超長曲面混凝土墻體無縫整體澆注施工工法

超長曲面墻體防裂縫控制技術(shù)1.前言****大劇院地下室超長曲面墻體，在沒有采取預(yù)應(yīng)力的情況下，強調(diào)裂縫綜合控制的施工技術(shù)，從設(shè)計、原材料選擇及配合比優(yōu)化(低坍落度)到施工，包括施工環(huán)境(溫度、濕度及風速、日照等)的選擇，充分利用裂縫控制的有利條件，改變了過去只從某一個或某幾個方面采取措施控制裂縫并不理想的狀況，為今后類似工程裂縫控制的設(shè)計與施工提供了很好的借鑒作用。地下一層420米無縫整體澆筑，為國內(nèi)整澆長度最長的曲面墻體，施工難度大，施工中通過創(chuàng)新應(yīng)用多種新工藝，添加聚丙烯纖維，有效改善了混凝土的抗裂性、耐久性等，加強混凝土澆筑和養(yǎng)護綜合措施，圓滿解決了地下室超長混凝土墻體抗裂問題，該裂縫控制均勻密實，無缺陷、未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)有害裂縫。“超長曲面混凝土墻體裂縫控制綜合技術(shù)”于2005年11月28日，通過中國建筑工程總公司組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定達到國際領(lǐng)先水平。2.工法特點2.1地下室施工縫分段長、造型復(fù)雜，采用快拆模板體系，可以大大縮短施工工期。2.2充分利用有利的氣候條件，減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。2.3混凝土配制中摻入外加劑、聚丙烯纖維及粉煤灰技術(shù)，不僅能提高混凝土的抗裂性能，而且可以改善混凝土的抗?jié)B性、耐久性等綜合性能。（見圖1）a.未添加聚丙烯纖維的混凝土表面出現(xiàn)裂縫b.添加聚丙烯纖維的混凝土表面未出現(xiàn)裂縫圖1聚丙烯纖維對混凝土的阻裂效果2.4混凝土澆筑完畢后推遲拆模時間加強保濕養(yǎng)護。2.5施工操作簡便，采用綜合措施，合理選用常規(guī)建筑材料及機具設(shè)備，不增加施工成本。2.6綜合考慮設(shè)計、材料、施工、環(huán)境、操作等多方面影響因素，裂縫控制效果明顯。3.適用范圍本工法適用于工業(yè)與民用建筑地下室超長、大面積墻體，特別適用于地下抗?jié)B性及抗裂性墻體、地下工程的重要性和防水使用等級要求高大型公共建筑工程。4.工藝原理4.1混凝土裂縫是由于混凝土在凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生體積變化，當混凝土產(chǎn)生收縮而結(jié)構(gòu)又受到約束時，就可能產(chǎn)生收縮裂縫。4.1.1干燥收縮：混凝土內(nèi)部失水造不可逆收縮，通過嚴格控制混凝土的水灰比和水化程度、水泥的組成和用量、細摻料和外加劑、集料的品種和用量等，加強混凝土早期養(yǎng)護，減少混凝土自收開裂。4.1.2塑性收縮：應(yīng)充分考慮氣候條件風速、環(huán)境溫度、相對濕度影響，保障混凝土終凝前表面有足夠的濕潤，如在混凝土表面覆蓋塑料薄膜、噴灑養(yǎng)護劑等。4.1.3自收縮：混凝土內(nèi)部相對濕度隨水泥水化的進展而降低，加強原材料性能檢驗，嚴格控制水灰比、細摻料的活性、水泥細度等有關(guān)因素。4.2溫度裂縫是水泥水化過程中形成的水化熱與散熱條件形成的內(nèi)表溫差，降溫過快或急冷急熱產(chǎn)生的溫差導(dǎo)致的收縮裂縫?？刂茲仓r混凝土內(nèi)外溫差，做好降溫措施。4.3綜合控制：通過在普通混凝土拌合物基礎(chǔ)上添加杜克裂單絲纖維，改善纖維在混凝土基體中的分散性，可以阻止水泥基體中原有微裂縫的擴展并有效延緩新裂縫的出現(xiàn)，這種阻裂效應(yīng)主要是對混凝土早期塑性開裂起抑制作用，以起到阻斷混凝土內(nèi)毛細作用的效果，使其致密、細潤。提高纖維與基體的抗拉強度、抗裂能力、抗?jié)B性、耐久及增強韌性等綜合能力（見圖2所示）。