吉林省合隆地震臺(tái)無(wú)磁混凝土施工工法

1、 碳纖維無(wú)磁混凝土結(jié)構(gòu)施工工法吉林建工集團(tuán)有限公司二00八年一月 碳纖維無(wú)磁混凝土結(jié)構(gòu)施工工法吉林建工集團(tuán)有限公司 武術(shù)1、前言：碳纖維混凝土屬無(wú)金屬型混凝土，是以碳纖維束取代鋼筋，且對(duì)水泥、砂、石的含磁量有嚴(yán)格的要求，施工過(guò)程中，對(duì)使用工具、模具、操作人員所攜代的含磁量也須嚴(yán)格控制。無(wú)磁混凝土應(yīng)用于地震觀測(cè)臺(tái)、和現(xiàn)代無(wú)金屬水工閘門(mén)等領(lǐng)域。2、工法特點(diǎn)：21、用于構(gòu)成建筑物本身的材料以及所用的支撐材料均要求為無(wú)磁性材料。（原材料的磁性均要求在0.1nT以內(nèi)）。22、首次將碳纖維筋用于房屋建筑的混凝土屋蓋結(jié)構(gòu)工程，同時(shí)所用的材料綠色環(huán)保。23、使用碳纖維筋替代鋼筋的設(shè)計(jì)和應(yīng)用變成可能。3、適用范

2、圍：本工法適用于各類(lèi)地磁臺(tái)建設(shè)工程、各類(lèi)對(duì)磁性要求較高的建筑物以及現(xiàn)代無(wú)金屬水工閘門(mén)的制作工程。4、工藝原理：利用碳纖維抗拉強(qiáng)度高且與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合后共同工作的原理替代鋼筋使之與混凝土共同工作，共同承受荷載。5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)：5 .1施工準(zhǔn)備工作：511、技術(shù)準(zhǔn)備：（1）、圖紙會(huì)審由項(xiàng)目工程師組織工程技術(shù)人員認(rèn)真審圖，作好圖紙會(huì)審的前期工作，消除錯(cuò)、漏、碰、缺問(wèn)題，解決設(shè)計(jì)與施工技術(shù)之間的矛盾，并針對(duì)有關(guān)施工技術(shù)和圖紙存在的問(wèn)題做好記錄。（2）、施工方案的編制根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)劃，提前編制詳細(xì)的碳纖維混凝土結(jié)構(gòu)分項(xiàng)工程施工方案和施工管理措施，以便為施工提供足夠技術(shù)支持。（3）、建立測(cè)量控制

3、網(wǎng)根據(jù)建設(shè)單位提供的坐標(biāo)點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)及該工程施工組織設(shè)計(jì)所確定的測(cè)量工程施工方案，建立適合該工程的測(cè)量定位網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，其中主要控制點(diǎn)應(yīng)制成為永久性控制點(diǎn)。（4）、技術(shù)交底施工前組織項(xiàng)目管理人員進(jìn)行技術(shù)交底，學(xué)習(xí)項(xiàng)目管理制度、施工組織設(shè)計(jì)、專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)交底、長(zhǎng)春基準(zhǔn)地磁臺(tái)建設(shè)管理制度匯編等施工管理和技術(shù)質(zhì)量文件。 對(duì)勞務(wù)作業(yè)人員進(jìn)行各分項(xiàng)工程施工方法的集體技術(shù)交底工作，使全體勞務(wù)人員都能掌握技術(shù)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)關(guān)鍵部位除做詳細(xì)交底外，還應(yīng)做現(xiàn)場(chǎng)示范。 5.1.2、物質(zhì)準(zhǔn)備：5.1.21、原材料的選擇：（1）、水泥使用唐山產(chǎn)冀東牌425純硅酸鹽水泥，中砂采用石英砂，碎石采用石灰?guī)r質(zhì)的碎石。（2）、混凝

