超长超大面积混凝土结构跳仓施工工法

'超长、超大面积混凝土结构跳仓施工工法1、前言伴随国家在基础设施方面投入的加大，车站、机场、展馆等各类大型基础设施建筑在全国各地拔地而起，这类建筑都会涉及到超长、超大面积混凝土结构的施工，一方面是高要求的工程质量，一方面是紧张的工期要求，如何更优、更快的完成建设，是这类工程的一大难题。对超长、超大面积混凝土结构，设计一般采用设置后浇带技术措施。后浇带施工在削减温度收缩应力的同时，亦带来了一系列问题：后浇带一般在42天后才能封闭，在此期间不可避免地会落进各种垃圾与杂物，由于钢筋密集，清理工作相当困难，而清理不干净势必影响工程质量。后浇带施工繁杂，无论是在主体施工期或后浇带处理期均会影响施工进度。一般超长、超大面积混凝土结构钢筋密集，后浇带两侧施工缝的凿毛清理困难，而后浇带混凝土浇灌间隔时间较长，原已浇灌的混凝土大部分收缩已完成，后浇带混凝土的干缩容易造成新老混凝土连接处产生裂缝，施工缝处理不当造成渗漏而起了反作用。采用跳仓法进行混凝土浇筑，成功解决了工期紧这一难题，同时减少了周转材料的积压、避免了后浇带的处理，创造了一定的经济效益。通过工程的实践经验总结形成本工法。2、工法特点（1）采用跳仓法施工，有效的控制大面积混凝土楼板结构有害裂缝的产生。（2）采用跳仓法施工，缩短了混凝土浇筑的间歇时间，节约施工周期。（3）减少了后浇带混凝土剔凿、垃圾清理、后浇带支撑等大量工作，同时可以减少混凝土中抗裂外加剂的使用，降低了施工成本。（4）采用跳仓法施工，取消后浇带，可以提前进行下步工序的施工，为后续工程的提前插入提供了有利条件，进而节约工期。10 （5）采用跳仓法施工，取消后浇带，减少了楼面渗漏的发生几率，提高了工程实体质量，避免采用后浇带施工所带来渗漏的隐患。3、适用范围本工法适用于地下超长、超大面积混凝土结构或底板大体积混凝土结构施工，也适用于地上超长、超大面积混凝土结构施工。4、工艺原理跳仓法施工原理采用“抗放兼施，以抗为主，先抗后防”的原则进行施工，通过合理设置跳仓间距，在跳仓施工阶段，释放混凝土早期应力，即所谓“先放”。在封仓阶段，混凝土的抗拉强度已经有所增长，充分利用混凝土的约束减小应变，即所谓“后抗”，并通过合理进行混凝土养护，进而达到控制混凝土裂缝的目的。5、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工工艺流程图如图所示。图5.1-1施工工艺流程10 5.2主要施工工艺操作要点5.2.1施工准备（1）结构分仓根据结构特点以及设计确定的后浇带，结合工期要求合理进行楼面分仓。跳仓原则：根据原设计的后浇带进行结构分仓，可以进行适当调整变形缝位置，跳仓距离必须小于框架现浇结构的变形缝最大间距；各分仓相互独立，只要不相邻的分仓便可以同时平行展开施工；封仓必须满足达到跳仓时间方能进行；分仓的长度及宽度控制在60米以内，分仓的变形缝宜设置在梁板跨度的三分之一处，也可选在梁板中部。（2）确定跳仓时间混凝土受气温变化收缩时间也会发生变化，夏季混凝土收缩较快，冬季混凝土收缩缓慢，根据气温的变化，夏季混凝土浇筑相邻楼面跳仓时间间隔为10天，冬季跳仓时间间隔调整为15天，以保证充分收缩，避免有害裂缝产生。（3）原材料选择及混凝土配合比优化混凝土的配合比设计应使混凝土在满足强度要求、减小水化热温差、减小混凝土收缩的前提下具有良好的施工性能。主要从坍落度、和易性、水灰比、砂率、含气量、坍落度损失和强度等方面进行反复的试验调整，以此来确定混凝土的配合比，确定混凝土的生产工艺参数及性能指标。①原材料选择根据混凝土强度设计要求，对混凝土用原材料进行考察后，选取满足工程需求的混凝土基本材料。②生产工艺参数及性能指标确定根据混凝土的性能要求以及技术指标要求初步选择混凝土的配合比，试验中调整混凝土的配合比，最终确定混凝土的生产工艺参数及性能指标。a、水灰比：降低混凝土的水灰比可以提高混凝土的密实度，但如果太低，则可能出现自收缩现象。混凝土拌合物流动性在满足施工要求的前提下，用水量应尽可能减小，以求最高的密实度，以提高混凝土的抗裂性能。水泥用量也应尽可能减小，减小水泥用量，不但可以减少水泥水化热，而且可以减少混凝土温度收缩。