超长现浇钢筋混凝土结构无伸缩缝施工工法

'超长现浇钢筋混凝土结构无伸缩缝施工工法（CJQB04-04-2009）撰稿：常州**建筑安装工程有限公司7 1．前言：随着现代化建筑结构的不断涌现，越来越多的建筑物向着美观发展，各式各样、千变万化的建筑形式不断涌现，尤其相当多的超长现浇钢筋混凝土结构。为防止混凝土温度应力和收缩应力而引起混凝土裂缝，目前超长现浇钢筋混凝土结构在一般情况下是间距30m~40m设置后浇带，或设置伸缩缝，规范规定的伸缩缝最大间距为：全现浇钢筋混凝土框架结构室内或土中为55m，露天为35m；全现浇剪力墙结构室内或土中为45m，露天为30m。如果按照规范要求设置伸缩缝，必定会影响到超长建筑形式的美观要求及使用功能要求。在超长现浇钢筋混凝土结构施工中不留设伸缩缝，并且要防止混凝土裂缝产生，这对施工单位具有相当高的要求。我公司在银河湾星苑地下车库、天安数码城产业楼厂房A座、常州九州花园大酒店等超长现浇钢筋混凝土结构工程施工中，合理采用如下措施相结合的方法：1）后浇带结合现浇预应力楼盖体系设置；2）后浇带与膨胀加强带相结合设置；3）后浇带、膨胀加强带结合现浇预应力楼盖体系设置；免除了超长现浇钢筋混凝土结构设置伸缩缝，并且有效防止了混凝土裂缝的产生，提高了工程质量。工程结构质量获得建设工程质量监督站专家的一致好评，摸索出以下一套超长现浇钢筋混凝土结构施工工艺。2．工法特点针对超长现浇钢筋混凝土结构通过合理设置后浇带、膨胀加强带及现浇预应力楼盖体系，免除了超长现浇钢筋混凝土结构设置伸缩缝，并且有效防止了混凝土裂缝的产生。不增加施工工序、操作简单、施工方便，提高了工程质量，增强了建筑使用功能；有效防止了混凝土裂缝的产生，节省了维修维护费用。3．适用范围本工法适用于多层或高层超长现浇钢筋混凝土结构工程，但对于建筑物因沉降不均匀而设置沉降缝不适用。4．工艺原理由于混凝土所含水分的变化、化学反应及温度降低等因素引起的体积缩小，均称为混凝土的收缩。当在某一瞬间由混凝土收缩产生的拉应力大于同期混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。根据现有研究成果,混凝土的收缩变形根据其成因可分为塑性收缩、自生收缩、温度收缩、干燥收缩、碳化收缩五大类。为防止超长现浇钢筋混凝土结构产生裂缝，通过在结构上设置后浇带预防收缩、温度裂缝，以及设置膨胀加强带，在混凝土中采用“三掺”技术配置补偿收缩混凝土，使混凝土在凝结硬化过程中产生适度的体积膨胀，抗拉强度在混凝土凝结过程中获得较大幅度增长，当收缩开始时，其抗拉强度也发展到足以抵抗收缩内应力的程度。再者通过现浇预应力楼盖体系经预应力系统将由后浇带分隔的各部分结构联结在一起，避免了混凝土裂缝的产生。7 5．施工工艺流程及操作要点5．1施工工艺流程图5．1-1施工工艺流程图5．2操作要点5．2．1与设计沟通，合理布置后浇带、膨胀加强带及预应力系统根据建筑结构的不同在超长现浇钢筋混凝土结构设计时，优化结构设计，合理布置后浇带或膨胀加强带，以及预应力系统。通过与设计协调、沟通合理的布置后浇带、膨胀加强带及预应力系统，在工程设计阶段首先确保超长现浇钢筋混凝土结构无缝施工。5．2．2混凝土配合比设计由于工程的特殊性，混凝土配制原则上在满足泵送施工、混凝土强度等级的前提下尽可能减少水泥用量及用水量，以保证最高工作性能及最低收缩。混凝土的配置中采用“三掺”技术，砼内掺加JM-III改进型混凝土高效增强剂及粉煤灰，掺量按设计要求确定，能有效改善砼工作性能，减少泌水，降低水泥用量提高泵送性能及砼后期强度。