聚丙烯纖聚丙烯纖維混凝土混凝土減少或消除減少或消除減少或消除減少或消除塑性收縮裂縫干縮裂縫溫度收縮裂縫碳化收縮裂縫減少或消除減少或消除減少或消除減少或消除塑性收縮裂縫干縮裂縫溫度收縮裂縫碳化收縮裂縫大幅度提高混凝土的抗?jié)B性大幅度提高混凝土的抗?jié)B性提高混凝土提高混凝土抵抗侵蝕液體防止堿—集料提高混凝土抗凍融性抗碳化性的破壞反應(yīng)的發(fā)生抗疲勞性提高混凝土提高混凝土抵抗侵蝕液體防止堿—集料提高混凝土抗凍融性抗碳化性的破壞反應(yīng)的發(fā)生抗疲勞性圖2聚丙烯纖維提高混凝土性能的綜合效果大幅度提高混凝土的耐久性，減少混凝土結(jié)構(gòu)的維修費用6.施工工藝流程及操作要點大幅度提高混凝土的耐久性，減少混凝土結(jié)構(gòu)的維修費用圖2聚丙烯纖維提高混凝土性能的綜合效果5.施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程模板加工及安裝模板加工及安裝隱蔽工程驗收混凝土原材料選擇混凝土配合比優(yōu)化混凝土攪拌、運輸鋼筋綁扎安裝混凝土澆筑、振搗模板拆除成品保護混凝土養(yǎng)護5.2操作要點混凝土配合比根據(jù)施工現(xiàn)場原材料要求配置施工配合比，并進行試配，以利于混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計，確?；炷翝M足以下的技術(shù)參數(shù)要求：1、水灰比控制在0.45～0.5，坍落度控制在140～160mm。2、初凝時間不少于8小時。3、砂率控制在40%～45%。4、強度滿足設(shè)計要求。5、摻加外加劑，外加劑能起到降低水化熱峰值及推遲峰值熱出現(xiàn)的時間，延緩混凝土凝結(jié)時間，減少混凝土水泥用量，降低水化熱。減少混凝土的干縮，提高混凝土強度，改善混凝土和易性。6、摻入0.9kg/m3混凝土體積率的聚丙烯單絲纖維，直徑及長度為48μm/19mm，以提高混凝土的抗拉能力，有利于混凝土的裂縫控制。7、摻加適量粉煤灰，以降低水化熱。8、抗?jié)B等級：S6～S8。5.2.2混凝土攪拌1、混凝土攪拌前，應(yīng)測定砂、碎石含水率，并根據(jù)測試結(jié)果提出施工配合比，滿足混凝土施工和易性。2、混凝土攪拌中，嚴格控制水灰比和坍落度要求，未經(jīng)試驗員同意不得隨意加減用水量，應(yīng)按投料順序上料將纖維與水泥、砂、石、粉煤灰干拌后，再加入水攪拌均勻即可，確保攪拌物均勻搭配。3、控制好混凝土攪拌的最短時間，當摻有外加劑或外摻料時，攪拌時間適當延長。4、采用現(xiàn)場攪拌或使用商品混凝土，確定運輸?shù)牡缆返木嚯x，混凝土運輸過程中防止混凝土離析及產(chǎn)生初凝現(xiàn)象，混凝土初凝時間在澆筑前完成，確?；炷凉?yīng)質(zhì)量。5.2.3混凝土澆筑與振搗1、混凝土澆筑前，先將與下層混凝土結(jié)合處鑿毛，在混凝土澆筑前應(yīng)在底面先均勻澆筑50～100mm厚與混凝土配合比相同的水泥砂漿，掌握好砂漿下料澆筑速度。2、混凝土澆筑時不定時觀察模板、鋼筋，預(yù)埋件、預(yù)留洞口有無松動、變形等現(xiàn)象，檢查鋼筋保層厚度是否符合設(shè)計要求，模板內(nèi)的雜物是否清理干凈。3、墻體高度超過3m時，用串桶、溜管使混凝土下落分段分層連續(xù)澆筑，觀看有無離析現(xiàn)象，坍落度值控制在160mm之內(nèi)。4、混凝土澆筑采用斜坡推進法，靠混凝土自流形成斜坡，每次推進1000mm左右。分別向兩個方向往返澆筑，每次在中部匯合，形成V字形結(jié)合面，有利于中間浮漿的抽出。同時，采用兩臺混凝土輸送泵縮短了混凝土下料與凝結(jié)之間的時間差，避免了產(chǎn)生施工冷縫。5、充分考慮了氣候條件對混凝土澆影響，防止雨天澆筑。6、加強混凝土現(xiàn)場檢驗，目測混凝土和易性外觀質(zhì)量是否符合要求，保證混凝土拌合物均勻性。7、混凝土振搗應(yīng)順序從兩邊向中間靠攏，振搗棒應(yīng)快插慢拔，振點布置要排列均勻，不得欠振、過振、漏振，做到均勻振動。