大體積混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)

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在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中，混凝土裂縫的控制是一個很重要的課題。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，由外荷載引起裂縫的可能性很小，但由于水泥在水化反應(yīng)中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，這將成為大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。開元廣場地下室地下二層，地下室底板平面尺寸為302.5米×201.2米，底板厚60厘米，墻體厚40厘米，頂板厚20厘米，采用超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計施工技術(shù)?；炷猎O(shè)計等級如下:地下室底板為C30P12；地下二層外墻為C30P12；地下一層外墻為C30P8；地下室頂板為C40P8。設(shè)計要求為達(dá)到無裂縫自防水的技術(shù)要求。本研究采用了ZY膨脹混凝土，并對ZY膨脹混凝土的應(yīng)用作了研究，確定了ZY補償收縮混凝土配合比，在無縫施工方案的實施過程中采取了有效的控制措施。 
    無縫施工方案設(shè)計： 
    1、設(shè)計機理 
    以摻加ZY膨脹劑的補償收縮混凝土為基本材料，以加強帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計的要求，將廣場的底板進(jìn)行了分塊：后澆帶將整個底板分成4塊，形成4個澆筑單元，塊中又設(shè)有膨脹加強帶，將其再分成4塊，整個底板分成了16塊。底板的分塊確定后，墻板與頂板與底板相同的部位留設(shè)后澆帶及加強帶，其留設(shè)的方法與底板相同。膨脹加強帶寬2米，邊緣每側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)用鋼筋加固，防止加強帶外混凝土流入加強帶內(nèi)。混凝土澆筑時先澆帶外混凝土，澆到加強帶時改用摻量ZY膨脹劑混凝土施工?？紤]到膨脹作用會使強度降低，膨脹加強帶的混凝土強度等級應(yīng)該提高，并加大膨脹劑用量，用這樣的方法循環(huán)施工達(dá)到超長無縫結(jié)構(gòu)的目的。 
    2、補償收縮混凝土 
    根據(jù)GBJ 119288“混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范”的規(guī)定，產(chǎn)生0.2至0.7MPa以下自應(yīng)力混凝土為補償收縮混凝土。 
    為了實測出限制膨脹率，實驗室進(jìn)行了摻加ZY試件的限制膨脹率試驗，試驗證實摻加ZY確實可獲得微膨脹性，摻量的大小對膨脹率的大小是有直接影響的。 
    3、配合比的設(shè)計 
    混凝土材料的選擇：1）水泥：采用金山水泥廠生產(chǎn)的42.5Mpa普通硅酸鹽水泥。2）砂:選用長江中砂，細(xì)度模數(shù)Mx = 2.6～2.8，表現(xiàn)密度2.64克/立方厘米，松散密度1410千克/立方米，緊密密度1550千克/立方米，含泥量≤3%。3）石：選用湖州石子，粒徑為5～31.5mm 連續(xù)級配，壓碎指標(biāo)8%～9.8%，含泥量≤3%。4）膨脹劑:北京中巖特材公司生產(chǎn)的ZY膨脹劑。5）減水劑：選用中成電廠的Ⅱ級粉煤灰。 
    施工技術(shù)措施：
    1、后摻少量減水劑的預(yù)備措施 
    混凝土澆筑正值7～8月份高溫季節(jié)，易造成混凝土坍落度損失加大，降低混凝土工作度方面的要求，加之可能出現(xiàn)的運輸途中堵車或施工中出現(xiàn)臨時需處理的問題，使?jié)矒v速度減緩，延誤了混凝土的入模時間，因時間延長造成混凝土坍落度損失加大，致使不能滿足泵送要求，此時應(yīng)嚴(yán)禁加入生水，而應(yīng)采取二次摻少量的FDN2I減水劑的后摻法，補償和恢復(fù)混凝土的坍落度損失。在配合比中FDN2I減水劑量為0.8%，一般該減水劑的摻量最高為1%，在后摻減水劑時只考慮在0.2%以內(nèi)。后摻法比先摻法或同摻法在相同摻量下減水作用顯著提高，是能補償坍落度損失的。但應(yīng)注意凡后摻減水劑的運輸車，應(yīng)快速攪拌30轉(zhuǎn)或1秒以上。其摻量和攪拌時間由專人負(fù)責(zé)實施。 
    2、地下室墻體混凝土配合比及澆筑的措施 
    在墻板混凝土配合比設(shè)計試配，確定設(shè)計配合比階段，采取了降低水灰比的措施。底板與墻板同為C30P12，而底板的水灰比為0.47。而墻板的水灰比為0.41，混凝土的坍落度指標(biāo)底板為18～20厘米，墻板坍落度指標(biāo)控制在14～16厘米。采取該措施的目的在于減少用水量、降低混凝土的收縮。在混凝土澆筑階段，采用二次振搗的工藝，即在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗。避免混凝土因沉降收縮而引起的裂縫。這些措施的實施對控制墻體裂縫的出現(xiàn)是非常有必要的。在澆筑過程中其他方面的控制均與底板的控制措施方法相同。
    3、地下室頂板的混凝土澆筑的控制 
    按照地下室超大型長無縫混凝土的施工方案，地下室頂板的澆筑順序是澆筑完地下一層墻板至地下室頂板梁下口后進(jìn)行地下室頂板的混凝土澆筑。在頂板的澆筑過程中主要是要控制好早期裂縫的產(chǎn)生，從混凝土收縮裂縫的形成時間看，裂縫往往發(fā)生在混凝土初凝到終凝這段時間內(nèi)，在施工方案討論過程中，將頂板二次或三次搓平、抹壓，特別是初凝抹壓作為控制早期收縮裂縫的一項重要控制措施，這對于彌合部分早期裂縫是不可缺少的工藝。由于該項工藝在施工中得到了有效的應(yīng)用，因此對避免頂板發(fā)生早期裂縫起到了很好的作用。 
    4、地下室混凝土的養(yǎng)護 
    地下室底板、墻板、頂板全部采用了摻加ZY膨脹劑的混凝土。按照養(yǎng)護制度，在混凝土抹壓后，能上人時即鋪上麻袋片或草席，用水澆濕保養(yǎng)，混凝土硬化3～4小時后，底板與頂板均筑堰蓄水3～5厘米進(jìn)行養(yǎng)護，墻板采取不間斷淋水保溫，采用這些養(yǎng)護方法不得少于14天，墻板側(cè)模的拆除也不少于7天。以上養(yǎng)護措施的實施對地下室應(yīng)用超長無縫結(jié)構(gòu)的成功起到了非常重要的作用。 
    5、細(xì)部處理 
    1）外墻與邊柱的配筋率不同，收縮差也不同，其連接處應(yīng)插入1～1.5米Φ10@200 錨入柱內(nèi)20厘米的水平增強鋼筋，防止因應(yīng)力集中發(fā)生縱向裂縫。2）由于底板配筋為雙向Φ25錨入基礎(chǔ)梁一、二排主筋之間，使底板與柱節(jié)點處板面混凝土保護層過大，可在柱邊1米范圍鋪Φ8@200 雙向鋼筋網(wǎng)片，防止板面出現(xiàn)裂縫。3）所有外墻對拉螺桿突出部分都要割掉，用ZY摻量為10%的1：2 水泥砂漿封堵；所有穿外墻管道按要求作防水處理。