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關(guān)鍵詞:原理;計(jì)算公式;加固方法;注意事項(xiàng);說明
根據(jù)最新資料顯示,某鋼結(jié)構(gòu)廠房在即將建造完畢時(shí)發(fā)現(xiàn),鋼柱下鋼筋混凝土上的獨(dú)立基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度根本達(dá)不到規(guī)定的C30等級(jí),其強(qiáng)度左右只有C10等級(jí),屬于典型的馬面蜂窩結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。經(jīng)過規(guī)范的測試,該工程只能達(dá)到Du級(jí),這樣的建筑房是不符合標(biāo)準(zhǔn)的,廠房的施工被強(qiáng)行停止。如果想要繼續(xù)進(jìn)行施工,相關(guān)部門指出必須對(duì)已經(jīng)即將完成的混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)部分進(jìn)行加固和鞏固。以下內(nèi)容會(huì)在專業(yè)的角度下闡述如何對(duì)混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)部分進(jìn)行加固和需要注意的問題以及它的重要性。
一、鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)加固的基本原理和計(jì)算公式
(一)、根據(jù)在現(xiàn)場的調(diào)查發(fā)現(xiàn),該建筑廠房的房柱需要承受的重物壓力特別大,因此,專家得出它的基本設(shè)計(jì)理念是后加的荷載,簡單說就是在建造好后期所給它的承受壓力,因此,要進(jìn)行必要的加固,以分擔(dān)房柱的承受壓力。故而,專家在考慮解決問題的方案時(shí),提出了兩種建議。一種是通過增大基礎(chǔ)截面,并在基礎(chǔ)底面加入比例合適的鋼筋混凝土從而達(dá)到加固目的方案,該方案也是在處理這類建筑廠房問題時(shí)常用的。另一種則是在基礎(chǔ)房柱的下部澆灌鋼筋混凝土,在房柱的上部進(jìn)行一定比例加鋼的處理方案,它的基本原理就是將原來底部的混凝土轉(zhuǎn)化為新加固獨(dú)立基礎(chǔ)的墊層,從而達(dá)到最有效的加固。
僅僅了解鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)加固的基本原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,它的計(jì)算方式也是關(guān)鍵的環(huán)節(jié),一旦出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤,所有的努力都會(huì)功虧一簣。以下是相關(guān)文獻(xiàn)所提供的鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)加固的計(jì)算公式。V=V1+V2=(L搭×b×H)+ L搭〔bh1/2+2(B-b/2×h1/2×1/3)〕=L搭〔b×H+h1(2b+B/6)〕。式中:V――內(nèi)外墻T形接頭搭接部分的體積。V1――長方形體積,無梁式時(shí)V1=0。V2――由兩個(gè)三棱錐加半個(gè)長方形體積,無梁式時(shí)V= V2。H――長方體厚度,無梁式時(shí)H=0?;蚴荲=長×寬×高。V=∑各階(長×寬×高)。V=V1+V2=H1/6×[A×B+(A+a)(B+b)+a×b]+A×B×h2。式中:V1――基礎(chǔ)上部棱臺(tái)部分的體積(m3)V2――基礎(chǔ)下部矩形部分的體積(m3)A,B――棱臺(tái)下底兩邊或V2矩形部分的兩邊長(m)a,b――棱臺(tái)上底兩邊邊長(m)h1――棱臺(tái)部分的高(m)h2――基座底部矩形部分的高(m)V4= h4/6+[A×B+(A+a)(B+b)+a×b]。最終由V=V1+V2+V3-V4得出具體的所需數(shù)值。由以上的公式可以看出鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)加固的計(jì)算公式在整個(gè)的建筑加固中都起到了不可或缺的關(guān)鍵作用。
二、鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)加固施工的工作方法
(一)鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)下部的加固施工方法。
1、先將原來的基礎(chǔ)底面作為地基,起到一個(gè)基礎(chǔ)墊層的作用,再在基礎(chǔ)底面的周邊支撐模板,澆注建筑標(biāo)準(zhǔn)常用的C30混凝土在原來的原基礎(chǔ)底部,大概澆注到短柱30mm處就基本可以了。
