探讨大体积混凝土结构多层钢筋绑扎施工

其他范文  点击:   2020-07-31

  经过研究当下大体积混凝土结构施工技术经常发生的问题,寻找有效的处理办法,进而提升土木工程建筑的品质,给日后的施工品质带来了借鉴意义。我能学习网为大家带来的探讨大体积混凝土结构多层钢筋绑扎施工,希望能帮助到大家!

  探讨大体积混凝土结构多层钢筋绑扎施工

  基础是高层建筑的结构的重点部位,其施工涉及结构力学、土力学、材料力学等等多学科交叉,是一项复杂而系统的工程。基础的稳定性和坚固性直接影响着高层建筑整体的质量。大体积混凝土在水泥凝结时会释放大量的水化热,温度变化大,常常出现温度收缩裂缝,为了保证大体积混凝土基础质量,对整个施工过程钢筋、模板、混凝土工程技术进行研究管控,并对如何预防温度收缩裂缝进行分析都具有现实意义。

  1 高层建筑大体积混凝土施工特点

  世界各国学者对大体积混凝土的定义、要求各异,我国高层建筑混凝土结构行业标准对大体积混凝土的要求是:“混凝土浇筑体的里表温差不宜大于25℃,降温速率不宜大于2.0℃/d,混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。”

  与普通混凝土施工相比,大体积混凝土施工具有以下的特点:第一是体积大且块体厚;第二是整体性要求高,混凝土含量高,连续浇筑量大,水化热引起的混凝土内部温度比一般混凝土要高;第三是为了降低水化热对结构的不利影响,在施工中当混凝土厚度超过1.5米时采用分层施工。第四是除了考虑水化热及外部温度的影响外,还要考虑混凝土结构防水、抗渗性能。

  2 钢筋工程施工技术

  大体积混凝土结构钢筋工程特点是:数量多,直径大,分部密,上下两层钢筋高层大。大体积混凝土结构由于自身厚度,通常铺设上下两层钢筋,并且设立钢筋支架进行支撑。采用钢筋支架是为了防止钢筋结构中上层钢筋出现标高和位置方面的问题。采用粗钢筋或者型钢制作钢筋支架,每隔2米设置一个,保证相互间的拉结和结构稳定。钢筋支架还起到传递荷载的作用,在现场施工中,施工人员要对上层钢筋的施工荷载进行验算,如果粗钢筋支架的强度不能满足要求,可以采用型钢支架。钢筋网片和骨架多在钢筋加工厂成型,在工地进行安装。在安装过程中要确保网格间距正确,整齐划一。建议采用卡尺限位技术进行钢筋绑扎和焊接。粗钢筋的连接有气压焊、锥形螺纹和套管挤压连接,本文主要探讨锥形螺纹和套管挤压两种连接方式。

  2.1 锥形螺纹套管进行钢筋连接

  锥形螺纹套管主要用于连接Ⅱ、Ⅲ钢筋,套管直接在工厂加工成型,施工现场只需安装钢筋套丝机,对钢筋进行加工以确保钢筋接头与套管相匹配。连接前要对套管和钢筋螺纹接头是否损坏、有油污进行检查。通常用手动扭转钢筋至规定的扭矩,如果扭转过程中钢筋不能够顺利进入套管,出现了接头松动等问题,则需要施工人员对套管或者接头进行再加工,直到钢筋能够严丝合缝为止。锥形螺纹套管的连接主要依靠机械力,施工时间短,速度快,而且可以避免焊接接头存在的气孔、裂纹等问题,因此这种钢筋机械方式的连接是非常好的方法也是目前行业大力推广的方法。

  2.2 挤压方式进行钢筋连接

  钢筋挤压就是将需要连接的钢筋插入一个固定形状的套管,利用挤压机对钢套管作用,最后将套管和钢筋挤压成一个固定的整体,实现钢筋连接,其原理就是利用套管在外力作用下产生塑性变形而迫使钢筋连接在一起。这种方式的连接适用于横向、竖向的大直径钢筋连接。

