鋼管混凝土的施工

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隨著城市建筑的發(fā)展，地下空間被廣泛利用，但地下建筑的施工卻遇到一些問題。地下室大體積混凝土裂縫預防與控制就是其中之一。地下室大體積混凝土有如下特點：⑴混凝土強度高，水泥用量大，因而收縮變形大；⑵幾何尺寸大，內部熱量積聚迅速，溫升快，而外部卻散熱快，易形成高溫差；⑶工程量大，施工連續(xù)性強，不易控制?；炷两Y構裂縫產生原因有三種：一是由外荷載引起，即按照常規(guī)計算的主要應力引起；二是結構次應力引起，即由實際工作狀態(tài)與假設模型不符所致；三是由變形應力引起，這是由于溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起的結構變形。地下室大體積混凝土裂縫主要產生原因屬于第三種。本文通過對上海·樟馨家園大型地下室的施工技術和措施的分析、研究和相關原理的應用進行一些總結，以期能為類似施工項目提供經驗和幫助。上海·樟馨家園（酒店式公寓部分）地下室長163米，寬71米，占地面積8100平方米。地基屬沼澤平原地貌類型，為Ⅳ類場地。采用樁-筏型基礎。地下室底版混凝土等級C35、外墻板C40，抗?jié)B等級S6.一、產生裂縫的原因以及影響1.溫差的形成及其影響在混凝土結構中，引起溫度變化的熱量主要源于水泥的水化熱。地下室大體積混凝土基礎中，混凝土強度級別較高（一般都高于C30），水泥用量大，因此混凝土在初凝過程中會有大量水化熱產生?；炷潦菬岬牟涣紝w，又由于地下室底版幾何尺寸巨大，這些熱量不易及時排出而積聚，導致了其內部溫度迅速升高（最高時可達70～80℃）。相反，在構件表面，則由于散熱條件良好，溫度保持較低水平，這樣就出現(xiàn)了內外溫差。這種相對的“內脹外縮”對混凝土表面產生拉應力，當它超過混凝土拉伸極限1～1.5×10-4，裂縫就產生了。2.混凝土收縮變形及其影響⑴化學收縮?；炷劣不^程中，水泥要發(fā)生一系列化學變化，稱之為水化，但水化生成物體積比反應前物質總體積要小，這種收縮，我們稱之為化學收縮；⑵混凝土的干收縮。干收縮是由于混凝土內部吸附水蒸發(fā)引起凝膠體失水產生緊縮，混凝土的干收縮取決于周圍環(huán)境的濕度變化。在大體積混凝土中，當這種收縮由于內外環(huán)境不一致而使混凝土構件表面拉應力超過其拉伸極限時，導致了裂縫的產生。3.地基的不均勻沉降及其影響基礎設計的主要依據(jù)是工程地質勘察報告。任何一個地質勘察，其結果都是近似的。當設計假設模型與地質實際不符等情況出現(xiàn)時，都很可能出現(xiàn)不均勻沉降。同時，由于上部建筑物荷載不同，也產生不均勻沉降。這種不均勻沉降對混凝土就產生拉應力，當應力超過混凝土極限拉伸值時，導致裂縫產生。這種裂縫一旦出現(xiàn)則比較嚴重，可能危及安全和使用等功能。二、采取措施：

      1.控制混凝土選材和配合比，摻加外加劑，減少水泥用量和用水量，降低水化熱和收縮變形。普通硅酸鹽水泥早期強度高但水化熱大；礦渣水泥雖然比普通水泥比熱低，但泌水、干縮現(xiàn)象嚴重，且后期硬化收縮也大；火山灰水泥后期收縮較大，同時經濟效益也不合算。通過比較我們選擇了粉煤灰水泥。粉煤灰水泥特性如下：成分，在硅酸鹽水泥中摻入占水泥重量20～40%的粉煤灰組合而成。特性，早期強度較低，后期強度增長較快；水化熱較??；耐凍性差；耐硫酸鹽腐蝕及耐水性較好；抗炭化能力差；抗?jié)B性較好；干縮性較小；抗裂性較好。供應標號，275、325、425、425R、525、525R、625R.選擇粉煤灰水泥在技術上有兩點好處：一是減少內部水化熱的產生（因為減少了水泥用量）；二是減少混凝土的“干縮”量，這樣從整體上對裂縫的產生和擴展起到了預防和抑制作用。粗、細骨料：石子選擇了級配良好的碎石，針、片狀顆粒含量8%；含泥量0.5%；含硫雜質0.5%；砂為中砂，細度模數(shù)為3.5，含泥量5%；含硫雜質0.5%.另外，我們還采用了外加劑LN-800N和膨脹劑HEA，這在相當程度上減低水灰比和水泥用量降低了水化熱，也使混凝土得到補償收縮。2.調整鋼筋配置方案，增設溫度傳遞分布筋，將混凝土內部熱量及時傳遞出來，防止內部熱量積蓄。在配筋設計上，建議設計院在配筋率不變情況下，采用上下皮配筋差異方案，即底皮鋼筋在無柱板帶上無論縱橫都采用Φ25@150，在有柱板帶處上下皮筋均采用Φ25@130.由于混凝土有1米厚，考慮到散熱速度，我們在底皮鋼筋和頂皮鋼筋之間設置了Φ25，溫度分布筋，每平方米1根，上下采用搭接焊，將原來Φ28@200配筋方案徹底放棄了。這種上下錯位分布，減小鋼筋直徑，加密鋼筋間距在一定程度上緩和了混凝土收縮，上下搭接的的連通鋼筋能快速把中間熱量傳遞出來，減小裂縫產生的比例。3.合理設置后澆帶，減少早期不均勻沉降、放松約束程度。不均勻沉降主要由地基地質和上部建筑荷載不一引起，由于地下室面積大，我們在主樓與輔樓相交接的位置設置了3條后澆帶。同時，由于主樓地下室沿邊狹長，我們在相應位置設置了后澆帶，這樣，有效地減少了工程早期可能不均勻沉降所產生的裂縫，也對整個底版放松了約束，同時還減少混凝土澆筑長度引起的蓄熱量，減少溫度應力，對裂縫的預防和控制擴展起到了相當?shù)淖饔谩?.采取措施加強養(yǎng)護，對溫度進行嚴密監(jiān)控，防止出現(xiàn)較大溫差。施工（底板混凝土澆筑）控制在4月底完成，避開了暴曬和炎熱天氣。在養(yǎng)護上，我們從澆筑完開始，配4個專人養(yǎng)護，輪流值班。為了保證已澆好混凝土表面散熱速度不至于過快，在其表面我們鋪蓋了草袋，并在草袋上再蓋上尼龍薄膜，保持混凝土表面濕潤，使之緩緩降溫，將養(yǎng)護期延長至15天。