深圳办公楼巨型悬挑结构楼面及抗暴墙聚丙烯腈纤维混凝土施工工法

'巨型悬挑结构楼面及抗暴墙聚丙烯腈纤维混凝土施工工法1、前言经济飞速发展的今天，建筑结构形式新颖多变、高度屡创新高、功能愈加齐全多样，因而对混凝土的强度、耐久性、抗裂防渗、抗冻耐疲劳等性能提出了更高的要求。近些年来因聚丙烯腈混凝土在以上诸多方面的的优势，应用日趋成熟，规模日渐扩大。本工法是深圳证券交易所营运中心项目通过对60天龄期聚丙烯腈纤维混凝土合理掺量和分布均匀度、外加剂及生产施工工艺的研究，解决了地下室外墙、屋面及巨型悬挑结构楼面、抗暴墙等的抗裂防渗问题，提高了工程质量，对有防水要求及大形变结构和部件的混凝土施工有重要的应用推广价值。2、工法特点本工法针对结构形式，采用合理配比的聚丙烯腈纤维混凝土辅以技术措施和成套的综合施工技术，防止混凝土原生微裂缝的产生和发展，解决了地下室防水外墙、屋面、大型悬挑结构及特殊要求的墙体的抗裂防渗的难题，具有技术可靠、操作性强、效果显著的特点。3、适用范围本工法适用于有防水要求的剪力墙、楼板及跨度大、面积大、结构变形大的悬挑结构、抗暴墙。4、工艺原理本工法通过在混凝土中双掺粉煤灰、缓凝高效减水剂的基础上双掺聚丙烯腈纤维和膨胀剂，充分利用混凝土60天龄期（以控制混凝土水化热带来的不利影响），并且结合相应的施工技术，从而能够大大提高混凝土的抗裂、抗渗、抗冻、抗冲击、耐磨能力，同时改善其韧性和延展性，使建筑物的寿命大大延长。5、施工工艺流程及操作要点：5.1聚丙烯腈纤维混凝土施工工艺流程聚丙烯腈纤维混凝土施工工法的关键在于混凝土中纤维的掺量、分布均匀程度及浇筑养护。因而混凝土配合比设计、试验及生产养护是本工法的关键点。聚丙烯腈纤维混凝土施工流程如下图： 图1聚丙烯腈纤维混凝土工艺流程图5.2操作要点：5.2.1混凝土配合比必须试配，掌握最佳配合比和相应的抗压强度、抗折强度、抗渗强度及混凝土坍落度等。5.2.2严把原材料质量关。钢筋、水泥、砂石料等原材料在使用前均进行检验，原材料质量全部符合相关规程规范标准。5.2.3严把混凝土拌和材料计量关。采用人工喂料时，为避免误投，骨料、水泥、粉煤灰、聚丙烯纤维、外加剂均采用专人投放，确保计量准确。5.2.4搅拌时拌和时间不少于5min，确保纤维拌和均匀。5.2.5混凝土浇筑前应对商品混凝土的制备、运输、泵送以及其养护等做出详细的施工方案，并进行必要的计算，经批准后予以实施。 5.2.6在浇筑的混凝土结构中布置温度监测点，另外在悬挑结构各部位认真布置沉降观测点，特别是荷载和形变差异较大处，做好温度检测和沉降观测前、加载后及持续形变阶段的观测记录，由此掌握处理结构温度变化分布和沉降信息，防止结构裂缝产生。5.2.7纤维混凝土施工时，应小心避免混凝土堆积过高，以及倾倒混凝土所造成的冲击，应保持均匀一致，以避免压型钢板局部出现过大的变形,倾到混凝土时,请尽量在钢梁处倾倒,并且迅速向四周摊开.以避免压型钢板局部出现过大的变形,倾倒混凝土时,请尽量在钢梁处倾倒,并且迅速向四周摊开。聚丙烯腈纤维混凝土搅拌聚丙烯腈纤维混凝土塌落度试验抗暴墙聚丙烯腈纤维混凝土浇筑抗暴墙聚丙烯腈纤维混凝土振捣5.2.8结合相应的施工技术，如地下室外墙、顶板、屋面和抗暴墙等，通过合理配筋，约束混凝土的塑性变形，设置足够强度、刚度的模板支撑和模板，并尽量实施避免施工冷缝的连续浇筑方法；对于形变较大的悬挑结构，在结构形变较大处设置诱导缝，使沉降接近的区域均匀形变，避免相互间产生拉裂缝；合理布置后浇带和浇注顺序，保证混凝土均匀稳定，减少温度应变引起的裂缝。6、材料与设备6.1材料 6.1.1改性聚丙烯腈纤维。用于混凝土的改性聚丙烯腈为原料，用专门工艺制造的高强度的束状单丝纤维。聚丙烯腈能在混凝土内部形成一种乱向支撑体系，能极有效的控制混凝土及水泥砂浆的早期的塑性收缩、干缩等非结构性裂缝的产生和发展；有效阻碍骨料的离析，阻碍沉降裂缝的形成。聚丙烯腈样本及主要性能如下：图2聚丙烯腈纤维表1聚丙烯腈主要参数6.1.2水泥。根据工程结构要求，可采用强度等级32.5以上的硅酸盐水泥，其质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB715）的规定。6.1.3掺合料。可掺入粉煤灰、矿渣微粉、硅粉等矿物掺合料，其质量应符合《高强、高性能混凝土矿物外加剂》（GB/T18735）的规定。6.1.4粗骨料。碎石或人工石子，粒径5～20mm，其性能指标应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53）。6.1.5细骨料。优质中砂，其性能指标应符合《普通混凝土用沙质量标准及检验方法》（JGJ52）。6.1.6外加剂。可掺加减水剂、引气剂等外加剂，应符合《混凝土泵送 剂》JC473-92标准。