10 b、砂率：在满足混凝土强度以及工作性能的前提下，砂率尽可能低，因为在水泥浆量一定的情况下，砂率主要影响新拌混凝土的和易性，砂率越大，混凝土越容易开裂。③优化配合比混凝土的配合比经过多次试配，经设计、监理最终确认后的配合比作为跳仓施工混凝土配合比。（4）现场准备保证现场临时用水、用电的畅通，避免停水、停电影响混凝土浇筑。配备足够的垂直、水平运输工具，保证各种材料运输的顺利进行。配备足够的混凝土养护所用材料，保证混凝土养护到位。根据分区实际情况调配足够的混凝土输送泵，振捣泵，保证混凝土的连续浇筑。5.2.2施工缝施工在施工缝处采用快易收口网与板筋绑扎固定代替传统木枋模板拦截混凝土，减小混凝土夹渣的后期处理难度，保证跳仓接缝质量，同时可以避免混凝土的凿毛处理。为保证施工缝位置混凝土浇注的接缝质量，施工缝位置的钢筋按照后浇带的钢筋设置要求进行施工，保留附加筋，减小有害裂缝产生的几率。图5.2.2-1施工缝处理5.2.3混凝土施工（1）混凝土拌制及运输10 混凝土拌制采用预拌混凝土生产系统，生产计量必须采用电脑自动秤量控制系统，配料控制系统标识应清楚、计量准确，计量误差应符合国家标准要求。混凝土必须使用强制式搅拌机生产，并适当延长搅拌时间。运输轻骨料混凝土的车辆应具备搅拌功能；到达现场后宜快速搅拌30s再反转出料。（2）混凝土浇筑混凝土浇筑前，按照《混凝土结构施工质量验收规范》（GB50204-2002）进行相关准备工作，混凝土泵送按照常规要求进行。混凝土浇筑时，采用φ50插入式振捣棒振捣。其插点采取梅花型布置，间距不过作业半径的1.5倍（500）。每台泵配3个振动棒手，振动棒的操作必须选择有操作证、熟练并有责任心的人员。振捣应随下料进度，均匀有序的进行，使用插入式振捣器快插慢拔，要使振动棒自然沉入混凝土，宜垂直插入，并插到尚未初凝的下层混凝土中50～100mm，以消除两层间的接缝。每一次振点的延续时间一般为20～30秒，以表面呈现浮浆和不再沉落为准。应确保混凝土振捣密实，不漏振，不过振。对板、梁、柱交汇节点部位，钢筋密集，混凝土下料和振捣应特别注意，可使用预制的钢管撬棍辅助撬拨钢筋，以使混凝土可顺利入内和进行插捣。对顶板混凝土浇捣，应派人专门抹平收光。混凝土振捣后，及时用刮杠根据设计标高初步刮平，在终凝前不准上人，更不得加施工荷载，避免混凝土产生有害裂缝。5.2.4混凝土收光与养护（1）混凝土收光混凝土浇筑完成2个小时采用打磨机对已浇混凝土进行第一道收光，4个小时后进行第二道收光，确保混凝土面层无麻面，收光过程中禁止浇水，保证表面无浮浆及麻面，有效消除混凝土表面的早期塑性裂缝。。10 图5.2.4-1混凝土打磨收光（2）混凝土养护根据外界温度及时合理对混凝土采用相应的养护措施：①当气温高于5℃时，在混凝土浇筑完12小时内覆盖薄膜，并对其湿水养护，保证混凝土表面保持湿润状态。②当气温低于5℃时，在混凝土浇筑完12小内覆盖塑料薄膜+两层3mm棉毡，并及时浇水养护。图5.2.4-2混凝土薄膜覆盖5.2.5混凝土收缩监测为了比较充分的了解混凝土内部应力变化情况，我们对混凝土的内部应力变化情况进行了监测，采用埋入式应变计测量混凝土结构的微应变，微应变计设置在具有代表性、易造成混凝土开裂、变形的构件的不利截面处。如在施工缝位置设置观测点每隔三天对混凝土的收缩情况进行一次监测。根据收缩监测的结果，适当调整调整跳仓时间。10 图5.2.5-1埋入式应变计6、机具设备表6-1机具设备表（一次混凝土浇筑使用）序号名称型号数量单位备注1行走式塔吊QTZ75201台材料垂直运输2混凝土输送泵HBT-602台混凝土输送3平板振动器ZN-502台混凝土振捣4振动棒Φ504台混凝土振捣5混凝土泵管Φ125400米混凝土输送6高压水枪1台模板内冲洗7软皮水管400米混凝土湿水养护8塑料薄膜800㎡混凝土覆盖9棉毡800㎡冬季混凝土覆盖10抗压试模150×150×1504组混凝土取样11混凝土运输车6m³8台混凝土运输12混凝土料斗1个塔吊配合浇筑13抹光机HMR-802台混凝土收光7、劳动组织表7-1劳动力组织情况表序号工种人数负责工作1混凝土工20混凝土浇筑、振捣、收光及养护2木工2混凝土浇筑过程中检查模板加固情况3钢筋工2对混凝土浇筑过程中碰触的钢筋进行修复4塔吊司机1配合混凝土浇筑所需的材料运输5电工1保证混凝土浇筑过程中正常用电6泵车司机2控制混凝土输送泵10 8、质量控制8.1施工依据的标准和规范《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-20038.2质量保证技术措施和管理措施（1）建立健全质量保证体系，严格执行三级交底、材料进场检验、过程三检、质量一票否决等质量管理制度。