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超长结构无缝连接施工技术措施

第一节 超长混凝土无缝连接概况

本工程地下室底板厚0.5m,采用泵送砼C40,抗渗等级P8。主体育场1-M轴与室外地下商业、车库无缝连接部位长约700米(从1-1轴~1-53轴),其中顶板(结构标高-0.450)及地上部分设伸缩缝脱开,地下室底板、地下一层、地下室外墙连接在一起,室外地下商业、车库建筑按计划约在×年×月才开工,1-M轴无缝连接部位设置后浇带,带宽1000mm,此处节点处理方式复杂,须采用一定措施来防止混凝土裂缝的产生、底板、墙板的渗漏水等质量通病。

第二节 连接部位易开裂原因分析及对策

1原因分析

1.1混凝土收缩

连接部位裂缝控制的关键在于减少混凝土的收缩变形,包括后浇带两侧混凝土的收缩和后浇带本身混凝土的收缩。对混凝土影响较大的收缩主要有由温度引起的收缩、早期塑性收缩和干缩。

(1)混凝土因温度变化产生的收缩分两部分,第一部分在混凝土硬化过程中,由于早期水泥水化热的集中释放产生大量热量,混凝土内部因散热慢而使其温度急剧升高,产生内外温差,内部混凝土膨胀,而外部混凝土经散热,温度降低而收缩,形成温差裂缝。第二部分是由于环境温度的变化,根据混凝土热胀冷缩的性质,在温度下降后混凝土必将产生收缩拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,将产生裂缝。

(2)混凝土塑性收缩是在初凝成塑性体但未终凝前,体积收缩,表面容易形成裂缝;由于竖向收缩受到钢筋的限制不能自由沉降,钢筋部位容易形成沉降裂缝。

(3)混凝土干缩变形是由于混凝土中水分蒸发而引起的,当混凝土在空气中硬化时,其中的水分会逐渐蒸发,使水泥石中的胶凝体逐渐干燥而产生收缩。在混凝土受到约束的情况下,干缩变形会使混凝土出现较大的拉应力,特别是在初凝阶段,由于混凝土抗拉强度很低,容易引起混凝土开裂。现在的商品混凝土为了达到泵送时坍落度的要求,配合比中水的掺量普遍较大,造成水分大量蒸发,更容易收缩开裂。

1.2超长后浇带的处理困难

后浇带的设置部分释放了混凝土早期收缩,但同时造成了混凝土面的不连续,结合面强度受到一定程度的影响。后浇带一般在两侧混凝土浇筑完成不少于两个月后再封闭,后浇带内由于钢筋、止水钢板、钢丝网等的存在,很难彻底清理干净,新旧混凝土结合处的施工缝很难彻底凿毛,止水钢板下的混凝土密实度较难保证,这一系列因素导致后浇带处的混凝土受施工质量影响较大,处理不好容易开裂漏水。

2对策

防止混凝土开裂漏水,可以采取“抗” 、“放” 与“防”相结合的方法。“放”主要是通过构造措施提高变形能力,释放收缩。“抗”是提高混凝土抵抗收缩变形不出现裂缝的能力,“防”是设置防水措施防止混凝土出现裂缝后造成渗水。具体可以从减少混凝土收缩、释放早期收缩、采取加强措施等方面进行控制。同时施工中加强对后浇带质量的控制。

2.1减少混凝土收缩

分为减少后浇带两侧混凝土的收缩和减少后浇带混凝土的收缩两部分。

(1)控制后浇带两侧混凝土浇筑时的温升,减少浇筑时产生的收缩;

(2)调节混凝土配合比,减少收缩;

(3)后浇带混凝土掺入膨胀剂,减小收缩量;

(4)控制后浇带混凝土封闭时的温度,减少由于热胀冷缩引起的收缩。

2.2释放早期收缩

(1)后浇带封闭前,减少对两侧混凝土收缩的约束;

(2)后浇带封闭时采用合理的浇筑顺序,减少长向收缩的积累;

