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摘要:大体积混凝土工程由于结构截面大,内部水化热积聚不易散发,而外部则散热较快,很容易产生由于温度的不均衡分布的应力,故而产生温度裂缝。本文就大型混凝土结构的特点,前期准备,相关施工技术等做浅要分析。
关键字:混凝土 工程 施工技术
中图分类号: TU528 文献标识码: A 文章编号:
一大型混凝土结构施工技术概述
1.定义:大型混凝土,它具体定义是这样的:一次浇筑量大于1000 立方米或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2米,并且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土。而在我国一些施工单位制定的“大型混凝土工法”中认为:凡结构断面最小尺寸大于3000mm 的混凝土块体;或者单面散热的结构断面的最小尺寸在750mm 以上,双面散热在1000mm 以上,水化热引起的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土,都可以称为大型混凝土。
2.大型混凝土建筑结构特点。它的特点很明显,结构厚实,混凝土量大,工程条件复杂。现在一般都是地下现浇钢筋混凝土结构,施工技术要求高,水泥水化热较大,混凝土内外温差预计会超过25 度,容易使结构物产生温度变形。在这里需要说明的是,大型混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外,对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大,约束作用所产生的温度力也愈大,如采取控制温度措施不当,温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时,则易产生裂缝。
二前期准备工作
大型混凝土工程施工前的准备工作,主要是包括材料的进场,场地的布置,方案的审批等等。具体如下:1.模板钢筋验收合格,施工前做好隐蔽记录,并由监理工程师签字盖章。2.基坑支护稳定,基坑内无积水及杂物,并有抽排水措施。3.有混凝土设计配合比报告,并了解搅拌站供应情况,避免因混凝土供应不上影响混凝土浇筑。4.场内布置情况及临时便道修筑完毕。5.施工所用机具设备配备齐全,施工前应对其进行检修。6.施工前,施工人员已到位,并应对工人进行专业培训。7.现场安全措施已做好,施工前应进行检查。
三大型混凝土相關施工技术控制
大型混凝土施工重点是将温度应力产生的不利影响降到最小,就目前实体检测中钢筋保护层厚度控制工作的开展来看,主要的问题在于技术规程不配套、设施分离、工艺技法落后等方面,但问题还在于未能形成建设工程质量控制的综合质量管理体系。
(一)材料的控制技术
对于高层建筑中大型混凝土的材料控制技术而言,其主要应注意如下方面的问题:一是确保材料的质量,二是注意对混凝土温度进行控制。对于大型混凝土的材料质量而言,进行施工前必须先要对混凝土进行有效的搅拌,以确保不同强度的建筑均可满足其要求。对于柱子混凝土来说应尽可能减少水泥、水灰的用量,同时加大石子的用量,对粉煤灰及外加剂的配合比进行调整,以更好地控制混凝土的强度。对于混凝土温度的控制而言,则应注意进行碎石的浇水过程中确保温度的适宜,同时确保通风良好,这样方可实现混凝土裂缝情况的有效避免。
(二)温度控制技术
1. 混凝土结构温度和温度变化均对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土之开裂温度时,混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此,应通过当降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度,减少和避免裂缝风险。为了掌握大型混凝土的温度变化规律,及时了解温差对大型混凝土质量的影响,采取常规测温技术,对底板混凝土的上、中、下进行布点观测,便于采取相应的技术措施,防止混凝土开裂。有效控制温差梯度,应符合《大型混凝土施工规范》中混凝土表面和内部温差“不宜超过25℃”的要求。
2. 大型混凝土养护时注意温度控制。不仅满足强度增长的需求,还应需通过人工的温度控制,令砼浇筑体表面与大气温差不易大于20℃。
3. 混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不大于25℃~30℃。
4. 保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料,在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度,以控制混凝土的内外温差小于20℃。
(三)混凝土梁柱节点箍筋施工技术
