超长无缝的施工方案.doc

咸宁碧桂园淦河茶韵二期工程地下室项目补偿收缩混凝土连续无缝施工方案 编制人： 审核人： 岳阳建设工程集团有限公司2012年4月25日目 录1、工程概况12、工程特点及施工难度13、补偿收缩混凝土无缝施工技术13.1补偿收缩混凝土裂缝控制的基本原理13.2无缝设计的理论依据之一：应力分析23.3无缝设计的理论依据之二：变形分析24、主要施工技术措施34.1膨胀加强带的设置34.2补偿收缩砼施工技术要求55、混凝土配合比设计75.1对原材料的要求75.2补偿收缩混凝土配合比设计要求76、混凝土的施工86.1原材料计量86.2混凝土搅拌86.3混凝土浇筑86.4混凝土面标高控制96.5混凝土养护96.6施工缝、防水节点和施工缺陷的处理措施106.7质量保证措施10说 明本方案的依据：1. 补偿收缩混凝土应用技术规程（JGJ/T178-2009）2. 地下工程防水技术规范（GB50108-2008）3. 大体积混凝土施工规范（GB50496-2009）4. 混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-2003）5. 补偿收缩混凝土防水工法1992年建设部批准为国家级工法（YJGF22-92）6. 中国建筑材料科学研究院补偿收缩混凝土超长钢筋混凝土结构无缝设计和施工方法(专利号：93117132.6)7. 碧桂园北地块二期（淦河茶韵二）地下室设计文件以及现行施工技术规范等有关文件，结合同类工程补偿收缩混凝土施工实践经验编制。以从施工技术方面采取综合措施，加强施工过程控制，有效地控制本工程底板、顶板及侧墙上有害裂缝的产生。本方案涉及的范围：用于咸宁碧桂园淦河茶韵二期工程地下室项目地下室底板、顶板和侧墙中的混凝土。本方案中未尽事宜，按设计文件和相关施工规范执行。1、工程概况咸宁碧桂园淦河茶韵二期工程地下室项目的设计单位是广东博意建筑设计院有限公司，由咸宁碧桂园房地产开发有限公司承建。本工程长约279米，宽约135米。地下室底板、顶板、梁、及外墙混凝土设计强度等级为C30，抗渗等级设计为S6。根据设计要求本工程地下室侧墙、底板、顶板采用补偿收缩混凝土无缝施工。2、工程特点及施工难度本工程为超长的钢筋混凝土结构，结构及工程条件复杂，施工技术要求较高。除必须满足强度、刚度、整体性和耐久性外，还存在超长结构裂缝控制及结构防水问题。所以，如何控制混凝土硬化期间由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度应力和混凝土干缩应力的共同作用，导致钢筋混凝土结构的开裂，破坏结构防水封闭性及耐久性，将成为设计、施工技术的关键。为加快施工进度、缩短工期，提高结构的整体性，保证工程的防水质量，本工程采用砼高效抗裂防水膨胀剂配制成补偿收缩混凝土进行无缝施工，根据中国建筑材料科学研究院的超长钢筋混凝土结构无缝设计和施工方法专利技术（专利号93117132.6），通过将伸缩后浇带改为膨胀加强带，达到节约工期及裂缝控制的目的。3、补偿收缩混凝土无缝施工技术3.1补偿收缩混凝土裂缝控制的基本原理钢筋混凝土结构产生裂缝的原因复杂，就材料而言，混凝土水化硬化过程中产生的干缩、冷缩、化学减缩、塑性收缩等是主要原因。采用膨胀剂拌制的补偿收缩混凝土是结构抗裂和自防水的理想材料，膨胀剂在水化过程中形成大量钙矾石晶体，使混凝土产生适度膨胀，在钢筋和邻位的约束下产生0.20.7MPa的预压应力，这一预压应力可大致抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩应力，从而使结构不裂或把裂缝控制在无害裂缝(有防水要求,缝宽小于0.2mm)的范围内。