5．2．3混凝土搅拌要点混凝土搅拌严格按照其配合比配料，称量误差±7 1%，混凝土加水搅拌后再加外加剂，为保证砼充分均质，强制搅拌延长45s。砼输送车到达现场放料前快速搅拌60s。充分保证砼高度均质；制定最佳运输路线，以最短时间将砼运到现场，保证供应及时。5．2．4后浇带处隔离板、膨胀加强带处隔离网的设置后浇带处设置多层板隔离板，确保两侧混凝土浇筑时不流入后浇带内，影响后浇带设置宽度。膨胀加强带两侧设边长为0.5~1.0cm的方孔的金属网，金属网必须直立地牢固绑扎在板的上下层钢筋之间或墙的内外层钢筋之间，金属网的两端直接接触模板，以便隔离两侧的混凝土，使其不能进入膨胀加强带内。5．2．5预应力系统埋设一般采用后张无粘结预应力混凝土技术，先安装梁中预应力系统再安装板中预应力系统。1、梁中无粘结筋的铺设及端部安装1）无粘结预应力筋按设计位置安装固定，其过程如下：绑扎框架梁箍筋及梁钢筋→处理梁底保护层→在箍筋上按孔无粘结筋坐标位置固定托架→铺设和固定无粘结预应力筋无粘结筋→安装和固定锚垫→检查验收2）如有曲线无粘结预应力筋，安装中特别应注意预应力筋曲线的最高点，最低点及反弯点等位置标高的准确性。3）先安放框架梁钢筋保护层后，方能开始固定无粘结预应力筋。4）必须采取有效的封裹措施，切实保证锚垫板处不漏浆。5）预应力梁端部锚垫板应安放平整，牢固，其预埋锚垫板孔的中心应与孔道中心线同心，端面与孔道中心线垂直。张拉端的锚垫板凹入处理。2、板中无粘结预应力筋布束要点：1）无粘结顶应力筋绑扎要求位置准确。平板中无粘结预应力筋带状布置时，应采取可靠的固定措施，保证同束中各根无粘结预应力筋具有相同的矢高。2）板内预应力筋位于板底60mm处，为保证直线型无粘结筋的位置，用间距为@1000~1200马凳钢筋控制无粘结筋的标高。3）一般情况下各种管道应在预应力筋布置好后铺设，并尽量为预应力筋让路。4）为保证张拉顺利，无粘结束在靠近承压钢板处要有350~500mm的平直段，即无粘结筋与锚垫板垂直。张拉端承压钢板与螺旋筋点焊固定，挤压锚的承压钢板与螺旋筋用扎丝固定。5）预应力筋的张拉端安装时，穴模应紧贴板端模板，承压钢板要垂直，并与板内钢筋电焊固定。7 6）作隐蔽工程检查时，检查的重点是无粘结筋塑料套管有无破损；无粘结预应力筋束是否位于板中间，与设计要求一致；张拉端和固定端安装是否妥当；张拉端外露长度是否足够；检查后作记录存档，立刻模前纠正。5．2．6混凝土的浇筑、养护1、混凝土浇筑前，必须编制切实可行的施工方案，浇筑混凝土时，严格按施工方案组织施工，在膨胀加强带内浇筑混凝土时宜从中间向两侧摊开，靠近金属网时与膨胀加强带外的混凝土同时浇筑振捣密实，从而使混凝土做到不间断的无“缝”施工。2、混凝土分块浇筑，先浇中间板块，后浇两侧板块。每块浇筑采取分段，分层浇筑。斜向分段，浇筑面为1/4～1/5斜度，水平分层，混凝土下料点分散布置，浇筑循环推进，连续进行。3、膨胀加强带中混凝土应单独搅拌，用塔吊吊运输送。4、混凝土振捣先用插入式振捣棒振捣密实，当混凝土接近临界振捣时间前，再用平板振动器进行二次振捣，使其表面密实，无气泡上升，表面浆液均匀。再用刮尺刮平，铁抹子压实。当混凝土表面接近初凝，手按有手印，脚踏不陷时，用木抹子二次压抹，搓毛。增加抹面次数，尤其保证在终凝前再抹1～2遍，使少量终凝前出现的失水沉降等开裂得到闭合。5、混凝土浇筑完毕12h内立即进行及时充分的养护，采用塑料薄膜将混凝土表面覆盖严实。