目前我国建筑工程多数采用的箍筋施工方法,将全部梁板模板安装完毕后,再安装梁板钢筋并整体沉梁。该方法有让钢筋运输、捆扎、堆放等较为安全的特点,并且作业量少,绑钢筋与支模不冲突,功效相对较高。但也存在箍筋间距难以保证、节点箍筋少放等问题。其解决方式是,在下料时将所有节点增设纵向短筋,柱节点区箍筋现场焊接在纵向短筋上形成整体骨架。在柱纵筋上套入整体骨架,并搁置在楼板模板面上,进行穿梁钢筋、捆扎,为防止柱纵筋与附加纵向短筋的位置冲突而导致的套箍困难。附加纵向短筋需偏离其箍筋角部大约5 厘米。因此,可保证柱节点箍筋的数量和间距。在实际施工时应根据情况而使用,对于结构较为复杂的工程,采用此方法较为困难。
(四)混凝土结构补强加固法混凝土结构
1.增大截面法
增大截面法实际上是采用与原有构件相同的材料来扩大截面面积,使构件的刚度及承载能力提升,起到加固的作用。这种方式能有效改善构件的抗拉、抗弯和抗压的功能,而且能起到加固作用。一般是将混凝土浇筑在原有钢筋混凝土柱的周边作为围套,然后使新、旧混凝土融合为一个整体,从而达到加固的目的。
2.外包钢法
外包钢法是利用加固于构建外侧的钢板和型钢与原有构件之间的共同作用,使构件刚度和承载能力提升,起到加固的作用。这种方式能使构件的抗弯及抗压能力得到改善,而且工期较短,可广泛应用在不允许增大截面尺寸构建的加固施工中。
(五)浇筑施工技术探讨
混凝土浇筑技术是建筑施工和大面积建筑过程中关键环节之一。在进行浇筑过程和前期浇筑技术中,要确保浇筑质量和混凝土配置质量控制,实际施工过程中严格遵循浇灌顺序,对剪力墙,板,柱,梁一次进行浇筑施工。例如:在进行墙体浇筑和墙体混凝土施工中,应维持浇筑厚度在5cm,高度在50cm左右,并且浇筑时间间隔控制在2h之内。为确保浇筑质量和大型混凝土结构质量,采取分区定点,同坡度,一次到顶,循序渐进浇筑工艺。
划定浇筑区域,由于大型混凝土结构工程使用的基本均为商品砼,在进行现场配送时易出现车辆繁多,目标区域不明确等情况。实际配送过程中,指定各泵车,砼车浇筑区域与配送区域;浇筑时注意泵车前端塑管控制力度,协调泵车转向,泵车控制人员,塑管控制人员进行精准性浇筑,采取循序渐进方式浇筑,避免坍塌现象,直到达至标高位置。
在进行浇筑过程中应采取相同坡度进行钢丝网片设置,等筏板彻底凝固时再进行二次浇筑。
混凝土养护
对于抗渗要求的混凝土,要求在浇筑工程完成结束后在混凝土终凝前(8-12h之内)加以覆盖,浇水并进行养护,混凝土养护时间一般于14~21d;并且使混凝土中心温度与表面温度均不超过20度,因此,浇筑混凝土最佳时间段在夜间,可采用保温法与内部降温法解决。
结束语
大型混凝土施工,在施工前优化设计及配合比,选择良好的混凝土原材料;施工期间做好充足的施工准备和完善的施工组织。
参考文献:
[1] 冀叶银. 建筑工程大面积混凝土施工技术的实践之我见[J].四川建材,2009,(6).
[2] 周建亮,刘志国.超大型混凝土施工技术例析——以青岛市开发区国际贸易 中心为例.青岛理工大学学报
[3] 《大型混凝土》,水利水电科学研究院结构材料研究所编著,水利电力出 版社
关键字:混凝土 工程 施工技术
中图分类号: TU528 文献标识码: A 文章编号:
一大型混凝土结构施工技术概述
1.定义:大型混凝土,它具体定义是这样的:一次浇筑量大于1000 立方米或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2米,并且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土。而在我国一些施工单位制定的“大型混凝土工法”中认为:凡结构断面最小尺寸大于3000mm 的混凝土块体;或者单面散热的结构断面的最小尺寸在750mm 以上,双面散热在1000mm 以上,水化热引起的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土,都可以称为大型混凝土。
2.大型混凝土建筑结构特点。它的特点很明显,结构厚实,混凝土量大,工程条件复杂。现在一般都是地下现浇钢筋混凝土结构,施工技术要求高,水泥水化热较大,混凝土内外温差预计会超过25 度,容易使结构物产生温度变形。在这里需要说明的是,大型混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外,对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大,约束作用所产生的温度力也愈大,如采取控制温度措施不当,温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时,则易产生裂缝。
二前期准备工作
大型混凝土工程施工前的准备工作,主要是包括材料的进场,场地的布置,方案的审批等等。具体如下:1.模板钢筋验收合格,施工前做好隐蔽记录,并由监理工程师签字盖章。2.基坑支护稳定,基坑内无积水及杂物,并有抽排水措施。3.有混凝土设计配合比报告,并了解搅拌站供应情况,避免因混凝土供应不上影响混凝土浇筑。4.场内布置情况及临时便道修筑完毕。5.施工所用机具设备配备齐全,施工前应对其进行检修。6.施工前,施工人员已到位,并应对工人进行专业培训。7.现场安全措施已做好,施工前应进行检查。
三大型混凝土相關施工技术控制
大型混凝土施工重点是将温度应力产生的不利影响降到最小,就目前实体检测中钢筋保护层厚度控制工作的开展来看,主要的问题在于技术规程不配套、设施分离、工艺技法落后等方面,但问题还在于未能形成建设工程质量控制的综合质量管理体系。