  2.2.1 钢筋径向挤压连接

  径向连接就是利用挤压机径向推动作用,这种作用产生的变形可以使钢筋在受到剪力时不发生分离。通常选用直径在20-40mm的带肋钢筋,套筒之间净距不小于25mm,适用于对接头可靠性和塑性有较高要求的情况。径向连接的流程首先是对钢筋和套筒验收,其次标记钢筋断料和套筒套入长度,再根据套筒套入的钢筋安装压接模具,进行挤压套管,最后卸下模具,对接头外观进行检查。

  2.2.2钢筋轴向挤压连接

  轴向挤压就是通过轴向力使钢筋收到挤压而连接,与径向挤压的原理一样,只是受力方向上一个是径向,一个是轴向。通常用同一个型号或者直径差别在一个型号的两种钢筋,套筒选用优质的碳素套筒结构。在实际操作中,一般先压接半个钢筋接头,等运到工地现场后再对另外半个接头进行压接,在整个压接完成后对接头进行检查。

  3 模板工程施工技术

  模板是用来固定混凝土结构和形状的,在选用模板时主要考虑混凝土对模板的侧压力。在高层建筑大体积混凝土基础施工采用泵送工艺,这种工艺的特点是浇筑面积大,但不能同时将混凝土浇筑到各个部位,会出现部分混凝土压力大,因此在模板安装时要根据实际的受力情况进行详细的计算,确保模板的刚度和强度能达到混凝土浇筑的要求。

  如果高层建筑采用箱型基础时,在进行底板的模板施工要注意,由于箱型基础模板是通过小块的模板组合进行安装,当基础的形状受到地层环境影响出现不规则时,就要采用一些异性模板,安装过程可能也不顺利。此时要各位注意地下混凝土侧压力对模板的影响,防治模板变形,可以在安装模板后进行支撑加固。有些情况下由于模板边缘与基础支护桩距离近,难以支设支撑,可以将底板侧模用砌砖模的方式代替。值得注意的是,由于用砖砌模板将无法检查混凝土的浇筑质量,应先同相关质量检查部门申请获得许可。

  4 混凝土工程施工技术

  基础工程的大体积混凝土使用数量庞大,在实际施工中常用混凝土泵送的方式。根据浇筑量和泵送距离选择泵送型号。如果基础尺寸大,选择带布管,采用一次接长至最远处、边浇边拆。

  混凝土要采用振捣棒二次振捣,并要适应斜面分层浇筑工艺。通过二次振捣提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,减少内部微裂。在混凝土浇筑后,通常还要对混凝土板块进行后续的处理。首先是平整表面,其次在混凝土凝结前,用滚轮进行压平,最后通过塑料薄膜和特殊工艺制成的草袋对混凝土进行覆盖养护,养护时间不得少于14d。如果采用矿渣水泥养护时间不得少于21d。

  5 控制大体积混凝土裂缝的措施

  为了控制大体积混凝土水化热引起的温度收缩裂缝,常常采用的措施有:一是优先选用低水化热的矿渣水泥编制混凝土,适当添加缓凝减水剂和微膨胀剂。二是在保证混凝土设计强度等级下,适当降低水灰比,添适量的粉煤灰。三是降低混凝土入模温度,冲洗粗骨料或者降低拌合用水温度。四是浇筑振捣完毕后及时覆盖保温、保湿材料进行养护。五是根据实际情况适当设计后浇带。六是进行二次抹面工作。

  在高层建筑大体积混凝土施工中如果某一个环节没做好都会引起混凝土养护完后出现裂缝,从而对基础质量造成影响。因此在大体积混凝土施工中一定要认真组织施工,熟悉钢筋、模板、混凝土分部工程施工技术和标准,并进行严格控制,确保施工质量。

  探讨大体积混凝土结构多层钢筋绑扎施工

  前言

  在民用建筑结构中,一般现浇的连续墙式结构,地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起的裂缝的结构,通称为大体积混凝土结构,随着水泥水化反应的减慢及混凝土的不断散热,大体积混凝土由升温阶段渐过渡到降温阶段,温度降低,体积收缩,由于混凝土内部热量是通过表面向外散发的,降温阶段,混凝土表面温度与中心温度仍然存在差值,如果过大,同升温阶段一样产生表面裂缝,我们看成是结构内部的非均匀降温差将导致表面裂缝。总的降温过程,混凝土体积收缩,同时,考虑到边界条件和地基的约束,整体属于约束收缩。同时,混凝土龄期增长,强度增大,弹性模量增高,徐变影响减少,因此,混凝土龄期增长,强度增大,弹性模量增高,徐变影响减少,因此,降温收缩产生的拉应力较大,除了抵消升温时产生的压应力外,在混凝土中形成了较高的拉应力,一旦超过混凝土当时龄期的抗拉强度,就引起大体积混凝土的贯穿性裂缝,即结构与外部的均匀降温差导致贯穿性裂缝。

