），是一栋综合性商住楼，本工程以基地内南北向的步行街分为东西两区。东区地下2层，裙房4层，主楼为3号楼和4号楼，层数分别为27层和28层。西区地下1层，裙房2层，主楼为2号楼和5号楼，层数均为30层。筏板基础，裙房为框架结构，3号楼为框－筒结构，4号楼为剪力墙结构体系。本工程地下部分为车库及设备用房，地下二层局部兼做战时人员掩护室，裙房部分为大型超市和商铺，3号楼为酒店式公寓，2、4、5号楼为商住楼，总建筑面积163024.6㎡，建筑高度为99.400m。本工程为一类建筑，耐火等级为一级，七度抗震设防，建筑使用年限为70年。(地质概况介绍)以东区地下室底板为例介绍本工程大体积砼施工技术运用情况:1.0.本工程东区地下室底板长110m，宽86m，面积达9800㎡，3号楼底板面积为2800㎡，厚为2.6m，核心筒部位底板厚度为3.3m；4号楼底板面积为1800㎡，厚2m，电梯井筒部位底板厚2.6m，裙房底板面积5200㎡，厚度为1.2m。因本工程地下室底板面积较大，底板厚度为1.2～3.3m，且长度达到110m，根据设计及施工规范要求，我们采用了分次分层及超长无缝钢筋砼施工技术，以解决大体积砼施工的水化热及收缩变形，减少开裂并控制裂缝开展。2.0分次分层及超长砼结构无缝设计原理超长无缝砼结构是以UEA补偿收缩砼为结构材料，以加强带取代后浇带连续浇筑的超长钢筋混凝土结构。它是随着我国建筑长大化和多功能发展而发展起来的一种新型施工技术。UEA无缝混凝土结构其设计原则是“抗放兼备，以抗为主”，即利用掺UEA的补偿收缩混凝土为结构材料在硬化过程中产生膨胀作用，由于钢筋和邻位约束，在结构中建立0.2～0.7Mpa的少量预压应力，通过调整混凝土中UEA掺量可使不同区段获得不同的预压应力，以此来补偿混凝土在硬化过程中因温差和干缩产生的拉应力，从而防止裂缝出现，起到抗渗、防水的作用。使用这种方法可连续浇筑100m～200m超长结构。但所谓“无缝”是相对的概念，具体实施时可根据结构特点、施工能力、流水组织灵活运用，做到无缝或少缝。3.0东区地下室底板后浇带、膨胀加强带布置3.1根据设计要求在4号楼与裙房间设有1m宽沉降后浇带。3号楼与裙房间设有2m宽沉降后浇带，在裙房部分靠3号楼侧设有2m宽伸缩后浇带，其中4号楼部分为①施工段，3号楼部分为③施工段，裙房部分根据伸缩后浇带又分为②-1、②-2两个流水施工段，裙房1m宽沉降后浇带与2m宽伸缩后浇带间设有一条2m宽膨胀加强带，膨胀加强带两侧至基础底板边距离控制在42m左右，东区底板后浇带、膨胀加强带设置见图1-1。3.2沉降后浇带待上部结构封顶后60天，或日沉降量小于0.01㎜时进行封闭；伸缩后浇带待底板砼结构收缩趋于稳定，强度达设计强度70％后进行封闭，东区地下室底板后浇带构造见图1-2。膨胀加强带砼与裙房两侧砼同时浇捣，东区地下室底板膨胀加强带构造见图1-3。图1-1东区底板后浇带、膨胀加强带设置示意图1-2东区底板后浇带构造及止水示意图1-3东区底板膨胀加强带构造示意4.UEA补偿收缩砼配合比设计4.1有关要求⑴、设计砼强度等级底板：C30P8后浇带：C35P8膨胀加强带：C35P8⑵、坍落度：出机16～18，1h后14～16㎝⑶、凝结时间：8～14h⑷、14d水养护限制膨胀率：底板＞2.0×10-4，膨胀加强带＞3.0×10-4。4.2原材料⑴水泥：华新本厂P.042.5⑵细骨料：细度模数2.6～2.8，含泥量≤3％的本地中粗砂。⑶粗骨料：5～31.5㎜连续级配，含泥量≤1％的阳新碎石。⑷掺合料：汉川电厂Ⅱ级粉煤灰。⑸膨胀剂：武汉浩源UEA－H（一等品）⑹外加剂：武联缓凝高效减水剂WHL－5R。