根据测温情况在薄膜表面再覆盖草袋或麻袋，保持足够潮湿状态下保温养护。当温度低于5℃时，应采取有效的保温防护措施，养护期不少于14天。按规范要求留置试块。6、如在冬季施工期间则应根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《江苏省建筑安装工程施工技术操作规程—混凝土结构工程》（DGJ32/J30-2006）中冬季施工要求详细编制混凝土冬季施工方案组织施工。5．2．7预应力筋张拉为确保预应力张拉值的正确建立，在预应力张拉值对各套张拉设备在标准试验机上进行标定，给出各台设备的标定曲线。正常张拉中按施工规范要求，定期进行中间标定。浇筑混凝土后1~2天时间，混凝土达到能拆端模的强度时，先拆除断头模块，派人清理端部，拔去塑料穴模的锥形前套，检查张拉端承压钢板上与锚环接触部位的混凝土是否清理干净等。预应力筋待砼强度达设计强度方可全部张拉（不低于21天）。第二批张拉应有同条件养护试块的试压报告。预应力筋的张拉应遵循分批、对称的原则，每排先拉中间束再拉旁边束，其张拉程序为：0→0.2σcon→0.6σcon→1.03σcon（锚固）。先张拉板预应力筋，再张拉梁预应力筋。预应力筋张拉控制应力σcon=0.70fptk。预应力筋的张拉控制力Ncon=σcon·Ap预应力筋的张拉程序为：0→0.2σcon（初读数）→0.6σcon（中间读数）→1.03σcon（最后读数）预应力筋的张拉伸长值应按施工图和规范要求进行计算，计算过程与有粘结预应力基本相同，其中k，u取值不同。张拉基本步骤：1）剥除张拉端承压钢板外露的塑料套管，清理端部安装锚具夹片；2）张拉时采用应力控制，伸长值校核，具体操作为：穿入前卡千斤顶，张拉至初应力（0.2σcon）时记录初读数，张拉至0.6σcon时记录中间伸长值，张拉至1.03σcon记录伸长值，卸荷锚固。7 3）实际伸长值与计算伸长值偏差应在+6%~-6%之内，否则应暂停张拉，查明原因并采取措施后方可继续张拉。4）锚具张拉回缩值应控制在6~8mm范围内。张拉操作要点：1）安装锚具前必须把梁端埋件清理干净，先装好锚板，后逐孔装上夹片；2）锚具安装时，锚板应对正，夹片应打紧，且间隙要均匀；但打紧夹片时不得过重敲打，以免把夹片敲坏；3）安装张拉设备时，千斤顶张拉力的作用线应与预应力筋末端的切线重合；4）张拉时，应先从零加载至量测伸长值起点的出拉力，然后分级加载至所需张拉力；5）张拉时，要严格控制进油速度，回油应平稳；6）张拉过程中，应认真测量每束预应力筋的伸长值，并做好记录。预应力筋的张拉方案待混凝土浇筑后，张拉前申报批准。6．材料与设备6．1材料：6．1．1水泥：为尽可能降低单方混凝土水泥用量及混凝土泌水率，选用C3A含量小，强度富余系数高,与外加剂适应性好的高标号普通硅酸盐水泥。水泥必须有出厂合格证明，并按规定抽样复试，其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥》（GB175）等的规定。6．1．2砂：采用洁净级配好的天然江砂或河砂，细度模数≤2.5，含泥量≤1%，其质量必须符合《普通混凝土用砂》（JGJ52）等有关规定的质量要求。6．1．3石子：采用针片状含量少，粒径相对较小的5~31.5mm的连续级配二次破碎碎石，针片状含量≤5%，含泥量≤0.5%，其质量必须符合《普通混凝土用碎石或卵石》（JGJ53）等有关规定的质量要求。6．1．