沈阳市建筑材料设计研究院 辽宁省沈阳市 110024
摘要:随着建筑业技术水平的不断提高,诸如钢筋混凝土大型综合体、及超长混凝土结构在我国已大量兴建。此类不设缝的连续体混凝土结构,在混凝土差异收缩以及水化温度作用下,容易产生大量早期裂缝,从而影响结构的质量以及后期使用性能。因此,早期梁板与面层的质量控制一直是钢筋混凝土施工的关键点。
关键词:梁板;面层;裂缝
采用梁板结构与面层的一次浇筑施工方法,避免竖向分层,具有整体性好以及节约施工工期的显著优势,应用前景广泛。然而,将结构层与面层同步施工,增加了如上所述的开裂风险,也提高了面层平整度等精度指标的控制难度,需要重点研究并提出体系化的解决方案。
1、工程概况
沈阳市星光集团碳化硅生产线工程,位于沈阳市铁西开发区。
工程主要包含综合楼、一层库房、二层综合车间共3个单体。项目占地面积为12000 m2,基地面积为4600 m2,总建筑面积为8600 m2。主体设计使用年限为a,设防烈度为7度,安全等级为二级。
本项目依托的单体工程为二层库房,长86 m,宽15m,建筑总面积为1290 m2,采用现浇框架结构,层高有5.40 m与6.00 m共2种,其中梁板结构层厚度为150mm,楼面面层厚度为30~50 mm,采用C40混凝土。
2、施工难点及原因分析
2.1质量控制方面
首先,在混凝土差异收缩、水化温度、环境温度作用下,楼板与面层将产生体积变形,受到已浇筑的框架体系约束,楼板与面层内产生约束应力效应。随着建筑面积的增大,约束效应力也就愈发显著,面临贯穿开裂的风险。
其次,混凝土浇筑后,表面在自然环境风力作用下,会产生失水干缩,容易导致大面积的龟裂现象;连续结构作业面增大,为养护带来较大的难度,以完全无开裂控制的技术难度较大。再次,楼板与面层的一次浇筑,将本来的两道工序合并为一道工序,不仅需要关注混凝土质量对结构性能产生的影响,还需要关注顶面标高、平整度的控制对使用性能的影响,精度控制成为另一项重要挑战。
2.2施工组织方面
由于建筑面积较大,再加上将结构层与面层的施工合并,带来养护作业内容的扩大,进一步增加了施工压力,例如高峰期涉及的木工、钢筋工、架子工、混凝土工接近40人,给施工质量、安全管理带来很大的困难。必须合理规划相关工序,做到平行或交叉施工的有序进行,以适应全面安排、统筹考虑的施工需求。
3、应对措施
3.1设计阶段
设计阶段主要对差异收缩以及水化温度作用造成的约束应力进行复核,以不产生约束裂缝为目标,提出了秋冬季节入模温度≤25 ℃,绝热温升不大于45 K的控制指标,以该指标指导了混凝土的配合比优化以及入模温度控制。
3.2混凝土配比优化
主体结构使用预拌混凝土,为减小混凝土的绝热温升,并且提高混凝土的品质,对配比进行优化,对原材料进行控制,关键指标如下。
3.2.1 采用双掺料降低混凝土绝热温升
掺料占胶凝材料总量的30%,其中粉煤灰的掺量为14%,矿粉的掺量为16%。粉煤灰宜采用Ⅱ级以上细磨粉煤灰,其质量符合DG/TJ 08-230—2006《粉煤灰混凝土应用技术规程》的有关要求。
3.2.2 控制混凝土水灰比及坍落度
混凝土水灰比与坍落度大小成正比,坍落度大的混凝土在运输中砂浆与石子容易离析,浇筑过程中不易控制其均匀性,易造成混凝土泌水现象。楼板表层析出的水无法及时排除,影响后续压光施工时间,泌水现象还影响混凝土表面强度,造成以后楼面起砂、起灰。通过试验验证,提出将水灰比控制在0.45以内,坍落度控制在120mm±30 mm以内的指标。本项目等效水灰比控制在0.40。
3.2.3 控制砂石级配中含泥量
含泥量极大的影响混凝土的微观性能,结合工程经验提出砂子含泥量<3%,石子含泥量<1%的标准。
3.3混凝土浇筑
