补偿收缩混凝土技术在超长屋面结构施工中的应用
2010-02-23王红兵蒲德强王建辉王俊儒王战勇候进智
王红兵 蒲德强 王建辉 王俊儒 王战勇候进智
(1中国新兴保信建设总公司四公司,北京100079;2北京京投置地房地产有限公司,北京100101)
大红门11#商业楼位于北京丰台区大红门西路26号,是北京京投置地房地产有限公司在地铁10#线上开发建设的一座大型公建,建筑面积83451m2,檐高45.15m,地下3层,地上6层,框架—剪力墙结构。顶层为影院,层高12米,屋面为预应力钢筋混凝土结构,面积8729m2,平面尺寸为104m×88m,顶板厚度120mm~200mm,板钢筋为Φ10@150mm、Φ14@250mm,梁截面尺寸400mm×600mm、400mm×1000mm,混凝土强度等级C30、C45,屋面结构设有双向4条贯通温度后浇带。
1 问题的提出
1.1 原设计有贯通东西、南北的800mm宽温度后浇带各2条,在外幕墙施工完毕后才允许封闭,结构延后施工、延长工期的矛盾突出。
1.2 影院层高12米,属高支模工程,如留后浇带,将给后浇带高支模施工带来安装和拆除的不便。
1.3 屋面结构板属于超长结构,需解决超长混凝土结构抗裂问题。
2 技术方案的确定
2.1 方案设想
基于上述工程矛盾,依据《补偿收缩混凝土应用技术规程》(JGJ/T178-2009),拟采用膨胀加强带代替温度后浇带,并将加强带外的普通混凝土调整为补偿收缩混凝土。
2.2 方案论证
邀请中国建筑材料科学研究总院游宝坤和凌良敏专家,深入理解补偿收缩混凝土的机理和性能,会同设计、建设、监理等单位对方案进行可行性论证。
2.3 方案确定
1)采用2000mm宽膨胀加强带代替800mm宽温度后浇带,将带外的普通混凝土调整为补偿收缩混凝土,膨胀加强带比带外混凝土提高一个强度等级;
图1 膨胀加强带位置图
2)采用北京新中岩建材科技有限公司生产的ZY型膨胀剂;
3)为提高钢筋与混凝土变形的协调,钢筋配置需“细而密”,用冷轧带肋钢筋φ7@120mm代换φ10@150mm。
φ11@150mm代换φ14@250mm;
4)为提高应力集中区域的抗裂能力,在“中庭天井转角、四周大角、核心筒墙体转角”处,增设热轧光圆φ8@100mm的放射形钢筋,配筋范围不少于板跨的1/3;
5)结合工程和气候特点,补偿收缩混凝土限制膨胀率设计值:“加强带区域为0.035%,带外区域为0.025%”,ZY型膨胀剂掺量按照限制膨胀率设计值,通过试配确定。
3 膨胀加强带设置
3.1 根据结构平面尺寸,与北京中联环建文建筑设计有限公司协商,变更调整了膨胀加强带的位置,每30m~45m设置一道加强带,加强带2000mm宽,具体布置如图1:
3.2 考虑“中(高)考”施工时间限制影响已及搅拌站的供应能力,屋面结构按加强带位置划分为6个施工段,采用间歇式加强带施工,膨胀加强带随后浇施工段一起浇筑,加强带内外混凝土采用钢板网分隔。
3.3 在后续混凝土浇筑前,间歇式加强带处按照施工缝处理,在楼板1/2板厚处加设遇水膨胀止水条,以提高屋面结构板防水能力。
4 原材料选择
4.1 水泥:北京水泥厂“京隅”PO42.5水泥;
4.2 中砂:涿州中砂,细度模数为2.3~2.5;
4.3 石子:涿州碎石,5~25mm连续级配;
4.4 膨胀剂:北京新中岩的“ZY型”高效膨胀剂;
