z地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式加強帶施工工法

/地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式加強帶施工工法（MGJS-GF-01-2010）馬鋼集團建設(shè)有限責(zé)任公司張暄前言地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是常常發(fā)生的，其危害程度不同。裂縫限制的主要方法是通過設(shè)計、施工等方面綜合技術(shù)措施將裂縫限制在允許范圍內(nèi)。國內(nèi)外在解決地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)有害裂縫中通常采納的方法是設(shè)置后澆帶或跳倉法澆筑混凝土，再就是設(shè)置加強帶，但前兩種方法施工周期長，不適應(yīng)工程全面綻開、快速施工的要求，采納加強帶施工要求嚴，氣候環(huán)境影響大，潮濕環(huán)境膨脹可保持，干躁環(huán)境會存在問題，另外費用高。馬鋼集團建設(shè)有限責(zé)任公司在馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程超長混凝土結(jié)構(gòu)中，采納后澆式加強帶裂縫限制施工技術(shù)，通過技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新有效地解決混凝土裂縫問題，達到了工程連續(xù)施工，縮短工期，降低投資的目的。馬鋼2250熱軋設(shè)備基礎(chǔ)超長混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)攻關(guān)獲馬鋼集團公司2005年度技術(shù)攻關(guān)獎，本工法就是在此工程實踐基礎(chǔ)上形成的。1工法特點1.1本工法運用“放”“抗”結(jié)合的原理，能有效的防止超長混凝土結(jié)構(gòu)有害裂縫的產(chǎn)生，保證結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量。1.2本工法有利于大體量混凝土工程全面綻開施工，便利了施工組織，并能夠加快施工速度，提前為其他工序供應(yīng)作業(yè)面，削減周轉(zhuǎn)材料的運用。2適用范圍本工法適用于工業(yè)和民用建筑中地下室和含有地下室的設(shè)備基礎(chǔ)、地下構(gòu)筑物超長混凝土結(jié)構(gòu)的工程。3工藝原理按“先放后抗、以抗為主”的原則，結(jié)合采納“分塊跳倉澆筑綜合技術(shù)施工工藝”，初期使混凝土溫度變形和自身收縮部分完成，過后利用加強帶中補償收縮混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的微膨脹作用，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生肯定的預(yù)壓應(yīng)力來補償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的溫度變形和收縮變形的拉應(yīng)力，從而防止收縮裂縫或把裂縫限制在允許裂縫范圍內(nèi)。4施工工藝流程及操作要點4.1施工工藝流程后澆式加強帶工藝流程見圖4.1-1。區(qū)段劃分及加強帶的設(shè)置第一區(qū)段、其次區(qū)段模板、鋼筋施工→…→第N區(qū)段模板、鋼筋施工第一區(qū)段、其次區(qū)段混凝土澆筑→…→第N區(qū)段混凝土澆筑同時留設(shè)區(qū)段間加強帶第一區(qū)段、其次區(qū)段混凝土養(yǎng)護7～14天→…→第N區(qū)段混凝土養(yǎng)護7～14天第N-1區(qū)段、第N區(qū)段間加強帶混凝土澆筑第N-1區(qū)段、第N區(qū)段間加強帶混凝土養(yǎng)護圖4.1-1后澆式加強帶工藝流程4.2操作要點4.2.1區(qū)段的劃分（1）地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式加強帶設(shè)置時應(yīng)考慮底板的約束條件、施工區(qū)段的劃分等因素，按設(shè)計的要求或參考表4.2.1表4.2.1后澆式地基約束條件樁、錨桿巖體地基滑動層后澆式加強帶≤45≤50≤65m①后澆式加強帶應(yīng)避開主輔樓交界、電梯井、樓梯間、集水坑、工藝孔洞、設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)留螺栓孔及螺栓套筒等位置；②后澆式加強帶應(yīng)貫穿地下室底板、墻壁及頂板，并盡量在同一截面上。