4、土所使用的砂石及水泥、外加劑等材料，在采購(gòu)時(shí)事先進(jìn)行磁性檢測(cè)測(cè)，運(yùn)輸過(guò)程中采取保護(hù)措施，防止磁性污染。所有材料檢測(cè)遵照地磁臺(tái)磁性檢測(cè)工作程序。認(rèn)真填寫(xiě)檢測(cè)記錄，進(jìn)場(chǎng)后，必須經(jīng)過(guò)地磁臺(tái)工作人員使用專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)設(shè)備對(duì)原材料的磁性進(jìn)行再次檢測(cè)，所有原材料的磁性均要求在1r以內(nèi)。砂、石進(jìn)行裝袋檢測(cè)，將合格的原材料按要求堆放，以避免合格的原材料受到磁性污染。（3）、施工用水要用塑料的水箱儲(chǔ)存，以防止鐵銹污染水質(zhì)。5.1.22、機(jī)械設(shè)備及工具的選擇混凝土無(wú)磁性的要求對(duì)機(jī)械設(shè)備的選擇有很高的要求，由于現(xiàn)有的建筑機(jī)械基本上是以鐵質(zhì)為主，在施工中難免使用磁性材質(zhì)的工具進(jìn)行施工，這就要求對(duì)機(jī)械設(shè)備的新舊程度以及使用

5、和保管均有不同的要求：（1）、攪拌設(shè)備：攪拌機(jī)要選用新的攪拌機(jī)，對(duì)攪拌機(jī)所有的零部件進(jìn)行登記，并設(shè)專(zhuān)人對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行定期檢查，對(duì)易脫落的部件用無(wú)磁的塑料布進(jìn)行封閉，以防止部件掉到混凝土中造成磁性污染。（2）、小型工具：施工過(guò)程中使用的鍬要全新無(wú)磨損，鍬頭用無(wú)磁性的銅釘固定，振搗器、振搗棒要求全新，在使用過(guò)程中振搗器用塑料布包裹起來(lái)，振搗棒進(jìn)行定期檢查查看磨損情況及時(shí)更換，防止由于鐵質(zhì)磨損造成的磁性污染。5.1.23、組織準(zhǔn)備碳纖維混凝土的施工對(duì)人員的要求非常嚴(yán)格，施工人員進(jìn)場(chǎng)前必須進(jìn)行無(wú)磁混凝土施工方面的培訓(xùn)，對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員要求身上不準(zhǔn)攜帶含有磁性的東西 如：打火機(jī)、鑰匙、鐵質(zhì)紐扣、刀具等

6、易掉的磁性物質(zhì)，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的施工人員均應(yīng)檢查清理方可放行。所需帶入的工具一一登記造冊(cè)，出場(chǎng)時(shí)清理核對(duì)無(wú)誤后，方可離場(chǎng)。5.1.24、施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備（1）、碳纖維無(wú)磁混凝土施工時(shí)觀測(cè)區(qū)必須采用無(wú)磁材料整體封閉，安排專(zhuān)職人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行看守，嚴(yán)格按照地磁合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人員的進(jìn)出、設(shè)備的使用，進(jìn)行登記檢查。（2）、施工場(chǎng)地采用硬地法施工用經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格的砂、石、水泥澆筑硬地作為堆料平臺(tái)及施工場(chǎng)地。（3）、木工作業(yè)棚、碳纖維筋作業(yè)棚的搭設(shè)均為檢測(cè)無(wú)磁的木質(zhì)材料，連接采用尼龍繩或麻繩類(lèi)無(wú)磁繩索進(jìn)行綁扎。5.2、分部分項(xiàng)工程施工：5.2.1、土方施工：（1）、場(chǎng)地清理磁場(chǎng)梯度測(cè)量：挖土前采用J-856質(zhì)子旋進(jìn)式磁

