图解超长大体积混凝土结构施工关键技术.pdf

2 0 1 5年第 1 1期 1 1 月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 01 5 No ． 1 1 N o v e mb e r 图解超长大体积混凝土结构施工关键技术 吴龙生 ， 周 迅 ， 许 飞 ， 李 俊 1 ． 扬州职业大学， 2 2 5 0 0 9 ； 2 ． 江苏扬建集团 ， 扬州 2 2 5 0 0 1 摘要 泰 州金 融服 务 区二层 地下 室整体 工程 建筑 面积 约为 1 8 ． 6 8万 m2 ，基 础埋 深 为一 1 9 ． 5 0 r n ．局部 为一 1 2 ． 1 5 m。以 图示方法探讨 了合 理划分超长大体积混凝 土结 构施 工区域 段 方 法， 归纳了跳 仓法施 工的具体 步骤 ． 分 析 了针对本 工程 特点采取 的施 工技 术措施和 组织措施 ， 重点介绍 了后 浇带施工技术措施 、 施工缝处置技术措施 、 钢 管混凝土柱 浇筑 方法、 顶板混凝土 防收 缩裂缝措 施 ， 可 为类似 工程施 工提供参 考 关键 词 超 长混凝 土结构 ； 裂缝 ； 跳 仓法 ； 后 浇带 ； 施工缝 ， 抗渗性能 Ab s t r a c t T h e t w o - fl o o r u n d e r g r o u n d b a s e me n t p r o j e c t o f T a i z h o u fi n a n c i a l s e r v i c e c e n t r e w i t h a一 1 9 ． 5 0 m e t e r e m b e d d e d d e p t h o f fou n d a t i o n a n d 一1 2 ． 1 5 me t e r l o c a 1 b u rie d d e p t h c o v e r s a n a r e a o f a b o u t 1 8 6 ． 8 0 0 s q u a r e me t e r s ．I l l u s t r a t ． i n g a s a n i mp o r t a n t c a r r i e r ,t h e r e a s o n a b l e d i v i s i o n f o r c o n s t r u c t i o n a r e a s o f s u p e r l o n g c o n c r e t e s t ruc t u r e c o n s t ruc t i o n i s d i s c u s s e d ， w i t h a s u mm a r y o f t h e p r o c e s s e s o f t h e j u m p w a r e h o u s e c o n s t r u c t i o n ， m e a s u r e s o f c o n s t ruc t i o n t e c h n o l o g y a n d o r g a n i z a t i o n a l me a s u r e s o f t h i s e n g e n e e fi n g a r e a n a l y z e d ， p r o c e s s e s o f t h e c o n s t ruc t i o n o f p o s t c a s t s t rip ， t r e a t me n t o f c o n ． s t r u e