补偿收缩混凝土的工作原理：当砼膨胀时，砼中的钢筋对它的膨胀产生限制作用，钢筋本身也因与砼一起膨胀而产生拉应力s，同时砼中产生相应的压应力c。当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则AccAssAsEs2 设 AsAc则cEs2 式中：c-混凝土预压应力，MPa； As-钢筋截面积； -配筋率，； Ac-混凝土截面积； Es-钢筋弹性模量，MPa； 2-混凝土的限制膨胀率(也即钢筋伸长率)。由上式可见，c与2成正比例关系，而限制膨胀率随膨胀剂掺量的增加而增加，所以，可以通过调整膨胀剂的掺量，使混凝土获得不同的预压应力。3.2无缝设计的理论依据之一：应力分析“无缝设计”是相对的，根据工程结构具体情况，可无缝或少缝。这里的“缝”指的是释放收缩应力的后浇带或永久伸缩缝，不包括沉降缝。其设计思路是“抗放兼施，以抗为主”。即以掺砼高效抗裂防水膨胀剂的补偿收缩混凝土作为结构材料，其在水化硬化过程中产生膨胀作用，该膨胀由于受到钢筋和邻位的约束，能在结构中建立一定的预压应力C，由此来抵抗收缩变形时产生的拉应力，防止混凝土开裂。必须指出，钢筋或邻位的约束（或限制）对于补偿收缩混凝土而言是至关重要的因素。补偿收缩混凝土用于超长结构无缝施工，其限制膨胀（2）设计和设定非常重要。2偏小则补偿收缩能力不足，无缝施工难以实现；2过大，对混凝土强度有明显影响。经大量试验研究与工程实践证明，替代混凝土中的胶凝材料，对强度无影响，限制膨胀率适宜，2（2.03.0）104，在配筋率0.2%0.8%的条件下，可在结构中建立0.20.7MPa预压应力，这一预压应力值可以抵消混凝土在硬化过程中因温度和干缩产生的拉应力，从而防止混凝土收缩开裂，或把裂缝控制在无害裂缝范围内（小于0.2mm）。基于这一“抗”的原理，采用后浇缝的间距延长至60m是安全的，比规范2040m增加一倍左右。这是无缝设计概念中的“少缝”含义，已成功应用于结构设计中。3.3无缝设计的理论依据之二：变形分析根据我国著名的水泥混凝土专家，中国工程院院士吴中伟教授关于补偿收缩混凝土的基本理论和观点，防止混凝土开裂，有如下判据：2（StSdCT）SK （1）式中2 限制膨胀率；St 冷缩率；Sd 干缩率；CT 受拉徐变率，徐变CT对补偿收缩防止开裂是有利因素；SK 极限延伸率。满足上述判据，就不必设伸缩缝，否则应设伸缩缝。当不掺时，规范规定约30m设一道伸缩缝，以避免收缩应力从自由端沿长向积累，引起中段开裂。我国著名的裂缝专家王铁梦教授通过对结构物应力应变分析与计算，求得了平均伸缩缝间距（或裂缝间距），计算公式如下。详见（工程结构裂缝控制一书）L1.5 arcosh|T|/（|T|Sk） （2）式中H 底板厚度或侧墙高度（mm）；E 混凝土弹性模量（MPa）；Cx 基础的水平阻力系数Nmm3，配筋混凝土1.01.5Nmm3； 混凝土的线性膨胀系数，取1.0105；T 为综合温差，普通混凝土TT1T2，补偿收缩混凝土TT1T2T3（T1混凝土因水泥 水化热而引起的温升值；T2混凝土的收缩当量温差；T3补偿收缩混凝土的膨胀当量温差）；T约束体与被约束体的相对自由温差变形（mm）； SK混凝土的极限拉伸值； arcosh双曲余弦函数的反函数。该公式是用极限变形计算伸缩缝间距。这表明王铁梦的裂缝间距计算公式在极限状态下其本质同吴中伟的防止混凝土开裂的判据公式完全一致。