7、力儀以10m×10m為設(shè)點(diǎn)間距，進(jìn)行場(chǎng)地大范圍的磁場(chǎng)水平梯度觀測(cè)，要求磁場(chǎng)梯度在1nT以內(nèi)，測(cè)量合格后方可進(jìn)行挖土施工。（2）、挖土：采用挖掘機(jī)挖土，人工配合清土。（3）、基坑磁場(chǎng)總強(qiáng)度測(cè)量：土方工程施工完畢后、再以1m×1m為設(shè)點(diǎn)間距，進(jìn)行基坑內(nèi)磁場(chǎng)總強(qiáng)度觀測(cè)，要求磁場(chǎng)梯度在1nT以內(nèi)，測(cè)量合格后方可進(jìn)行混凝土工程的施工。（4）、回填土：土方回填之前應(yīng)分批量全部進(jìn)行磁性檢測(cè)后方可回填，每回填30進(jìn)行一次填土的密實(shí)度的檢測(cè)，并同時(shí)進(jìn)行磁性檢測(cè)、記錄檢查情況，合格后進(jìn)行下一層的施工。522、碳纖維筋的制作：（1）、工作原理：由于混凝土無(wú)磁性的要求，觀測(cè)區(qū)內(nèi)混凝土中使用碳纖維筋

8、這種新材料作為鋼筋的替代。本工程碳纖維筋制作由天津市河西太平洋信息咨詢中心制作，設(shè)計(jì)由吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院完成，雖然纖維具有很高的強(qiáng)度，但是纖維絲必須與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合才能共同工作，用膠復(fù)合后的纖維構(gòu)件，其平均強(qiáng)度可能降低到原絲強(qiáng)度的40%-90%，這不僅與纖維絲的復(fù)合技術(shù)有關(guān)，而且與復(fù)合構(gòu)件的幾何形狀有關(guān)，目前纖維混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，按非常熟悉的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，下表為新的碳纖維筋與鋼筋對(duì)照表新的碳纖維筋與鋼筋對(duì)照表采用12K碳纖維絲與膠復(fù)合制成的碳纖維筋HPB235鋼筋碳纖維筋直徑（）碳纖維筋面 積（2）碳纖維絲面 積（2）絲 股抗拉強(qiáng)度設(shè) 計(jì) 值（N/2）直 徑（2）面 積（2）抗拉強(qiáng)

9、度設(shè) 計(jì) 值（N/2）412.576.28161800850.27210519.649.82241078.54628.2714.143512113.10738.4819.244814153.94850.2725.136316201.06963.6231.818018254.471078.5439.279820314.161195.0347.5211922380.1312113.1056.5514124452.3913132.7366.371662861544（2）、制作：、為更好的利用碳纖維筋在混凝土中的錨固作用將碳纖維筋端部作成墩頭加強(qiáng)錨固。、為便于碳纖維筋負(fù)彎矩的安裝將負(fù)彎矩筋與板底筋作成

10、環(huán)行，便于施工。5.2.3碳纖維筋的運(yùn)輸、綁扎（1）、碳纖維筋運(yùn)輸：碳纖維筋運(yùn)輸采用汽車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸時(shí)用無(wú)磁防雨布包裹嚴(yán)實(shí)，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)人力搬運(yùn)。遵照地磁臺(tái)磁性檢測(cè)工作程序進(jìn)行無(wú)磁檢測(cè)合格方可進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)擺放在防雨、經(jīng)無(wú)磁檢測(cè)合格的加工棚內(nèi)。（2）、碳纖維筋綁扎：碳纖維筋作為一項(xiàng)新技術(shù)，請(qǐng)教天津市地震局李大華先生現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)并對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)。碳纖維綁扎綁扣采用塑料繩扣綁扎，雙層筋之間采用短碳纖維筋作為支棍間距1000，防止上層筋塌落。5.2.4、碳纖維筋的檢測(cè)：（1）、碳纖維筋隱蔽工程驗(yàn)收與鋼筋檢驗(yàn)相同。（2）、試件的檢測(cè)：由于設(shè)計(jì)過(guò)程中最大限度的利用了碳纖維筋的抗拉特點(diǎn)，并且目前國(guó)家尚無(wú)碳纖維筋檢測(cè)