t i o n j o i n t s ， t h e p r e v e n t i o n o f r o o f c o n c r e t e s h ri n k a g e c r a c k a n d c o n c r e t e - fi l l e d s t e e l t u b e a r e i n t r o d u e t e d ， w h i c h c a n p r o v i d e r e f e r e n c e fo r p r o j e c t s ． K e y w o r d s L o n g c o n c r e t e s t ruc t u r e ； C r a c k ； J u m p w a r e h o u s e me t h o d ； B a c k s t ri p ； C o n s t r u c t i o n j o i n t s ， I m p e r me a b i l i t y 中图分类号 T U 7 4 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 0 4 6 3 7 2 0 1 5 1 1 8 1 一 O 5 1 工程 概况 江苏泰州金融服务 区新建 工程总建筑 面积约 7 4万 m。 ， 其办公 、 投 资分析及资本运作支持功能分 区 ， 格局布设 匠心独具 ， 井然 有序 ， 若干多层及高层 建筑环绕着双子楼 一幢 5 8层 高 2 2 0 m ， 一幢 3 9 层 高 1 6 0 m ， 整个服务区主体建筑群落造型优雅 ， 外观效果图见 图 1 。该金融服务区建设平战结合的 二层整体地下室建筑 面积 1 8 6 8 3 3 m ，其 中泊 车位 3 5 0 0个 。整个工程东西向总长约 5 1 0 ． 5 m， 南北 向总 宽约 1 8 3 ． 7 m，采用 柱下桩承 台钢筋混凝土筏板基 础。地下负二层地面标高为一 1 0 ． 0 0 m， 负一层楼面标 高为一 6 ． 0 0 m。该金融服务 区地上部分各单体结构形 式有钢管混凝土柱一 核心筒 、 型钢混凝土框架一 核心 图 1 泰 州金融服务 区立面效果 图 筒 、 钢筋混凝土框架一 剪力墙 、 钢筋混凝 土框架一 核 心筒、 钢筋混凝土框架结构等。该服务区各主楼位 置承 台厚 度如 表 1所示 。 表 1 泰州金融服务 区各 主楼 位置承台厚度 mm 2工 程结 构施 工 区域 段 的 划分 2 ． 1 施工区域 段 划分方案 本工程分成 四个水平施工区域 同时组织施工 ， 基金 项 目 中 国职教学 会 院校技 能竞 赛工作 委 员会 2 0 1 5 2 0 1 6年规 划课 题项 目 j s p y 2 0 1 5 0 1 0 。 即 A 区 2 6 9 0 1 m2 , B区 1 9 5 4 3 mz , C区 2 3 4 0 6 m2 , D 区 2 2 7 7 4 m ， 总平面布置如图 2所示 。依后浇带和施工 缝将地下室整体工程划分为多个施工段 ， 并划分为 底板、 柱墙 、 中板 、 柱墙和顶板五个垂直施工段 ， 组 织平行 流水 施工 。 一 81 2 0 1 5年第 1 1 期 混凝土与水泥制品 总第 2 3 5期 永定 路 图 2地下室整体工程施工现场总平 面布置 图 2 ． 2跳 仓 法施 工 本工程采用跳仓法施工 ， 跳仓最大分块尺寸 ≤ 4 0 m， 跳仓 间隔施 工 时 间 ≥7 d ， 采用 一 次性 斜 面 分层 连续不问断浇捣 。 