大体积钢筋混凝土筏基施工
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内容提示:东一时区位于朝阳区建国路双会桥南1号,占地350000m2,总建筑面积450000m2.该项目由加拿大BDCL建筑设计公司担纲设计,拥有地标性塔楼、小高层板楼、多层板楼等多种建筑形式,自西向东自然形成城市区、过渡区、自然区三个主题区域。目前,由于混凝土结构在建设和使用过程中经常出现不同程度、不同形式的裂缝,而大体积混凝土结构出现裂缝更为普遍。针对结构裂缝在施工中常见且不易控制的问题,本文将结合东一
东一时区位于朝阳区建国路双会桥南1号,占地350000m2,总建筑面积450000m2.该项目由加拿大BDCL建筑设计公司担纲设计,拥有地标性塔楼、小高层板楼、多层板楼等多种建筑形式,自西向东自然形成城市区、过渡区、自然区三个主题区域。目前,由于混凝土结构在建设和使用过程中经常出现不同程度、不同形式的裂缝,而大体积混凝土结构出现裂缝更为普遍。针对结构裂缝在施工中常见且不易控制的问题,本文将结合东一时区1号-6号楼的大体积钢筋混凝土筏基施工情况,分析了温度对混凝土裂缝的影响,介绍了大体积钢筋混凝土结构裂缝控制的施工措施,以期能够为大家提供一些参考。(参考《建筑中文网》)
东一时区1号-6号楼包含两栋22层的高层楼、两栋多层框架楼、部分商业裙楼及地下两层。总建筑面积150300m2.该工程的基础为一整体平板式筏基,长185m,宽95m,基础埋深12.5m.然而,各个区域基础的厚度各不相同,裙楼处0.8m,A区、C区主楼1.5m,B区主楼2.5m,再通过宽0.8m、1.2m的后浇带将整体平板式筏基分成6块。基础混凝土强度等级为C30、S8自防水混凝土。周围外墙的施工缝位于筏板上表面200mm处。全部筏基混凝土浇筑量为28000m3,其中B区的混凝土浇筑量为17000m3.
大体积钢筋混凝土施工裂缝控制
大体积钢筋混凝土施工的关键是控制裂缝的产生,而裂缝控制涉及到施工、设计、环境等多方面因素。首先是控制材料的质量和混凝土配比,而重点是控制施工各阶段的温度。为了验算由温差和混凝土收缩所产生的温度应力,是否超过当时的基础混凝土的极限抗拉强度,我们进行了防裂的理论计算,以便制定有效防裂措施。假设选取平面尺寸及厚度较大的B2区进行验算,其短边长54.78m,厚度2.5m,2.5/54.78=0.048﹤0.2,符合均匀收缩的假定。
1.计算绝热温升值及各龄期的降温温差:
Tmax= WQ/CV=335×334720/(993.7×2400)=47℃
龄期3d时水化热最大,其绝热温升值:
T3=0.65×Tmax =0.65×47=30.6℃
各龄期混凝土的降温温差如下:
T(3-6)=1.41℃;T(6-9)=2.35℃;T(9-12)=4.23℃;
T(12-15)=4.7℃;T(15-18)=4.23℃;T(18-21)=2.8℃;
T(21-24)=1.9℃;T(24-27)=1.41℃;T(27-30)=0.47℃;
2.各龄期混凝土的收缩当量温差
按照:Ty(t)=εy(t)/α
εy(t)= εy(1-e-0.01t)。M1.M2.…。Mn
计算得:Ty(3-6)=1.35℃;Ty(6-9)=1.31℃;Ty(9-12)=1.37℃;
Ty(12-15)=1.26℃;Ty(15-18)=1.28℃;Ty(18-21)=1.18℃;
Ty(21-24)=1.15℃;Ty(24-27)=2.31℃;Ty(27-30)=1.10℃;
3.各龄期混凝土的综合温差
由各龄期的降温温差和收缩当量温差相加而得。如:T(3-6)=1.41 1.35=2.76℃
4.各龄期混凝土弹性模量
按公式E(T)= Ec(1- e-0.09t)计算得:
E(3)= 0.26 ×105 (1 - e -0.09t)= 0.0616×105N/mm2
E(6)= 0.108×105N/mm2;E(9)= 0.1443×105N/mm2;
E(12)= 0.1716×105N/mm2;E(15)= 0.1924×105N/mm2;
E(18)= 0.2080×105N/mm2;E(21)= 0.2210×105N/mm2;
E(24)= 0.2370×105N/mm2;E(27)= 0.2371×105N/mm2;
E(30)= 0.2430×105N/mm2.