（2）基础的稳定是保证架体稳定，减小沉降的关键因素，基础土方回填与夯实严格按照方案与规范执行。（3）混凝土收光与养护是减少混凝土早期收缩裂缝的主要措施，一定要切实做到混凝土及时收光，保证最少14天的湿水养护。（4）保证跳仓时间是控制有害裂缝产生的重要举措，施工中根据外界温度情况严格控制跳仓时间间隔。9、安全措施（1）进入现场必须正确佩戴安全帽；（2）现场用电安全施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。并应遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—05）的规定。（3）现场电源应采取保护措施，以免造成现场施工不便，并且现场电源应有应急措施。（4）机械安全防护①各种机械要定机定人维修保养，保证机械运行正常。10 ②施工现场各种机械要挂安全技术操作规程牌。（5）起重机械在吊运时要做好指挥及防护工作。10、环保措施（1）在施工过程中应遵守国家的《环境管理体系要求及使用指南》（GB/T24001）等国家和地方有关施工现场环境保护管理规定。（2）根据工程特点编制环境保护操作手册及注意事项，并作好对现场操作人员及管理人员的环保措施交底工作。（3）混凝土浇筑过程中，不得将剩余的混凝土随处乱卸，在制定地点合理利用。混凝土在运输过程中，确保混凝土不撒漏在运输道路上，污染路面。现场设置洗车池和沉淀池、污水井，罐车在出场前均要用水冲洗，以保证市政交通道路的清洁，减少粉尘污染。沉淀后的清水应重复使用。11、效益分析（1）经济效益采用跳仓法，施工过程中用施工缝代替后浇带，节省了后浇带处理的一系列费用。（2）社会效益跳仓法在大面积楼面混凝土施工中的应用为其他类似工程积累了实践经验。（3）环保效益后浇带的取消以及施工缝的特殊处理方式避免了后浇带混凝土剔凿产生的建筑垃圾，有一定的环保效益。12、应用实例工程实例1：武汉国际博览中心展馆工程武汉国际博览中心主展览馆，投资规模约20亿元，展馆总面积为47.6万平方米，外环单体展馆二层楼面面积为1.6万㎡，内环商业部分单体二层楼面面积约为9000㎡。外环每个单体展馆二层楼面分仓为13块，进行9次混凝土跳仓浇筑，每个单体的施工周期平均约为70天。内环每个单体分仓为10块，进行5次混凝土跳仓浇筑，每个单体的施工周期平均约为45天。10 本工法在武汉国际博览中心二层楼面混凝土施工中进行了运用，现南区已通过主体结构验收，成功解决了工程体量大、质量要求高、工期紧张几大难题。图12-1单体完成效果图工程实例2：贵阳奥体中心主体育场工程地下车库贵阳奥体中心主体育场地下车库共两层，局部有夹层，长170.4m，宽67.8m，高12.85m，总建筑面积23000m2，混凝土强度等级C30，抗渗等级S8，底板厚400mm，外墙厚300mm和450mm两种，顶板厚150-250mm。原设计宽度方向有一条后浇带，长度方向有三条后浇带，后浇带宽度为1000mm。贵阳奥体中心主体育场地下车库工程经过优化设计，取消了全部后浇带，采用“跳仓法”施工，根据计算出的不留伸缩缝的间距，即跳仓间距为33m，结合本工程结构设计，考虑轴网间距，劳动力组织，将地下车库混凝土结构划分为2个大的施工区即C区和T区，共12个分仓区域，施工期间实际每个仓块尺寸和位置详见分仓区域图。本工程通过合理的施工组织，得当的措施，严格的管理，整个地下室外墙拆模后感观良好，混凝土内实外光，达到清水混凝土标准。已经通过结构验收，满足设计和规范要求，达到合格标准。10'