  一、浇筑大体积混凝土材料的选配

  如果用水化热较高的水泥浇注大体积混凝土,混凝土的内外温差会很大,温差大了就会引起裂缝,所以必需选用水化热低的水泥,优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。细骨料宜采用中粗砂,可减少水泥水化热和混凝土收缩。粗骨料宜采用连续级配,含泥量不大于1%。提高混凝土和易性和抗压强度,同时可以减少用水量,从而减少水泥水化热,防止产生温度裂缝。在混凝土中掺加缓凝剂、减水剂等外加剂和粉煤灰、矿渣粉等掺合料,可以改善混凝土的性能,减少用水量和水泥用量,延长缓凝时间,提高混凝土的抗渗能力。减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。粉煤灰取代水泥的最大限量为25%,粉煤灰对减低水化热、改善混凝土和易性有利,但会降低早期极限抗拉值,对混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量最好控制在10%以内。

  二、控制大体积混凝土配合比

  在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能地降低混凝土的单位用水量,采用低砂率、低坍落度、低水比,掺高效减水剂和高性能引气剂,高粉煤灰掺量的设计准则,生产出高强、高韧性、中弹、低热抗裂混凝土。按照国家相关技术要求进行混凝土配合比的设计,坍落度再满足泵送的条件下尽量选择小值,以减少收缩变形。粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量,不减少配合比中的水泥用量,按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

  三、控制混凝土入模温度

  入模温度应控制在25度以下。如果气温较高,相应的措施有:在砂石堆场设置简易遮阳棚,必要时可采用向碎石洒水降温;在搅拌筒上搭设遮阳棚盖;在水平输送管道上铺草包喷水;保证水泥库通风良好,自来水可预先放入地下水池或水箱降温。

  四、大体积混凝土的浇筑方法

  在施工时选用分层浇注的方法有利于水泥水化热的散发,分层流水振捣,同时要保证上层混凝土在下层混凝土初凝前覆盖、捣实并结合紧密,避免出现纵向施工缝,注意振捣密实且停留时间不能过长,以免降低两次浇注混凝土的粘结。分层浇筑一般有三种方法,即全面分层法、分段分层法和斜面分层法。在浇筑施工时,根据结构大小、钢筋疏密、混凝土供应情况以及水化热等因素对这三种方法进行选择。待第一层完全浇筑完毕后,才回头浇筑第二层,如此按层逐次连续浇筑,直到完工,即为全面分层浇筑法。全面分层法适用于平面尺寸不是很大的结构,施工时宜从短边开始,沿长边推进。必要时也可以分成两段进行施工,从中间向两端或者从两端向中间同时进行混凝土浇筑施工。分段分层浇筑法是分段逐次连续分层浇筑的,即从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。当采用此法,这种浇筑法适用于单位时间内供应的混凝土较少的工程以及结构物厚度不是很大而面积或者长度较大的工程。斜面分层浇筑法的原则与平面分层基本是一样的,混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。斜面的角度视混凝土的坍落度而定,一般要小于45度,每层厚度不大于振动棒的有效振捣深度。斜面分层浇筑法适用于结构的长度远远超过厚度的情况。

  五、大体积混凝土温度的测量分析研究

  根据设计要求,对大体积混凝土进行温度检测

  1.以集成温度传感器作为感温元件,埋设前应对感温元件作环氧树脂封闭。

  2.应根据工程项目的平面形状尺寸、厚度等不同情况,合理、经济地布设测温点,测绘测温布置图,按测温布置图进行测温线的预埋,预埋时测温管与钢筋绑扎牢固,以免位移或损坏。测温线用塑料带罩好,绑扎牢固,保证测温端头不受潮。

  3.每次测温后,应立即汇总整理混凝土内部温度与温差数值,提供给施工指挥部门,以指导现场的施工。

  4.测温时发现混凝土内外温差超过25度或温度异常时,应及时通知技术部门和项目技术负责人,及时采取相应措施。

  六、大体积混凝土的养护分析研究

  对于控制大体积混凝土的工程质量,养护是十分关键的工作。一般在浇注完毕后12~18h内立即开始养护,连续养护时间不少于28d或设计龄期。养护工作不仅要满足强度增长的需要,温度控制,防止因温度变形引起混凝土的开裂。养护主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内表温差,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展养护时,应根据当时气候条件采取相应的措施,测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内,当设计无具体要求时,温差不超过20℃,当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不超过25℃.