2、等到混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分之75以后,在按照原基礎(chǔ)配筋在上面配置鋼筋網(wǎng)片,然后再澆注C30混凝土,澆注到原柱頂以下的60mm出即可。
3、等到混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)達(dá)到百分之80以上的時(shí)候,再進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的具體加固施工,鋼板與原基礎(chǔ)的上部要留下至少50mm的保護(hù)層,之后要澆注M25膨脹的水泥砂漿,這樣做的目的就是使鋼板與原基礎(chǔ)的混凝土緊密聯(lián)系在一起。最后一步是在支撐一邊模板,在外側(cè)澆注強(qiáng)度達(dá)到C30級(jí)的混凝土。
(二)鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的單獨(dú)部分結(jié)構(gòu)加固施工方法。
1、首先將原柱基礎(chǔ)周邊的混凝土鑿開大約50mm至80mm,并將房柱基礎(chǔ)連梁與原基礎(chǔ)連接處的混凝土打掉,在施工的時(shí)候要避免震動(dòng),以防意外的發(fā)生。
2、隨后在新鋼板的下部綁好鋼筋網(wǎng)片,并向下彎大約800mm,再在原基礎(chǔ)的外側(cè)綁扎新加基礎(chǔ)部分的鋼筋。隨后是在四周支模板,澆注強(qiáng)度C30級(jí)的混凝土,等到混凝土的強(qiáng)度達(dá)到百分之80以后,用螺帽將新預(yù)埋的的螺栓擰緊,這樣就基本是加固完成了。
(三)中柱鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固施工方法。
1、首先在原基礎(chǔ)的外側(cè)綁定新加的鋼筋直到原柱鋼板的底部,隨后在原基礎(chǔ)的頂部幫上鋼筋網(wǎng)片直至外側(cè)的模板處,再插入與原基礎(chǔ)所預(yù)埋相同的螺栓。最后再一次進(jìn)行支模板和澆注強(qiáng)度在C30級(jí)左右食物混凝土,等到混凝土的強(qiáng)度達(dá)到百分之80以后,將預(yù)埋的螺帽全部拴緊,加固工程就算正式完成了。
三、必要的鋼筋抗震等級(jí)的計(jì)算公式
廠房在建筑的時(shí)候,不僅僅考慮的是承受力的能力大小,對(duì)于未知意外的發(fā)生也要做好相應(yīng)的防護(hù)措施,而地震,就是對(duì)房屋建筑的最大威脅。但是如果在建造時(shí)能夠提高鋼筋的抗震等級(jí),那么一切問題就迎刃而解了。以下就是對(duì)于鋼筋抗震等級(jí)計(jì)算公式的具體闡述。鋼筋的最小錨固長度為ιaE。一、二級(jí)抗震等級(jí)的計(jì)算公式:ιaE=1.15ιa(8.2.3-1)。三級(jí)抗震等級(jí)的計(jì)算公式:ιaE=1.05ιa(8.2.3-2)。四級(jí)抗震等級(jí)的計(jì)算公式:ιaE=ιa(8.2.3-3)。相信在建筑廠房時(shí)具體的掌握了這些計(jì)算數(shù)據(jù),就會(huì)避免很多麻煩的產(chǎn)生。
四、鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固施工需要的注意的問題和相關(guān)的說明
(一)施工時(shí)要避免劇烈的震動(dòng),切記不要隨便擾動(dòng)原來的混凝土。
(二)在現(xiàn)場加固使用的鋼板、鋼筋、以及混凝土都要保留一部分,然后送至相關(guān)部門的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試,主要目的是測試它的強(qiáng)度是否合乎國際標(biāo)準(zhǔn)。
(三)要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行操作,在混凝土的澆注前必須要有建筑工程專門的負(fù)責(zé)人員進(jìn)行驗(yàn)收及認(rèn)證才可以進(jìn)行。并且要進(jìn)行詳細(xì)的記錄。
(四)在使用加固鑿毛和剔槽時(shí),要小心謹(jǐn)慎,注意不能傷害到主筋及其混凝土的內(nèi)部。
(五)控制好水泥和石灰的比例,必須要保證新舊混凝土的粘結(jié)度高。
(六)嚴(yán)格按照國際的規(guī)范要求來進(jìn)行施工。
(七)在施工的過程中要加強(qiáng)監(jiān)督,同時(shí)也要保證施工的安全。
結(jié)語:
通過以上文字的論述,相信大家對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)廠房柱下混凝土基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)與施工已經(jīng)有了一個(gè)更明確的認(rèn)識(shí)。根據(jù)本文所提供的方案,不難看出該建筑廠房所選擇的鋼筋混凝土加固方案都有幾個(gè)共同的特點(diǎn),施工的速度快、工期較短、承載能力度大、保質(zhì)期較長等。如果再進(jìn)行一次檢測,該建筑廠房的鋼筋強(qiáng)度一定會(huì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),并且很好的達(dá)到了加固的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]秦京旗. 某廠房鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的加固處理[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2009(9)