由上式可见，温差或收缩很重要，一般总是T大于SK。它们的差距越大，伸缩缝间距越小；差距越小，伸缩缝间距越大。如设法使约束程度下降，即可增大伸缩缝的间距。如TSK，则L，即在理论上建筑物任意长度均可取消伸缩缝。这就需要降低温差或减小混凝土收缩，提高混凝土的极限拉伸SK。然而，提高混凝土的SK是十分困难的，只有设法降低混凝土的水化热和收缩，即控制裂缝原则是TSK，这是“抗”的办法。工程实践表明，在混凝土中掺入适量的，由于混凝土的膨胀可补偿混凝土的冷缩和干缩，可显著地减少T，从而可延长伸缩缝的间距。4、主要施工技术措施4.1膨胀加强带的设置本工程地下室为超长结构,设计采用补偿收缩无缝施工技术方案，设计考虑沿长度方向每隔50m左右设置膨胀加强带（位置见图一），加强带宽2000，作法见图二。补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T178-2009规定，用于后浇带和膨胀加强带的混凝土设计强度等级应比两侧混凝土提高一个等级，对0.00以下（包括0.00楼板）整个地下室底板及侧壁的膨胀加强带内加适量高效抗裂防水膨胀剂 ；同时在非膨胀加强带中加 适量的砼高效抗裂防水膨胀剂。整个地下室顶底板及侧壁均在对应位置设置膨胀加强带。施工时应严格按照中国建材科学研究院开发的超长钢筋混凝土无缝设计施工方法专利技术（专利号 93117132.6）的要求进行。施工时与已获得该向专利技术使用权的厂家及单位的技术人员紧密配合。同时专利厂家对产品质量及专利技术负责。砼高效抗裂防水膨胀剂具体用量根据设计要求按试配结果确定。本工程地下室底板膨胀加强带布置简图（见附图一）补偿收缩混凝土的限制膨胀率取值如下：用途限制膨胀率（%）水中14d水中14d转空气中28d用于补偿混凝土收缩0.015-0.030用于后浇带、膨胀加强带和工程接缝填充0.025-0.020本工程设计限制膨胀率值如下：结构部位限制膨胀率（%）地下室顶板、顶梁0.015地下室外墙0.020顶板膨胀加强带0.025底板后浇带0.0254.2补偿收缩混凝土施工技术要求：补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T178-2009规定膨胀加强带一般设在原设计留有后浇带的部位，收缩应力比较集中，需要采用自应力大的补偿收缩混凝土对两侧混凝土进行强化补偿。后浇式或间歇式膨胀加强带可以在浇筑完两侧膨胀混凝土的任何时间回填浇筑，墙体要求采用后浇式膨胀加强带，7天后回填。膨胀加强带浇筑方式宜按下表进行选择：补偿收缩混凝土浇筑方式和构造形式结构类别结构长度L(m)结构厚度H(m)浇筑方式构造形式墙体L60-连续浇筑连续式膨胀加强带L60-分段浇筑后浇式膨胀加强带板式结构L60-连续浇筑-60L120H1.5连续浇筑连续式膨胀加强带60L120H1.5分段浇筑后浇式、间歇式膨胀加强带L120-分段浇筑后浇式、间歇式膨胀加强带根据以上要求，结合设计要求，本工程地下室“外墙采用后浇式膨胀加强带”，7天后回填；顶板和底板采用“连续式膨胀加强带”；底板和顶板的后浇式膨胀加强带可以在两侧混凝土浇筑完后的任意时间回填。”进行施工。膨胀加强带三种浇筑方法如下：连续式膨胀加强带1- 补偿收缩混凝土；2-密孔铁丝网；3-膨胀加强带混凝土间歇式膨胀加强带1-先浇筑的补偿收缩混凝土；2-施工缝；3-钢板止水带；4-后浇筑的补偿收缩混凝土；5-密孔铁丝网；6-与膨胀加强带同时浇筑的补偿收缩混凝土后浇式膨胀加强带1-补偿收缩混凝土；2-施工缝；3-钢板止水带；4-膨胀加强带混凝土1、 补偿收缩混凝土施工技术要求（1）水泥品种与用量、掺合料用量、混凝土配合比等均应严格按照混凝土外加剂应用技术规范（GBJ50119-2002）中第8.5条要求施工。