振動棒間距不得大于500mm，層與層之間加強振搗，伸入下層為100mm，促使混凝土在澆筑期間散失部分熱量，減少后期升溫幅度。對預(yù)留洞口、預(yù)埋件等關(guān)鍵部位充分振動，確保混凝土均勻密實，無滲漏。8、混凝土振搗時間控制在30S內(nèi)，防止砂、碎石大量下沉，目測混凝土表面不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，表面泛出水泥漿和外觀均勻即可停止，及時排除泌水，減少內(nèi)部水份和氣泡。9、對外墻后澆帶處均設(shè)鋼板網(wǎng)模板，其間安裝止水鋼板。由于寬度小且高度大，混凝土澆筑時在模板兩邊專人負責隨時敲打模板，減少二次振搗，使混凝土到達內(nèi)實外觀，增強抗?jié)B性。10、控制好混凝土澆筑應(yīng)有序連續(xù)進行，如必須間歇，基間歇時間盡量縮短，并在混凝土凝結(jié)之前，將次層混凝土澆筑完畢，避免留置施工縫。5.2.4拆模與養(yǎng)護1、拆模時間都不能少于3天，拆模后不宜直接澆水養(yǎng)護，應(yīng)及時覆膜進行保溫養(yǎng)護，以盡量減少墻的表面收縮裂縫。2、混凝土裂縫防治工作中，新澆混凝土早期養(yǎng)護尤為重要，在拆模后半個月內(nèi)應(yīng)保持濕養(yǎng)護，朝陽面的墻面尤其要保養(yǎng)好，應(yīng)采取覆膜掛草袋、專人噴水等辦法保濕保溫。養(yǎng)護時間不得少于14d，養(yǎng)護混凝土時不允許用大水直接沖淋養(yǎng)護面。3、混凝土澆筑完畢后，常溫下在12個小時之內(nèi)澆水（小水）養(yǎng)護。遇高溫時6小時之內(nèi)澆水養(yǎng)護。墻體采用涂刷養(yǎng)生液養(yǎng)護，保證這些關(guān)鍵構(gòu)件始終處于濕潤狀態(tài)，并加強施工中養(yǎng)護的監(jiān)督，保證混凝土在早期時不產(chǎn)生收縮裂縫和溫度裂縫。4、混凝土養(yǎng)護測溫點水平方向布置，測溫計留置孔內(nèi)不得小于3mim，記錄好澆筑完畢前7天混凝土內(nèi)部溫度與表面的溫度的溫差值。5.3.勞動組織超長曲面墻體施工組織機構(gòu)配備人員以下，技術(shù)部：項目總工、技術(shù)負責、質(zhì)檢員、技術(shù)員、資料員、試驗員；工程部：生產(chǎn)經(jīng)理、鋼筋工長、模板工長、混凝土工長，預(yù)埋件工長、測量員、安全員、機電管理員；材料部及綜合部：材料主管、材料員、庫管員、后勤管理員、塔吊指揮。5.3.2勞務(wù)班組應(yīng)按鋼筋工、木工、混凝土工、電工、水管工、機修工、混凝土泵機工等工種，具體人員按工程需求另外按排。6.材料與設(shè)備6.1混凝土6.1.1混凝土原材料符合地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范要求。6.1.2混凝土所用的原材料有以下具體要求。6.1.2.1水泥水泥選用早期化學(xué)收縮性較小的42.5級普通硅酸水泥，水化熱低、含堿量低、安定性好，水泥的主要技術(shù)指標應(yīng)符合標準，避免溫度應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫，水泥與外加劑之間具有良好的適應(yīng)性。6.1.2.2骨料粗骨料：選用連續(xù)級配且壓碎指標小于12%的碎石，粒徑為25～40mm，其含泥量不得大于0.6%，泥塊含量不得大于0.5%，且不得含有機雜質(zhì)。細骨料：選用級配較好的中砂，含泥量不得超過3%，泥塊含量不得超過2.0%，通過0.315mm篩孔的砂不得少于15%。6.1.2.3摻合料外加劑應(yīng)摻加緩凝劑、膨脹劑，摻量必須嚴格按照配合比來進行，進場必須有出廠合格證或質(zhì)量保證書，確保其性能和質(zhì)量的可靠性；外摻Ⅱ級粉煤灰，降低水熱化，有利于混凝土后期強度增長，滿足混凝土抗裂要求，有效提高混凝土泵送性能，而且還可節(jié)約水泥。