预先在底板钢筋马凳腿上涂刷红 色油漆作为分层厚度标志 ， 底板采用斜坡形式分层 振捣 ，泵送混凝土靠重力流作用形成斜 面坡度 ， 坡 度控制在 1 ／ 5 ， 将浇筑层底层作为振捣工作起始点 ， 并逐渐上移 ． 沿长边方向从近端 向远端展开 。施工 期 间 ， 按后浇带 、 施 工缝分成若干施工段 ， 钢筋 、 模 板 、混凝土工程依序 以跳仓法分别组织流水施工 ， 施工示意图见图 3 1 1 。图 3中分别以粗实线 、 细实线 表示后浇带与施工缝 ， 分别 以 、 圈、 口表示 该阶段完成底板 、 已完成底板及待施工底板。 施 工 由南 北 向 中 间逐渐 展 开 ， 再 由 中间 向 东 西 两 边逐 渐 展 开 ， 按后 浇 带 和施 工 缝分 块 方 案 进 行 流 水施工 ， 如图 3 h 所示。 地 下 室 底 板 、 板 墙 、 顶 板 分 开 浇 筑 ， 施 工 顺 序 为 底板一外板墙一 中板和内板墙一外板墙一 顶板 a 跳仓法施工第 1阶段 b 跳仓法施工第 2阶段 c 跳仓法 施工第 3阶段 d 跳仓法施工第 4阶段 一 8 2 一 g 跳仓法施工第 7阶段 e 跳仓法施工第 5阶段 f 跳仓法施工 第 6阶段 h 流水施工示意 图 i 土方施工运输便道 图 3跳仓 法施工示意图 吴龙生 ， 周迅 ， 许飞 ， 等 图解超长大体积混凝土结构施工关键技术 和 内板墙 施工流程为 放线 砌砖侧模一 浇筑垫层一 防 水 层施工 细石混凝土保护层施工一绑扎底 板钢 筋一 吊模 、 焊接止水钢板一浇底板混凝土一 搭设 板 墙支撑排架一绑柱 、 板墙钢筋_ 立模板一浇筑板墙 混凝 土一搭设 顶板支撑排架一 绑扎顶板钢筋一 浇 筑顶板混凝 土。 施工期 间保 留地下室 中问东西走 向的土方 运 输便道 ， 东西两端坡道作混凝土硬化处理 ， 所有材 料 、 机械均可利用便道进出基坑 ， 如图 3 i 所示。待 南北两端地下室封顶后 ， 土方便道 由中间向东西两 边 退 出 ， 直 至地 下室 施工 完毕 。 3根据本 工 程特 点所 采取 的针对 性措 施 3 ． 1 超长超宽大体积混凝土结构施工技术措施 3 ． 1 ． 1 严控商品混凝土质量 严 格控 制 骨 料 级配 和 含 泥 量 、优 选 外 加 剂 、 优 化配合 比设计。混凝土拌合物人模坍落度必须控制 在 1 1 0 ～ 1 7 0 m m、砂率控制在 3 8 ％～ 4 5 ％、拌合用水 量 ≤1 7 5 k g ／ m 。 1 选用 低碱型混凝土膨胀剂 ， 掺量按试 验确 定的 8 ％实施 ， 以产生足够的有效膨胀 ， 且可部分补 偿 混凝土温降阶段 的温度收缩 以及胶凝材料 在水 化 时的 自收缩 。 2 选用 聚羧酸类减缩抗裂减水剂 ， 以降低混 凝土每 m 胶凝材料用量 以及用水量 ， 并快速形成结 构早期抗力 ， 抑制混凝 土结 构的开裂 ， 确保结 构的 使用寿命。 3 使用 高性 能工程纤 维 ， 以抑制混凝土 早期 塑性开裂和后期干燥收缩开裂 ， 增强结构 的抗裂能 各 分区分块混凝 土浇筑 时配备 两台混凝土汽 车泵 5 2 m ，其理论最大排量 为 1 4 0 m3 ／ h 台 低 压 。根据计算得知， 使用混凝土运输罐车 ≥2 3辆 ． 为防施工冷缝 ， 要求混凝土供应量 ≥1 8 7 m 3 ／ h 3 ． 1 ． 3 混凝 土浇筑 按程序要求优化配筋方案 ，以强化节点抗渗 ． 高度重 视通 长筋搭接 、 底板 、 承台加 筋等隐蔽工程 过程控制工作 ，加筋示意图如图 4所示 。自检 、 互 检 、 交接检环环相扣 ， 浇筑前 预埋冷却水管 以降低 混凝土 内部水化热 ， 并严格控温工作程序 。