1、地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式增強帶施工工法(MGJS- GF-01-2022)馬鋼集團建設有限責任公司張暄前言地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是經(jīng)常發(fā)生的,其危害程度不同.裂縫限制的主要方法是通過設計、施工等方面綜合技術(shù)舉措將裂縫限制在允許范圍內(nèi).國內(nèi)外在解決地下室超長混凝土結(jié)構(gòu) 有害裂縫中通常采用的方法是設置后澆帶或跳倉法澆筑混凝土,再就是設置增強帶,但前兩種方 法施工周期長,不適應工程全面展開、快速施工的要求,采用增強帶施工要求嚴,氣候環(huán)境影響 大,潮濕環(huán)境膨脹可保持,干躁環(huán)境會存在問題,另外費用高.馬鋼集團建設有限責任公司在馬 鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程超長混凝土結(jié)構(gòu)中,采用后澆式增強帶裂縫限制

2、施工技術(shù),通過技術(shù)攻 關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新有效地解決混凝土裂縫問題,到達了工程連續(xù)施工,縮短工期,降低投資的目的.馬鋼2250熱軋設備根底超長混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)攻關(guān)獲馬鋼集團公司2022年度技術(shù)攻關(guān)獎,本工法就是在此工程實踐根底上形成的.1工法特點1.1本工法運用“放 “抗結(jié)合的原理,能有效的預防超長混凝土結(jié)構(gòu)有害裂縫的產(chǎn)生,保證結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量.1.2本工法有利于大體量混凝土工程全面展開施工,方便了施工組織,并能夠加快施工速度, 提前為其他工序提供作業(yè)面,減少周轉(zhuǎn)材料的使用.2適用范圍本工法適用于工業(yè)與民用建筑中地下室和含有地下室的設備根底、地下構(gòu)筑物超長混凝土結(jié)構(gòu)的工程.3工藝原理按“先放后抗、以抗

3、為主的原那么,結(jié)合采用“分塊跳倉澆筑綜合技術(shù)施工工藝",初期使混凝土溫度變形和自身收縮局部完成,過后利用增強帶中補償收縮混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的微膨脹作用,在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的預壓應力來補償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的溫度變形和收縮變形的 拉應力,從而預防收縮裂縫或把裂縫限制在允許裂縫范圍內(nèi).4施工工藝流程及操作要點4.1施工工藝流程后澆式增強帶工藝流程見圖 4.1 1.|區(qū)段劃分及增強帶的設置第一區(qū)段、第二區(qū)段模板、鋼筋施第N區(qū)段模板、鋼筋施,保一區(qū)段、第二區(qū)段混凝土澆筑-第N區(qū)段混凝土澆筑同時留設區(qū)段間增強帶第一區(qū)段、第二區(qū)段混凝土養(yǎng)護714天-f第N區(qū)段混凝土養(yǎng)護 714天第N-1區(qū)

4、段、第N區(qū)段間增強帶混凝土澆筑第N-1區(qū)段、第N區(qū)段間增強帶混凝土養(yǎng)護圖4.11后澆式增強帶工藝流程4.2操作要點4.2.1區(qū)段的劃分及增強帶的設置(1 )地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式增強帶設置時應考慮底板的約束條件、施工區(qū)段的劃分等 因素,按設計的要求或參考表4.2.1的要求設置.表4.2.1后澆式增強帶設置間距地基約束條件樁、錨桿巖體地基滑動層后澆式增強帶<45m< 50m< 65m后澆式增強帶應避開主輔樓交界、電梯井、樓梯間、集水坑、工藝孔洞、設備根底預留螺栓孔及螺栓套筒等位置；后澆式增強帶應貫穿地下室底板、墻壁及頂板,并盡量在同一截面上(2)設計及構(gòu)造要求主要包括：為消

5、除超長混凝土結(jié)構(gòu)的收縮應力,限制混凝土裂縫,在超長混凝土結(jié)構(gòu)施工中設置23m寬增強帶,增強帶混凝土強度等級比增強帶兩側(cè)混凝土強度提升一個等級,并在混凝土中摻加一定數(shù)量的膨脹劑(見本工法5.1),使其產(chǎn)生一定的預加膨脹應力,抵消混凝土自身及溫度的收縮應力.除增強帶外,其他部位的混凝土應根據(jù)設計要求摻加或不摻加膨脹劑后澆式增強帶的構(gòu)造見圖4.2.1 1,底板后澆式增強帶的應采用膨脹止水條,對外墻壁的增強帶尚需在 1/2板厚部位增設豎向止水鋼板,且每側(cè)止水鋼板需伸入和伸出增強帶250mm以上.4.2.2后澆式增強帶部位的模板、鋼筋施工應符合以下要求：(1) 增強帶兩側(cè)各設置一層孔徑為5mm<

