超长混凝土结构施工技术探讨

2015-10-31陈忠菊

建材与装饰 2015年27期

关键词：斜柱斜交网格

陈忠菊

（遵义市第二建筑安装工程总公司　贵州　遵义　563000）

超长混凝土结构施工技术探讨

陈忠菊

（遵义市第二建筑安装工程总公司贵州遵义563000）

建筑行业的迅速发展，使得相应的建筑结构形式也有所革新，各新型的、更加符合工程要求的设计及建造技术广泛的应用到了建筑项目当中来，超长混凝土结构的广泛使用，为大型建筑施工提供了一项十分有价值的施工技术。本文结合具体工程实例，重点就超长混凝土结构施工技术进行了研究。

超长混凝土；结构施工；技术应用

引言

混凝土斜交网格超长柱结构作为一种新的结构体系，实现了最优化的组合效益。为使施工完美地实现设计构想，必须实践大型混凝土斜交网格超长结构施工关键技术，即通过BIM技术，在建立BIM模型，对钢构和复杂节点进行充分优化的前提下，实现三维数控加工、预拼装、三维定位精确测量和安装施工；通过钢结构吊装技术，采用中庭地下室顶板预留吊装洞口，让吊车进入地下室中庭，以分段整体吊装的方法，实现屋面钢桁架的吊装；通过混凝土斜交网格超长柱施工技术，有效解决斜交网格超长结构钢筋绑扎、模板支设及精确定位困难；通过自密实混凝土浇筑技术，成功解决混凝土斜交网格超长结构混凝土不宜浇筑的难题。

1　工程概况

某一综合性建筑的建筑面积68325.98m2，其中A座单体地下局部1层，地上5层，总高34.4m；B座、C座单体地下局部1层，地上6层，总高30.45m，三馆均为框架结构。其中A座中庭1～5层部分内空，四周设有混凝土斜交网格超长柱，中庭顶部为36m×36m大跨度钢桁架屋盖。中庭设有“之”字形回转悬吊的拉索结构钢坡道，以顶部钢桁架屋盖和周边混凝土斜交网格超长柱为支座。

2　超长混凝土结构施工重点及难点分析

（1）本工程的施工季节为夏季，有时最高温度可能实现35℃，这使得混凝土浇筑施工处于高温之中，而混凝土的浇筑后温度依赖于混凝土浇筑初始温度以及水化升温，两项温度的有效叠加，便是混凝土浇筑后温度。而此次混凝土的浇筑温度过高，如不及时采取有效的措施进行控制，那么过高的温度会直接影响至大体积混凝土的质量，极易引起开裂现象。因此应严格控制混凝土初温及水化升温。

（2）各支撑梁及支撑圆柱的截面积都很大，且跨度大，这均属于大体积混凝土结构件，在施工中要采用一次浇筑形式来完成混凝土浇筑施工。但混凝土水化热较大，其温度下降时会产生收缩，同时在结构约束的条件下混凝土会极易产生裂缝，故要格外注意这种大体积混凝土的防裂工作，尤其是对温度裂缝进行有效控制。与此同时，由于预应力筋位置问题以及保护层过小等，使得相应的预应力筋在经过张拉后产生应力集中问题，此外还有张拉端的锚头等出现的局部裂缝，在施工中也要严格控制这些裂缝的产生。

（3）在施工中，要求要具备高水平的结构支撑脚手架，因为支撑梁的截面很大且重，而距离热身池底板处近14m高，故需要较好的结构支撑脚手架。

（4）由于在超长混凝土结构施工中的梁柱配筋很多，这使得相应的预应力及非预应力穿插也很多，主要表现为：波纹管与梁箍筋的交叉较多；波纹管与拉螺杆各位置设置存在较多矛盾；此外，波纹管较易破裂，因为在进行混凝土浇筑时，很难准确的控制住波纹管的具体位置；由于混凝土下皮很接近波纹管，这使得混凝土极易产生麻面及混凝土不密实等问题；采用类简支形式的梁支座也给施工带来了不便。

3　混凝土斜交网格超长柱施工技术

由于混凝土斜交网格超长结构本身的特点，为结构施工带来如下困难：①型钢与钢筋的连接问题；②结构的精确定位问题；③结构的支模问题；④混凝土的浇筑问题。尤其在节点处，以上问题更显突出。本施工技术解决前3个问题，第4个问题通过自密实混凝土浇筑技术解决。在斜交网格超长柱节点处钢筋绑扎处理比较困难，通过BIM模型很好的保证节点主筋数量和间距，以及节点箍筋数量。