各施工 段一次性 连续浇筑 ， 严 防出现冷接头 ， 并采取有效 措施加强地下室底板混凝土保温养护工作l l _ 。 1 加快浇筑速度 ， 避免产生施工冷缝 ， 合理划 分浇筑单元 ， 确保分段 、 分层、 连续不间断施工。 2 采用 0 5 0 mm插入式振捣棒进行振捣 ， 确保 梁 、 柱 、 墙 相 交部 位 的振 捣 密 实 ， 采 用 0 3 0 m m 插 入 式振捣棒对上述钢筋密集区进行振捣 3 泵送混凝土坍落度较大 ， 首次振捣沉实到 位率较低 ，故采用复振 以消除混凝土的塑性收缩 ， 同时强化底板表面抹压工作 ， 以消除混凝土的塑性 收缩 。 4 采取有效措施使泌水有序流人底板 的集水 井内 ， 并及时用真空泵吸出。 3 ． 1 ． 4强化混 凝 土测 温工作 在混凝土 中预埋测温探头 ， 沿着混凝 土浇筑体 厚 度方 向 ， 采 用 预埋 金 属 电偶 布置 测 温点 外 面 、 底 面 、 中间温度测点。每个竖向位置设置的测温点≥3 处 ， 0 ． 5 m≤间距 b竖 ≤1 ． 0 m；每 个横 向设置 的测 温 点≥4处 ， 0 ． 5 m≤间距 b槽 ≤1 0 m t2 1 。 力Ⅲ， 其掺量经试验后确定为 0 ． 9 k g ／ m 。 3 ． 2 建筑物抗浮验算 3 ． 1 ． 2 混凝土供货速度要求 地下室外墙以及附加 防水层施工完毕后 ． 随即 鲻 蜒 趟 凶 挺 d Ⅱ n 睡 一 I 州 ． 蠕 鑫 一 I o 晤 罪 霪 聘 中 L J 3 { } 接 话 聒 I d Ⅱ d Ⅱ 嚼 瞄 。 o I b 承台加筋 轻 I o 蒹 1 妪 j 票 界 圈 }荽 稚 揠 妄 姐 4rr 姐 博 瞄 h饕 蒺 ． 酞 一 1 0 。 a 通 长筋 搭接 c 底板加筋 图 4 通 长筋搭 接及 承台 、 底板加筋示 意图 单 位 mm 卡 -h ’ J 、 卡 图 5 外墙施工缝做法 单位 mm 一 8 3 2 0 1 5年第 1 1期 混凝土与水泥制品 总第 2 3 5期 进行基坑 回填土 ，抗 浮验算合格后再拆 除井点设 备 。抗 浮 验 算 要求 结构 重 力／ 浮力 ≥1 - 3 ， 浮力 根 据 水 位观 测孔 确定 。 3 - 3后 浇带施 工 技术措 施 1 后 浇 带 内钢 筋 配 筋严 格 按 设 计 的构 造 要 求 实 施 ， 锚 人 两边 应不 小 于 。 如 图 4 。 2 按设计要求 ， 后浇带施工应待 主体 顶板混 凝土封顶后 ， 并使用 比设计强度高 出一个等级 的补 偿收缩混凝土进行浇筑 。后浇带混凝土微膨胀剂掺 量取允许掺量的上限。 3 本 工 程 采用 后 浇 带 四周 砌 一 皮 砖进 行 蓄 水 养 护 2 8 d 。 3 ． 4 施 工缝 节点 处置 措施 3 ． 4 ． 1 施工 缝 留设 地下 室 外墙 水 平施 工 缝 竖 向 、 水 平 向防水 及 人 防区域 防水均采 用止水 钢板 ，具体做法如 图 5所 示 。外墙 、 底板及顶板施工缝均设防水附加层 每道 施工缝均在断面处加 1 2钢筋焊接 网架 ． 以支撑双 图 6 基 础底 板 、 外墙后浇带 大样 图 单位 mm 8 mm钢 筋焊 网 广 3 厂 m m x 3 0 0 一 查旦堕工堇 Q Q m 用钢 钉钉 实 ＼ 塑 曼 墅 底 板施 工 缝做 法 防水层 2 宽 负二 层 顶板施 T 缝做 法 8 4 外墙 及 负一层 顶 板施 工缝 做法 图 7 施 T缝 节 点 处 理 层 密 目钢 丝 网 ；网架钢 筋 水 平支 撑 间距 为 2 0 0 mm， 立 杆 间距 为 4 0 0 m m． 