11、規(guī)程，根據(jù)工程的實(shí)際出發(fā)僅做碳纖維筋的抗拉實(shí)驗(yàn)。取6碳纖維筋2組進(jìn)行抗拉試驗(yàn)檢測(cè)在長(zhǎng)春工程學(xué)院建設(shè)工程檢測(cè)中心進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到合格要求。5.2.5、模板的安裝與磁性檢測(cè)5251、模板的安裝（1）、基礎(chǔ)：模板采用20厚膠合板，膠合板與木方固定時(shí)采用銅釘銅線，支頂時(shí)用木方支頂在基坑的兩邊的邊坡上。（2）、地粱：梁側(cè)模采用20厚膠合板，背方采用60×90木方，緊固采用銅筋套。（3）、構(gòu)造柱模板：柱模板采用20厚膠合板，柱箍用60×90木方做抱方，間450一道。用銅線緊固。（4）、頂板模板采用竹膠板，支撐系統(tǒng)圓木桿支撐用銅釘與木材連接。（5）、地下室混凝土墻：、地下室底板四

12、周采用20厚膠合板。、地下室墻模板采用20厚膠合板背方采用6×9木方，間距為900mm，橫方間距為600m。在縱橫帶交點(diǎn)處設(shè)12止水穿墻銅制螺栓緊固模板。、粱側(cè)模采用漆面竹膠模板，粱底采用組合木模板，頂板采用竹膠模扳。、頂板支承系統(tǒng)采用圓木桿，龍骨使用100×100、60×90木方。5252、模板的磁性檢測(cè)（1）、模板使用前必須進(jìn)行無(wú)磁檢測(cè)，防止在膠合板制作過(guò)程中板內(nèi)混入磁性物質(zhì)影響施工。(2)、所用其他支模材料必須經(jīng)無(wú)磁檢測(cè)合格的材料。絕不使用鐵等有磁物品。連接采用銅釘、銅線。(3)、模板安裝后，進(jìn)行無(wú)磁檢測(cè)，合格方可使用。不合格及時(shí)返工。5.2.6、混凝土攪拌

13、及運(yùn)輸、混凝土的澆筑根據(jù)混凝土的部位不同將混凝土工程分為地上部分和地下室部分兩部分。5.2.6、1、混凝土的原材料檢測(cè)：混凝土澆筑所用的砂、石子裝袋以及袋裝水泥均須經(jīng)過(guò)磁性測(cè)試，判定為無(wú)磁性后方可施工。檢測(cè)方法為：在施工現(xiàn)場(chǎng)選擇場(chǎng)地磁場(chǎng)水平梯度和垂直梯度均小于0.5nT/ m處作為測(cè)量工作地點(diǎn)，設(shè)置一個(gè)高75、長(zhǎng)寬為100×50的檢測(cè)臺(tái)，樣品放置其上，用G856核旋儀進(jìn)行檢測(cè)，其探頭在測(cè)量過(guò)程中一般位置保持不動(dòng)，被測(cè)材料靠近探頭時(shí)，應(yīng)以不碰探頭為準(zhǔn)。待測(cè)材料樣品應(yīng)放在距探頭5m以外。探頭連續(xù)貼近被測(cè)樣品至少三個(gè)不同位置的測(cè)點(diǎn)各讀取一組數(shù)，三組讀數(shù)中最大值與最小值之差1nT即為合格。5