6.1.3混凝土拌合物添加聚丙烯纖維提高纖維與基體的粘接強度，減少內(nèi)部裂縫，達到了混凝土的抗裂性要求（如表6.1.3所示）。表6.1.3杜克裂單絲纖維主要技術(shù)性能指標相對密度(g/㎝3)纖維長度(mm))抗拉強度(Mpaa)斷裂伸長率(%))彈性模量(Mpaa)熔點(℃)耐酸耐堿腐蝕0.9112～1550020～253800170好6.2鋼筋工程切割機、調(diào)直機、彎曲機、砂輪切割機、鋼筋鉤子、鋼筋刷子、撬棍、扳手、鋼卷尺、鋼筋連接機具設(shè)備。6.2模板工程電鋸、電刨、壓刨、手鋸、錘子、鋼卷尺、電鉆、直角尺，棉線。6.3混凝土工程混凝土輸送泵、混凝土運輸車、輸送管、橡膠軟管、混凝土吊斗、布料桿、振搗電機、振搗棒、鐵鍬、刮杠、抹子。6.4其他設(shè)備塔吊、激光經(jīng)緯儀、水準儀、鋼直尺、測溫計、混凝土坍落度、試模、振動臺、對講機、燈具燈泡。7.質(zhì)量控制7.1混凝土原材料外觀質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求，按規(guī)范要求進行復(fù)檢，檢查產(chǎn)品合格證，出廠檢驗報告和進場復(fù)試報告。7.2混凝土表面密實整潔，無露筋、蜂窩、孔洞、夾渣、疏松、裂縫、麻面等，尺寸偏差應(yīng)符合規(guī)范標準要求，垂直度用吊線、鋼尺檢查是否平整、垂直。7.3鋼筋保護層厚度應(yīng)符合設(shè)計要求，要保證鋼筋、混凝土墊塊的位置正確，觀察有無露筋，預(yù)留孔洞是否方正、整齊。7.4模板及其支架就具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠的承受澆筑混凝土的重量及施工荷載。施工中不得用重物沖擊模板，結(jié)構(gòu)拆模后應(yīng)按施工技術(shù)方案執(zhí)行，外質(zhì)質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求。7.5混凝土曲面墻體施工縫應(yīng)按設(shè)計布置，澆筑高度按技術(shù)按方案確定或符合規(guī)范要求。8.安全措施8.1混凝土澆筑前，項目部應(yīng)對操作人員進行安全技術(shù)交底，做到事前預(yù)控，事中執(zhí)行，事后檢查。8.2混凝土澆筑前，應(yīng)對振動器進行試運轉(zhuǎn)，振動器操作人員應(yīng)穿絕緣鞋、戴絕緣手套；振動器不能掛在鋼筋上，濕手不能按觸電源開關(guān)。8.3混凝土運輸、澆筑部位應(yīng)有安全防護欄桿，操作平臺。8.4根據(jù)施工特點編制安全操作的注意事項及具體施工安全措施。8.5操作人員應(yīng)熟悉作業(yè)環(huán)境和施工條件，聽從指揮，遵守現(xiàn)場安全規(guī)則。9.環(huán)保措施9.1成立對應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構(gòu)，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護法律、法規(guī)和規(guī)章，加強對施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導(dǎo)，充分滿足便民的要求，認真接受城市交通管理，隨時接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。9.2優(yōu)先選用先進的環(huán)保機械，降低施工噪音到允許值以下，同時盡可能避免夜間施工。9.3將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明9.4對施工場地道路進行硬化，并在晴天經(jīng)常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環(huán)境。10.效益分析10.1社會效益鋼筋混凝土曲面墻體裂縫控制進行理論分析、研究、探討，提出了裂縫控制綜合技術(shù)，并將