（2）設(shè)計及構(gòu)造要求主要包括：①為消退超長混凝土結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，限制混凝土裂縫，在超長混凝土結(jié)構(gòu)施工中設(shè)置2～3m寬加強帶，加強帶混凝土強度等級比加強帶兩側(cè)混凝土強度提高一個等級，并在混凝土中摻加肯定數(shù)量的膨脹劑（見本工法5.1），使其產(chǎn)生肯定的預(yù)加膨脹應(yīng)力，抵消混凝土自身及溫度的收縮應(yīng)力。②除加強帶外，其他部位的混凝土應(yīng)依據(jù)設(shè)計要求摻加或不摻加膨脹劑。③后澆式加強帶的構(gòu)造見圖4.2.1-1，底板后澆式加強帶的應(yīng)采納膨脹止水條，對外墻壁的加強帶尚需在1／2板厚部位增設(shè)豎向止水鋼板，且每側(cè)止水鋼板需伸入和伸出加強帶250mm4.2.2后澆式加強帶部位的模板、鋼筋施工（1）加強帶兩側(cè)各設(shè)置一層孔徑為5mm×5mm的密目鋼絲網(wǎng)，并按200mm的間距設(shè)一根豎向?16的鋼筋予以加固。（2）頂板加強帶部位支撐體系支撐應(yīng)適當(dāng)加密，其相鄰兩側(cè)的支撐體系須和加強帶部位支撐體系一同拆除。（3）加強帶部位的鋼筋和其兩側(cè)的鋼筋連續(xù)施工，不斷開；施工人孔處的鋼筋連接采納手工焊接（或螺紋連接）。4.2.3（1）采納“分塊跳倉澆筑綜合技術(shù)施工工藝”，利用加強帶將整個地下室底板、墻壁和頂板分成若干個板塊區(qū)段，結(jié)合工序支配，采納“跳倉澆筑”，間隔一段，澆筑一段，最終再澆筑加強帶成整體。（2）對于底板和頂板及內(nèi)側(cè)墻壁，在其加強帶兩側(cè)的混凝土澆筑7～10d后，待其自身收縮部分完成時再澆筑加強帶補償收縮混凝土。對于外側(cè)墻壁，在其加強帶兩側(cè)的墻壁混凝土澆筑10～14d后，待其自身收縮大部分完成時再澆筑加強帶內(nèi)補償收縮混凝土。①后澆式加強帶的混凝土澆筑前，應(yīng)先清除垃圾，清理鋼筋及松動的混凝土；將兩側(cè)混凝土界面鑿毛，用水沖洗干凈并充分潮濕，然后在混凝土界面上涂刷界面處理劑或素水泥漿。②加強混凝土振搗，以混凝土不泛漿、不出氣泡為準，不得過振。③對底板每個板塊區(qū)段采納“一個坡度、薄層澆筑、循環(huán)推動、一次到頂”的連續(xù)澆筑工藝，分層厚度400mm，加快混凝土澆筑速度，縮短澆筑時間，以免出現(xiàn)冷縫。混凝土澆筑完成，表面至少搓平3次，最終一次搓平壓實應(yīng)在混凝土接近初凝時進行，必要時也可進行二次振搗，以保證混凝土不引起沉縮裂縫。對墻壁混凝土“分層循環(huán)推動”的澆筑工藝，分層厚度400mm，墻壁混凝土澆筑前應(yīng)對木模充分澆水潮濕，混凝土入模應(yīng)采納泵車軟管或串筒，保證混凝土自由下落高度在2m以內(nèi)，嚴禁用振動泵引趕混凝土。對墻壁高度大于5m以上部位的混凝土實行二次振搗，以削減墻體頂部沉縮裂縫的出現(xiàn)。④加強帶內(nèi)的膨脹混凝土連續(xù)澆筑，不再留縫。4.2.4混凝土的養(yǎng)護。養(yǎng)護時間不低于14d（1）在底（頂）板混凝土終凝后剛好覆蓋一層塑料薄膜和一層草袋，并指派專人負責(zé)澆水潮濕及監(jiān)護，對加強帶處的膨脹混凝土采納在兩側(cè)圍砂漿埂（30mm高），蓄水＋（2）在墻體混凝土終凝后，支配將模板的加固螺栓松掉螺母，支配專人負責(zé)對墻體（含木模）進行淋水，使其始終處于潮濕狀態(tài)。延長拆模時間，外模10天以后拆模，內(nèi)模7天以后拆模，拆模后馬上掛上塑料薄膜和草袋并澆水養(yǎng)護。（3）冬期，采納塑料薄膜加草袋覆蓋保溫、保濕的養(yǎng)護措施，必需在覆蓋的塑料薄膜下始終保持有凝聚水，如室外氣溫過低則應(yīng)相應(yīng)增加覆蓋草袋的層數(shù)。4.2.5荷載堆放及拆模。上層施工結(jié)構(gòu)時，嚴禁在加強帶跨內(nèi)堆放材料，避開因上部荷載過大和振動5材料和設(shè)備5．