5.计算最大温度应力
综上所述,混凝土30d龄期抗拉强度为1. 75N/mm2,抗拉安全系数为1.76/1. 493 = l.172﹥1.15,能够满足要求,但富余量不大,虽然设计中钢筋布置较密,且配有抗裂筋,但还是应该采取防裂措施。底板混凝土内部的最高温度为:3d后的实际温度30.6℃ 混凝土入模温度30℃= 60.6℃;混凝土表面温度可达到30℃-40℃。基于北京夏季日平均温度在25℃-28℃,因此这表明混凝土整体浇筑后不会产生表面裂缝。
大体积钢筋混凝土施工措施
1.混凝土的配制
混凝土选用低热值的矿渣水泥或普通硅酸盐425号水泥,用量在356kg/m3以内,掺入10%的粉煤灰,以减少水化热,增加可泵性。粗骨料要求选用含泥量﹤1%,针片状颗粒﹤15%的碎石,细骨料为细度模数﹥2.3,含泥量﹤3%的粗中砂,水灰比控制为0.5,坍落度180mm-200mm.另外,按水泥用量的14%掺入UEA膨胀剂,能有效防止龟裂,提高防水性能。掺入0.7%EP-T型缓凝减水剂,对水泥的水化热有延时、延峰的作用(试验复试可缓凝18h),大大提高了混凝土结构的抗裂性能。
2.主要施工措施
(1)钢筋:在垫层上量出顶层及底层筋的位置,按照量线排放钢筋,顶层和底层钢筋架立采用架立柱,架立柱由6φ25二级钢筋作立筋,φ10@200箍筋绑焊构成,间距1500mm.
(2)浇筑:由远到近、自下而上逐层沿混凝土的流淌方向连续浇筑,在前一层混凝土初凝之前将后一层混凝土浇灌完毕,并沿混凝土推移方向逐段拆卸泵管。
(3)振捣:在出料口布置两台振捣棒,解决上部振捣;在流淌坡角处布置两台振捣棒,确保混凝土密实。为了防止混凝土集中堆积,应该先振捣出料口处,形成自然流淌坡度;然后全面振捣,振捣时间15s-30s为宜,并以砂浆上浮,石子下沉不出气泡为止,插捧间距400mm-500mm为宜。
(4)表面处理:泵送混凝土表面水泥砂浆较厚,振捣后用长度3m的刮尺刮平、搓压、整平、检查标高,待至初凝阶段将一种矿物骨料耐磨损地面材料均匀地撒于表面,用磨光机磨光,使耐磨材料与混凝土形成一个整体,成为高致密性的耐磨地面,满足地下车库地面的要求。实践证明这种地面处理方法,能减少混凝土水分蒸发,防止筏基表面出现沉裂现象,增强抗裂能力,并能在8h内转入下道工序。
(5)养护:耐磨地面处理完后立即洒水,严密覆盖一层塑料布和一层岩棉被,减少内外温差。
(6)接缝施工。一方面由于筏板基础的顶底中有三层水平钢筋,支设和拆除侧面模板相当困难,因此后浇带采用小网眼钢板作为侧面模板,同时穿过钢筋固定,浇筑完混凝土后小网眼钢板也不必取出。小网眼钢板内贴一层钢丝窗纱,既减少了漏浆,也增强了竖向抗裂性能。另一方面,外墙施工缝设置两道止水带,一道钢板止水带置于外墙正中,另一道橡胶止水带置于外墙外皮处,这样可有效防止外墙施工缝处渗漏。
(7)测温:因为底板表面系数大,只能在不同部位代表性地布孔测温,测温管采用了φ40钢管,底部焊上底板,用温度计测温,测温时间间隔为前三天2h一次,此后4h一次,要求密切注意观测混凝土内部温度变化。测温时若发现内外温差﹥25℃,就需要及时加盖岩棉被。
(8)为了控制入模温度在30℃以下,可采用的方法是:
①用岩棉被覆盖砂石,减少阳光直晒;
②泵管上包裹隔热材料,并洒水降温;
③气温超过35℃时,搅拌混凝土并加入冰水。
大体积钢筋混凝土施工体会
东一时区1号-6号楼工程基础施工完成后,经过一冬一夏的观察均未发现任何裂缝,总结其原因在于:
①适度的配筋率是抗裂的基本保证;
②加入高效缓凝剂,推迟水化热峰值的出现,相应地提高该时刻的混凝土抗拉强度;
③钢筋架林柱将顶层和底层的钢筋连为整体,后浇带侧面设小网眼钢板和密目钢板网作为固定模板,对约束混凝土裂缝能起到一定作用;
④施工中精心组织、严格管理,是大体积混凝土筏基抗裂的组织保证。总之,我们相信通过上述措施,可以有效防止混凝土的温差裂缝和塑性收缩裂纹,保证大体积钢筋混凝土筏基的工程质量。
来源: 《建筑中文网》.原文网址:http://www.pipcn.com/research/200810/11427.htm
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