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谈南京某项目混凝土跳仓法施工

2014-06-07

山西建筑 2014年18期
关键词:裂缝混凝土结构

徐 琳

(正德职业技术学院,江苏南京 210007)

1 工程概况

1.1 工程简介

南京某工程建筑总面积为 219 705.5 m2,占地面积为52 069.2 m2。地上5层,总高度37.2 m。建筑类别为厂房,耐火等级一级,设计使用年限50年,抗震设防烈度7度一级。基础结构形式为桩基筏板、桩基承台、独立基础,主体结构形式为框架结构、钢结屋面。承台、基础、基础梁混凝土强度等级为C35,上部结构框架梁、柱板混凝土强度等级为C30~C50。

1.2 环境特征及现场施工条件

1)气候条件。南京位于东半球亚热带中北部,气候温暖湿润,冬季受到西伯利亚冷高压控制,气候干躁寒冷;夏季受东南暖湿气流影响,天气温暖多变,春秋两季气候宜人,但春夏季有梅雨时节,一般温凉多雨;秋季则温凉较干,秋高气爽。南京地区受到盛行的东南季风控制,因此四季分明,降水充沛,无霜期长,日照充足,气候温和。

2)水文地质条件。根据江苏地质工程有限公司勘察报告得知,场地地下水主要由孔隙型潜水、基岩裂隙水及岩溶水三种类型。孔隙型潜水主要赋存于:①层填土、②层黏性土及④层含砾中粗砂中,为主要含水层;④层含砾中粗砂中的潜水具弱承压性(根据地区经验,本含水层对本工程施工基本无影响);⑤层粉砂质泥岩中赋存基岩裂隙水;⑥层灰岩中赋存岩溶裂隙水。

南京地下水最高水位一般在7月份~8月份,最低水位多出现在旱季12月份~翌年3月份。勘探时地下水初见水位埋深0 m~2.5 m,地下水稳定水位高程为0.05 m ~2.95 m(吴淞高程系高程:10.10 m ~13.36 m)。

3)地形、地貌。场地地貌类型属岗地—岗前洼地地貌单元,经人工多次改造,原始地形地貌已不复存在,场地现状为荒地,地形较为平坦。地面吴淞高程为11.10 m~14.96 m,最大相对髙差为3.86 m。

2 本工程跳仓法施工可行性分析

2.1 后浇带施工的常见问题

由于后浇带留的时间较长,许多建筑垃圾不可避免地落入带内,基础底板钢筋既粗又密,使得清理工作非常艰难,若不清理干净必然影响工程质量;在后浇带浇灌混凝土前,带两侧原混凝土必须清理干净,以保证新老混凝上的可靠粘结,此工序施工麻烦;后浇带养护非常重要,需充分浇水饱和养护两周,否则接头易形成两条细裂缝,引起漏水隐患。

因此防止混凝土结构裂缝是一个综合性的问题,通过留设后浇带来防止混凝土裂缝不是万能的,相反可以通过落实“减、放、抗”的综合施工措施,来有条件地取消各种后浇带与结构缝,从而极大地实现方便施工、加快施工进度、减小施工成本、提高施工质量。

2.2 跳仓法施工的原理

跳仓法施工的原理是基于“混凝土的开裂是一个涉及设计、施工、材料、环境及管理等的综合性问题,必须采取‘抗’与‘放’相结合的综合措施来预防”。“跳仓施工方法”虽然叫“跳仓法”,但同时注意的是“抗”与“放”两个方面。

“放”的原理是基于目前在工民建混凝土结构中,胶凝材料(水泥)水化放热速率较快,1 d~3 d达到峰值,以后迅速下降,经过7 d~14 d接近环境温度的特点,通过对现场施工进度、流水、场地的合理安排,先将超长结构划分为若干仓,相邻仓混凝土需要间隔7 d后才能浇筑相连,通过跳仓间隔释放混凝土前期大部分温度变形与干燥收缩变形引起的约束应力。“放”的措施还包括初凝后多次细致的压光抹平,消除混凝土塑性阶段由大数量级的塑性收缩而产生的原始缺陷;浇筑后及时保温、保湿养护,让混凝土缓慢降温、缓慢干燥,从而利用混凝土的松弛性能,减小叠加应力。

