摘要: 福建大劇院工程施工中, 結(jié)合超長結(jié)構(gòu)混凝土的具體特點(diǎn), 采用超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù), 把后澆帶改變?yōu)榕蛎浖訌?qiáng)帶, 有效地控制了超長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫開展, 加快了施工進(jìn)度, 取得了很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞: 混凝土; 后澆帶; 膨脹加強(qiáng)帶
中圖分類號: TU 375 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B 文章編號: 1000- 4726( 2007) 02- 0104- 03
福建大劇院位于福州市五一廣場南側(cè), 南臨規(guī)劃中的海底路, 西臨廣達(dá)路, 總建筑面積為29 712 m2, 建筑分A、B、C三個分區(qū)。其中A區(qū)為歌劇院, 建筑面積為22 865 m2, 地下1層, 面積3 200 m2, 地上4層( 局部5層)面積19 665m2; B區(qū)為會議廳、多功能廳等, 建筑面積為42 02m2, 地下1層, 面積1 100m2, 地上3層面積3 102m2;C區(qū)為多功能劇場及附屬設(shè)施, 地上3層, 建筑面積2 645m2。
本工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系, A區(qū)長117.5m, 寬74m, 高22.6m, 局部高38m。B區(qū)、C區(qū)均為長約59m, 寬23m, 高14m。結(jié)構(gòu)安全等級A區(qū)、C區(qū)為一級, B區(qū)為二級, 防水等級一級?；炷翉?qiáng)度等級為地下室底板C30P8, 外墻C40P8, 框架柱、剪力墻C40, 梁板C35。底板厚900mm、800mm、400mm。
1 工程設(shè)計
A區(qū)自地下室底板至上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高12.950m, 設(shè)計了二橫一縱的后澆帶, 結(jié)構(gòu)平面劃分為6塊。B區(qū)、C區(qū)均設(shè)計一條橫向后澆帶, 后澆帶混凝土澆筑時間為兩側(cè)混凝土澆筑后兩個月, 但由于: ( 1) 本工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工難度大, 后澆縫的保護(hù)、清理與鑿毛非常困難; ( 2)設(shè)計防水等級為一級, 采用后澆帶施工縫增多, 留下滲漏水隱患; ( 3) 施工工期緊, 結(jié)構(gòu)為220 d, 而設(shè)計要求后澆帶的填縫需待結(jié)構(gòu)兩側(cè)混凝土澆筑后2個月方可施工, 影響總工期。鑒于以上原因, 經(jīng)與設(shè)計單位、監(jiān)理單位協(xié)商, 同意后澆帶變更為膨脹加強(qiáng)帶。依據(jù)超長無縫結(jié)構(gòu)技術(shù), 膨脹加強(qiáng)帶和后澆膨脹加強(qiáng)帶的間距控制在40～60m, 總長控制在100～150m, 原結(jié)構(gòu)設(shè)計圖后澆帶設(shè)計的間距和位置均可滿足“無縫設(shè)計”膨脹加強(qiáng)帶的要求, 膨脹加強(qiáng)帶布置為原后澆帶的位置, 見圖1陰影部分。
2 超長結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計施工新技術(shù)
2.1 基本原理
HEA膨脹劑, 是以高鋁熟料為主要原料生產(chǎn)的具有良好膨脹源的混凝土膨脹劑, 其特點(diǎn)是膨脹能量大,干縮小, 摻入混凝土后能補(bǔ)償混凝土的收縮, 達(dá)到抗?jié)B防裂目的。超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)是以HEA補(bǔ)償收縮混凝土為結(jié)構(gòu)材料, 以加強(qiáng)帶取代后澆帶連續(xù)澆筑的超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。利用摻HEA的補(bǔ)償收縮混凝土為結(jié)構(gòu)材料, 在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用, 由于鋼筋和鄰位約束, 在結(jié)構(gòu)中建立0.2～0.7MPa的少量預(yù)壓應(yīng)力, 通過調(diào)整混凝土中HEA摻量可使不同區(qū)段獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力, 以此來補(bǔ)償混凝土在硬化過程中因溫差和干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力, 從而防止裂縫出現(xiàn), 起到抗?jié)B、防水的作用。使用這種方法可連續(xù)澆筑100～200 m超長結(jié)構(gòu)。根據(jù)抗裂原理, 只要控制混凝土的收縮與膨脹保持一個相對的范圍內(nèi), 就能做到結(jié)構(gòu)無縫或裂縫控制在規(guī)范允許范圍內(nèi), 滿足工程的使用功能。