4粉煤灰：采用品质稳定的优质I级灰，有效改善混凝土工作性能，减少泌水，降低水泥用量提高泵送性能及砼后期强度。6．1．5外加剂：由于工程的特殊性，混凝土内掺加JM-III改进型混凝土高效增强剂，其质量及应用技术应符合国家规范标准《混凝土外加剂》（GB8076），《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）等的有关规定。6．1．6预应力筋：使用高强度低松弛预应力钢绞线，质量应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-1995）标准要求6．2机具设备：6．2．1混凝土搅拌输送设备：一般采用商品混凝土，其设备主要采用混凝土输送泵、混凝土布料机、塔吊、料斗。6．2．2混凝土振捣设备：插入式振捣棒、普通平板式振动器。6．2．3预应力张拉设备：油泵及千斤顶，具有相关产品合格证，能良好保养、维护，其质量有可靠保证。如采用柳州OVM公司生产的ZB4-500型大油泵，YCW型千斤顶。6．2．4水准仪：采用一般S3工程水准仪或苏光自动安平水准仪，用于控制标高。6．2．5其它工具设备：刮尺、铁锹、木抹子、铁滚筒、绝缘手套、绝缘胶靴等；木工用圆盘锯。7 7．质量控制7．1严格执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《混凝土质量控制标准》（GB50164）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ146）、《混凝土泵送施工技术规程》（JG/T10-95）、《江苏省建筑安装工程施工技术操作规程—混凝土结构工程》（DGJ32/J30-2006）等规范要求施工。7．2混凝土原材料、配合比及坍落度必须符合设计要求。7．3预应力施工的质量控制7．3．1预应力钢绞线坐标位置必须正确，坐标误差应小于±10mm，且水平位置的误差也不得大于±20mm。预应力钢绞线整体目测，曲线顺畅，无明显折点。7．3．2无粘结筋应力筋铺必须正确，固定支架的间距符合设计要求，铺放质量应符合下列要求：1、无粘结筋应力筋顺畅、密封无破损点；2、无粘结筋应力筋轴线偏差不大于20mm，弯曲自然，无局部小弯，端部锚垫板与孔道中心线垂直；3、预应力筋弯曲自然，无局部小弯，集团束平行无扭绞，端部中心线与锚垫板垂直；4、用配套校验的千斤顶和压力表进行张拉，压力表精度不应低于1.5级；5、张拉力由油压表控制，伸长量进行校核，实测伸长量与计算伸长值相比在-6%~6%范围内；6、夹片锚具回缩应符合GB50204-2002中6~8mm的要求；夹片锚具静载锚固效率系数和总应变，应达到GB/T14370-2000标准要求；7、预应力钢绞线质量经复试应达到GB/T5524-1995标准要求；8、混凝土强度达到设计等级。9、预应力筋铺好后严禁电焊用其搭火或切割。8．安全措施8．1严格贯彻执行国家颁发的《建筑安装安全技术操作规范》及《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）。工人入场前必须经过严格的安全教育，考核合格方可上岗，操作前进行安全交底。8．2预应力专项安全措施：8．2．1现场应有专职的电工负责预应力施工安全用电（包括用电设备）。8．2．2钢绞线发盘下料时应采取措施以防钢绞线弹开伤人。8．2．3预应力筋穿束和张拉时应搭设牢固的穿束平台，平台上应满铺脚手板，平台挑出张拉端应不小于2m。