（2）补偿收缩混凝土的拌合时间要比普通混凝土延长30秒。（3）混凝土计划浇筑段内连续以阶梯式推进浇筑混凝土，浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。混凝土应振捣均匀，不得漏振、欠振和过振。混凝土终凝前，应采用抹面机械或人工多次抹压（不少于3次）。（4）采取措施降低混凝土的入模温度，严格控制混凝土的中心温度与环境平均温度之差小于25，且应采取措施减缓降温速度。（5）底板、楼板（梁）表面抹压后覆盖，混凝土硬化后，应蓄水养护或用湿麻袋覆盖（并定时洒水、淋水），保持混凝土表面潮湿，养护时间不应小于14天。竖壁墙体宜用保湿较好的胶合板支模，在墙顶部设水管慢淋养护，拆模时间不少于5天，拆模后用湿麻袋紧贴墙体覆盖，并浇水养护，保湿养护时间不少于14天。2、膨胀加强带的配筋及施工做法混凝土膨胀加强带位置图一，带的两侧布置5*5的密孔钢丝网，钢丝网垂直布置在上下层（内外层）钢筋之间，将带内混凝土与带外混凝土分开。带中钢筋不应切断，也不应在该范围内搭接，膨胀加强带中的加强钢筋，应分别固定在上下层钢筋上，带内外混凝土连续浇筑。加强带配筋图如下：5、混凝土配合比设计5.1对原材料的要求（1）水泥 宜选用强度等级大于等于42.5级的普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥。不得采用过期或者受潮结块的水泥，并不得将不同品种或不同强度等级的水泥混合使用。（2）粉煤灰 应选用二级以上粉煤灰，不得使用高钙粉煤灰。（3）粗骨料 宜选用最大粒径不超过40mm连续级配的碎石，含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.5%，骨料中针状和片状应小于15%（重量比）。（4）细骨料 宜采用中砂，不得采用细砂，含泥量不应大于2.5%，泥块含量不应大于1%。（5）膨胀剂 选用砼高效抗裂防水膨胀剂,其技术指标应符合GB23439-2009混凝土膨胀剂标准要求。（6）减水剂 其技术指标应符合GB8076-2008混凝土外加剂标准要求。5.2补偿收缩混凝土配合比设计要求（1）水胶比不得大于0.50，有侵蚀性介质时水胶比不宜大于0.45。（2）砂率宜为3540，泵送时可增至45。（3）灰砂比宜为1:1.51:2.5。（4）防水混凝土采用预拌混凝土时，入泵坍落度宜控制在140160mm，坍落度每小时损失值不应大于20mm，坍落度总损失值不应大于40mm。（5）掺加引气剂或引气型减水剂时，混凝土含气量应控制在35。（6）补偿收缩混凝土单位胶凝材料用量应不小于300 kg/m3，用于后浇带的补偿收缩混凝土，其单位胶凝材料用量不应小于350kg/m3。6、混凝土的施工6.1原材料计量该工程补偿收缩抗渗混凝土，设计抗渗等级为S6，混凝土膨胀剂采用砼高效抗裂防水膨胀剂，其产品质量必须满足混凝土膨胀剂（GB23439-2009）中的各项指标要求，且必须按其检验规则进行检验，经检验合格方能用于工程中。产品说明书中的推荐掺量可做参考，但最终的掺量必须按补偿收缩混凝土限制膨胀率设计值通过混凝土配合比试验确定。同时要求限制干缩率、抗压强度以及其它有关性能指标必须满足混凝土外加剂应用技术规范（GBJ50119-2002中的要求。补偿收缩混凝土的各种原材料应采用专用计量设备进行准确计量。