无缝施工中应予重视的几个技术问题!

[摘 要]本文结合工程实践,提出了无缝施工工程较常出现的有关技术问题。应正确理解规程,重视与探索实际、有效的解决措施。

 

[关键词]补偿收缩;无缝施工;加强带

 

混凝土超长结构设计与施工中,为了对抗裂缝,人们常用后浇带或跳仓法将其分成数个小块,分开施工。若干天后,再浇注另一块或进行填缝,这种方法操作复杂,有时还会留下渗水的隐患。换一个思路去寻找解决裂缝的较佳办法,目前来说就是无缝施工技术。JGJ/T 178—2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》的颁布,为无缝施工的设计与实施提供了依据,具有普遍性的指导意义。但是,每个工程有每个工程的特点,常会遇到一些规程未作明文规定甚至与规程条文略有出入的技术性问题,这些问题的解决对于执行规程和推广无缝施工技术具有重要的作用。本文结合工程实例,力求正确理解规程,以探索上述问题的解决措施。

 

1 关于膨胀加强带

 

1.1 局部还是整体实施无缝施工的结构尺寸问题

合理设置膨胀加强带,部分或全部取代后浇带是无缝施工技术的标志性手段。按规程规定,墙体在 60m 长度、板式结构在 120m 长度(厚度 H≤1.5m)以内时,可连续浇筑,这是基本原则。是否每个工程都一律如此,则应视工程的具体条件而定。如:衡水吉美大楼占地面积 72m×68m,略超出规定值,是衡水湖畔的旅游性项目,地下水位高、空气湿度大、养护条件好,确定整体无缝施工;河北神威药业楼板占地面积 108m×72.5m,在可以连续浇筑的范围内,考虑其为纯地上结构,水养较为困难,确定为局部无缝施工。

 

1.2 薄板结构可否取消隔离钢丝网

规程规定在加强带两侧应用密孔钢丝网将带内与带外混凝土分开。当板厚≤500mm 时,施工单位提出可否不设隔离钢丝网,无论从对补偿收缩混凝土原理的理解上,还是从工程实践上,应该认为是可以取消的。保定胶片厂、石家庄新人百、文化广场、筑业高层住宅楼等,板厚 100~500mm,均未设隔离网,效果良好,受到好评。采取的辅助措施是:在加强带一侧提前 500~1000mm 换用加强带专用混凝土,在加强带另一侧延后 500~1000mm 换回原配合比混凝土,控制混凝土坍落度≤180mm。两种配合比混凝土的交接区段及时振捣、均化。这样,在加强带与一般的补偿收缩混凝土之间会形成一个中等膨胀的区段,有利于增强长度方向的抗裂应力,减小相邻部位的收缩差。

 

1.3 什么情况下设加强带温度筋

规程对加强带附设温度钢筋未作明文规定,解析中说明在一些簿弱部位增加附设钢筋是有益的。这样,技术服务方要求设温度筋时,就需要对设计、建设、施工三方作出合理的解释。北国商城占地面积 120m×119m,属于超大面积; 神威药业面积不太大,但存在层高差,确定两工程的后浇式膨胀加强带均设附加温度筋。石家庄文化广场原设计的配筋率较高,加强带则不设附加筋。加强带附加筋的直径应小于或等于原同向配筋,增加量为原同向配筋率的 10%~15%,筋长=带宽+1000mm,即在加强带两侧各多搭接出 500mm。

 

1.4 如何确定后浇式膨胀加强带的回填时间

规程要求大体积混凝土的后浇式膨胀加强带应在两侧混凝土中心温度降至环境温度时再回填,时间大致为 7d 或略长一点。规程解析说明,除此以外,一般可以在浇筑完两侧膨胀混凝土的任何时候回填。回填时间的长短是各方共同关心的热点问题。后浇式加强带具有先放后抗的性质,考虑一个工程施工组织和加强带专用混凝土供应的方便性,确定墙体与板式结构后浇式膨胀加强带的回填时间应≥7d。个别工程要求再提前的,规定≥3d,如石家庄文化广场和衡水吉美大楼,理由是:两侧混凝土达到一定强度后,可增强约束膨胀能力,也利于避免混凝土板面的踩踏开裂。

 

1.5 加强带的变更及处置原则

无缝施工是一项受欢迎的先进技术,但实施过程中因种种原因,有时不能执行到底,而产生加强带的变更问题。按照对规程的理解与效果考察,采取如下处置原则:

 

(1)连续式加强带可改为后浇式,一般不主张改为间歇式。只有在事先准备充分的条件下,方允许将连续式改为间歇式,并在先浇筑的构件立面设止水钢板(或止水带)或凹槽,加隔离钢丝网或模板,如文化广场。

 

(2)不允许将后浇式加强带改为连续式。

 

2 无缝施工与结构自防水的统一性

 

无缝施工与结构自防水,是两个专业的问题,但对于同一项工程,二者又具有高度的统一性,无缝施工做好了,也就具备了结构自防水的功能。建设方与施工方十分关心无缝施工与结构自防水是一回事还是两回事,二者有无矛盾,采用结构自防水后可否取消柔性防水?规程明确回答可以,但要求采取完善的施工措施。在石家庄西南水厂、桥东污水处理厂、文化广场、吉美大楼的水池与地下结构中,均取消柔性防水。但采取了比较完善却并不复杂的多项技术措施,具体如下:

