建筑施工中大体积混凝土浇筑技术的研究

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  范武军
  广东民航机场建设有限公司 510470
  摘要:大体积混凝土浇筑技术在当前的建筑施工中得到了广泛的应用。本文主要结合工程实例分析了大体积混凝土浇筑技术要点,分别从混凝土配合比,混凝土的输送、浇筑、拆模、养护和测温几方面进行了探讨。
  关键词:大体积;混凝土;浇筑;技术
  前言
  在使用大体积混凝土施工技术的建筑中最容易出现的问题就是混凝土表面极易出现裂缝。导致大体积混凝土开裂的原因是多方面的,其中有干燥收缩,也有降温收缩。混凝土如果在完全自由状态中,那么不管它出现的均匀收缩有多大,其内部也不会产生拉应力。但是一旦混凝土被使用在地基中了,混凝土的内部就会出现拉应力,并且若拉应力比混凝土的抗拉强度还大时,混凝土就会发生开裂现象,因此,必须对相关方面加以重视,严格控制裂缝的出现。
  一、工程概况
  本工程为广州白云国际机场二号航站楼主体结构上部土建工程。二号航站楼用地总面积1224919㎡,总建筑面积634274.42㎡,其中地上建筑面积634274.42㎡,地下建筑面积46567.50㎡;建筑基底面积246567.35 ㎡;建筑高度约43.50m;建筑层数四层(主楼局部地方五层),其中地上四层,地下一层。建筑工程等级一级,设计使用年限50年,主体结构采用大跨度的钢筋混凝土框架结构,建设以能满足2020年旅客吞吐量4500万人次的使用需求为目标。
  二 承台大体积混凝土
  2.1 施工措施
  清理基层的杂物,浇水湿润基层及砖侧模,但不允许存在积水现象。混凝土浇筑拟采用“由一边向另一边推进,一次浇筑,一个坡度,薄层覆盖,循序推进,一次到顶”的方法进行浇捣。为了保证不出现施工冷缝,根据现场的实际情况,4-6台砼输送泵,铺设砼泵管采用边浇筑边拆管的方法浇筑。分段分层进行,每层厚度45cm-50cn,浇筑速度要保持均匀,加强振捣,提高混凝土的强度。
  此外,为使砼的水化热尽快散失,浇筑过程中拟按斜面分层浇筑,斜面坡度由砼自然流淌形成,层层推移,必须保证第一层混凝土初凝前进行第二层混凝土浇筑。分层分段浇筑混凝土可以使混凝土早期的水化热能尽快散失。浇筑前后的接槎控制在2小时内,在保证不出现冷缝的情况下,可适当放慢浇筑速度以利混凝土散热,逐层覆盖,循序推进,一次浇筑完。每层砼必须在下一层砼初凝前覆盖。砼的振捣采用插入式振动棒进行振捣。每作业面分前中后三排震捣砼,边浇筑边成型及抹平底板表面,标高,厚度采用水准仪定点测平。如下图所示:
  大体积混凝土斜面分层浇筑示意图
  混凝土浇筑振捣分层示意图
  振捣棒的操作要做到“快插慢拔,直上直下”。在振捣过程中,应将振动棒插入下层砼中5cm左右,以消除两层之间的接缝,保证砼的浇筑质量。每一振点的振捣延续时间,应使表面呈水平不再显著下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为止。砼的振捣顺序为从浇筑的底层开始逐层上移,以保证分层砼之间的施工质量。根据砼自然流淌形成坡度的实际情况,在每个浇筑层的上、下部布置三道振动棒。第一道布置在砼卸料点,主要解决上部的振实;第二道布置在中间,第三道布置在坡角处,振捣下部砼,防止砼堆积。振捣时先振捣出料口处的砼,使之自然流淌成坡度,然后全面振捣。随着混凝土的向前推进,振捣器也相应跟上,以确保整个高度混凝土质量。振捣砼时,振动棒移动间距为0.4m,靠近侧模时不应小于0.2m,分层振捣时振动棒必须进入下一层砼5~10cm,以使上下两层充分结合密实,消除施工冷缝。振动棒振动时间为20~30秒,但以砼表面出现泛浆为准,振动棒应做到“快插慢拔”。砼表面出现大量泌水时,采取措施用离心泵及时把多余水分排走。砼浇灌过程中,要随时采取措施预防钢筋、模板、预埋件发生移位,并且及时拆除施工临时设施。进行二次振捣,以提高混凝土抗裂能力。砼在浇灌12小时后,就应开始对混凝土进行浇水蓄水盖薄膜养护,养护时间不少于14天。
  2.2配合比优化措施
  尽量选择发热量低、初凝时间长的矿渣水泥和硅酸盐水泥,掺加具有缓凝减水作用的F型高效外加剂;选择合适的砂石级配,在保证混凝土强度的前提下,尽量减少水泥用量或掺用粉煤灰等混合材料,使水化热相应降低。
