浅谈大型混凝土结构工程的施工技术

施工技术　建材与装饰２０１０年Ｏ２月　浅谈大型混凝土结构工程的施工技术　黄魏然　（广东省广州市　５１００００）　摘要：本文就结构工程试验承台的特点，介绍了工程的地基处理方法、大体积混凝土的浇筑　‘冷却一加热”养护方法及型钢桁架的施　工要点，总结了大体积劲性混凝土结构施工的几点经验。　关键词：试验承台；大体积混凝土；浇筑　１概述　２试验承台工程的施工　试验承台足进行结构试验加载的基础，其质量的好坏直接　２．１地基处理　关系到结构试验数据的可靠性。因此，除必须具有足够的强度，　承台工程位于学校工程结构实验室内，过去在建设实验室　满足试验加载最大能力外，还必须满足刚度要求。在理论上，相　厂房结构时末考虑试验承台，没有对室内试验承台所在地基进　对于试验构件应有绝对的刚性；此外，还必须满足耐久性要求，　行处理。工程所在场地土层从上至下分别为：杂填土（０—３．Ｏｒｅ）、　防止承台出现影响结构的裂缝。　流塑状淤泥（一３．Ｏｍ～１２．Ｏｍ，部分含夹细砂）、可塑状残积亚粘土　带有槽口的试验承台和承力架，只能提供试验加载的竖向　（一１２．Ｏｍ～１８．３ｍ），地下水位约一１．５ｍ。　荷载，而实际试验中常常需考虑水平荷载，还需配套设计能提供　为确保承台的稳定，防止不均匀沉降，根据使用功能对地基　水平反力的反力墙。由于学校经费所限，无法一步到位完成反力　承载力的要求，必须对地基进行处理。在处理方案选择中，主要　墙的建设。因此，在设计中只好将整个工程分为两期建设。考虑　考虑的因素有：　到反力墒的　体稳定性，为节约地基处理费用，应将反力墙基础　（１）室内施工场地和室内净空高度条件；　与结构试验承台连接成整体。因此将１５ｍ的承台分成两段，一　（２）施工对原有厂房柱下基础的影响；　期工程只建设ｌＯｍ长的承台，二期工程建设余下的５ｍ承台和　（３）由于实验室紧靠办公室、教学大楼和学生宿舍，因此，施　反力墙，平面布置如图１所示。　工时必须尽可能减少噪声、振动和对周围环境的影响；　（４）地基处理的费用。　ｌ广一一］　—　＝　Ｉ｝　Ｊ　经多种方案的比较，综合考虑各方面因素，最后决定采用高　ｌ　】ｌ　＝　｛　｛　压旋喷桩方案进行地基处理。　—　劈Ｉ　２．２基坑的开挖　如前所述，由于室内地面以下地基未经处理，实验室大厅地　面已发生不均匀的沉降，中间地带下凹明显。考虑以后大厅地面　图１工程平面布置图　处理，建成后结构试验承台自身的沉降，决定将建成后承台的项　一期建设工程，试验承台长约１Ｏｍ，宽４．５ｍ，厚２ｍ，承台内　面高出现有地面约０．１ｍ。根据一期工程的规模，考虑施工模板　含有四条槽口，主要用于安装固定上部承力架、构件试验支座等　的安装空间以及０．１ｍ厚的基础混凝土垫层，确定开挖基坑长约　试验设备。由于承台厚度大，夏季施工，气温较高，我们采取了优　１ｌｍ、宽约５ｍ、深约２ｍ。同时，考虑到实验室大厅经过十多年的　化混凝土配合比、埋放干净坚固块石、布置冷却水管、表面覆盖　使用，地下土层已经较为密实，现有地面混凝土面层对其下地层　砂层温水养护等措施，保证了混凝土的施工质量。　有一定的约束，且基础不深，因此，基坑开挖不放坡，采用设集水　点和要求，提出了施工过程中值得关注的问题及技术措施，对同　［ｓｉｔ志扬，朱骥．冠懋金色都汇大厦转换层结构施工专题方案ｆＪ】．工程质　类工程施工具有一定的参考价值。　量，２０ｏ７（２）：１２～１７．　［６］朱惠伟，林根有．佳田国际大厦结构转换层旌工技术［ＪＪ．