4.3UEA泵送砼配合比根据UEA补偿收缩砼的基本性能要求，采用不同厂家和减水剂进行了50多组砼配合比试配，测定不同养护条件（空气、水中）砼14d限制膨胀率，确定施工配合比：等级水泥砂石粉煤灰UEA－HWLH－5R水底板C30P8270712111375388.4185后浇带C35P8315679110780559.0185膨胀加强带C35P8315679110780559.0185说明：1、设计参数：胶凝材料总量B＝C＋UEA＋FA（粉煤灰）UEA内掺量＝U/B底板为8～10％，后浇带、膨胀加强带为12～13%FA内掺量F=F/B，15～20％水胶比W/B，0.35～0.45碎率，0.38～0.42WHL=B×0.022、WLH掺量根据水胶比调整，要满足坍落度和凝结时间的施工要求。5、底板砼水化热计算本工程地下室底板砼为C30P8，根据最后确定施工配合比：C（每立方米砼水泥用量）为270㎏/m3，预计砼浇捣时入模温度为30℃，砼绝对温升理论计算公式：T（t）=CQ/C‘P（1-e-mt）T（t）——t时间混凝土的水化热绝热温升值（℃）；C——每立方米混凝土的水泥用量（kg）；水泥品种每kg水泥的水化热/kJ3d7d28d普硅水泥（42.5）314354375Q——每千克水泥水化热量（J/kg），根据所用水泥由试验测定；C‘——混凝土的比热，0.92～1.00，一般取0.96（J/kg﹒K）；ρ——混凝土的质量密度，取2400kg/m3；e——常数，e=2.718；m——与水泥品种、浇筑时的温度有关的经验系数，一般取0.2～0.4；t——混凝土浇筑后至计算时的天数（day）。计算得3天和7天砼内部温度：T（3）=270×314/2400×0.96（1-2.718-0.4×3）+30=55.76℃T（7）=270×354/2400×0.96（1-2.718-0.4×7）+30=68.99℃因此本工程地下室的底板砼①、③施工段拟采用分两次浇捣成型：①施工段第一次浇捣厚度750㎜，第二次浇捣厚度1250㎜，③施工段第一次浇捣厚度1300㎜，第二次浇捣厚度1300㎜，上下层砼间设16@400（长800）插筋，梅花形布置。裙房部分②-1、②-2施工段均一次浇捣成型。为了进一步加强①、③施工段上下层砼间的结合，采取在下层砼表面设置键槽的方法，键槽用100㎜×100㎜木方每2m左右留设一道。6.0根据地下室底板后浇带的设置情况，地下室裙房底板②－2施工段砼连续浇筑长度仍达85m，因此根据超长砼无缝设计原理，在②－2施工段中部增设2m宽膨胀加强带，以加强底板砼的收缩抗裂作用。膨胀加强带砼比两侧砼提高一个强度等级，膨胀加强带内附加钢筋网片进行加强，膨胀加强带两侧采用双层加强钢丝网进行隔离，膨胀加强带砼与两侧砼同时浇捣，膨胀加强带加强构造见图1-3。7.砼浇筑前的准备7.1根据施工计划准备足够的材料，入库的水泥、UEA、粉煤灰和减水剂必须达到国家相应标准的品质指标，其中UEA应达到《混凝土膨胀剂》JC476-1998标准，保证其膨胀率、砂、石子规格也应达到有关国家规范。7.2检查混凝土搅拌站的设备运行是否良好，计量是否准确，避免因停料造成堵管。7.3根据现场条件合理确定浇筑方向，布置泵车、泵管，尽量少接弯管，确保混凝土浇筑顺畅。8.0砼拌制搅拌时投料顺序：开机运转→石子→砂子→水泥→UEA→干拌30s以上加缓凝减水剂和水。加水后的搅拌时间要比普通混凝土延长半分钟以上。如果由于天气炎热或交通堵塞，混凝土坍落度损失较大，影响泵送，应在现场准备一些纯减水剂，掺入运输车内快速拌合3分钟，再行泵送，不得随意加水。9.砼浇筑9.1东区地下室底板根据后浇带划分为①、③、②－1、②－2共4个流水施工段，其中①施工段砼浇筑面积1800㎡，第一次浇筑砼的方量1400m3，第二次浇筑砼方量2600m3；③施工段砼浇筑面积2800㎡，第一次浇筑砼方量300m3，第二次浇筑砼方量3600m3；②-1施工段砼浇筑面积2000㎡，砼浇筑方量2400m3；②-2施工段砼浇筑面积3200㎡，砼浇筑方量3900m3。