空间异形拱脚大体积混凝土施工方法

2015-03-24林其双

四川建筑 2015年6期

关键词：支墩异形试块

邱峰, 林其双, 张磊

(中国建筑第八工程局有限公司西南分公司, 四川成都 610000)

空间异形拱脚大体积混凝土施工方法

邱峰, 林其双, 张磊

(中国建筑第八工程局有限公司西南分公司, 四川成都 610000)

某体育场工程钢结构拱脚支墩设计为空间异性六面体支墩，属大体积混凝土，且各面均为异形斜面。文中主要讲述空间异形拱脚大体积混凝土的模板支设及采用自密实混凝土浇筑的施工方法。

空间异性大体积混凝土; 斜面; 模板; 自密实混凝土

1 工程概况

黄冈市体育中心一期-主体育场工程，总建筑面积为21 964m2，地上2层，钢结构罩棚跨度280m，两端支撑钢罩棚的支墩属于空间异形六面体，除三侧立面外，其余三面均为斜面。支墩为底面积105m2、高6.5m的椎体，内部钢筋密集，且与上部钢罩棚连接的钢结构埋件钢管直径大、支管多，大体积混凝土浇筑质量的控制是工程的难点(图1～图4)。在施工前项目部多次与设计、业主、监理共同研究、讨论，最终形成了空间异形拱脚大体积混凝土施工技术，解决了空间异形拱脚大体积混凝土施工难题，在此基础上，经进一步提炼，形成本方法。

图1 钢结构罩棚模型示意

图2 拱脚支墩空间定位编号

图3 异形拱脚钢结构埋件(内拱)示意

图4 异形拱脚钢结构埋件(外拱)示意

2 施工难点

(1)斜面大体积混凝土浇筑需一次成型，不允许留置冷缝或施工缝。

(2)支墩内部钢筋密集，且有大型钢结构预埋件，振捣困难，混凝土密实度难以保证。

(3)支墩混凝土断面尺寸大，易因内外温差较大出现温度裂缝。

3 施工方案的确定

(1)通过运用整体封闭式模板，解决了各斜面混凝土浇筑难题。

(2)通过在各斜面留设下料孔和振捣孔，确保了混凝土密实度。

(3)采用自密实混凝土，解决了钢结构埋件周边混凝土不密实的难题。

(4)通过优化配合比，内埋置测温点，外部覆盖养护，解决了大体积混凝土因温差过大产生有害裂缝的问题。

4 工艺原理

(1)空间异形结构封闭模板由15mm厚胶合木模板、50×100mm木枋、φ48×3.5钢管、φ14对拉螺杆、山形卡、螺帽等组成，采用螺杆与主筋焊接代替对拉螺杆(图5)。

图5 异形拱脚加固示意

(2)由于斜面处不易振捣，在支设模板时留设300 mm×300 mm下料孔及100 mm×100 mm振捣孔(水平间距1 000 mm×1 000 mm)，混凝土浇筑至孔底标高，用模板将孔封闭，木枋及钢管固定(图6)。

图6 斜面振捣孔留设示意

(3)采用自密实混凝土，在保证混凝土质量的前提下，控制混凝土坍落度不小于220 mm，确保混凝土能够充实封闭拱脚各个角落及钢结构埋件周边。

(4)大体积混凝土覆盖养护。采用大体积混凝土热工计算，通过外部保温及湿水养护能够满足要求。模板拆除前采用模板保温，混凝土模板拆除后，混凝土表面及时覆盖50 mm厚养护毯保温，并保持模板及养护毯处于湿润状态。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

模板封闭、加固并验收合格→布置混凝土汽车泵→ 混凝土供货验收 → 开机、泵送砂浆、润管→铺垫50 mm厚同水灰比水泥砂浆→分层浇筑混凝土→混凝土表面赶平、压实、抹光→混凝土及时覆盖、湿水养护(混凝土测温监控)。