6、5mm的密目鋼絲網(wǎng),并按 200mmW間距設一根豎向?16的鋼筋予以加固.(2)頂板增強帶部位支撐體系支撐應適當加密,其相鄰兩側(cè)的支撐體系須與增強帶部位支撐體系一同撤除.(3)增強帶部位的鋼筋與其兩側(cè)的鋼筋連續(xù)施工,不斷開 ；施工人孔處的鋼筋連接采用手工 焊接(或螺紋連接).4.2.3混凝土澆筑應符合以下要求 ：(1)采用“分塊跳倉澆筑綜合技術(shù)施工工藝,利用增強帶將整個地下室底板、墻壁和頂板分成假設干個板塊區(qū)段,結(jié)合工序安排,采用“跳倉澆筑,間隔一段,澆筑一段,最后再澆筑增強帶成整體.(2)對于底板和頂板及內(nèi)側(cè)墻壁,在其增強帶兩側(cè)的混凝土澆筑710d后,待其自身收縮局部完成時再澆筑增強帶補償收

7、縮混凝土.對于外側(cè)墻壁,在其增強帶兩側(cè)的墻壁混凝土澆筑 1014d后,待其自身收縮大局部完成時再澆筑增強帶內(nèi)補償收縮混凝土.后澆式增強帶的混凝土澆筑前,應先去除垃圾,清理鋼筋及松動的混凝土；將兩側(cè)混凝土 界面鑿毛,用水沖洗干凈并充分濕潤,然后在混凝土界面上涂刷界面處理劑或素水泥漿.增強混凝土振搗,以混凝土不泛漿、不出氣泡為準,不得過振.對底板每個板塊區(qū)段采用“一個坡度、薄層澆筑、循環(huán)推進、一次到頂?shù)倪B續(xù)澆筑工藝,分層厚度400mm加快混凝土澆筑速度,縮短澆筑時間,以免出現(xiàn)冷縫.混凝土澆筑完成,外表至 少搓平3次,最后一次搓平壓實應在混凝土接近初凝時進行,必要時也可進行二次振搗,以保 證混凝土不

8、引起沉縮裂縫.對墻壁混凝土 “分層循環(huán)推進的澆筑工藝,分層厚度400mm墻壁混凝土澆筑前應對木模充分澆水濕潤,混凝土入模應采用泵車軟管或串筒,保證混凝土自由下落高 度在2m以內(nèi),嚴禁用振動泵引趕混凝土 .對墻壁高度大于 5m以上部位的混凝土采取二次振搗 ,以 減少墻體頂部沉縮裂縫的出現(xiàn).增強帶內(nèi)的膨脹混凝土連續(xù)澆筑,不再留縫.4.2.4混凝土的養(yǎng)護.養(yǎng)護時間不低于14d.(1)在底(頂)板混凝土終凝后及時覆蓋一層塑料薄膜和一層草袋,并指派專人負責澆水濕潤及監(jiān)護,對增強帶處的膨脹混凝土采用在兩側(cè)圍砂漿展(30mm高),蓄水+塑料薄膜+草袋的方法保濕、保溫.(2)在墻體混凝土終凝后,安排將模板的加

9、固螺栓松掉螺母,安排專人負責對墻體(含木模)進行淋水,使其始終處于濕潤狀態(tài).延長拆模時間,外模 10天以后拆模,內(nèi)模 7天以后拆模, 拆模后立即掛上塑料薄膜和草袋并澆水養(yǎng)護.(3)冬期,采用塑料薄膜加草袋覆蓋保溫、保濕的養(yǎng)護舉措,必須在覆蓋的塑料薄膜下始終 保持有凝結(jié)水,如室外氣溫過低那么應相應增加覆蓋草袋的層數(shù).4.2.5荷載堆放及拆模.上層施工結(jié)構(gòu)時,嚴禁在增強帶跨內(nèi)堆放材料,預防因上部荷載過大和 震動造成增強帶部位的裂縫.增強帶混凝土到達設計強度時,即可進行撤除其下部的模板支撐.5材料與設備5. 1原材料要求5.1.1水泥.宜用中、低水化熱水泥 ,如：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸

10、鹽水泥,不應 采用早強型水泥；對防裂抗?jié)B要求較高的混凝土,所用水泥的鋁酸三鈣含量不宜大于8%使用水泥的溫度不宜超過 50°C;水泥的強度等級不應低于 42.5MPa 5.1.2骨料.防水混凝土所用的砂、石應符合以下規(guī)定：(1)砂宜采用中砂,其要求要符合?普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準?JGJ52-2022的規(guī)定.(2)選用級配良好的碎石,粒徑在531mm含泥量小于1%,并應符合?普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準?JGJ52-2022的規(guī)定.(3)為預防堿骨料反響,混凝土應采用非堿活性的骨料.每立方防水混凝土中各類材料的總堿量不得大于3 kg.5.1.3外加齊J .為減少用水

11、量和限制混凝土的膨脹,起到補償收縮作用,可采用高效減水劑或膨脹劑.所用外加劑應分別符合 ?混凝土外加劑?GB8076-2022,?混凝土泵送劑?JC473 2001,?混凝土膨脹劑?JC476-2001 ,?混凝土外加劑應用技術(shù)標準?GB50119-2022等規(guī)定.5.1.4礦物摻和料.為改善混凝土性能,減少水泥用量,降低水泥水化熱,從而減少混凝土的收縮,可在混凝土中摻加H或I優(yōu)質(zhì)粉煤灰及磨細礦渣粉.所用礦物摻和料應分別符合?用于水泥和混凝土中的粉煤灰?GB/T1596-2022,?用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉?GB/T18046-2022的規(guī)定.5. 2混凝土配合比的要求后澆式增強帶混

12、凝土的配合比除應按?普通混凝土配合比設計規(guī)程?JGJ55-2000的規(guī)定,根據(jù)設計要求的強度等級、抗?jié)B等級、耐久性及工作性進行配合比設計外,還應結(jié)合各部位增強帶混凝土澆筑時的環(huán)境氣溫情況,由試驗室經(jīng)過對不同水泥、粗細骨料、外加劑的種類及用量等進行相應的試配,按試配試驗確定滿足各種補償混凝土設計值£2m,減少收縮、滿足抗裂的要求.5.2.1干縮率.混凝土 42d的干縮率應不大于 0.03%.5.2.2坍落度.在滿足施工要求的條件下,盡量采用較小的混凝土坍落度；地下室混凝土的坍落 度可限制在110mm 130mm宜采用混凝土的坍落度7090 mm.5.2.3應盡量采用較小的水灰比.?！凝

13、土水灰比不宜大于0.60;在滿足工作性要求的前提下,應采用較小的砂率,砂率宜限制在35%-45%.5.2.4水泥及礦物摻和料用量.可采用H級以上的粉煤灰替代15%30%基準水泥用量,地下結(jié) . . .3構(gòu)混凝土選用高粉煤灰摻量,以減少水泥用量,水泥用量不宜大于350kg/m.5.2。 5采用高效減水劑,用水量不宜大于 180kg/ m 3.5.2.6膨脹劑的摻量宜為 10%15% ,混凝土水中養(yǎng)護14d的限制膨脹率應R 2.5X105. 3設備本工法所采用的機具設備同普通的混凝土結(jié)構(gòu)施工的機具設備,無需特別說明的機具設備.6質(zhì)量限制6.1 本工法采用的主要標準及標準如下：?建筑工程施工質(zhì)量驗收

14、統(tǒng)一標準?GB50300-2001?混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準?GB5020什2022?混凝土結(jié)構(gòu)設計標準?GB5001O- 2022?普通混凝土配合比設計規(guī)程?JGJ55-20006.2 質(zhì)量限制舉措如下：6.2.1根據(jù)盡量縮短外側(cè)墻壁與底板間的混凝土澆筑間隙時間去組織施工,安排施工順序.6.2.2參與提供混凝土的各攪拌站統(tǒng)一按設計試配確定的配合比拌制混凝土.嚴格限制原材料的質(zhì)量,并對含泥量超標的骨料進行清洗,嚴格計量,增強檢測砂石含水率,及時調(diào)整用水量,嚴 格限制投料順序和攪拌時間.6.2.3混凝土澆筑前,根據(jù)工程實際設置質(zhì)量預控點,明確質(zhì)量預控點位、技術(shù)質(zhì)量要求、檢驗方法、檢驗頻率等