6.2配合比及制备聚丙烯腈纤维混凝土的实际配合比宜根据工程设计要求和用途并通过试验确定：6.2.1用于限制混凝土早期收缩裂缝的纤维混凝土的配合比中，纤维体积率一般为0.05%-0.2%，如坍落度变化较大，可调整减水剂用量。6.2.2用于混凝土的增强、增韧等性能时，应按工程设计要求配比，纤维体积率一般为0.3%-0.4%，通常基体采用细石混凝土。参考配合比见表2.聚丙烯腈纤维混凝土配合比6.2.3聚丙烯腈纤维混凝土的制备与一般混凝土基本相同，混凝土拌和后，再将纤维加入混凝土中，强制拌和5min，与正常混凝土一样出料、运输。7、质量控制7.1在混凝土拌和时，应准确量取各种材料，水和水泥误差为1%，集料为3%，纤维按设计的量加入混凝土中，保证搅拌时间，使混凝土配料均匀分布。7.2混凝土浇注前，施工单位应根据实际情况，明确分工、岗位、职责，使混凝土施工有条不紊的进行。7.3混凝土浇注过程中，各部分应充分振捣。通过在混凝土初凝以前派专人进行混凝土二次振捣，来加强混凝土的振捣质量。7.4混凝土浇筑时，应严格控制坍落度，严禁加水。7.5混凝土浇注振捣过程中，严格按照施工方案中的浇注顺序和施工方法，对称循环浇注，防止沉降不均。7.6认真及时作好收面和后期养护工作。8、安全措施认真贯彻安全第一、预防为主、综合治理的方针，加强对工人安全文明施工意识的教育。8.1对作业人员进行“三级”安全文明施工意识教育，特别是在施工前召开班前会，熟悉现场作业条件。 8.2浇筑施工前，检查输送泵管道的接头和输送管道的架体，确保接头严密和固定架体的牢固。8.3利用塔吊吊运混凝土时，吊斗升降应按指挥人员的命令进行，不可以陡升陡降，以防撞伤其他施工人员。8.4混凝土浇筑堵管拆卸时或浇注完成后清洗混凝土泵时，泵管的出口应朝安全方向，以防废浆高速飞出伤人。8.5所有振动马达使用前，应由电工进行检查。所有电路、机械出现故障，均应由值班电工、修理工进行处理，不得擅自进行处理。8.6现场使用振动器进行移动时不能硬拉电线或在其它锐利物上拖拉，防止割破、拉断电线而造成触电事故。9、环保措施9.1大力宣传“绿色施工”的教育力度，增强全员“绿色施工”的意识，提高全员综合素质。9.2材料运输工具适宜，装卸方法得当，防止损坏和遗洒。9.3采取措施使用符合对环境无害，对人体健康没有影响绿色建材。10、效益分析10.1技术效益：本工法解决了有防水要求的剪力墙、楼板及大面积、大跨度、大形变悬挑结构的混凝土施工问题，提高了混凝土的品质和性能，同普通混凝土相比，体积掺量0.09%（约0.9kg/m3）的聚丙烯腈混凝土抗渗性提高近35%，抗裂能力提高近60%。10.2经济效益：掺量为0.7-0.9kg/m3的聚丙烯腈混凝土，利用聚丙烯腈纤维混凝土60天龄期，每立方米节约成本约15元，而且提高了工程质量，提高了抗渗、抗裂、抗弯、抗冲击等性能，因此可以减少装修及防水层处理，避免后期质量问题造成的维修费用，创造质量效益，节约成本。10.3社会效益：本工法对防水要求的剪力墙、楼板及大型悬挑结构的混凝土施工提供了丰富的实践经验，良好的施工质量赢得了各方的赞许，为公司赢得了良好的社会效益。11、应用实例11.1深圳**营运中心 深圳**营运中心项目位于深圳市福田中心区，地下3层，地上46层，7-10层为超长悬挑的抬升裙楼。对于防水要求较高的地下室外墙、顶板、2层大平台及4-6层抗暴墙结构，均采用60天龄期聚丙烯腈纤维混凝土；抬升裙楼距地36m，平面尺寸约160m×100m，东西向悬挑36m，南北向悬挑22m，采用巨型悬挑钢桁架结构，设有3层主楼层，1层夹层和可上人的屋顶空中花园，楼板为钢-混凝土压型钢板组合楼盖。结构悬挑变形大，且难以控制，整个抬升裙楼楼面，屋面全部采用聚丙烯腈纤维混凝土，经成套的养护处理措施，混凝土各项指标性能均有所提高，裂缝数量控制较好，较少出现大的裂缝，达到了良好的抗裂防渗作用，保证了工程质量，经济和社会效益显著。11.2深圳**体育中心深圳**体育中心由体育场、体育馆、游泳馆、热身馆、运动员接待中心组成，建筑面积㎡。本工程地下室外墙、底板、管廊层顶板、地下一层顶板、消防水池、冷冻机房处结构构件混凝土中添加了聚丙烯腈纤维，用量约64174立方米。采用聚丙烯腈纤维混凝土，并且利用混凝土60天龄期，提高了混凝土抗弯拉性能，抗冲击性能，抗疲劳强度，显著改善混凝土抗裂性，降低混凝土的渗透性，提高了混凝土的耐久性，保证了混凝土的质量。 11.3武汉**医院武汉**医院外科病房大楼是一栋智能化超高层建筑，是具有640张病床、36间手术室的综合性外科病房大楼。该大楼总建筑面积74117㎡，地下2层，地上32层，建筑总高度144.7m，属框架剪力墙结构，主楼采用带暗梁的桩筏基础，地下室柱、墙砼采用C60S12（掺杜拉纤维）。'