大跨度建筑型鋼混凝土梁施工技術(shù)探討
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摘要:對北京某單位軍體訓(xùn)練中心型鋼混凝土梁的混凝土澆筑施工過程進行了總結(jié)分析，指出了型鋼混凝土梁施工中混凝土澆筑環(huán)節(jié)存在的困難，闡述了解決這些難題所采取的工藝措施和應(yīng)把握的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為今后類似的施工組織提供了有益幫助。
關(guān)鍵詞:型鋼混凝土梁，自密實混凝土，澆筑
大跨度建筑采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)非常普遍，而型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工時的工藝要求非常高，特別是混凝土澆筑施工存在一定的難度。本文結(jié)合某軍體訓(xùn)練中心的工程實際歸納總結(jié)出型鋼混凝土梁的混凝土澆筑時應(yīng)把握好的環(huán)節(jié)。
1工程概況
軍體訓(xùn)練中心位于北京市海淀區(qū)太平路，主要功能是承擔(dān)水上軍體項目訓(xùn)練。地下2層、地上1層。地下主要為設(shè)備機房及標準游泳池;地上1層為主入口。建筑面積:4028m2。訓(xùn)練中心標高－1．8m頂板梁部位面積為61．4×36．9=2266m2，梁截面尺寸有600×2800，400×1800，600×2000，400×800等，見圖1。頂板厚度250mm，混凝土等級為C40P6，C40P8(外墻)，C40(內(nèi)墻)，混凝土方量約1300m3。
2施工難度
圖1型鋼混凝土梁分布實景圖因本工程型鋼混凝土梁XKL18，XKL19內(nèi)型鋼上下鋼筋排布密集(XKL18底筋為20根32，XKL19底筋為24根32，梁截面寬度600mm、型鋼翼緣寬度400mm)，尤其是完成箍筋綁扎后，梁底部型鋼下翼緣與梁底之間的空間更加局促，振搗棒根部無法進入;型鋼上翼緣距梁側(cè)邊空間的鋼筋凈距只有35mm，振搗棒下插也非常困難，如圖2，圖3所示。由于存在這些情況，該軍體中心頂部型鋼混凝土梁的混凝土澆筑如果不采取有力措施嚴密組織施工，很難振搗密實保證澆筑質(zhì)量，甚至造成結(jié)構(gòu)安全隱患。
3施工方案
為保證型鋼混凝土梁混凝土的工程質(zhì)量，綜合建設(shè)單位、監(jiān)理公司及施工單位的意見，確定了如下施工方案:1)型鋼混凝土梁采用普通混凝土澆筑風(fēng)險極大，無法保證施工質(zhì)量，必須采用自密實混凝土進行澆筑。2)型鋼混凝土梁與周邊墻柱、次梁等構(gòu)件必須實現(xiàn)一次澆筑成型，為保證梁混凝土的整體性，減少因混凝土配合比不同而大面積出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，訓(xùn)練中心標高－2．05m以下的梁、墻、柱等構(gòu)件同樣采用自密實混凝土澆筑，自密實混凝土粗骨料公稱粒徑為5mm～16mm，強度等級為C40，抗?jié)B等級P8，方量約為730m3。3)標高－2．05m以上頂板部分采用普通混凝土，強度等級C40，抗?jié)B等級P8，方量約為570m3。4)由于梁內(nèi)鋼筋排布緊密，空隙局促，混凝土澆筑過程中必須選用最小規(guī)格振搗棒。
4混凝土的加工與運輸
4．1混凝土的加工
為使自密實混凝土能夠滿足現(xiàn)場的使用要求，提前聯(lián)系攪拌站技術(shù)人員來現(xiàn)場實際查看型鋼混凝土梁的施工情況，有針對性地進行自密實混凝土配合比試配，從源頭保證混凝土的施工質(zhì)量。具體原材料及配合比要求如下:1)膠凝材料:水泥采用普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量符合國家標準。礦物摻合料可采用粒化高爐礦渣粉、粉煤灰、硅粉等，質(zhì)量滿足相應(yīng)現(xiàn)行國家標準GB/T1596，GB/T18046，GB/T18736的要求。自密實混凝土膠凝材料用量控制在400kg/m3～550kg/m3，水膠比應(yīng)小于0．45。2)骨料:粗骨料的公稱粒徑控制在5mm～16mm，其中針片狀顆粒含量、含泥量及泥塊含量符合表1要求;細骨料采用級配Ⅱ區(qū)的中砂，天然砂的含泥量、泥塊含量符合表2要求;粗、細骨料其他要求符合JGJ52—2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準的規(guī)定。3)外加劑、混凝土用水及其他要求同普通混凝土要求一致。4)混凝土拌合物性能:主要應(yīng)滿足自密實要求，性能指標見表3;粘聚性、凝結(jié)時間和保水性等與普通混凝土拌合物要求相同。
4．2混凝土的運輸
1)由于本工程周邊有多棟居民樓，頂板混凝土方量較大，施工又不能間斷，故在施工前3d告知周圍居民并做好安撫工作，避免出現(xiàn)混凝土澆筑因擾民問題中斷而造成質(zhì)量隱患。2)提前聯(lián)系攪拌站，合理調(diào)配混凝土運輸車量，確保頂板混凝土澆筑時現(xiàn)場保持2臺～3臺運輸車輛等候澆筑，保證混凝土連續(xù)施工。3)嚴格檢測每臺車運送的混凝土的擴展度和出罐溫度，不能滿足施工技術(shù)要求的混凝土做退場處理。4)接料前將運輸車滾筒內(nèi)混凝土殘留物和積水清理干凈。5混凝土運輸車滾筒轉(zhuǎn)速控制在3r/min～5r/min并保持勻速轉(zhuǎn)動，嚴禁運輸過程中向車內(nèi)加水。6)接料至卸料的時間控制在120min以內(nèi)。7)卸料前，運輸車罐體宜高速旋轉(zhuǎn)20s以上。