15、.施工中嚴格按質(zhì)量預控點的相關(guān)要求進行質(zhì)量限制6.2.4澆筑前應根據(jù)實際情況,明確各崗位、責任,合理分工,使?jié)仓袟l不紊,緊張有序地進行.6.2.5初始施工時每車檢查坍落度 ,質(zhì)量穩(wěn)定后,24h隨機檢查1次,檢查合格后才允許澆筑, 嚴禁現(xiàn)場加水,坍落度超出范圍的不得使用.6.2.6根據(jù)現(xiàn)場混凝土澆筑的具體情況,增強指揮調(diào)度,合理調(diào)整混凝土的供給速度,盡量縮短混凝土從攪拌到澆筑入模的時間,澆筑過程要嚴格按施工方案規(guī)定的順序?qū)嵤┻B續(xù)澆搗,預防 出現(xiàn)施工冷縫.6.2.7禁止在剛澆筑完成的面上行走踩踏,堆放材料、設備增加荷載等.7平安舉措7.1嚴格按設計要求搭設模板支撐,樓板模板應按設計要求限制荷載,

16、不得集中堆放腳手架桿、 鋼筋、混凝土、混凝土泵送管等材料和機具,預防施工荷載過于集中而導致模板變形、失穩(wěn).7.2基坑和已完成的結(jié)構(gòu)周圍應設置鋼管護欄,并制紅白相間油漆 ,以預防高空墜落,保證現(xiàn)場 施工人員的平安.7.3各種施工機具塔吊、泵車、鋼筋加工機械等在使用前應由工程部施工技術(shù)員對操作員進行平安技術(shù)交底,并將使用考前須知制作標牌懸掛于操作現(xiàn)場7.4增強現(xiàn)場臨時用電治理,預防電氣設備線路損壞傷人.7.5增強現(xiàn)場混凝土的泵送治理,泵管出料口和混凝土堵管拆接頭時,操作人員頭部、臉部不要正對該部位,以免忽然噴出混凝土傷人.8環(huán)保舉措8.1混凝土中摻加粉煤灰以代替局部水泥,做到廢物的綜合利用,減輕環(huán)

17、境污染.8.2揚塵污染限制.采用商品混凝土以減少水泥、砂、石等造成的現(xiàn)場揚塵污染,使揚塵指標控 制在規(guī)定范圍內(nèi).8.3噪聲污染限制.鋼筋、模板加工區(qū)的布置盡量避開生活及辦公區(qū),限制混凝土澆筑、鋼筋 加工等工序的場界噪聲限值為：夜間55分貝、白天75分貝.混凝土振搗棒宜采用環(huán)保型低噪音產(chǎn)品或采取相應降噪舉措,以預防對工人及周邊環(huán)境造成噪聲危害.8.4沖洗出場區(qū)的混凝土運輸車,預防污染周邊的市政道路.沖洗混凝土泵車、輸送管等的污水應流入現(xiàn)場的明溝及沉淀池中.8.5標準場區(qū)治理.根據(jù)所在地標準化工地的要求標準場區(qū)治理,使進入場區(qū)的材料、設備、 撤除的周轉(zhuǎn)材料等根據(jù)要求有序堆放.9效益分析9.1經(jīng)濟效

18、益后澆式增強帶與后澆帶比擬,其經(jīng)濟效益主要表達在：9.1 o 1加快施工速度降低了工程本錢 ；9.1。 2縮短了模板支撐的使用時間；9.1.3可以流水施工,減少了資源配制,加快了施工速度,降低了各種費用本錢后澆式增強帶與增強帶比擬,其經(jīng)濟效益主要表達在可降低了工程本錢9.2 社會效益后澆式增強帶較后澆帶可以提前工期,使工程早日投入使用、提前收益,同時可盡早結(jié)束對 周邊環(huán)境的施工影響.9.3技術(shù)效益采用后澆式增強帶分段施工既可解決因結(jié)構(gòu)過長所造成的混凝土溫度變形及收縮裂縫問題, 又可預防因后澆帶滯留過長,難以處理而造成的裂、滲隱患,其質(zhì)量效果較為明顯.10應用實例10.1馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼

19、工程加熱爐設備根底10.1.1工程概況馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程加熱爐設備根底 2022年10月開工,2022年4月竣工,加熱爐基 礎平面幾何尺寸為110X102m地下室底板厚度為 1.5m,地下室墻壁厚度為 0.8m,地下局部混凝 士為C30P8,頂板混凝土為 C30,屬于超長混凝土結(jié)構(gòu).10.1.2施工情況(1)按每間隔3040 m結(jié)構(gòu)長度,結(jié)合設備根底結(jié)構(gòu)情況,縱橫各設置了二條后澆式增強帶.增強帶寬度2m,并貫穿設備根底底板、墻壁及頂板.增強帶內(nèi)采用C35混凝土,帶內(nèi)混凝土摻膨脹劑HA-P.(2)利用后澆式增強帶將整個設備根底底板分成9個板塊區(qū)段,結(jié)合工序安排,采用“跳倉打,間隔一段,

20、澆筑一段,最后再澆筑成整體.底板和頂板及內(nèi)側(cè)墻壁采用后澆式增強帶, 即在增強帶兩側(cè)的混凝土澆筑7d后,待其自身收縮局部完成時再澆筑增強帶膨脹混凝土.對于外側(cè)墻壁也采用后澆式增強帶 ,即在增強帶兩側(cè)的墻壁混凝土澆筑10d后,待其自身收縮大局部完成時再澆筑增強帶內(nèi)膨脹混凝土.(3)為了預防膨脹劑對混凝土坍落度損失的不利影響,同時綜合考慮到工期、造價和加膨脹 劑混凝土對保濕要求很高及設置了后澆式增強帶等因素,對底板取消了原設計要求的在增強帶以外的混凝土中添加的 HA- P膨脹劑.10.1。 3工程監(jiān)測與結(jié)果評價馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程加熱爐設備根底,通過采用地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式增強 帶施工

21、工法,成功地預防了混凝土超長結(jié)構(gòu)有害裂縫產(chǎn)生,杜絕地下室的滲漏；縮短了工期三個 月,既減少了對周邊環(huán)境的施工影響,又獲得了 50多萬元的直接經(jīng)濟效益,同時提前三個月投產(chǎn)可多產(chǎn)熱軋帶鋼120多萬噸；馬鋼新區(qū) 2250熱軋帶鋼工程榮獲安徽省優(yōu)質(zhì)工程“黃山杯和國家 冶金優(yōu)質(zhì)工程.10.2馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程軋機設備根底10.2。 1工程概況馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程軋機設備根底2022年9月開工,2022年4月竣工,軋機設備基礎長362.5m,地下室底板厚度為 1.5m,地下室墻壁厚度為 0.8m,地下局部混凝土為 C30P8,頂 板混凝土為C30,屬于超長混凝土結(jié)構(gòu).10.3。 2施工情

22、況(1)按每間隔3040 m結(jié)構(gòu)長度,結(jié)合設備根底結(jié)構(gòu)情況,1#粗軋機不設增強帶,2 #粗軋機設置一道后澆式增強帶 ,精軋機設置二道后澆式增強帶.增強帶寬度2m并貫穿設備根底底板、墻壁及頂板.增強帶內(nèi)采用C35混凝土,帶內(nèi)混凝土摻膨脹劑HA-P.(2)利用伸縮縫、增強帶將整個設備根底底板分成9個板塊區(qū)段,結(jié)合工序安排,采用“跳倉打,間隔一段,澆筑一段,最后再澆筑成整體.底板和頂板及內(nèi)側(cè)墻壁采用后澆式增強帶, 即在增強帶兩側(cè)的混凝土澆筑7d后,待其自身收縮局部完成時再澆筑增強帶膨脹混凝土.對于外側(cè)墻壁也采用后澆式增強帶,即在增強帶兩側(cè)的墻壁混凝土澆筑10d后,待其自身收縮大局部完成時再澆筑增強帶內(nèi)膨脹混凝土.(3)為了預防膨脹劑對混凝土坍落度損失的不利影響,同時綜合考慮到工期、造價和加膨脹劑混凝土對保濕要求很高及設置了后澆式增強帶等因素,對底板取消了原設計要求的在增強帶以外的混凝土中添加的 HA P膨脹劑.10.2.3工程監(jiān)測與結(jié)果評價馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程軋機設備根底,通過采用地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)后澆式增強帶施工工法,成功地預防了混凝土超長結(jié)構(gòu)有害裂縫產(chǎn)生,杜絕地下室的滲漏；縮短了工期三個月,既減少了對周邊環(huán)境的施工影響,又獲得了 80多萬元的直接經(jīng)濟效益,同時提前三個月投產(chǎn)可多產(chǎn)熱軋帶鋼120多萬噸；馬鋼新區(qū)2250熱軋帶鋼工程榮獲