  1.若在高温季节施工,则要在初期采用通制冷水以降低混凝土温度峰值并保持混凝土表面经常湿润,减少外界高温的倒罐,防止干缩裂缝的发生,促进混凝土强度的稳定增长。但通水时间不能过长,因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。

  2.混凝土在实际温度养护的条件下,强度达到设计强度的75%以上,预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模,拆模后应立即覆盖保护。混凝土拆模时,混凝土的温差不超过20℃。这里的温差包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

  3.对于体积庞大的混凝土可采用内部降温法来降低混凝土内外温差即在浇注时预先埋设弯管,然后浇注混凝土,浇注完毕后在管内冲如冷水,相隔一定时间后放掉管内的水,再注入新的冷水,如此反复,直到混凝土水化热基本结束。然后抽掉管子,用相同配合比的水泥填实。

  4.当需要保温时,可在结构物外露的混凝土表面上以及模板外侧覆盖保温材料。一般可采用先一层塑料簿膜后二层草包作保温保湿养护。应迭缝。骑马铺放。新浇筑的混凝土水化速度比较快。盖上塑料薄膜后可进行保温保养。防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。在缓慢的散热过程中。使混凝土获得必要的强度。以控制混凝土的内外温差小于20℃表面温度的控制可采取调整保温层的厚度。

  结语

  以上对大体积混凝土的浇筑以及施工养护温控技术进行了理论和实践上的初探,由于自身实践知识相对缺乏,以上见解仍有很大一部分停留在理论层面,但是实践中的应用效果还是比较好的,具体在施工中还得靠我们多观察,多比较,遇到问题后认真分析,多总结,结合理论和实践上的多种应对措施来提高施工质量,使大体积混凝土施工一系列的问题能够进一步得到解决。

  探讨大体积混凝土结构多层钢筋绑扎施工

  一、项目概况

  本工程地处陕西省西安市高新区西南三环内侧,位于锦业路与丈八一路交口,地处西南三环内侧,位于西安绕城高速北侧,交通运输方便。建筑设计为超高层5A甲级写字楼,地下3层,地上51层,建筑总高度为237.8m。本工程用地面积1.1万㎡,总建筑面积:133449㎡,外墙采用单元体玻璃幕墙,屋面设置直升机停机坪。结构设计为本工程结构的设计使用年限为50年,地下室为混凝土框架剪力墙结构,主楼为砼核心筒+钢框架结构并在第22及37层配置腰桁架及伸臂桁架,裙楼及地下室基础持力层为天然地基,主楼采用钻孔灌注桩桩长60m,基础筏板厚度为1m-3m砼等级为C40p8。主楼柱截面尺寸为1500mm×1500mm,核心筒剪力墙厚度1000mm,砼强度C35-C60。主楼核心筒及外框柱为劲性结构,内含钢结构。主楼外框为钢梁+钢筋桁架组合楼板结构。

  二、工程特点难点

  1.塔楼高度超限,结构层高高,标准层均为4.2m层高,加强层为5.5m高,标准层作业面小,塔楼标准标准层1999㎡,其中先期施工的核心筒只有435㎡,扣除电梯井等有效作业面更是狭小,人员、材料施工场地紧张。

  2.工程技术难点多,大体积砼、超高层泵送、测量监控、钢结构施工等综合施工技术应用多,SRC砼(劲性骨架混凝土)的大量应用对结构相互间精准度控制要求高。

  ①.大体积砼底板施工技术:本工程地下3层,主楼部分底板厚度为3m,电梯井部分厚6-7.5m,浇筑方量约为8184m3。基础底板混凝土标号为C40P8。底板混凝土一次浇筑完成质量控制难度较大。