旌工技术．　参考文献　２０Ｈ０５．３４（６）：６４～６５，８１．　［１］ＹＢ９０８２—９７钢筋混凝土结构设计规程［Ｓ】．北京：冶金工业出版社．１９９９．　【７］李慧萍，储开平．型钢混凝土结构转换梁施工技术［Ｊ］．上海建设科技。　［２］ＪＧＪ１３８—２００１型钢混凝土组合结构技术规程［ｓ１．北京：中国建筑工业　２００４（５）：５１～５２．　出版社．２００１．　［８】金睿，秦从律，俞国平等．型钢混凝土梁式结构转换层的设计与施工　［３】唐兴荣．高层建筑转换层结构设计与施工［Ｍ】．中国建筑工业出版社．　啊．建筑技术，２００６．３７（５）：３３９～３４１．　２ＯＯ２：２７～４１．　［４】唐兴荣．高层建筑转换层结构施工中几个问题的探讨『ＪＪ．施工技术，　（作者单位：福建六建建设集团有限公司）　２Ｏｏｏ．２９（８）：３５，５１．　・１００￣　建材与装饰２０１０年０２月　井的明沟排水方案。　基坑开挖完成后，浇筑０．１ｍ厚的Ｃ１０混凝　土垫层。　施工技术　石。　（２）降低混凝土的入仓温度。安排在晚上浇筑，可有效减低　从搅拌站运送到现场的混凝土拌和物的温度，而且浇筑时现场　的气温较白天也有显著减低。　（３）加速混凝土散热。采用薄层浇筑以增加散热面，并适当　２．３承台劲性混凝土结构的施工　进行结构试验加载所需的力，是通过加载支架传到承台的　槽口上：为满足承台的承载力要求，设计中，在承台宽度方向，采　用型钢桁架以抵抗槽口传来的上拔力；因承台加载位置的不确　定性（加载支架可根据需要沿槽口移动），沿纵向每隔１ｍ布置　一榀型钢桁架。在试验加载过程中，作用于槽口的上拔力又使试　验承台沿纵向受到弯矩作用，因此，必须布置承受弯矩的纵向钢　筋，如图２所示。　１　。　Ｉ１　１　１　已　士　！‘　Ｉｆ　一　！　ｉｉ．１ｌｔｉ　Ｉｌ　ｌ．Ｉ，　一　题　ｌ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｉ　ｌ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｌ　ｌ　Ｉ　ｌＩ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｌ　Ｉ　Ｉ　ｌ　ｆ　ｌ　Ｉ　匕　Ｊ　一｜Ｊ一　ＬＬ－Ｊ　卜１一　　ｌｌ十一Ｈ一一。ｌ　ｌ　ｌ　　Ｈ卜－量　］　Ｉ▲　●　一　—　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｌ　Ｉ　图２试验承台断面示意图　型钢桁架采用焊接连接，在施工中必须注意以下几点：　（１）槽口槽钢Ａ，在承台使用过程中，暴露在外，应考虑防锈　措施；　（２）槽钢Ａ直接承受并传递外力，必须保证其上下翼缘的水　平和腹板的竖直：　（３）槽口传来的上拔力，通过连接钢板Ｂ传到桁架，因此，连　接板Ｂ与桁架的焊接必须确保质量，且应采取措施减小焊接应　力和焊接变形、型钢桁架安装就位完成后，还需进行矫正，以满　足槽口的平整、竖直要求；最后，采用超声波进行焊缝质量的检　测。　在施工中，为便于钢桁架的制作，首先在实验室地面上将桁　架一榀一榀的加工好，然后组装成整体，最后利用吊车吊入基坑　就位、矫正。在型钢桁架吊入基坑之前，必须将承台底部的纵向　钢筋按要求分堆放好，待钢结构加工完成后，再将其余纵筋和箍　筋按照设计要求绑扎。　２．４混凝土的浇筑与养护　承台混凝土厚２ｍ、宽４．５ｍ、长约１０ｍ。