(一)材料的控制技术
对于高层建筑中大型混凝土的材料控制技术而言,其主要应注意如下方面的问题:一是确保材料的质量,二是注意对混凝土温度进行控制。对于大型混凝土的材料质量而言,进行施工前必须先要对混凝土进行有效的搅拌,以确保不同强度的建筑均可满足其要求。对于柱子混凝土来说应尽可能减少水泥、水灰的用量,同时加大石子的用量,对粉煤灰及外加剂的配合比进行调整,以更好地控制混凝土的强度。对于混凝土温度的控制而言,则应注意进行碎石的浇水过程中确保温度的适宜,同时确保通风良好,这样方可实现混凝土裂缝情况的有效避免。
(二)温度控制技术
1. 混凝土结构温度和温度变化均对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土之开裂温度时,混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此,应通过当降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度,减少和避免裂缝风险。为了掌握大型混凝土的温度变化规律,及时了解温差对大型混凝土质量的影响,采取常规测温技术,对底板混凝土的上、中、下进行布点观测,便于采取相应的技术措施,防止混凝土开裂。有效控制温差梯度,应符合《大型混凝土施工规范》中混凝土表面和内部温差“不宜超过25℃”的要求。
2. 大型混凝土养护时注意温度控制。不仅满足强度增长的需求,还应需通过人工的温度控制,令砼浇筑体表面与大气温差不易大于20℃。
3. 混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不大于25℃~30℃。
4. 保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料,在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度,以控制混凝土的内外温差小于20℃。
(三)混凝土梁柱节点箍筋施工技术
目前我国建筑工程多数采用的箍筋施工方法,将全部梁板模板安装完毕后,再安装梁板钢筋并整体沉梁。该方法有让钢筋运输、捆扎、堆放等较为安全的特点,并且作业量少,绑钢筋与支模不冲突,功效相对较高。但也存在箍筋间距难以保证、节点箍筋少放等问题。其解决方式是,在下料时将所有节点增设纵向短筋,柱节点区箍筋现场焊接在纵向短筋上形成整体骨架。在柱纵筋上套入整体骨架,并搁置在楼板模板面上,进行穿梁钢筋、捆扎,为防止柱纵筋与附加纵向短筋的位置冲突而导致的套箍困难。附加纵向短筋需偏离其箍筋角部大约5 厘米。因此,可保证柱节点箍筋的数量和间距。在实际施工时应根据情况而使用,对于结构较为复杂的工程,采用此方法较为困难。
(四)混凝土结构补强加固法混凝土结构
1.增大截面法
增大截面法实际上是采用与原有构件相同的材料来扩大截面面积,使构件的刚度及承载能力提升,起到加固的作用。这种方式能有效改善构件的抗拉、抗弯和抗压的功能,而且能起到加固作用。一般是将混凝土浇筑在原有钢筋混凝土柱的周边作为围套,然后使新、旧混凝土融合为一个整体,从而达到加固的目的。
2.外包钢法
外包钢法是利用加固于构建外侧的钢板和型钢与原有构件之间的共同作用,使构件刚度和承载能力提升,起到加固的作用。这种方式能使构件的抗弯及抗压能力得到改善,而且工期较短,可广泛应用在不允许增大截面尺寸构建的加固施工中。
(五)浇筑施工技术探讨
混凝土浇筑技术是建筑施工和大面积建筑过程中关键环节之一。在进行浇筑过程和前期浇筑技术中,要确保浇筑质量和混凝土配置质量控制,实际施工过程中严格遵循浇灌顺序,对剪力墙,板,柱,梁一次进行浇筑施工。例如:在进行墙体浇筑和墙体混凝土施工中,应维持浇筑厚度在5cm,高度在50cm左右,并且浇筑时间间隔控制在2h之内。为确保浇筑质量和大型混凝土结构质量,采取分区定点,同坡度,一次到顶,循序渐进浇筑工艺。
划定浇筑区域,由于大型混凝土结构工程使用的基本均为商品砼,在进行现场配送时易出现车辆繁多,目标区域不明确等情况。实际配送过程中,指定各泵车,砼车浇筑区域与配送区域;浇筑时注意泵车前端塑管控制力度,协调泵车转向,泵车控制人员,塑管控制人员进行精准性浇筑,采取循序渐进方式浇筑,避免坍塌现象,直到达至标高位置。
在进行浇筑过程中应采取相同坡度进行钢丝网片设置,等筏板彻底凝固时再进行二次浇筑。
混凝土养护
对于抗渗要求的混凝土,要求在浇筑工程完成结束后在混凝土终凝前(8-12h之内)加以覆盖,浇水并进行养护,混凝土养护时间一般于14~21d;并且使混凝土中心温度与表面温度均不超过20度,因此,浇筑混凝土最佳时间段在夜间,可采用保温法与内部降温法解决。
结束语
大型混凝土施工,在施工前优化设计及配合比,选择良好的混凝土原材料;施工期间做好充足的施工准备和完善的施工组织。
参考文献:
[1] 冀叶银. 建筑工程大面积混凝土施工技术的实践之我见[J].四川建材,2009,(6).
[2] 周建亮,刘志国.超大型混凝土施工技术例析——以青岛市开发区国际贸易 中心为例.青岛理工大学学报
[3] 《大型混凝土》,水利水电科学研究院结构材料研究所编著,水利电力出 版社