[2]劉家明. 鋼結(jié)構(gòu)廠房柱下混凝土基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)與施工[J]. 施工技術(shù),2011(8)
[3]石建軍. 獨(dú)立基礎(chǔ)的加固處理[J]. 中國建筑工業(yè),2008(8)
【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力混凝土;次應(yīng)力;產(chǎn)生機(jī)理;分析方法;應(yīng)用
通過張拉鋼筋(索),使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在承受外荷載之前,受拉區(qū)的混凝土預(yù)先受到一定壓應(yīng)力的混凝土稱為預(yù)應(yīng)力混凝土。
在正常使用階段,普通鋼筋混凝土梁一般是帶裂縫工作的,截面的開裂導(dǎo)致構(gòu)件剛度降低/變形增大,結(jié)構(gòu)的耐久性降低。
采用預(yù)應(yīng)力的方法可以彌補(bǔ)上述普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。在構(gòu)件受荷載之前預(yù)先對(duì)荷載將產(chǎn)生的拉應(yīng)力的混凝土施加壓力,結(jié)構(gòu)受荷載作用而產(chǎn)生的拉應(yīng)力必須先抵消混凝土上預(yù)先施加的壓應(yīng)力,然后才能使混凝土受拉。預(yù)壓應(yīng)力可以減少甚至抵消荷載在混凝土中產(chǎn)生的拉應(yīng)力,使混凝土結(jié)構(gòu)在正常的使用荷載作用下不產(chǎn)生很大的裂縫,甚至不出現(xiàn)裂縫。
一、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念
(一)預(yù)應(yīng)力混凝土分類
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),根據(jù)工藝可分為先張法和后張法兩種類型。
先張法,指采用永久和臨時(shí)設(shè)備在構(gòu)件混凝土澆筑之前張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,待混凝土強(qiáng)度和齡期達(dá)到設(shè)計(jì)值后,將施加在預(yù)應(yīng)力鋼筋上的拉力逐漸釋放,在預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮的過程中利用其余混凝土之間的粘結(jié)握裹力,對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力,采用這種工藝的預(yù)應(yīng)力簡稱先張預(yù)應(yīng)力。
后張法,指構(gòu)件混凝土在澆筑、養(yǎng)護(hù)劑強(qiáng)度和齡期達(dá)到設(shè)計(jì)后利用在構(gòu)件內(nèi)預(yù)設(shè)的孔道穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋,以混凝土構(gòu)件本身支承采用千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,然后利用特制的錨具將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固形成預(yù)加力。
二、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件承載力
在荷載逐漸增加的過程中,配置適當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土受彎構(gòu)件的受拉區(qū)開裂后,鋼筋(受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋)將逐漸進(jìn)入明顯塑性變形或屈服狀態(tài);隨著裂縫迅速向受壓去延伸,受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)力變化迅速增加、受壓區(qū)混凝土塑性變形發(fā)展,最終受壓區(qū)邊緣混凝土的壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變、混凝土壓碎,即構(gòu)件耗盡承載力而破壞。
(一)基本假定