1原材料要求5.1.1水泥。宜用中、低水化熱水泥，如：硅酸鹽水泥、一般硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，不應(yīng)采納早強型水泥；對防裂抗?jié)B要求較高的混凝土，所用水泥的鋁酸三鈣含量不宜大于8％，運用水泥的溫度不宜超過50oC；水泥的強度等級不應(yīng)低于5.1（1）砂宜采納中砂，其要求要符合《一般混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》JGJ52-2006的規(guī)定。（2）選用級配良好的碎石，粒徑在5～31mm，含泥量小于1％，并應(yīng)符合《一般混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》JGJ52-2006的規(guī)定。（3）為避開堿骨料反應(yīng)，混凝土應(yīng)采納非堿活性的骨料。每立方防水混凝土中各類材料的總堿量不得大于3kg。5.1.3外加劑。為削減用水量和限制混凝土的膨脹，起到補償收縮作用，可采納高效減水劑或膨脹劑。所用外加劑應(yīng)分別符合《混凝土外加劑》GB8076-2008，《混凝土泵送劑》JC473-2001，《混凝土膨脹劑》JC4765.1.4礦物摻和料。為改善混凝土性能，削減水泥用量，降低水泥水化熱，從而削減混凝土的收縮，可在混凝土中摻加Ⅱ或Ⅰ優(yōu)質(zhì)粉煤灰及磨細礦渣粉。所用礦物摻和料應(yīng)分別符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005，《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》GB/T18046-20085．2混凝土協(xié)作比的要求后澆式加強帶混凝土的協(xié)作比除應(yīng)按《一般混凝土協(xié)作比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2000的規(guī)定，依據(jù)設(shè)計要求的強度等級、抗?jié)B等級、耐久性及工作性進行協(xié)作比設(shè)計外，還應(yīng)結(jié)合各部位加強帶混凝土澆筑時的環(huán)境氣溫狀況，由試驗室經(jīng)過對不同水泥、粗細骨料、外加劑的種類及用量等進行相應(yīng)的試配，按試配試驗確定滿意各種補償混凝土設(shè)計值ε2m，削減收縮、滿意抗裂的要求5.2.1干縮率。混凝土42d的干縮率應(yīng)不大于5.2.2坍落度。在滿意施工要求的條件下，盡量采納較小的混凝土坍落度；地下室混凝土的坍落度可限制在110mm～135.2.3應(yīng)盡量采納較小的水灰比?；炷了冶炔灰舜笥?.60；在滿意工作性要求的前提下，應(yīng)采納5.2.4水泥及礦物摻和料用量?？刹杉{Ⅱ級以上的粉煤灰替代15％～30％基準水泥用量，地下結(jié)構(gòu)混凝土選用高粉煤灰摻量，以削減水泥用量，水泥用量不宜大于350kg5.2.5采納高效減水劑，用水量不宜大于180kg5.2.65．3設(shè)備本工法所采納的機具設(shè)備同一般的混凝土結(jié)構(gòu)施工的機具設(shè)備，無需特殊說明的機具設(shè)備。6質(zhì)量限制6.1本工法采納的主要標準及規(guī)范如下：《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50300-2001《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002《一般混凝土協(xié)作比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-20006.2質(zhì)量限制措施如下：6.2.1依據(jù)盡量縮短外側(cè)墻壁和底板間的混凝土澆筑間隙時間去組織施工，支配施工依次6.2.2參和供應(yīng)混凝土的各攪拌站統(tǒng)一按設(shè)計試配確定的協(xié)作比拌制混凝土。嚴格限制原材料的質(zhì)量，并對含泥量超標的骨料進行清洗，嚴格計量，加強檢測砂石含水率，剛好調(diào)整用水量，嚴格限制投料依次6.2.3混凝土澆筑前，依據(jù)工程實際設(shè)置質(zhì)量預(yù)控點，明確質(zhì)量預(yù)控點位、技術(shù)質(zhì)量要求、檢驗方法、檢驗頻率等。