3.1钢筋绑扎

在钢结构吊装完成后，开始进行钢筋绑扎，难点在斜交网格超长柱节点处钢筋绑扎处理，保证节点主筋数量和间距，以及保证节点箍筋数量是关键。根据框架梁所处的标高以及梁高、梁宽和梁钢筋的根数、直径、分布，在加工厂制作钢骨柱时，按设计要求确定柱身腹板上穿孔的个数、位置、孔径及焊接翼板上加劲板的宽度、高度和标高等。与钢骨柱相交的框架梁截面宽度均小于钢骨柱截面宽（梁宽600mm，骨柱宽800mm，混凝土骨柱宽1300mm），梁的一部份钢筋从钢骨柱腹板预留孔中穿过，与另一跨相连；两侧的钢筋一部份穿过骨柱后锚入骨柱，另一部份钢筋焊接在钢骨柱翼板的加强板上，采取双面搭接焊，如图1所示。

3.2模板安装

针对斜交网格超长柱特点，我们采用了三节式周转栓接模板。该模板由3段组成，每次可采用2节拴接浇筑。拆模时，在柱混凝土上留有1节，作为下段模板支撑的连接点，并周而复始，每次拆模均保留1节，这样可免去下部斜支撑，有效提高效率。模板按照设计加工完后，进行了必要的保养及脱模剂工序。柱钢筋绑扎完毕后，在柱相应位置，先将一长一短2节模板通过螺栓拼接，要求保证拼缝的严密性，不得漏浆，并进行支撑，其支撑方法同传统混凝土。

图1　钢筋绑扎

4　超长混凝土浇筑技术

针对混凝土斜交网格超长结构钢筋绑扎完成后，混凝土难以浇筑和振捣的难题，施工中采用自密实混凝土浇筑技术，依据其相比较普通混凝土具有较好的黏性和流动性的特点，有效解决了该结构的浇筑难题，且施工工艺简单，施工质量易于保证。整个混凝土斜交网格超长结构施工质量、外观效果均良好。混凝土浇筑是斜柱施工的重中之重，由于斜柱的特殊造型造成混凝土施工有以下几个难点：

①斜交网格超长柱箍筋较密，在斜柱底面呈一斜面，混凝土在向下输送过程中，拌和物中的砂浆易被箍筋挂住，造成斜柱底部混凝土缺少砂浆；②部分斜柱斜度较大，且钢筋较密，振捣棒很难输送至斜柱底部，在提升过程中，振捣棒容易被箍筋卡住；③斜交网格超长柱振捣过程中，混凝土中产生的气泡不易排出，会积聚在顶面模板下，造成顶面混凝土蜂窝、麻面，影响混凝土观感；④混凝土柱内部有钢柱，钢柱中间有加劲板，加劲板下混凝土密实难以保证。

针对以上难点，采取以下措施：①采取自密实混凝土，辅助振捣棒振捣。②由于斜度较大未考虑斜柱上面开孔放气，采取模板外平板振捣器辅助振捣，不便放振捣器的部位采用人工敲打模板。③事先试棒寻找好合适的下棒点，保证柱子四角全部振捣。自密实混凝土利用汽车泵进行泵送。由于型钢柱中“王”字形型钢的存在，柱截面被分为4个区，混凝土浇筑时从4个分区间隔下料，以免从一个区连续下料致使一侧模板压力过大，造成模板移位。混凝土浇筑速度不能过快，每次下料高度控制在0.5m左右，2次下料时间间隔控制在15min左右，这样可避免模板侧压力过大而致使模板体系胀爆。由于型钢柱单次浇筑高度高，且钢筋密集，混凝土浇筑时必须利用振捣棒辅助振捣，这样可以减少混凝土表面的气泡、麻面等质量缺陷，但振捣持续时间不能过长，一般每个振捣点振捣时间不超过3s。混凝土浇筑时利用橡皮锤敲击模板外侧，尤其是柱子四角处应多敲击，这样可以检查混凝土浇筑是否密实，而且有利于排出混凝土内部的气泡。

5　效果验证

①根据施工方案在支模架体受力最大的部位布设监测点，利用水准仪在楼内设置后视点，在浇筑混凝土前记录原始数据，浇筑混凝土过程中进行观测，确保支模架体的安全。②预加载试验及变形监测结果：在悬模平台搭设完毕后，利用现场的钢筋进行预加载试验，便于调整工字钢的上挠值。③通过对静载试验记录表进行分析，可以看出：工字钢加载后下挠值最大达到28mm，综合各种因素，取值22mm作为调整工字钢预先上调的数值。④施工过程中进行即时监测，结果显示：在混凝土浇筑过程中工字钢挠度值最大14mm，满足相关要求。