4.5 泵送剂:北京宏鑫外加剂厂的“HX-1”;
4.6 粉煤灰:天津军电电厂“二级粉煤灰”;
4.7 矿粉:首钢嘉华“矿粉”。
5 配合比设计
②坍落度要求为160mm~180mm,经1小时后坍落度为140mm~160mm。
6 施工技术措施
表1 混凝土配合比(楼板混凝土) 单位:kg/m3
表2 混凝土配合比(预应力梁混凝土)单位:kg/m3
图2 覆盖塑料薄膜保湿养护混凝土
6.1 施工情况
屋面补偿收缩混凝土由北京宏鑫预拌砂浆混凝土有限公司提供,屋面混凝土结构按膨胀加强带位置划分为6个施工段施工,2010年06月15日开始浇筑至2010年06月26日浇筑完,历时12d,期间室外气温在210C~410C。
6.2 搅拌要求
补偿收缩混凝土搅拌必须充分、均匀,搅拌时间较普通混凝土延长30S以上,搅拌时间控制不少于3min;检查商品混凝土小票,混凝土出机超过180min不得使用。
6.3 膨胀剂掺加
为真实控制膨胀剂掺量,成立“膨胀剂掺加小组”,由6名劳务人员组成,在搅拌站现场全过程掺加。
安排两名工程技术人员对工人掺加膨胀剂进行现场指导、监控。采用自制量具,控制膨胀剂的零星掺量。
人工掺加膨胀剂。
6.4 混凝土进场验收
成立“混凝土进场验收小组”,对不同强度等级的混凝土进行分类管理,防止不同种类混凝土混用或错用,建立分区混凝土浇筑申请和结束告知制。每车商品混凝土进场时均需测试坍落度,符合要求方可出罐泵送。
6.5 混凝土施工过程控制
成立“混凝土施工监控小组”,负责对不同强度等级混凝土的“标识、浇筑、振捣、抹面”等过程监控。对不同强度等级的混凝土分区标识,明确浇筑顺序和分区浇筑范围;保证混凝土振捣密实,振捣以混凝土面“浆出齐,不下沉”为准;浇筑完成后,在终凝前进行二次找平和抹压,避免沉缩性龟裂。
6.6 混凝土养护
成立“混凝土养护小组” 对混凝土进行养护,混凝土终凝后覆盖塑料薄膜并浇水保湿养护不少于14d。
为了积蓄屋面养护水或雨水,将屋面板预留口、楼梯间平台处加砌200mm高挡水墙,外侧女儿墙处每12m留设泄水孔,泄水孔养护期间封堵,以利于养护和雨水蓄积,大雨期间打开,以利于排放多余雨水。
7 施工效果
本工程屋面结构面积8729m2,混凝土量1960m3,总计掺加ZY型膨胀剂80吨,折合单方混凝土掺量40.82kg/m3,历时12d浇筑完成,浇水养护14d,期间室外气温在210C~410C,经全面检查,屋面板面颜色均匀、光整,雨后无洇迹、无渗漏。
8 结语
(1)采用ZY型混凝土膨胀剂,通过试配优化补偿收缩混凝土配合比设计,规范混凝土工序施工,可以分段连续施工超长钢筋混凝土屋面结构。
(2)补偿收缩混凝土在终凝后覆盖塑料薄膜保湿,并浇水养护不少于14d,可保证膨胀剂性能,提高混凝土的抗裂性和抗渗性。
(3) 采用补偿收缩混凝土技术,用膨胀加强带代替温度后浇带,可加快超长混凝土结构施工进度。
[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2002)
[2]《补偿收缩混凝土应用技术规程》(JGJ/T178-2009)
[3]游宝坤 超长钢筋混凝土结构无缝施工技术在武汉国际会展中心工程的应用
[4]唐成鹏 超长混凝土楼板非荷载作用裂缝综合防治
[5]张长涛 超长混凝土结构无缝施工技术的应用