8．2．4张拉时千斤顶两端严禁站人，闲杂人员不得围观，预应力施工人员应在千斤顶两端操作，不得在端部来回穿越。8．2．5穿束和张拉地点上，下垂直方向严禁其他工种同时施工。8．2．6高空作业时防止高空坠落，必要时预应力梁两端可搭设安全网。9．环保措施9．1施工前按照《环境管理体系标准》（GB/T24001-2004）的相关要求，制定相应管理措施。7 9．2建立施工现场重大环境因素控制措施：施工现场重大环境因素为粉尘污染、噪声污染、废水排放污染、光污染、易燃、易爆、油品及化学品泄漏污染、建筑垃圾、固体废弃物污染、非环保建筑材料的使用等。9．2．1混凝土泵应设于隔音棚内，使用低噪音振动器，防止噪音污染。9．2．2夜间使用聚光灯照射施工点以防对环境造成光污染。9．2．3施工现场做到工完料清，保持现场整洁；汽车出场需经冲洗，冲洗水沉清再用或排除。10．效益分析针对超长现浇钢筋混凝土结构通过合理设置后浇带、膨胀加强带及现浇预应力楼盖体系，免除了超长现浇钢筋混凝土结构设置伸缩缝，并且有效防止了混凝土裂缝的产生。这对结构质量的提高是起到了决定性作用。本工法不增加施工工序、操作简单、施工方便，提高了工程质量，增强了建筑使用功能；有效防止了混凝土裂缝的产生，节省了维修维护费用，得到了建设、监理及主管部门的一致好评。11．应用实例11．1银河湾星苑地下车库工程银河湾星苑地下车库工程为地下2层（局部1层）钢筋混凝土框架结构车库，于2006年9月10日开工，2007年2月6日完工。建筑最大总长170.7m，最大总宽122.8m，建筑面积为28120m2，地下一层层高3.40m，地下二层层高3.20m，顶板标高－1.00。本工程基础型式为450厚钢筋混凝土筏板基础，柱下设Ø400PTC管桩，钢筋混凝土筏板设多道后浇带分隔，结构层为400厚现浇钢筋混凝土预应力空心楼板。通过后浇带结合现浇预应力楼盖体系，整个地下车库工程无伸缩缝设置。根据后浇带的布置分段施工，工程交付使用至今，无维修记录，被评为常州市优质结构工程。工程《地下室后浇带施工质量控制》QC小组成果获2006年常州工程建设QC小组成果二等奖、2007年度江苏省工程建设优秀质量管理小组活动成果优秀奖。11．2天安数码城产业楼厂房A座天安数码城产业楼厂房A座工程于2008年8月30日开工，2009年10月3日完工，为地上15层、地下1层钢筋混凝土框剪结构生产用房，平屋面，建筑总高度64.70m，室内外高差0.30m，地下室汽车库层高3.65m，一层层高6.00m，二层至十五层高3.80m，屋顶层高4.30m，建筑面积合计为60754.9m2。工程主体为折线结构整体（见图11．2-1），总长161.525m，总宽40.75m。通过合理设置后浇带、膨胀加强带结合现浇预应力楼盖体系，整个超长现浇钢筋混凝土结构无伸缩缝。施工中细致把握模板支设、混凝土配合比设计、浇捣、养护，混凝土内掺加JM-III改进型混凝土高效增强剂（掺量：一般楼层处掺量为水泥用量的8％，后浇带内掺量为水泥用量的14％，膨胀带内掺量为水泥用量的12％），加强以预应力体系的约束，有效避免了混凝土裂缝的产生，结构工程质量得到质量监督主管部门称赞。11．3常州九州花园大酒店地下室长230.1m、宽127.35m属超长结构，底板厚分别为400和450mm，施工期间的温度和收缩裂缝控制有较大的难度。施工中应用混凝土裂缝防治技术和普通混凝土高性能化技术，解决了超长结构开裂难题，结构无裂缝。编写汇总：金志惠7'