在應(yīng)力集中的σmax膨脹加強(qiáng)帶兩側(cè)鋪設(shè)密目鋼絲網(wǎng), 并用立筋加固, 防止混凝土流入加強(qiáng)帶, 加強(qiáng)帶之間適當(dāng)增加水平構(gòu)造鋼筋10%～15%。施工時, 加強(qiáng)帶外用摻8%～10%HEA的小膨脹混凝土, 澆筑到加強(qiáng)帶時, 用摻12%～13%HEA的大膨脹混凝土, 其強(qiáng)度等級比兩側(cè)高5MPa。到另一側(cè)時, 又改為澆筑摻8%～10%HEA的小膨脹混凝土。如此循環(huán)下去, 連續(xù)澆筑HEA混凝土, 實(shí)現(xiàn)無縫施工。通過HEA的不同摻量, 可使混凝土結(jié)構(gòu)在長度方向獲得相應(yīng)大小的補(bǔ)償收縮的膨脹應(yīng)力( 圖2) 。
2.2 超長無縫結(jié)構(gòu)混凝土的施工
2.2.1 原材料的選擇
本工程水泥選用較穩(wěn)定、水化熱低的煉石牌P.O.42.5普通硅酸鹽水泥, 以降低水化熱。粗骨料選用閩江產(chǎn)破碎河卵石, 級配5～31.5mm連續(xù)級配, 且含泥量、泥塊含量、針片狀含量、壓碎指標(biāo)符合建筑用粗骨料Ⅱ類質(zhì)量要求; 細(xì)骨料選用潔凈的閩江中砂, 連續(xù)級配, 細(xì)度模數(shù)為2.3～2.5, 含泥量<1%; 外加劑Ⅰ選用福建省建筑科學(xué)研究院TW- 10A高效泵送劑; 外加劑Ⅱ選用福建省建筑科學(xué)研究院HEA高性能膨脹劑; 摻合料選用漳州后石電廠生產(chǎn)的Ⅱ級原狀粉煤灰, 其各項指標(biāo)均符合GB1596—1991中的Ⅱ級粉煤灰技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),降低水化熱, 并且使水化熱均勻緩慢釋放, 減少早期收縮, 增強(qiáng)混凝土后期強(qiáng)度。
2.2.2 地下室底板膨脹加強(qiáng)帶施工
(1) 混凝土配合比見表1, 2。
(2) 混凝土供應(yīng)或施工力量達(dá)到連續(xù)作業(yè)要求時, 采用圖3的施工方法, 若混凝土供應(yīng)或施工力量達(dá)不到連續(xù)作業(yè)要求時, 采用圖4的“間歇式無縫施工法”, 加強(qiáng)帶一側(cè)為臺階式。
2.2.3 地下室外墻及剪力墻膨脹加強(qiáng)帶施工對于地下室外墻加強(qiáng)帶, 由于墻體薄、面積大, 養(yǎng)護(hù)困難, 受到風(fēng)速和大氣溫度影響大, 容易出現(xiàn)收縮裂縫。采用分段澆筑墻體, 用摻8%～0%HEA的小膨脹混凝土, 養(yǎng)護(hù)14 d后, 用摻12%～13%的大膨脹混凝土澆筑加強(qiáng)帶。此方法與傳統(tǒng)后澆帶相同, 要設(shè)鋼板或遇水膨脹止水帶( 圖5) , 可比傳統(tǒng)后澆帶縮短工期30 d左右。
2.2.4 樓板、梁膨脹加強(qiáng)帶施工
對于超長結(jié)構(gòu)樓板, 采用泵送混凝土的收縮值比現(xiàn)澆混凝土大20%～30%, 為減少有害裂縫, 除采用大膨脹混凝土澆筑外, 應(yīng)在加強(qiáng)帶處增加細(xì)而密的雙向配筋, 見圖6。
對于超長結(jié)構(gòu)的梁, 在加強(qiáng)帶處, 應(yīng)加大腰筋直
徑, 加密間距, 并滿足受拉錨固和搭接長度的要求, 見圖7。
超長無縫結(jié)構(gòu)混凝土澆筑時, 應(yīng)與混凝土攪拌站加強(qiáng)聯(lián)系, 嚴(yán)格按配合比和施工組織設(shè)計進(jìn)行施工。混凝土澆筑完畢, 進(jìn)行混凝土表面處理, 及時澆水養(yǎng)護(hù);大體積混凝土還應(yīng)覆蓋一層塑料薄膜及保溫被進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù), 并加強(qiáng)溫度監(jiān)控。
3 結(jié)束語
現(xiàn)代建筑或構(gòu)筑物越來越多地采用了超長或雙向超長結(jié)構(gòu), 如按傳統(tǒng)技術(shù)每個工程須留置少則幾條多則數(shù)十條后澆帶, 后澆帶一般需經(jīng)40～60 d才能封填,拖延工期, 給施工帶來麻煩, 且結(jié)構(gòu)整體( 防水) 性不好。福建大劇院超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計施工技術(shù)的應(yīng)用, 突破了傳統(tǒng)的設(shè)計施工規(guī)范, 用“膨脹加強(qiáng)帶”替代了原來的后澆帶, 減少了施工對后澆帶處理這一繁瑣的環(huán)節(jié), 大大地縮短了施工周期, 加快了施工進(jìn)度, 取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
參考文獻(xiàn)
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