施工中嚴格按質(zhì)量預(yù)控點的相關(guān)要求進行質(zhì)量限制6.2.4澆筑前應(yīng)依據(jù)實際狀況，明確各崗位、職責(zé)，合理分工，使?jié)仓袟l不紊，驚慌有序地6.2.5初始施工時每車檢查坍落度，質(zhì)量穩(wěn)定后，2～4h隨機檢查1次，檢查合格后才允許澆筑，嚴禁現(xiàn)場加水，坍落度超出范圍的不得運用6.2.6依據(jù)現(xiàn)場混凝土澆筑的詳細狀況，加強指揮調(diào)度，合理調(diào)整混凝土的供應(yīng)速度，盡量縮短混凝土從攪拌到澆筑入模的時間，澆筑過程要嚴格按施工方案規(guī)定的依次實施連續(xù)澆搗，避開6.2.7禁止在剛澆筑完成的面上行走踩踏，堆放材料、設(shè)備7平安措施7.1嚴格按設(shè)計要求搭設(shè)模板支撐，樓板模板應(yīng)按設(shè)計要求限制荷載，不得集中堆放腳手架桿、鋼筋、混凝土、混凝土泵送管等材料和機具，防止施工荷載過于集中而導(dǎo)致模板變形、失穩(wěn)。7.2基坑和已完成的結(jié)構(gòu)四周應(yīng)設(shè)置鋼管護欄，并制紅白相間油漆，以預(yù)防高空墜落，保證現(xiàn)場施工人員的平安。7.3各種施工機具（塔吊、泵車、鋼筋加工機械等）在運用前應(yīng)由項目部施工技術(shù)員對操作員進行平安技術(shù)交底，并將運用留意事項制作標牌懸掛于操作現(xiàn)場。7.4加強現(xiàn)場臨時用電管理，預(yù)防電氣設(shè)備線路損壞傷人。7.5加強現(xiàn)場混凝土的泵送管理，泵管出料口和混凝土堵管拆接頭時，操作人員頭部、臉部不要正對該部位，以免突然噴出混凝土傷人。8環(huán)保措施8.1混凝土中摻加粉煤灰以代替部分水泥，做到廢物的綜合利用，減輕環(huán)境污染。8.2揚塵污染限制。采納商品混凝土以削減水泥、砂、石等造成的現(xiàn)場揚塵污染，使揚塵指標限制在規(guī)定范圍內(nèi)。8.3噪聲污染限制。鋼筋、模板加工區(qū)的布置盡量避開生活及辦公區(qū)，限制混凝土澆筑、鋼筋加工等工序的場界噪聲限值為：夜間55分貝、白天75分貝。混凝土振搗棒宜采納環(huán)保型低噪音產(chǎn)品或?qū)嵭邢鄳?yīng)降噪措施，以避開對工人及周邊環(huán)境造成噪聲危害。8.4沖洗出場區(qū)的混凝土運輸車，防止污染周邊的市政道路。沖洗混凝土泵車、輸送管等的污水應(yīng)流入現(xiàn)場的明溝及沉淀池中。8.5規(guī)范場區(qū)管理。依據(jù)所在地標準化工地的要求規(guī)范場區(qū)管理，使進入場區(qū)的材料、設(shè)備、拆除的周轉(zhuǎn)材料等依據(jù)要求有序堆放。9效益分析9.1經(jīng)濟效益后澆式加強帶和后澆帶比較，其經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在：9.1.19.1.2縮短了模板支撐的運用時間；9.1.3可以流水施工，削減后澆式加強帶和加強帶比較，其經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在可降低了工程成本。9.2社會效益后澆式加強帶較后澆帶可以提前工期，使工程早日投入運用、提前收益，同時可盡早結(jié)束對周邊環(huán)境的施工影響。9.3技術(shù)效益采納后澆式加強帶分段施工既可解決因結(jié)構(gòu)過長所造成的混凝土溫度變形及收縮裂縫問題，又可避開因后澆帶滯留過長，難以處理而造成的裂、滲隱患，其質(zhì)量效果較為明顯。10應(yīng)用實例10.1馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程加熱爐設(shè)備基礎(chǔ)10.1馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程加熱爐設(shè)備基礎(chǔ)2005年10月開工，2006年4月竣工，加熱爐基礎(chǔ)平面幾何尺寸為110×102m，地下室底板厚度為1.5m，地下室墻壁厚度為0.8m，地下部分混凝土為C30P8，頂板混凝土為C30，屬于超長混凝土結(jié)構(gòu)。10.1.（1）按每間隔30～40m結(jié)構(gòu)長度，結(jié)合設(shè)備基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)狀況，縱橫各設(shè)置了二條后澆式加強帶。