施工方法在工程中的应用

凝土在青岛极地海洋世界工程中的应用崂山区质监站李显金曲兆东1、工程概况由中建八局一公司承建的青岛极地海洋世界工程、青岛极地海洋世界极地馆工程，位于青岛市崂山区东海路以南，紧邻大海，总建筑面积46816m?，其中地下建筑面积9132m2，地上36496m2,极地馆展示部分面积31862m2，商业面积14829m2。极地馆部分地上二层,地下两层(含一层贮水槽)；商业部分主体三层(临海一侧为二层,北侧局部四层为水箱间,电梯机房及空调室外机和冷却塔放置处)，钢筋混凝土框架结构，展示部分和表演大厅为网架屋面，建筑高度31米，是集极地动物展示和表演，商业服务设施和餐饮，体现海洋文化、海洋科普和海洋生态的一类公共建筑。工程整体造型以抽象的形式向人们讲述一个有关海洋的故事，展现出一群看似经过千万年洗礼的化石，散落在青岛石老人地区海滨岸边，前看似贝壳，侧看象海洋动物，上看如一条大鱼。风帆造型是极地馆将海洋文化、海洋科普和海洋生态升华到极点的标志构筑物。最高点高度60米。风帆设计钢筋量大且密集，按常规混凝土施工，难度很大，整体混凝土浇筑、振捣困难，不易填充，很容易出现脱空现象。为解决这一问题，工程施工人员在充分试验和论证的基础上，将自密实混凝土用于该部位，并取得了比较满意的效果，为自密实混凝土在大体积混凝土工程上的应用积累了一些经验。2、自密实混凝土工作特性自密实混凝土的一个显著特点是具有更高的流动性，在不振捣或少振捣的情况下可以自流平而充满模型，并且能够保持不离析、不沁水，成型后质量均匀，不会产生普通混凝土由于振捣不当而造成的蜂窝、麻面和内部空洞等质量缺陷。20世纪80年代，日本学者首先提出自密实混凝土的概念，并在今后的时间得到极其迅速的发展，我国也有部分工程使用。它是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择和配合比的设计，使混凝土拌和物屈服值减小且又具有足够的塑性粘度，粗细骨料能悬浮于水泥浆体中不离析、不泌水，在不用或基本不用振捣的成型条件下，能充分填充模板和钢筋空隙，形成密实、均匀的混凝土结构。3、自密实混凝土配比设计实验试验由中建八局一公司与崂山区工程质量监督站、青岛东岩建材有限公司合作完成，按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)和日本《土木学会高流态混凝土施工指南》(JISA1101)进行，目的是寻找出混凝土流动性、稳定性以及通过钢筋间隙能力的最佳配合比，以期达到混凝土高流动性和高稳定性之间的平衡。试验最终选择掺入矿粉、粉煤灰、外加剂进行了现场试用。3.1设计技术要求混凝土强度：C40塌落度：250-270mm水灰比：0.4---0.6粗骨料粒径：小于25mm水泥：不小于P.O42.53.2试验原材料：水泥：P.O42.5青岛三青水泥细骨料：粉煤灰（0.125mm以下）青岛电厂粗骨料：碎石（16mm-20mm）化学外加剂：JDF减水剂矿物掺合料：矿石粉（0.125mm以下）青岛碱厂3.3试验方法及过程：试验方法选择坍落流动度试验、V型漏斗Tminutes试验、填充箱试验分别对混凝土的填充能力、通过钢筋间隙能力、抗离析能力进行测试[2]。混凝土拌和按照《混凝土试验规程》混凝土拌和物室内拌和方法进行。混凝上配合比0.37～0.45，骨料级配为不连续级配，粉煤灰掺量10%，矿粉10%。对拌和物和易性进行检测，设计扩散度为60±5cm。自流填充箱试验采用尺寸为长X宽X高＝600cmX450mX300Cm的方形箱，箱内设置16mm钢筋间距30mm,在箱的开口端搭接一略高于方形槽高度的灌注口，另一端设置排气孔。通过模拟试验发现混凝土通过自流，完全充满了方形槽，骨料分布均匀，无骨料分离现象。3.4试验结果分析：混凝土配合比加入不同剂量的外加剂JDF。混凝土流动性、稳定性以及通过钢筋间隙能力均满足要求。为检验高流态混凝土能否满足设计力学强度指标、抗压弹性模量和极限拉伸值、抗冻等耐久性和变形性能，进行厂28天龄期的试验。从试验结果看，各项指标均满足设计要求。4自密实混凝土的生产、质量控制自密实混凝土由东岩建材公司生产，生产设备、生产工艺、组织实施与普通混凝土的生产一致，搅拌方法采用后添加法。生产过程中的质量控制，主要是保证实现混凝土塑性状态的性能，包括流变性、稳定性和触变性，确保混凝土的质量波动减小、性能全面提高。过程中重点考虑与控制因素：.