2.3保证后浇带质量

后浇带清理干净、凿毛接浆等处理措施到位。

2.4采取加强措施

(1)提高混凝土致密性和结构自身的抗开裂能力。

(2)增加后浇带及两侧混凝土抵抗开裂的能力。

(3)后浇带处加设止水片、防水卷材、设置超前防水等。

第三节 施工技术措施

为控制超长连接不出现裂缝,需要分别从后浇带两侧的结构和后浇带本身的设计、原材料、浇捣、养护等各方面采取措施。根据设计说明,结构设计本身已考虑超长结构的温度、收缩等问题。施工中将严格按照设计要求采取措施。

1后浇带封闭程序

采用跳仓法封闭后浇带,隔一段浇一段,分段间设置钢板止水带,相邻两段浇筑间隔时间不少于5天,分段原则是:

(1)后浇带间距30~40m;

(2)两侧混凝土先浇的先封闭;

(3)后浇带分缝位置与先期混凝土后浇带位置错开;

2材料控制要点

(1)采用低水化热的水泥配制防水混凝土,并适量添加粉煤灰,以降低水化热;

(2)严格控制水灰比,严格控制水泥用量,严格控制混凝土坍落度,以减小混凝土的收缩变形,改善混凝土防水、抗裂等性能。

(3)采用高效外加剂,在减少用水量同时保持较好的工作性能和耐久性。

(3)为减少水泥用量,经设计同意采用60d龄期的混凝土强度。

(4)采用碎石骨料配置混凝土,级配应连续,粗骨料含泥量不大于1%,细骨料含泥量不大于1.5%。石子最大粒径不大于40mm,泵送时其最大粒径应为输送管径的1/4,吸水率不大于1.5%,不使用碱活性骨料。

(5)正式施工前测试不同配合比混凝土的收缩率及收缩与龄期的关系,选取最优配合比用于施工。

(6)后浇带混凝土采用比设计强度提高一级的微膨胀混凝土封闭,微膨胀混凝土选料和掺量需满足国家质量标准和以下性能要求:

1)不可使用含氧化钙的膨胀剂;

2)混凝土膨胀率及干缩要求如下表:

项目

限制膨胀率(×10-4)

限制干缩率(×10-4)

龄期

水中14d

水中14d,空气中28d

性能指标

≥2.5

≤3.0

3)其它有关要求详《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)

3后浇带的保护与清理

(1)后浇带按结构设计要求进行保护。

(2)后浇带两侧设置快易收口网,防止先期浇筑的混凝土流入后浇带。

(3)后浇带混凝土浇筑前,将槽内的木屑、石块、混凝土碎块、积水等彻底清除干净。

(4)后浇带两侧施工缝凿毛,并涂刷水泥净浆或混凝土界面剂,并及时浇筑混凝土。

4配筋处理

钢筋在保持总面积不变的情况下,经设计同意,根据直经小,钢筋布置间距密的方式替换钢筋,减少裂缝的最大宽度。

5混凝土浇捣要点

(1)使用插入式振捣器应快插慢拔,振动时间约10秒,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.25倍(一般为300~400mm)。振捣上一层时应插入下层50mm,以消除两层间的接缝。

(2)后浇带应待两侧混凝土浇筑60天后选择低温天气且当天温度相对较低的时间段封闭。可能的条件下尽量延缓后浇带的封闭时间。

(3)浇筑过程中及时清除产生的泌水和浮浆。

(4)采用二次振捣、抹面、收光工艺,使浇筑初期产生的塑性裂缝弥合。

6养护要点

后浇带混凝土浇筑后,采取蓄水养护方法,加强养护至现场混凝土强度不低于28d标准强度的70%,且不少于14d。

7加强措施按照设计后浇带大样采取加强措施。后浇带处钢板止水带纵向接长采用对焊,焊缝应平顺,满焊,不得有夹渣等缺陷。橡胶止水带搭接长度应满足规范要求。

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