“抗”的基本原则是在不增加胶凝材料用量的基础上,尽量提高混凝土的抗拉强度,主要从控制混凝土原材料性能、优化混凝土配合比入手,包括控制骨料粒径、级配与含泥量,尽量减小胶凝材料用量与用水量,控制混凝土入模温度与入模坍落度,以及混凝土“好好打”保证混凝土的均质密实等方面。“抗”的措施还包括加强构造配筋,尤其是板角处的放射筋与大梁中的腰筋。结构整体封仓后,以混凝土本身的抗拉强度抵抗后期的收缩应力,整个过程“先放后抗”,最后“以抗为主”。超长结构使用跳仓法施工既能取消后浇带又能起到控制有害裂缝的作用。

2.3 本工程取消温度收缩后浇带的益处

1)避免后浇带长期受水浸泡影响工程质量。南京地区雨水丰富且带略酸性,夏季暴雨时降水量大,基坑内的雨水一般无法及时排出,这些雨水带着大量建筑垃圾与泥土流入后浇带中,这些垃圾、泥土沉积结垢在钢筋表面、混凝土表面与后浇带底部,难以清除,即使投入大量人力,也由于时间长与底板较厚且配筋密集,无法得到有效剔除,导致后浇带处新老混凝土交接面的密实性差,后浇带处混凝土与钢筋的握裹力差,后浇带成为结构受力的薄弱环节与渗水通道。若采用跳仓法施工,相邻块7 d后浇筑相连形成整体,则可避免后浇带长期受水浸泡影响工程质量。

2)提前工序穿插加快施工进度。温度收缩后浇带一般在两侧混凝土浇筑完成后60 d封闭,后浇带的存在影响下一步施工开展,耽误工期。后浇带将双向板断开,人为形成众多的悬挑结构,使梁、板的受力特征发生了变化,其固端所受弯矩远大于设计值,为避免固端产生破坏,需要长时间进行支撑,这些长时间存在的模板支撑,严重阻碍下一道工序的穿插与现场的水平运输,特别是在高支模时由于支架有高宽比的要求,往往后浇带所在处整跨整跨的支架,在结构封顶前都不能拆除,将严重滞后工期,且长期存在的后浇带与高支模支架也是巨大的安全隐患。

本工程后浇带工艺复杂且施工周期较长,对总体工期有较大影响。如取消后浇带将节约大量工序,减少结构施工工期。

基于上述原因,本工程底板混凝土拟采用“跳仓法”施工。依据此前的工程经验和GB 50496-2009大体积混凝土施工规范的要求,跳仓的最大分块尺寸控制在40 m以内,跳仓间隔施工的时间不小于7 d,这样就不用留后浇带了。

3 跳仓法施工分仓划分

根据本工程结构特点和土方开挖顺序要求,考虑设计图纸后浇带划分位置,跳仓分块面积最大控制在1 600 m2以内,本工程生产区共分为20个仓进行施工。20个仓根据结构施工劳务队伍划分为东西两个大区同时进行施工,且由于厂区中间区域岩石地基基础情况复杂,东西两个施工区采取“两边到中间”的施工顺序。“跳仓法”施工分仓见图1。

4 跳仓法施工顺序

根据地基情况和施工队伍的配置,采取“两边至中间”施工顺序,从2层楼板开始进行“跳仓法”施工,在不考虑前期满堂架搭设、模板安装、华夫板安装、钢筋绑扎等影响因素的前提条件下,进行混凝土“跳仓”浇筑施工,控制混凝土裂缝,以达到取消后浇带的目的。具体混凝土浇筑“跳仓”施工顺序为:

1)第1天~第5天混凝土浇筑(见图2)。

2)第9天~第13天混凝土浇筑(见图3)。

图1 “跳仓法”施工分仓

图2 第1天~第5天混凝土浇筑

图3 第9天~第13天混凝土浇筑

5 结语

对于本工程,跳仓法在浇筑早期通过小块分仓,释放了大量早期水化热温度收缩应力;通过分仓间隔7 d浇筑充分利用混凝土的徐变特性,使收缩应力逐段发生,每时段收缩应力得到了大量松弛后再叠加,连成整体后虽然计算长度较长,但此时由于收缩已较小不会引起较大的收缩应力,故使用跳仓法施工可保证本工程底板不出现有害贯穿性裂缝。对于由内外温差引起的混凝土表面裂缝,将通过保温、保湿养护,进行控制。

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