5.2 操作要点

5.2.1 模板封闭、加固

(1) 根据方案要求，使用合格的模板、木枋、钢管、对拉螺杆进行加固模板。

(2) 木枋、钢管、对拉螺杆间距满足方案要求。

(3) 模板表面涂刷水性脱模剂，模板拼缝密封胶条，确保拼缝严密不漏浆。

(4) 按方案要求留设下料孔及振捣孔。

(5) 双钢管主楞在各面交界处采用旋转扣件十字连接或焊接连接，防止出现涨模。

5.2.2 混凝土供货

(1) 根据配合比报告对混凝土原材进行复查，确保满足自密实混凝土要求。

(2) 对混凝土扩展度及扩展时间进行开盘复查，确保自密实混凝土工作性能。

(3) 每车混凝土运送时间一般控制不得超过1 h。

(4) 在混凝土运送过程中，搅拌筒应低速以2～4 r/min的转速转动。到达工地后，搅拌筒应以 8～12 r/min的转速转动 2～3 min。待搅拌筒停转后，再使筒反转卸料。

(5) 反转卸料速度为 6～8 r/min。在出料及卸料部位附近工作时，应特别注意安全，以免发生意外。对粘在进料斗、搅拌洞口、搅拌筒拖轮等处的混凝土应及时冲洗干净。在铲除混凝土结块时，必须发动机熄火，停止搅拌筒转动。

5.2.3 混凝土浇筑

(1) 先通过预设的下料口浇筑混凝土，泵管由下料口伸入浇筑点，混凝土出料口距离浇筑点垂直高度不超过2 m。分层厚度按照1 m进行浇筑，振捣插入下层混凝土5 cm。

(2) 混凝土在振捣过程中宜将振动棒上下略有抽动，使上下混凝土振动均匀，每次振捣时间以20～30 s 为宜(混凝土表面不再出现气泡、泛出灰浆为准)。振捣时要避免碰撞钢结构预埋件等。振捣棒插点采用行列式的次序移动，每次移动距离不超过混凝土振捣棒的有效作用半径的1.25倍，振动棒的作用半径为30～40 cm。振捣操作要“快插慢拔”，防止混凝土内部振捣不实；要“先振低处，后振高处”，防止高低坡面处混凝土出现振捣“松顶”现象。

(3) 对于埋件部位，特别是钢管下部及钢管之间，预留斜向振捣通道，采用φ100PVC管斜向伸入钢管下部，再振捣密实(图7)。

图7 钢管周边留设振捣孔布置

5.2.4 混凝土养护

(1) 混凝土养护在混凝土浇筑中起着重要的作用。本工程混凝土施工采用综合蓄热法。模板拆除前采用模板保温，混凝土模板拆除后，混凝土表面及时覆盖50 mm厚养护毯保温，并保持模板、养护毯一直处于湿润状态。

(2) 混凝土浇筑时，由于水泥凝结过程中产生大量水化热，因而易形成较大的内外温差，每隔6 h进行测温。当中心与上部温差大于25℃或上部与表面温差大于20℃时，混凝土易产生温度裂缝。为防止混凝土产生危害裂缝，采用如下措施：①选用水化热较低水泥，掺加缓凝型减水剂，控制水泥用量，以减少水化热。②采用合理的养护和表面温度控制方法，减小大体积混凝土的内外温度差。

(3) 大体积混凝土养护时间不得少于14 d。

5.2.5 试块留置

(1) 试块制作必须设标养试块以及同条件养护试块，试块按照超过1000m3连续供应的大体积混凝土，每200m3制作一组标养试块。具体试块留置方法执行《混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)》(2011版)第7.4.1要求规定。

(2) 混凝土试块100%为见证试块，浇筑前书面通知监理工程师配合做好见证试块。试块制作后，初期在现场标养室养护2～3d后，转交试验室标养。标养室温度为20±2℃，相对湿度为95%以上。同条件试块应锁在现场钢筋笼中，放在现场与结构位置同条件养护。