计量设备应定期校验，使用前进行零点校核。原材料每盘称量的允许偏差应符合下表规定。原材料每盘称量的允许偏差材料名称允许偏差（%）水泥、SY-G、矿物掺合料2粗、细骨料3水、外加剂26.2混凝土搅拌（1）膨胀剂投料应做到准确可靠，严格执行混凝土配合比并符合计量要求。试验室技术人员对外加剂投料、混凝土生产应24小时跟班监督。（2）及时测定砂、石的含水量，以便及时调整混凝土拌合用水量，严禁随意增加用水量。（3）对混凝土配比的执行及外加剂计量准确性建立定期或不定期抽查制度。确保混凝土生产质量。（4）混凝土搅拌时间：补偿收缩混凝土应搅拌均匀。对预拌补偿收缩混凝土，其搅拌时间可与普通混凝土的搅拌时间相同，现场拌制的补偿收缩混凝土的搅拌时间应比普通混凝土的搅拌时间延长30s以上。6.3混凝土浇筑（1）在计划浇筑区段内连续浇筑混凝土，不得中断；混凝土浇筑以阶梯式推进，浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。对于大体积混凝土可采取全面分层连续浇筑方法，混凝土浇筑层厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。当采用泵送混凝土时，混凝土浇筑层厚度不宜大于500mm；当采用非泵送混凝土时，混凝土浇筑层厚度不宜大于300mm；具体参考下图。（2）补偿收缩自防水混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振、也不可过振。混凝土应采用高频机械振捣密实，振捣时间一般10s为宜，应使混凝土表面浮浆，无气泡，不下沉为止。使用插入式振动器应做到快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为300-400mm），与模板的距离不应大于其作用半径的0.5倍，并不应碰撞模板、钢筋和预埋件。对于本工程中的大体积混凝土宜采用二次振捣工艺。（3）底板、楼板混凝土浇筑完毕，在混凝土终凝前必须用木抹刀或铁抹刀搓压混凝土表面，以防止混凝土表面出现裂缝（主要是沉降裂缝、塑性收缩裂缝和表面失水干缩裂缝），抹压共2-3遍。底板、顶板混凝土原浆收面后，应立即进行养护。6.4混凝土面标高控制在每个墙柱插筋上用红油漆标出底板面+50cm线用于控制混凝土面标高，中间部位采用拉线加钢尺量的办法控制混凝土面标高。混凝土浇筑完毕后用铝合金杆刮平，混凝土收水后用滚筒碾压后，用木槎槎平，以闭合收水裂缝，再覆盖塑料薄膜和麻袋，塑料薄膜和麻袋都要有一定的搭接长度。6.5混凝土养护（1）板面混凝土应在终凝前采用抹面机械或人工多次抹压并用塑料薄膜覆盖，硬化后应蓄水养护或覆盖湿麻袋并持续浇水养护。墙体应在混凝土浇注后由墙顶浇水养护。墙体模板宜采用胶合板，砼达到脱模强度应放松模板23mm并继续从墙顶浇水带模养护，拆模时间不宜少于7天，拆模后应采用湿麻袋紧贴墙体覆盖并喷水养护。补偿收缩混凝土养护期不应少于14天，并应始终保持混凝土表面处于湿润状态。（2）冬期施工时，构件拆模时间应延至7d以上，表层不得直接洒水，可采用塑料薄膜保水，薄膜上部再覆盖岩棉被等保温材料。（3）已浇筑完混凝土的地下室，应在进入冬期施工前完成灰土的回填工作。6.6施工缝、防水节点和施工缺陷的处理措施（1）墙体混凝土预留的水平施工缝和竖向施工缝应在迎水面进行混凝土自防水的修补处理，可在浇筑混凝土时沿缝顶预留凹槽，也可在拆模后再施工缝位置开凿深10mm、宽100mm的凹形槽。穿墙管（盒）、固定模板的对穿螺栓等节点位置、应开凿凹槽。