基 础 底板 及 外 墙后 浇 带 大样 见 图 6 ， 施工 缝 节点处 理 见 图 7 。 3 ． 4 ． 2施工 缝处 理 清除接缝表 面的水泥浮浆及软弱混凝土层 剔 除钢筋上 的锈斑及浮浆 ； 适当凿毛并清洗 旧混凝土 表面 ， 并使其在浇筑新混凝土前保持湿润 ； 板 的施 工 缝 应 与板 面垂 直 ．梁 和柱 的施 工缝 必 须 与 梁 、 柱 轴 线垂 直l 3 。 3 ． 5 不同强度等级混凝土界面处理 本工程部分柱 、 剪力墙混凝土强度等级 比梁板 混 凝 土 的强 度 等 级高 ． 梁 柱 节 点核 心 区 的混 凝 土浇 捣方法应预先作技术交底 ， 并按柱一梁一楼板的顺 序进行施工。柱混凝土输送就位后 ， 进行分层振捣 ， 并 在 楼 面梁 板交 界 处 留设 4 5 。 斜 面 ．在混 凝 土 初凝 前完成楼面梁板混凝土的泵送浇筑 ．如图 8所示 。 浇 捣 楼 层 柱 、 墙 、 梁 、 板 混 凝 土 时 ， 在 柱 顶 梁 底 处 留 设施工缝 ， 以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇 捣 时 间 ， 避 免 高 、 低 强 度 等 级 混 凝 土 的邻 接 面形 成 冷 缝 ，同 时对 梁柱 节 点 钢 筋 密集 的 核 心 区加 强 振 捣 ， 以消 除漏振 盲点 。 图 8 不 l司强 度 等 级 混 凝 土 界 面处 理 单 位 mm 3 ． 6 钢 管混 凝 土柱 的浇筑 本 工 程 5 、 6 楼 核 心 筒 柱 设 计 为 钢 管 混 凝 土 柱 ， 柱 直 径 2 m， 钢 管 直 径 1 ． 5 m， 钢 管 高 1 2 ． 4 m， 混 凝 土设计强度为 C 6 0 ，采用高抛 自密实法进行混凝土 的浇筑 。地下室部分钢管为一次性 吊装 到位 ， 采用 导 管 法浇 筑 。 1 在钢管底部 或楼层标 高上 2 0 c m处对称设 置 2 c m直径的排气孔 ，上下两层排气孔呈 9 O 。 垂直 方 向布置 。混凝 土 浇筑 完成 后采 用相 同材 质 的钢 材 进行封堵。 2 预先清 理 管 内杂物 与积 水 ， 再浇 筑一 层 与混 凝 土 强 度 等 级 匹配 的水 泥 砂 浆 ，厚 度 为 1 0 0 ～ 2 0 0 mm。 以防自由落体的粗骨料发生弹跳现象。 3 采用直径 1 5 0 mm的泵管作导管 ， 在汽车泵 吴龙生 ， 周 迅 ， 许飞 ， 等 图解超长大体积混凝土结构施工关键技术 钢 管柱钢 管柱 2 5 0半径 半径．2 5 0 导管 灌浆 料 图 9 导 管 法 浇 筑 混凝 土 单 位 mm 软管头部位接 3根 3 m长泵管 ，将导管伸人钢管底 部 ， 并保持其在混凝土 内 l m的埋深 ， 随放料情况缓 慢提升 ， 直到浇筑完毕 ， 如 图 9所示 。 4 用长振动棒振捣浇筑 的混凝 土 ， 密插短振 ， 逐层振捣。振捣棒须插入下一层混凝土中 5 ～ l O e m。 按梅花形均 匀布置振捣棒插点 ．每点振 捣时间 ≥ 6 0 s ， 按序 进 行逐 点移 动 ， 不得 漏 振 。 管外 辅 以木槌 敲 击 ， 根据声音判别混凝土密实与否。 5 混 凝 土 一 次性 浇 筑 到 地 下 室顶 板 上 离 钢 管 顶端 5 0 0 ram处 ， 以防吊装上一层钢管时焊接高温影 响 混凝 土 质量 。 6 竖 向结 构 浇 筑 至最 后 柱 顶 表层 时会 聚集 大 量水和砂浆 ， 应先将水抽排 出钢管 ， 然后按设计要 求补充骨料 ， 确保混凝土强度均匀。