 

(1)墙体所有后浇式加强带、分层浇筑的墙体水平缝均设止水钢板。

 

(2)文化广场墙体厚 450mm,使用养护条件适当宽松的双膨胀源全补偿型混凝土膨胀剂 FEA100。

 

(3)所有外墙迎水面的立缝、水平缝均采取防渗加强措施,文化广场的做法是纵横方向交叉涂刷 3 遍渗透结晶型防水涂料,吉美大楼的做法是抹压 1:2 防水砂浆层。

 

(4)割除外墙迎水面的露筋、露丝及穿墙螺栓外露部分,用 1:2 防水砂浆封堵。

 

(5)及时回填土。

 

3 关于混凝土试配

 

规程规定了不同构件混凝土限制膨胀率指标,要求混凝土配合比试验的限制膨胀率比工程设计指标提高0.5×10-4。结构总长度大于 120m 时,设计指标宜提高 0.5×10-4。理解这三种不同情况下的限制膨胀率差别,是保证无缝施工效果的必要条件,在混凝土试配中应予做到。同时,推荐进行加与不加膨胀剂同配合比混凝土平行对比试验,以求取补偿效率。这一试验,比单独复验膨胀剂的性能意义更为重要。εdrc、ε0rs分别表示加膨胀剂混凝土与未加膨胀剂的空白混凝土14d出水、干空 28d 的剩余(干燥后)限制膨胀率,用下式计算补偿效率 Cs(%):

 

Cs = (εdrc-ε0rs) /ε0rs×100

 

如板式结构的补偿收缩混凝土 Cs 值达到 40% 左右,加强带与墙体的 Cs 值达到 60% 左右,补偿效果则是令人放心的。

 

规程解析提出常温施工时,混凝土初凝时间>12h。环境温度>28℃ 时及 C50 混凝土的初凝时间>16h,这是保证连续浇筑顺利进行的物质条件。但施工方往往考虑模板周转及后续工程的速度,希望有所减短。混凝土供应方应因地制宜、因时制宜,进行混凝土缓凝试验,以确定施工混凝土的配合比。

 

当工程确定混凝土配合比后,不允许中间更换水泥与膨胀剂品种,如更换,须重新进行混凝土配合比试验。

 

4 关于混凝土配合比

 

规程要求,单位胶凝材料用量应符合 GB 50119—2013 《混凝土外加剂应用技术规范》规定,即实行结构自防水并使用掺合料时水泥最少用量不应低于 280kg/m3。按内掺 20% 掺合料、膨胀剂等量取代水泥推算,确定实用胶凝材料的用量控制值,C30 混凝土≥380kg/m3、C35 混凝土≥420kg/m3、 C40 混凝土≥460kg/m3。

规程解析指出“胶凝材料中掺合料过多会降低膨胀性能”,因此对无缝施工或结构自防水工程的补偿收缩混凝土,工程师不应过份强调利用掺合料降低水化热,应将膨胀指标放在第一位;供应商不应过分重视成本核算而轻视混凝土性能。作者参与的无缝施工工程混凝土的粉煤灰或矿粉内掺量均不超过 20%。

膨胀剂用量取决于设计的混凝土限制膨胀率指标大小、膨胀剂自身的膨胀性能及欲达到的混凝土补偿效率,并与水泥品种及用量、掺合料种类及用量相关。规程规定补偿收缩混凝土膨胀剂用量范围为 30~50kg/m3,后浇带与加强带为 40~60kg/m3。不再是习惯使用的单一的内掺百分比控制方法,这对于处理上述复杂关系是必要的。注重膨胀剂的实用量,不照抄膨胀剂厂家说明书提供的百分比用量,对于避免膨胀剂加入量不到位是一个有效的办法。表 1 列出了 2009 年五项大型工程实用混凝土的膨胀剂与粉煤灰用量,可资参考。

5 关于保水养护问题

 

保水养护不仅对补偿收缩混凝土,即使对普通混凝土也是十分重要的。但客观现状是,多年来、大多数工程都做不到按规范规定的水养 14d 的要求。与其坚持文件字面上的14d,不如采取更切实有效的水养办法,适当缩短养护期。经慎重研究,确定水养期为 7d,与模板拆除、后浇式加强带回填时间基本一致,要求“确保 7d,不拖延、不敷衍,及时进行、专人负责”。措施是:采用水养条件相对宽松、低干缩的双膨胀源膨胀剂,大面积板式构件在浇筑完成 400m2、混凝土终凝后即开始水养,覆盖湿麻袋片或蓄水养护。厚墙采用淋水养护,北墙南立面、东墙西立面挂遮盖物、防日光曝晒。地下室入口通道侧壁挂遮盖物防冷风直吹降温过快,作为保水养护的辅助手段。在无缝施工工程中,不推荐使用养护剂、一涂即完的简易养护办法。

6 结束语

 

补偿收缩混凝土应用技术规程对无缝施工工程具有普遍性的指导意义,在实施规程中,正确理解条文规定的实质和原理,结合工程实际,具体情况具体分析,注重和探讨相关的技术问题,采取切实有效的解决措施,有利于无缝施工技术的应用和推广。

 

 

 


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