尽管量不大，但由于　混凝土的厚度达２ｍ，仍属于大体积混凝土浇筑，因此必须采取　有效措施，保证混凝土的施工质量，防止开裂。　混凝土浇筑后，表面热量散发快，外部气温降低，内部不易　散发，升温膨胀，使混凝土内部产生压应力而外部产生拉应力，　当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，便产生表面裂缝。为防止这　种裂缝的产生，采取以下措施：　（１）采用混凝土的后期强度，优化配合比，减少混凝土的发　热量。根据混凝土的绝对温升，Ｉ　与单位水泥用量Ｗ和水泥水　化热Ｑ成正比。　Ｔ：缸　Ｃ　、　ｆ　ｌ—Ｅ　１一　　其中：Ｃ为混凝土的比热；　为重度。　本工程对混凝土的早期强度要求不高，因此，可适当采用后　期强度，采取水化热小的矿渣水泥，减小水灰比和水泥的用量；　改善骨料级配，增大最大骨料粒径；掺入适量的粉煤灰和减水　剂。此外，在承台中心区域，埋放适量无裂缝、冲洗干净的坚固块　延长散热时间，不留施工缝，一次连续浇筑完毕，采用斜面分层　法浇筑混凝土，以满足试验承台的整体性要求。　（４）冷却一加热养护：如图１所示，在混凝土内预埋三个　“山’，形水管，待承台混凝土凝固之后，在承台表面敷一薄层（２０～　３０ｍｍ）砂子，浇水养护混凝土：槽口边缘小角钢Ｃ（如图２）可以　挡住砂子和水，保证了承台顶面混凝土的湿润，溢出的水流入槽　口内又使槽内混凝土表面保持湿润。养护用水首先接到一个　“山”形水管的一端使其经过混凝土内部“加热”，“山”形水管的　两个出口，一个让水流出，提供本条承台表面混凝土养护所需的　水分，用水管将另一个出口的水连通到第二个“山”形水管；利用　同样的方法可连通到第三　‘山”形水管。这样，只需接一根外来　水管就可以保证整个承台的养护用水，而且水量可调节，通水方　向可随时根据需要调换。这种　冷却一加热养护’’方案，一方面可　降低混凝土的内部温度，另一方面，砂子具有保温和减少水分散　发的作用，提高了混凝土表面的温度，可加快混凝土强度的增长　速度，同时减小了内外温差，有利于混凝土的抗裂。　２．５表层处理　待承台混凝土养护完成以后，将表面的砂子收集起来，配置　砂浆，浇筑在承台混凝土的表面，使承台的顶面与槽口边缘小角　钢肢顶平齐。施工中必须保证承台顶面的平整，砂浆应具有很好　的强度和耐磨性能。　３实践体会　结构试验承台是一种特殊的大体积劲性混凝土工程，其施　工较为复杂，需精心设计，系统管理。通过本工程实践，总结如　下：　（１）根据试验承台混凝土早期强度要求不高的特点，利用后　期强度，减少单位水泥用量，从根本上降低水化热，不仅解决混　凝土内外温差大的问题，而且可降低工程造价。　（２）在混凝土中掺入适量坚硬的块石，不仅可以减少混凝土　的用量，进而减少水泥用量，降低水化热，而且石块本身也可吸　收部分热量，使水化热进一步降低，有利于控制混凝土裂缝的开　展，提高混凝土的质量。　（３）根据工程特点，适当布置简便的“山”形管“冷却系统”，　将混凝土“内部降温”与“外部保温”相结合，可收到事半功倍的　效果。此外，停止向“山”形管注水一定时间后，还可通过将温度　计吊入管底，测量混凝土内部温度（与底部水温基本相等）。　（４）试验承台属劲性钢筋混凝土结构，含钢量高，因此，可承　受较大的温度应力，对混凝土的开裂具有很好的约束作用。　４结束语　本文在一期工程建设完成已有近两年的时间，在结构试验　承台的施工、养护及使用过程中，均未发现有害的裂缝，表明本　工程的施工技术和质量控制措施是可行的。　・１０１・