  三 大体积混凝土降温措施
  控制混凝土入模温度。控制混凝土内外温差不超过20℃,以减少温度应力。要保证连续浇捣,在不造成人為施工缝的前提下,尽量扩大浇筑工作面,放慢浇筑速度和减少浇筑层厚度,以便在浇筑过程中有一定的散热机会。混凝土浇筑完成12小时后,蓄水盖薄膜养护。
  混凝土内部温监控
  四 混凝土浇筑施工技术
  混凝土浇注前先清除模板表面杂物、积水和钢筋上的污垢,检查支架、模板、钢筋和预埋件位置。
  混凝土采用集中拌合,自动计量,罐车运输,混凝土通过混凝土输送泵入模,插入式振捣器振捣。混凝土运输车运送过程中保持2~4r/min的转速搅动,到达现场时高速旋转20~30s再放料。混凝土浇筑前要先检查其坍落度、扩展度、含气量和入模温度,符合要求后方可入模。
  承台混凝土按斜面分层浇筑,每层厚度45cm-50cn。浇注时需要控制浇注时间确保下一层混凝土在前一层初凝前浇注。
  振捣采用插入式振动器,振捣时严禁碰撞钢筋、预埋件和模板。振动器的振动深度不超过棒长度2/3~3/4倍,振动时要快插慢拔,以便捣实均匀,减少混凝土表面气泡。振动棒插入下层混凝土中5~10cm,移动间距不超过振捣半径的1.5倍,与侧模保持5~10cm距离,对每一个振动部位,振动持续时间为20~30s,振动到该部位混凝土密实为止,即混凝土不再冒出气泡,表面出现平坦泛浆,不允许过振、漏振。
  混凝土浇筑过程中,若需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置,应首先竖向缓慢将振捣棒移至新的位置,不得将振捣棒放在拌合物中平拖,施工中不得用插入式振捣棒放在拌合物内平拖,也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的混凝土拌合物。   在混凝土振捣完成后,立即修整、抹平混凝土裸露面,定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。抹面时严禁洒水,并防止过度操作影响表层混凝土质量。
  承台混凝土浇注时安排专人检查承台模板的加固与支撑,防止模板跑模。如发现跑模与胀模现象,应停止浇筑,对支撑进行加固调整,合格后继续浇筑。承台各部位允许偏差及检验方法
  承台的允许偏差和检验方法
  序号 项 目 允许偏差 检验方法
  1 尺寸 ±30mm 尺量长、宽、高各2点
  2 顶面高程 ±20mm 测量5点
  3 轴线偏位 15mm 测量纵横各2点
  4 前后、左右边缘距设计中心线尺寸 ±50mm 尺量各边2处
  五 混凝土养护
  混凝土振捣完毕后,蓄水3cm并要及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖,减少暴露时间,防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前,应卷起覆盖物,用抹子搓压表面至少二次,混凝土浇筑完毕为第一次收面,待混凝土初凝前进行二次收面,使之平整后再次覆盖,此时注意覆盖物不要直接接触混凝土表面,直至混凝土终凝为止。
  承台覆盖薄膜养护
  混凝土养护期间应注意采取保温措施,防止混凝土表面温度受环境影响而发生剧烈变化。养护期间混凝土的芯部与表面、表层与环境之间的温度不宜超过20℃。
  混凝土强度达到2.5Mpa前,不允许人踩压,搁置脚手架、模板等。承台混凝土拆模后,在混凝土强度达到设计强度的75%以前且龄期达到7d前,新浇混凝土不得与流动水接触。大体积混凝土养护主要是保持适当的湿度和温度条件,合理的保温措施能有效减少混凝土表面热扩散,降低温差,防止出现表面裂缝。在混凝土浇筑完毕后6~18小时内开始洒水养护,其混凝土养护实践要大于28d,特别是对有特殊要求的部位宜适当延长养护时间。早期混凝土表面使用经常保持饱和水的麻袋或草袋进行遮盖,避免阳光直接曝晒,混凝土养护应有专人负责,并应做好混凝土养护记录。为确保混凝土外观质量,满足混凝土表面平整度的要求,对混凝土外露面的错台、挂帘、蜂窝以及混凝土表面残留木块、布条等应及时处理。