混凝土由预拌混凝土供应中心制备和运输到施工现场,外围汽车泵、布料管接长泵管等来完成其水平和垂直输送。混凝土浇筑的控制要点如下。
3.3.1 控制混凝土入模温度
混凝土浇捣时间为秋、冬季,对入模温度控制有利,按前文提到的标准进行控制。若出现异常高温天气,现场工作面需采取适量洒水降温。
3.3.2 控制混凝土初、终凝时间
混凝土初、终凝时间通过现场实测确定,现场将一块30m×30 m的排架地坪作为试验块,按同等工艺进行混凝土的浇筑与振捣,记录初凝、终凝的时间及表面压光的最佳时间。由于实际梁板浇筑时气温可能产生差异,需要根据实测气温对试验时间进行微调。
3.3.3 控制梁板浇筑顺序
应从每段流水段的两边对称浇筑,以一跨作为一个流水段。先浇筑主梁的1/2,再浇筑主梁的上部混凝土及次梁的混凝土,最后浇筑楼板混凝土。不允许主梁一次浇到楼面,这样会出现楼面收水时间不一致的情况,影响收光质量。
梁板混凝土同时浇筑,由一端开始,采用“赶浆法”施工。先将梁的混凝土分层浇筑,成阶梯状向前推进,当混凝土达到板底位置时再与板本身的混凝土一起浇筑,梁板混凝土连续向前推进,直至完成。
3.4裂缝控制
裂缝控制主要从受力、特殊孔洞处理、混凝土品质等方面入手:
1)钢筋安装过程中,采取措施保证上层钢筋的位置,防止因钢筋的面筋下沉、保护层增大而出现面层裂缝的现象。
2)开孔位置增加抗裂钢筋网,特别是2#、3#塔身穿越楼层及3、4层梯面预留的排架模板设施吊运预留洞,板平面上增加分布筋和附加筋,梁高度上增加加强筋。
3)严格控制混凝土坍落度,设专人测试,最终将坍落度控制在120 mm±30 mm范围内。
4)针对泌水现象,要采取措施排出离析水,同时在面层撒同种1∶1水泥砂拌和干料,以增加面层混凝土强度。
3.5表面平整度控制
表面平整度控制难度较大,采用了标尺找平、压浆、机械磨光等多道工序方法予以保障,制订标准化的工序流程为:钢筋、模板隐蔽验收→标尺铺设、标高复核→混凝土浇筑、振捣→6 m标尺初找平→标尺拆卸→3 m括尺二次找平→圆盘机械压浆,边角人工第1次压浆→圆盘机械二次压浆,边角人工第2次压浆→镘刀机械初磨、边角人工第3次收光→镘刀机械精磨→覆盖保护→成品保护。
本工程共使用长6 m及长3 m铝合金括尺的标尺为基准对混凝土表面进行括平。若出现低凹,则尽可能采用同种混凝土补平,不能用周围混凝土浮浆填补。虽然预先通过试验得到了一些参数,但在实际操作时,操作人员必须在现场守候,在最佳时间进行圆盘压实提浆、人工辅助收光、抹光机械初磨、细磨的压光等工序的实施。
3.6混凝土养护
3.6.1表面养护,提高混凝土质量
混凝土表面硬化之前,应避免雨水冲刷和阳光暴晒。尤其是掺有粉煤灰或矿渣的混凝土,早期养护不充分会导致表层混凝土强度偏低,结构松散。因此,在压光数小时后及时采用土工布及薄膜对表面进行覆盖,及时补充水分进行养护[5],养护时间为14 d。此外,楼面表面洁净、光滑、平整,未发现开裂、空鼓、脱皮、麻面、起砂等缺陷。混凝土品质及平整度控制均达到优良等级。
4、工艺成果
生产线综合楼、车间、库房混凝土梁板开始施工,到完工,共施工第2、3、4层共计12个流水段,工程效率得到极大提升。按每个流水段作为一个质量检验批,经检测,混凝土强度均达到C40设计强度标。
结语
工程实践表明,本文提出的一次性浇筑工艺,提高了施工效率,解决了裂缝以及平整度等质量难题,对于此类连续框架结构的施工具有较好的借鉴意义。
参考文献:
[1]李华;陈克明;昊文斌;成山路公交停车场大面积楼盖施工技术;施工技术,2009
[2]叶青荣;大面积楼面混凝土浇筑一次抹光的施工质量控制;建筑施工;2015
[3]阚新华;李慧;张新兵;季豪;大面积超厚混疑土地坪原浆压光一次成型施工;建筑技术;2004