14、.2.6、2、混凝土的攪拌：（1）所有混凝土均采用JZC350型強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。（2）、砼的投料順序：先倒石子，再倒水泥，后倒砂子，最后加水。保證塌落度在8-10之間。(3)、砼攪拌達(dá)到規(guī)范要求保證混凝土充分?jǐn)嚢琛?.2.6、3、混凝土的運(yùn)輸：（1）、由攪拌機(jī)出料至檢測(cè)地點(diǎn)的運(yùn)輸：混凝土攪拌完畢后，用1噸翻將混凝土運(yùn)送至檢測(cè)地點(diǎn)，將混凝土倒在無(wú)磁檢測(cè)盤(pán)上，之后將1噸翻開(kāi)走，然后檢測(cè)混凝土的磁性。具體檢測(cè)方法如下：施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置三個(gè)無(wú)磁性混凝土檢測(cè)盤(pán)，規(guī)格為200×200×30，將混凝土倒入盤(pán)內(nèi)均勻平鋪20左右厚，將探頭貼近混凝土，用20×20網(wǎng)格逐點(diǎn)測(cè)讀，每個(gè)

15、測(cè)點(diǎn)讀數(shù)與周?chē)鷾y(cè)點(diǎn)相差不超過(guò)1nT即為合格。（2）、由檢測(cè)地點(diǎn)至澆筑地點(diǎn)的運(yùn)輸：混凝土經(jīng)過(guò)檢測(cè)無(wú)磁后，采用木質(zhì)工具直接運(yùn)至澆筑地點(diǎn)進(jìn)行澆筑。5.2.6、4、混凝土的澆筑：（1）、地上部分澆筑：、地上部分混凝土的澆筑主要為屋面混凝土的澆筑，由于混凝土檢測(cè)無(wú)磁性的要求，采用人力翻鍬的辦法將混凝土送至屋面。、混凝土振搗采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗。（2）、地下室部分澆筑：、 地下室砼分三次澆筑完畢。第一次澆筑底板50高外墻，第二次澆筑柱及砼墻，第三次澆頂扳砼。、地下室沿高度方向共留二道施工縫，第一道為底板以上50高墻處，第二道留在頂板皮30外墻上。施工縫設(shè)40寬5毫米厚銅板止水板澆筑砼時(shí)止水板埋人砼中一

16、半。、地下室混凝土施工時(shí)連續(xù)澆筑除上面所述在高度方向由有二道施工縫外不得再出現(xiàn)施工縫。每澆筑20高度進(jìn)行一次無(wú)磁檢測(cè)，測(cè)量方法為：在模板的側(cè)面每50布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，探頭緊貼構(gòu)筑物進(jìn)行磁測(cè)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)讀數(shù)與周?chē)鷾y(cè)點(diǎn)相差不超過(guò)1nT即為合格。 、地下室混凝土澆筑完畢后經(jīng)過(guò)磁性檢測(cè)確定合格后，進(jìn)行下道施工工序，不合格及時(shí)返工。6、材料與設(shè)備：6.1、主要材料：425純硅酸鹽水泥、石英砂石灰?guī)r質(zhì)的碎石。銅釘、20厚木制膠合板、木腳手桿。6.2、主要設(shè)備：JZC350型新攪拌機(jī)、6米長(zhǎng)插入式振搗棒、1噸翻。7、質(zhì)量控制： 為加強(qiáng)對(duì)該工程的質(zhì)量控制，將全面質(zhì)量管理貫穿整個(gè)施工活動(dòng)的始終遵照全面質(zhì)量管理的精神將

17、該工程分為；事前質(zhì)量控制、事中質(zhì)量控制、事后質(zhì)量控制。71、事前質(zhì)量控制組織項(xiàng)目管理人員學(xué)習(xí)施工圖紙、地震臺(tái)站建設(shè)規(guī)范、長(zhǎng)春基準(zhǔn)地磁臺(tái)建設(shè)管理制度匯編、以及公司為完成該工程而制定的規(guī)章制度。認(rèn)真組織各種原材料及機(jī)械設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)工作。72、事中質(zhì)量控制721全面控制施工過(guò)程，重點(diǎn)控制工序質(zhì)量：（1）、材料檢測(cè)合格后方可進(jìn)行攪拌。（2）、碳纖維筋、模板安裝完畢后施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)磁測(cè)一次。（3）、攪拌后的成料需經(jīng)磁性檢測(cè)合格后方可澆筑。（4）、混凝土成型后需再經(jīng)磁測(cè)一遍，不合格及時(shí)排查后返工重作。（5）、所有磁測(cè)結(jié)果均應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)記錄，井由有關(guān)人員簽字，歸檔備查。722、針對(duì)工程的實(shí)際情況作好技術(shù)交底工作。7