生产系统的质量控制：严格按照质量控制体系的标准对生产过程进行控制，选择业务素质、责任心强的工作人员进行生产。.原材料的控制：严格控制原材料的实体质量，确保原材料过程中的质量变异。严格控制级配，使级配稳定连续。过程中增加对原材料的检测频率，尤其是骨料级配和含水率，对砂体积含量须控制在42%-44%之间。.加水量的控制：严格按照配比的要求，对加水量进行精确控制，并充分考虑骨料的含水率，过程中随着骨料含水率的变化随时进行调整。.外加剂:外加剂的掺量对混凝土塑性性能的影响很大，过程中应当严格控制，宜选用具有大减水、高保塌、高流动性、高扩展性的复合型外加剂。并加强进场材料的随机抽检频率,保证外加剂成分的连续稳定。.生产检测与控制：混凝土的生产过程中受许多因素的影响，尤其刚开机生产时混凝土性能容易出现波动，应当加强混凝土的质量性能测试，并对此进行适当调整，直到性能稳定。同时，过程中应当加强专人目测检验。.现场性能测试：混凝土运至现场，采用塌落度流动法、v型漏斗实验法进行测试，确保混凝土性能是否发生改变。5.自密实混凝土的浇筑与控制自密实混凝土浇筑以前，必须对钢筋设置、模板的位置进行检验，确保预留、预埋、预检位置准确。模板及其支撑系统强度达到要求，风帆模板根部缝隙采用砂浆封堵完毕。并完成对操作人员的浇铸施工方案的培训学习。尤其是要注意以下四个方面：1）自密实混凝土对模板设计的要求因自密实混凝土高的流动性，混凝土对模板壁的压力增加。设计时应以混凝土自重传递的液压力大小为作用压力，同时考虑分隔板、配筋状况、浇筑速度、温度影响，提高安全系数。2）混凝土填充性检查对每次搅拌的混凝土在浇筑之前均要做填充性试验。办法是在受料或泵送前的位置设置类似机构物的钢筋障碍状物，以要求的速度通过。检查判定充填性是否良好。为保证浇筑，应经常作塌落度流动值等试验，掌握填充性好坏，及时采取措施。3）泵送性能要求自密实混凝土因材料不易离析，变形性能优良，在万贯和椎管处堵管的可能性减小，但另一方面，由于混凝土与管壁的滑动膜层形成困难，混凝土与关闭的摩擦阻力增大。与普通泵送混凝土相比，在同样小时输送量下，其压力损失与增大30%-40%。若浇筑停止后，在浇筑需增大压送力。因此，泵送应制定周密计划，合理布置配管。4）混凝土的浇筑控制较之适应控制好浇筑速度，不能过快。要防止过量空气的卷入或混凝土供应不足中断浇筑。因随着浇筑速度的增加，自密实混凝土比一般混凝土输送阻力的增加明显增大，且呈非线性增长，故校注时应保持缓慢而连续的浇筑。注意制定好浇筑机泵送配管计划，大型结构可采用分支配管。自密实混凝土用水量较少，表面水分蒸发速度较快，浇筑后必须注意早期保湿养护。现场采用泵送方式施工，施工过程中注意的基本问题：.为预防混凝土出现冷缝、离析现象，施工现场加设部分振捣点，混凝土振捣棒的插入，采用钢管拓孔法，以便于振捣棒的插拔。振捣时操作人员在风帆立筋中间操作。.混凝土浇筑前底部应先填以50mm厚与混凝土配合比相同的减半石子水泥砂浆，以防止风帆根部烂根。.混凝土浇筑采用全面分层连续进行，一次推进。.浇注过程中，派专人敲打模板，并用5mm钻头在侧模上自下而上梅花形钻眼，间距一米，以检查混凝土的密实情况，见浆后随时封堵。.混凝土浇注过程中垂直自由下落高度控制在5米以内，水平流动距离控制在十米以内。混凝土浇筑完成后，将上口的钢筋进行整理就位，按预定标高进行抹面找平，并在最早的时间开始养护，防止混凝土水分流失。6.几点体会(1)自密实混凝土用于浇筑钢筋密集的大体积混凝土是成功的，其施工性能优异，可大大加快施工速度，减少劳动强度，可以避免因振捣不足而引起原混凝土质量问题，保证了混凝土施工质量。(2)自密实混凝土从试验到现场使用情况看，配合比参数基本合理，满足设计指标要求，通过进步的优化配合比，使自密实混凝土的性能更好。(3)自密实混凝土从现场观察情况看，混凝土的初凝时间比普通混凝土稍迟约3个小时，终凝时间约晚4个小时。这与当时浇筑时的温度有关。当温度较高时，差异不明显。(4)自密实混凝土每方水泥用量都在300kg以上。因此，对于属大体积混凝土的结构部位，应采取有效的温控措施，控制好混凝土的出机口温度、入仓温度和浇筑温度，并且加强对混凝土的温度监控及养护。(5)自密实混凝土在现场施工中要严格管理，控制过程要准，浇筑时要认真细致，应时刻注意自密实混凝土的流动范围、骨料分离状况。(6)自密实混凝土在钢筋密集的风帆部位的使用，得到了业主、设计和监理单位的认可，在今后的工程中，我们将从现场管理方面总结经验，不断优化