混凝 土浇筑完 毕后立即用塑料布覆盖养护 。 7 单独浇筑钢管外混凝 土 ， 施 工缝 留设 于梁 下 口及楼面上。 3 ． 7地下室顶板混凝土防收缩裂缝措施 1 混凝土浇筑过程 中 ， 指定 专人看 护模 板和 钢筋 ．特别要加强上层负弯矩钢筋保护层的管理 ， 防止因上层负弯矩钢筋 的位置发生变化而导致 在 混凝土表面产生塑性收缩裂缝。 2 为防止混凝土 的收缩裂缝 ， 除严格控制 混 凝土 的水灰 比外 ，二次复振于混凝 土初凝前进行 ． 有利 于减少气泡 ， 消除塑性收缩 ， 确保混凝土密实 。 混凝 土浇筑完 毕后 ， 终凝前适 时抹压表面 。 以防其 表面产生塑性收缩裂缝嘲 。 3 地 下 室顶 板 混 凝 土 采 用 补偿 收缩 混 凝 土 ． 掺入 1 2 ％J M一 Ⅲ型外加剂 3 ． 8 预 防后 浇带 、 洞 口长期 暴露 的措 施 本工程设计设置 的沉降后浇带需待 主体封顶 或主楼沉降稳 定后封闭 ， 保 留时间较长 ， 为保证后 浇带质量 ， 应特别重视成 品保护工作。 1 后浇带两侧设 2 5 c m高标准砖带 ， 中间加盖 模 板 ， 防止 施工 过程 中杂 物进 入后 浇带 。 2 为便 于顶板及时覆土 ， 后浇带两侧码砌 挡 土墙 ， 并粉刷外侧 ， 再在顶部盖好预制盖板。顶板防 水施 工 时 ， 防水 卷 材 应 跨 越 后 浇 带 ， 先 揭 去 防水 层 及预制盖板 ， 然后封闭后浇带 。 3 本 工程 预 留 的洞 13主要 有 为 地上 建 筑 施 工 服务 的塔吊预 留洞 13、 汽车坡道等 ， 为避免泥水 、 雨 水 流入 地 下 室 ， 要 在 洞 1 3 周 边 砌 挡 土 墙 ， 并 在 中 间 施 以带泛水坡度 的轻钢龙骨 。 上盖彩钢板。 4结语 超长 、 超 宽 、 大体积混凝土施工 的重点是 防裂 与抗渗。本工程施工时紧扣后浇带施工 、 施工缝处 置 、 钢 管 混 凝 土 柱 浇 筑 、 顶 板 混凝 土 防 收缩 裂缝 技 术等重点环节 ， 采 取有效措施 ， 选用优 材 ， 强化检 验， 多道防线 ， 层层设防 ， 严格施工过程控制管理 [6 1 。 工程实践应用结果表明 ， 本工程所采用 的施工方案 得 当、 施工步骤合理 ， 施工质量完全符合设计要求 。 参考 文献 【 1 ] 王铁 梦． 工程结 构裂 缝控 制[ M] ． 北京 中国建 筑工 业 出版 社 ， 1 9 9 7 ． [ 2 ] 耿建勋， 耿永 常， 张克旭， 等． 盖挖逆作地下工程底板 大体积 混凝土施工研究『 J 1 ． 地下空间与工程学报， 2 0 1 0 2 3 6 4 3 6 8 ． 【 3 】 吴龙生 ． 某运 河大桥 工程施工 质量保 证措施 探讨[ J ] ． 人 民 长江， 2 0 0 9 7 9 2 9 3 ，9 6 ． 【 4 ] 朱伯芳． 大体积混凝土温度应力 与温度控制[ M】 ． 北京 中国 水利水 电出版社． 2 0 1 2 ． 【 5 】 贾应 春， 程宝辉． 大体积混凝 土施 工温度控 制基本思 路[ J ] ． 世界桥梁。 2 0 0 5 1 7 5 7 7 ． [ 6 】 吴龙生， 吴荷 芬． 建造师市 政实务与管理考试通关宝典[ M 】 ． 南京 东南 大学出版社， 2 0 1 3 ． 收稿 日期 2 0 1 5 0 7 1 2 作者简 介 吴龙生 1 9 6 5 一 ， 男 ， 副教授 、 硕士。 通讯地址 扬州职业大学土木工程学院 联 系电话 1 3 6 6 5 2 9 1 0 9 7 E- ma i l 1 3 1 8 2 0 1 1 3 2 2q q ． c om 一 8 5