东区地下室底板各施工段砼泵管布置及浇筑顺序见图1-4所示：9.2②-2施工段大面积砼用“小”膨胀砼浇筑（UEA掺量8～10％），浇筑至膨胀加强带时，改用“大”膨胀砼浇筑（UEA掺量12～13％），随后用“小”膨胀砼浇筑，如此循环下去连续浇筑砼，直至完毕。9.3砼浇筑采用斜面分层布料施工法：即“一个斜坡、分层浇筑、循序渐进、一次到顶”的方法浇筑，泵管之间保持一致的后撤步距，及时清理泌水，砼接搓时间不得超过6h，以免形成“冷缝”。砼浇筑过程中采用二次振捣浇，即上一层砼浇筑完成20—30min后进行二次复捣，使用插入式振动棒应快插慢拔，插点要均匀排列，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实，移动间距不大于振捣作用半径的1.5倍（一般为300—400㎜），插入下层砼内的深度应不小于50㎜，以提高砼密实和抗拉强度。大面积砼首先根据底板面标高采用2m长刮尺刮平，并拍打捣实，去除浮浆，在初凝前实行人工二次抹面压实，初凝后终凝前采用打磨机压实磨光，以减少表面收缩裂缝。9.4底板面50㎝高外墙在塔吊配合下与底板一起浇筑砼，内外墙水平施工缝设遇水膨胀止水条，见图1-5。9.5地下室底板伸缩后浇带在砼强度达到设计强度70％后进行封闭，封闭前要将其内杂物、积水清理干净，并做好防水处理。9.6①、③施工段砼分次浇筑时，底板面筋的绑扎应在下层砼经一定养护其强度达到1.2N/㎜2,砼表面温度与砼浇筑后达到稳定时的室外温度之差在25℃以下时进行。为了加强①、③施工段分次浇筑砼间的结合，在下层砼表面用100×100木方每隔2m左右留设一道键槽。10.砼养护因本工程底板砼厚度较厚，且面积大，砼浇筑后水化过程中将产生大量水化热，形成砼内外温差，且UEA砼在硬化过程中产生适度膨胀需要大量结合水，因此养护方法对底板砼强度增长、减少温差、预防裂缝起着至关重要的作用。本工程地下室底板砼采用覆盖保温法进行养护，在底板砼浇筑完毕后，应在12h以内进行覆盖养护，先在砼表面铺一层优质塑料薄膜，且塑料薄膜每侧均应搭接10㎝，再铺双层麻袋以覆盖保温，砼浇筑完毕后两天内不宜浇水养护，而是靠塑料薄膜内砼水化蒸汽进行自然养护，以降低砼的内外温差，砼浇筑完毕后2－3天后进行浇水养护，以保证砼表面湿润状态，养护期不小于14天。其间根据砼测温记录情况确定是否增加覆盖，确保砼内外温差不致过大，以减少裂缝开展，确保砼施工质量，并根据测温记录确定覆盖的拆除时间。砼强度达到1.2N/㎜2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。11.细部处理11.1底板底面与侧面砼保护层达50㎜，为防止保护层砼开裂，在保护层内设置Φ4＠200单层双向钢筋网片。11.2为解决后浇带部位不均匀沉降及两侧新老砼接槎不良出现渗水现象，在后浇带内设置12＠300加强钢筋网片，并在后浇带两侧高度方向中间设置100×200×200梯形止水企口。11.3所有外墙对拉螺杆突出部分都要割除，并将40×40×18木夹板垫圈起出，然后采用1：2防水水泥砂浆将木夹板垫固部位抹平收光；所有穿外墙管道均按要求作人防处理。12结束语12.1闽东国际城东区地下室底板长110m，宽86m，共浇筑UEA补偿收缩砼17500m3，UEA掺量665t，砼标养试块、同条件养护试块强度及抗渗评定均达到设计要求。地下室投入使用以来底板基本无渗漏现象，取得良好的施工效果。12.2闽东国际城大体积砼分次分层及超长无缝施工技术主要是解决砼在硬化过程中因温差和干缩应力引起的变形开裂问题，因此大体积砼底板面保温养护是施工成败的关键。12.3优质塑料薄膜加双层麻袋覆盖保温养护，辅以传感测温技术的应用，保证了底板大体积砼有效保温养护，确保了底板大体积砼施工质量。12.4近年来通过设计与施工的通力合作，超长无缝施工技术在一些大型工程施工实践中取得了较好的效果，但在理论上仍需深入研究、探讨，争取将其列入规范，以推广、扩大其应用范围。