  ②.超高层测量综合控制技术:本工程塔楼高度达237.8m(结构板),根据施工方案,核心筒与钢结构“不等高同步流水施工”,核心筒采用液压爬模技术,爬模的动态投测控制对测量工程提出了更高的要求。测量工作是工程最根本的保障,尤其在超高层施工领域,对测量管控要求更为严格。

  3.人员、材料垂直运输难度大,钢结构吊装量大,钢结构与土建施工关系密切,现场管理要求高。设备选型多,塔吊、施工电梯、结构爬模、外爬架以及爬升式布料、高压泵等涉及设备型号多,匹配要求高,设备布置难度大,与结构关系紧密、综合考虑要求多。

  三、基础底板大体积混凝土施工技术

  (一)概况

  本工程塔楼大体积基础底板厚3m,四边局部位置厚1m,电梯井及集水坑局部板厚为6-7.5m,底板上表面标高为-14.5m,整体呈方形东西宽55.2m,南北长56.8m,整体面积为3077㎡,3m厚底板面积为2063㎡,混凝土量约为8184m3。其中消防电梯井坑(中间)下卧部份砼量为632.5 m3,该电梯井距后浇带22-23m,集水坑(南侧)下卧部份砼量为168.6 m3,钢筋用量800T。

  (二)施工工艺流程

  钢筋绑扎、钢结构预埋、型钢支架安装→混凝土配合比设计及审核→砼的运输及场地布置→浇筑顺序→浇筑振捣→混凝土收面→砼的养护→混凝土测温。

  (三)施工技术要点

  (1)型钢支架:基础底板钢筋绑扎量大,钢筋直径为32mm,底板厚度达到3m,局部电梯井为7.5m,因此如何能保證钢筋的定位准确及人员站在钢筋上的施工安全是重中之重,根据以往经验采用钢筋马镫形式已经行不通,采用搭设钢管脚手架形式材料浪费比较大。

  (2)混凝土配合比设计及审核

  1.混凝土的强度。大体积底板砼设计强度为C40P8。

  2.砼配合比要求及材料要求。本工程采用集中搅拌砼,为避免工程混凝土碱集料反应,砼搅拌站所选用的水泥品种、砂石级配、含泥量和外加剂等进行混凝土试配,多次优化砼配合比及减少水泥用量;由于主楼部分基础底板厚度为3000mm,根据大体积砼的定义,该部分砼按大体积混凝土施工进行配合比设计,混凝土评定龄期为60天。

  (3)搅拌站配置

  搅拌站为陕西某混凝土构件有限责任公司。其站内配置二台180搅拌机,理论生产能力360m3/h。确保混凝土运输、泵送连续正常;能保证混凝土供应量200m3/h左右。

  (4)砼的运输及场地布置

  本工程主楼底板砼预计浇筑时间为48小时,现场共布置六台地泵进行大底板的混凝土浇筑,另有两台天泵在南部浇筑中后期接入。

  (5)浇筑顺序

  浇筑顺序为由主楼北侧后浇带以南3m板厚开始,分段分层向南浇筑,电梯井区域提前进行浇筑。每层振捣厚度不超过500mm,段与段间隔时间小于10小时,即同时浇筑筏板北侧及南侧电梯井部位下卧部份砼。

  (6)砼的养护

  砼终凝后根据大气温度变化及时覆盖一层塑料薄膜加一层棉毡,进行蓄水养护,蓄水高度为3-4cm,电梯基坑蓄水40-50cm,安排专人负责保温材料覆盖的覆盖情况。

  (7)混凝土测温

  1.测温点布置。主楼共设12组36个测温点。

  2.测温采用便携式建筑电子测温仪

  测温系统的安装和调试,测温时将便携式仪表、测温探头、测温线配合使用作好测温点位的编号及温度测温记录,以便随时发现问题。

  本工程大体积筏板浇筑混凝土正值8月中旬,室外平均温度约36℃,12d最大绝热温升为36.8℃。本工程是超高层建筑,基础底板的大体积混凝土浇筑是超高层建筑的重点也是难点,工程从混凝土配合比,搅拌站设置,浇筑顺序,温度测量等方面对大体积混凝土进行了控制,效果明显,整个浇筑过程没有出现超过规范标准的裂缝 ,为其他工程提供了一定的借鉴。

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