加強帶寬度2m，并貫穿設(shè)備基礎(chǔ)底板、墻壁及頂板。加強帶內(nèi)采納C35混凝土，帶內(nèi)混凝土摻膨脹劑HA-P。（2）利用后澆式加強帶將整個設(shè)備基礎(chǔ)底板分成9個板塊區(qū)段，結(jié)合工序支配，采納“跳倉打”，間隔一段，澆筑一段，最終再澆筑成整體。底板和頂板及內(nèi)側(cè)墻壁采納后澆式加強帶，即在加強帶兩側(cè)的混凝土澆筑7d后，待其自身收縮部分完成時再澆筑加強帶膨脹混凝土。對于外側(cè)墻壁也采納后澆式加強帶，即在加強帶兩側(cè)的墻壁混凝土澆筑10d后，待其自身收縮大部分完成時再澆筑加強帶內(nèi)膨脹混凝土。（3）為了避開膨脹劑對混凝土坍落度損失的不利影響，同時綜合考慮到工期、造價和加膨脹劑混凝土對保濕要求很高及設(shè)置了后澆式加強帶等因素，對底板取消了原設(shè)計要求的在加強帶以外的混凝土中添加的HA-P膨脹劑。10.馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程加熱爐設(shè)備基礎(chǔ)，通過采納地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式加強帶施工工法，勝利地避開了混凝土超長結(jié)構(gòu)有害裂縫產(chǎn)生，杜絕地下室的滲漏；縮短了工期三個月，既削減了對周邊環(huán)境的施工影響，又獲得了50多萬元的干脆經(jīng)濟效益，同時提前三個月投產(chǎn)可多產(chǎn)熱軋帶鋼120多萬噸；馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程榮獲安徽省優(yōu)質(zhì)工程“黃山杯”和國家冶金優(yōu)質(zhì)工程。10.2馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程軋機設(shè)備基礎(chǔ)10.馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程軋機設(shè)備基礎(chǔ)2005年9月開工，2006年4月竣工，軋機設(shè)備基礎(chǔ)長362.5m，地下室底板厚度為1.5m，地下室墻壁厚度為0.8m，地下部分混凝土為C30P8，頂板混凝土為C30，屬于超長混凝土結(jié)構(gòu)。10.2（1）按每間隔30～40m結(jié)構(gòu)長度，結(jié)合設(shè)備基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)狀況，1＃粗軋機不設(shè)加強帶，2＃粗軋機設(shè)置一道后澆式加強帶，精軋機設(shè)置二道后澆式加強帶。加強帶寬度2m，并貫穿設(shè)備基礎(chǔ)底板、墻壁及頂板。加強帶內(nèi)采納C35混凝土，帶內(nèi)混凝土摻膨脹劑HA-P。（2）利用伸縮縫、加強帶將整個設(shè)備基礎(chǔ)底板分成9個板塊區(qū)段，結(jié)合工序支配，采納“跳倉打”，間隔一段，澆筑一段，最終再澆筑成整體。底板和頂板及內(nèi)側(cè)墻壁采納后澆式加強帶，即在加強帶兩側(cè)的混凝土澆筑7d后，待其自身收縮部分完成時再澆筑加強帶膨脹混凝土。對于外側(cè)墻壁也采納后澆式加強帶，即在加強帶兩側(cè)的墻壁混凝土澆筑10d后，待其自身收縮大部分完成時再澆筑加強帶內(nèi)膨脹混凝土。（3）為了避開膨脹劑對混凝土坍落度損失的不利影響，同時綜合考慮到工期、造價和加膨脹劑混凝土對保濕要求很高及設(shè)置了后澆式加強帶等因素，對底板取消了原設(shè)計要求的在加強帶以外的混凝土中添加的HA-P膨脹劑。10.馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程軋機設(shè)備基礎(chǔ)，通過采納地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式加強帶施工工法，勝利地避開了混凝土超長結(jié)構(gòu)有害裂縫產(chǎn)生，杜絕地下室的滲漏；縮短了工期三個月，既削減了對周邊環(huán)境的施工影響，又獲得了80多萬元的干脆經(jīng)濟效益，同時提前三個月投產(chǎn)可多產(chǎn)熱軋帶鋼120多