5施工工藝與措施
1)現(xiàn)場設(shè)置2臺揚程大于56m的汽車泵，布置在基坑南側(cè)靠近中間的位置，滿足每臺汽車泵全部覆蓋所有澆筑部位(7道型鋼混凝土梁保證100%覆蓋)，以確保混凝土接槎時間在初凝時間之內(nèi)，避免出現(xiàn)冷縫。2)施工順序為由東西兩側(cè)向中間澆筑，先澆南北向主梁，再澆東西向次梁，最后澆板;每道型鋼混凝土梁從一端澆筑至另一端，避免型鋼下翼緣下部氣體無法排出造成孔洞。3)安排專人對鋼筋、模板以及各類預(yù)埋件進行觀察并隨時調(diào)整，避免模板出現(xiàn)偏差，鋼筋出現(xiàn)移位等。4)澆筑混凝土?xí)r，澆筑厚度用標尺桿控制，標尺桿用方木制成，并依分層厚度交替刷上紅白兩色，每格交界處釘一個小釘，見圖4。5)使用最小規(guī)格的插入式振搗棒快插慢拔進行振搗，插點均勻分布，逐點振實。移動間距小于振搗作用半徑的1．5倍，每次振搗時間控制在20s～30s，以混凝土表面無氣泡并泛出灰漿為標準。6)混凝土盡量保持連續(xù)澆筑，嚴格控制間歇頻次和時間，次層混凝土務(wù)必在前層混凝土初凝前完成澆筑?；炷猎诔跄敖M織進行二次振搗，然后用2m長刮尺仔細抹壓兩遍，保證上下層良好結(jié)合，提高混凝土抗?jié)B、抗裂能力;待混凝土初凝后、終凝前再仔細抹壓一遍，防止產(chǎn)生收縮裂縫。7)墻柱及梁(高度大于800mm)的混凝土分層澆筑與振搗，澆筑厚度根據(jù)現(xiàn)場使用振搗棒的有效長度而定，控制在有效長度的1．25倍，尺桿和手把燈配合使用對澆筑厚度進行控制。8)型鋼混凝土梁上部鋼筋較密，且中間有400寬的型鋼翼緣，會阻礙梁混凝土的下料及振搗棒的下插，下料和振搗的最佳通道是頂板范圍內(nèi)的250mm高的梁側(cè)面，故在澆筑前必須將梁上部二排鋼筋盡力上調(diào)，使其與型鋼翼緣板上皮凈距不小于30mm，滿足下混凝土和下棒要求。9)型鋼混凝土梁澆筑時首先從梁一側(cè)下料，鋼梁下翼緣板下氣體可從另一側(cè)排除，然后再從梁兩側(cè)對稱下料，以免澆筑時型鋼偏位。10)澆筑型鋼混凝土梁時安排三人下料，一人扶管，兩人各拿一塊多層板(900×900)作為擋板放在下料部位的梁兩側(cè)，避免下料時混凝土濺至頂板上。11)型鋼混凝土梁澆筑時不宜過快，要設(shè)置三人監(jiān)測混凝土的澆筑標高，一人在頂板上采用標桿檢測，兩人在頂板下梁側(cè)面及底面對振搗棒下插不到的模板進行輔助敲擊或采用振搗棒對模板進行輔助振動，同時拿手電觀察螺桿孔是否滲出漿液。下部觀察人員和上部人員采用對講機溝通，下部觀察人員要認真負責(zé)，確保每層混凝土都澆筑密實。12)監(jiān)理人員、質(zhì)檢員、試驗人員及攪拌站的技術(shù)人員全程旁站現(xiàn)場自密實混凝土的性能，當混凝土的自密實性能不能滿足要求時，可適量加入與原配合比相同成分的外加劑，外加劑摻入后罐車滾筒快速旋轉(zhuǎn)，外加劑摻量和旋轉(zhuǎn)攪拌時間由攪拌站技術(shù)人員通過試驗驗證;如仍不能滿足施工要求將混凝土做退場處理。13)混凝土澆筑時由專人對模板支撐系統(tǒng)的狀態(tài)進行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常必須立即暫停澆筑，并組織施工人員迅速撤離現(xiàn)場，并對模板支撐系統(tǒng)及時進行加固，險情確實排除后再繼續(xù)施工。14)測量員同時做好超限模架的變形監(jiān)測，試驗員做好測溫導(dǎo)線及測溫管的預(yù)埋工作。15)因施工時北京已進入冬季，為加強混凝土養(yǎng)護且防止混凝土受凍，混凝土澆筑完畢后的12h以內(nèi)對全部表面覆蓋塑料布和雙層巖棉被進行保溫，塑料布內(nèi)應(yīng)保持有凝結(jié)水，保溫時間至頂板混凝土強度達到20MPa為止。
6結(jié)語
通過上述規(guī)范嚴謹?shù)氖┕そM織和高標準的質(zhì)量把控，所有型鋼混凝土梁順利完成了混凝土澆筑，拆除模板后型鋼混凝土梁澆筑密實，觀感良好，未發(fā)現(xiàn)一處蜂窩、麻面、狗洞現(xiàn)象。該大跨度軍體訓(xùn)練中心現(xiàn)已竣工驗收并已投入使用。
參考文獻:
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［3］GB50204—2015，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］．
［4］JGJ/T283—2012，自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］．
［5］JGJ52—2006，普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準［S］．
作者：李劍峰 王志剛 單位：軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院