18、23、所有原材料及構(gòu)配件的見(jiàn)證取樣符合磁性檢測(cè)要求后，必須符合建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。724、根據(jù)工程的實(shí)際情況利用無(wú)磁性材料作好成品保護(hù)工作。73、事后質(zhì)量控制：及時(shí)組織自檢和初步驗(yàn)收、組織竣工驗(yàn)收。8、安全措施：81、安全施工組織措施：（1）、建立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的項(xiàng)目安全領(lǐng)導(dǎo)小組：建立安全管理目標(biāo)：杜絕死亡、重傷事故和職業(yè)病的發(fā)生；杜絕火災(zāi)、爆炸和重大機(jī)械事故的發(fā)生；輕傷事故發(fā)生率控制在千分之三以內(nèi)；（2）根據(jù)工程特點(diǎn)制定專(zhuān)項(xiàng)安全技術(shù)措施包括：、臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)；、腳手架單項(xiàng)技術(shù)措施；、模板安全技術(shù)措施；、季節(jié)性施工安全技術(shù)措施。、土方深基坑施工措施（3）各類(lèi)人員必須具備相應(yīng)的安

19、全生產(chǎn)資格，方可上崗。（4）所有人員必須經(jīng)過(guò)三級(jí)安全教育（5）特種作業(yè)人員，必須持有特種作業(yè)操作證82、安全施工技術(shù)措施：（1）、施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)施工、現(xiàn)場(chǎng)施工用電纜、電線必須采用TNS三相五線制?，F(xiàn)場(chǎng)使用的配電箱、線路、用電設(shè)備、零配件齊全無(wú)損，無(wú)裸露，標(biāo)記無(wú)脫落，外觀清潔，擺放整齊。嚴(yán)格做到“三級(jí)配電、二級(jí)保護(hù)”。施工現(xiàn)場(chǎng)必須設(shè)置總配電箱或柜，不得直接在建設(shè)單位提供的電源系統(tǒng)上向各分配電箱供電。開(kāi)關(guān)箱必須做到“一機(jī)、一閘、一漏、一箱”的要求。（2）、基坑四周防護(hù)在基礎(chǔ)回填未完成前，應(yīng)始終保持臨邊防護(hù)的牢固性及封閉性，防護(hù)四周做好排水措施。（3）、臨邊、洞口安全施工措施在屋面四周等部位，凡是沒(méi)有防護(hù)的作業(yè)面均必須按規(guī)定進(jìn)行臨邊防護(hù)，并設(shè)置擋腳板，確保臨邊作業(yè)的安全。預(yù)留洞口以及平臺(tái)處都必須有安全防護(hù)，大于1.5m的洞口還必須采取蓋板和圍欄雙層防護(hù)，確保所有洞口不墜人、不墜物，安全可靠。9、環(huán)保措施：9.1. 施工現(xiàn)場(chǎng)防大氣污染措施(1)、施工垃圾嚴(yán)禁隨意凌空拋散造成揚(yáng)塵。施工垃圾要及時(shí)清運(yùn)，清運(yùn)前，要適量灑水減少揚(yáng)塵。（2）、施工現(xiàn)場(chǎng)在施工前做好施工道路規(guī)劃和設(shè)置，路面及其場(chǎng)地地面全部硬化。（3）、水泥和其它易飛揚(yáng)的細(xì)顆粒散體材料安排庫(kù)內(nèi)存放。運(yùn)