  而若想取得良好的保温效果,测温方法正确与否更是至关重要,测温工作是在养护阶段完成的,混凝土浇筑完毕后就进入养护阶段。大体积混凝土的测温可分为人工方法和计算机方法。人工方法主要是埋设钢管的人工测温,而计算机方法主要是由计算机自动记录电阻传感器测温。这两种方法在实际建筑施工应用中并不冲突,可采用其中任一种,也可以同时采用,应该根据实际工程需要做出决定。
  总之,大体积混凝土浇筑施工技术比较复杂,如若处理不当就很容易出现裂缝,因此,我们必须认真选择施工材料,优化设计施工方案,落实好每一个施工的微小细节,确保整个工程的施工质量。
  参考文献:
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  作业施工,结合现场实际状况进行合理的调整施工工艺。
  ⑴杆体制作
  根据工程所需进行设计锚杆体,在相隔2.0m位置设置合适的隔离架,锚杆体需要进行绑扎牢固处理。
  ⑵钻孔
  干作业成孔:在钻孔施工中,结合实际的过程现场地质状况,适当的控制钻进的深度,从而避免蹩钻,如果在钻进的时候出现意外状况需要立即停止钻进,并及时对原因进行分析,以便后期继续钻进,一旦钻进到标准深度以后,需要空钻慢慢出土,以此降低阻力。
  湿作业成孔:钻孔在使用的时候通常都备有护壁套管,它的外径一般为150mm,以便使得钻杆能够顺利地水平钻进;在钻进的过程中,需要根据实际的土质状况来合适控制速度。如果在钻进的时候出现意外状况需要立即停止钻进,并及时对原因进行分析,以便后期继续钻进。在钻进达到预期深度以后,用干净水清洗套管内壁后再把套管拨出。
  (3)杆体插入孔内
  在工程插筋过程中应该和孔成相应角度进行慢慢插入,从而减小对孔的损坏,在插入的部分和外漏部分应该满足拉张要求;如果插入深度不能满足工程要求的标准,在此状况下就要把杆体拔出来,然后检查相应地方对其原因进行分析,从而使其能够顺利的插入。
  (4)灌浆
  灌浆一般采取水灰比为0.5的水泥浆为主要材料,采取优质的灌浆管,其出口设置在杆体下200mm的地方,浆液从孔底向外进行流筑,在浇筑的过程中并缓缓的向外拔出灌浆管,在达到溢出口后方可停止浇筑。在浇筑中也要连续进行施工,首次注浆后需要进行补浆,后期查看灌浆效果,如果没有达到标准需要再次进行多次补浆操作,以确保工程的质量。
  (5)张拉锁定
  锚杆在施工只有受力均匀才能够使其发挥重大的作用,在实际的工程应用中,锚杆在应用之前首先要进行张拉试验,从而确保其具备良好的性能方可使用。在该工程中,每一层都设置3根预应力锚杆,其荷载必须能够达到110%,70%为荷載锁定值;在锚杆锁定完成以后,需要及时的检查其预应力状况,如果存在损失则应该及时进行补偿。
  3 基坑监测
  根据现场的地质环境勘察以及基坑支护设计,该工程施工现场的条件不是很理想,而且周边环境也比较复杂,为了能够使其工程项目能够正常顺利开展以及确保周边建筑状况的安全性,基坑施工应该时刻做好监测工作,及时的掌握相关信息,并且结合实际的现场状况对施工方案和设计进行调整,以保障工程正常进行。该工程监测的主要内容有下面几点:
  ①基坑支护结构变形监测,其中主要包括顶部水平位移以及竖向位移的监测;
  ②锚杆内力监测,该部分为第三方来实施监测;
  ③地下水位监测;
  ④周边地表竖向位移的变化监测;
  ⑤周边建筑竖向位移、倾斜、水平位移监测;
  ⑥周边建筑、地表裂缝监测;
  ⑦周边管线变形监测。基于基坑在实际的过程施工中容易出现变形以及基坑开挖影响周围的建筑物,所以需要进行一定的监测,在工程施工现场设置合理的监测系统网,监测网络根据其实际分布可以划分为水平监测网和垂直监测网。
  4结语
  总之,在上文中通过对某建筑工程基坑综合支护技术进行详细的探讨,该工程中主要应用了土钉墙+ 护坡桩+预应力锚杆结构3 种支护方式,基坑的支护不仅仅提高了建筑的安全稳定性,而且降低了地下水对工程施工影响。同时,此技术的应用也在工程施工成本和施工工期上有极大的降低,提升工程施工效率。在后期的工程测试结果显示,该工程基坑在各方面性能均达到了预期的工程标准,而且没有出现一些大的问题,此技术在现代建筑工程施工中具有重大的意义,能够对建筑工程的质量提升有诸多的积极作用。
  参考文献:
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