应先用清水将凹槽冲洗干净，再涂刷一层混凝土界面剂，然后再用膨胀水泥砂浆填实抹平并湿润养护14d，也可在修补部位表面涂刷防水涂料。（2）现浇混凝土所产生的外观质量缺陷，应按照现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204的相关规定进行处理。较大的蜂窝、孔洞等应采用比结构混凝土高一个强度等级的补偿收缩混凝土进行修补；对有防水要求的部位，还宜在修补的表面采用膨胀水泥砂浆进行防水处理，采用补偿收缩混凝土或膨胀水泥砂浆修补的部位湿润养护14d。（3）对于贯穿性的混凝土裂缝，当混凝土有防水要求时，应采用压力灌浆法进行修补。对于非贯通性的混凝土裂缝，可进行表面封堵，也可沿着裂缝开凿凹形槽，采用刚性防水材料或膨胀水泥砂浆修补。6.7质量保证措施（1）严格执行砼浇捣令制度。浇捣令签发前施工现场应办妥各类有关技术资料、隐蔽验收手续。（2）施工前，将砼配合比送交实验室审核，并提请监理方审查，合格后方能组织生产。（3）为保证混凝土质量，主管砼的人员一定要明确每次浇捣砼的级配、方量，以便搅拌站能严格控制砼原材料的质量技术要求，并配足原材料。（4）严格把好原材料质量关，水泥、碎石、砂及外掺剂等达到国家规范规定的标准，及时与砼供应单位沟通信息。（5）及时了解天气动向，浇捣砼需连续施工下雨时应及时遮盖，雨过后及时做好面层处理工作。（6）砼浇捣前，施工现场应先做好各项准备工作，机械设备、照明设备等应事先检查，保证完好符合要求，模板内的垃圾和杂物要清理干净，木模部位要隔夜浇水湿润。（7）砼搅拌车进场后，应把好砼质量关。检查坍落度、可泵性是否符合要求，对于不合格者严格予以退回。（8）砼在浇捣前各部位的钢筋、埋件插筋和预留洞，必须由有关人员验收合格后方可进行浇捣，柱、砼不能一次下料到顶，应分皮层进行振捣。（9）砼浇捣前应对新老砼接缝处的垃圾、杂物等进行检查，并消除干净（可用大功率吸尘器），并浇水润湿，但不得有积水。（10）砼浇捣前应向施工人员进行交底，并做好书面记录，落实专人负责振捣，有专人负责看筋看模。操作人员交接班以及吃饭、休息时必须移交施工情况，严格做好交接班工作，并做好交接记录，由负责人签名归档，以免砼超振漏振。砼浇捣完毕后，钢筋上所受污染的水泥浆应予清除。（11）在操作难度较高处和留洞、钢筋密度较大的区域，应做好醒目标牌，以加强管理，确保砼浇捣质量。（12）振动器的操作要做到“快插慢拔”，快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面砼发生分层、离析现象，慢拔是为了使砼能填满振动棒抽出时所造成的空洞，并消除砼内气泡。（13）砼分层浇筑时，在振捣上层时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层砼时，要在下层初凝之前。并加强对泵送流态砼的振捣。（14）每插点要掌握好振捣时间，过短不易振实，过长可能引起砼产生离析现象，一般以砼表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。（15）振动器插点要均匀排列，采用交错式的次序移动，以免造成混乱而发生漏振，每次移动位置的距离应不大于40cm。并不准将振动棒随意振动钢筋、模板及预埋件，以防钢筋、模板变形、预埋脱落。（16）楼面砼浇捣时，应铺设架空走道板，禁止人在钢筋上直接踩踏，以避免造成钢筋的变形位移。（17）做好砼试块养护工作，试块应在浇捣地点制作。砼试块成型24小时后拆模，放入标养室养护至设计龄期进行强度检测。岳阳建设工程集团有限公司2012年4月25日