預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的承載力計(jì)算假定與普通混凝土基本一致,只是由于其采用的是高強(qiáng)鋼材或者鋼絲,沒有明顯的屈服臺(tái)階,一般采用條件屈服強(qiáng)度作為其屈服強(qiáng)度,所以在鋼筋的本構(gòu)關(guān)系兩者不一致,其他的基本相同。
(1)平截面假定
(2)不考慮混凝土的受拉作用
(3)變形協(xié)調(diào)假定
(4)混凝土的極限壓應(yīng)變和應(yīng)力―應(yīng)變關(guān)系
(二)應(yīng)變協(xié)調(diào)分析和界限破壞
對(duì)于有明顯屈服臺(tái)階的鋼筋,根據(jù)平截面假定,利用混凝土中的知識(shí)??芍?/p>
C――截面實(shí)際受壓高度,;
――截面有效高度;
――受壓區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變;
――從預(yù)應(yīng)力鋼筋合理作用位置的混凝土消壓至預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)變增量;
將混凝土截面受壓區(qū)相對(duì)高度系數(shù)定義為
考慮到預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼材通常都是高強(qiáng)度鋼絞線或高強(qiáng)鋼。其沒有明顯的屈服強(qiáng)度,經(jīng)常去殘余應(yīng)變?yōu)?.2%對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為其屈服強(qiáng)度,稱為條件屈服強(qiáng)度,記為.
那么根據(jù)上述公式,只需修改,則公式仍然適用。對(duì)于預(yù)應(yīng)力其鋼筋合力位置的混凝土消壓至破壞時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)變增量為
類似有明顯的屈服臺(tái)階的情況,名義上界限破壞時(shí)受壓相對(duì)高度系數(shù)及其等價(jià)關(guān)系:
(三)正截面抗彎承載力計(jì)算
受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計(jì)算較精確的方法是變形協(xié)調(diào)法,結(jié)合實(shí)際預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力―應(yīng)變曲線,基本原理、公式與普通混凝土一致。
(四)斜截面承載力計(jì)算
預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件相比普通混凝土受彎構(gòu)件,不僅斜截面抗裂性能好,并具有較高的抗剪承載力。預(yù)應(yīng)力改變了主拉應(yīng)力的方向,提高了斜裂縫出現(xiàn)荷載;若有彎起預(yù)應(yīng)力鋼筋則其豎向分力還可以抵消外荷載剪力;斜裂縫傾角的較少增大了斜裂縫的水平投影長度,從而提高了腹筋的抗剪作用,預(yù)應(yīng)力能阻滯裂縫發(fā)展、減少裂縫寬度,減緩斜裂縫沿截面高度放下過發(fā)展、增大剪壓去高度,加大斜裂縫之間骨料的咬合作用,從而提高抗剪承載能力。
同時(shí),通過試驗(yàn),影響預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件剪切破壞形態(tài)的主要因素,仍然是剪跨比、腹筋配筋率;其剪切破壞形態(tài)與普通鋼筋混凝土相似。
仍然將其抗剪能力分為三類:
分別表示混凝土和、箍筋共同提供的抗剪承載力,彎曲鋼筋提供的抗剪承載力和預(yù)應(yīng)力對(duì)抗剪承載力的加強(qiáng)作用。
前兩項(xiàng)與普通混凝土基本一致,只是個(gè)別系數(shù)略有差別,主要是
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,一般有:
三、預(yù)應(yīng)力混凝土的次應(yīng)力
結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力作用下產(chǎn)生變形,如果結(jié)構(gòu)是靜定的,變形不受到任何約束,結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力作用下不會(huì)產(chǎn)生附加的支撐反力,因而也不會(huì)產(chǎn)生此彎矩。但是,如果結(jié)構(gòu)是超靜定的,變形會(huì)受到支撐的約束,結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力作用下會(huì)產(chǎn)生附加的支撐反力(即次反力),該反力在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的彎矩稱為次彎矩。由次彎矩產(chǎn)生的內(nèi)力稱為次應(yīng)力。
四、結(jié)論
(1)本文闡述了預(yù)應(yīng)力的基本概念,產(chǎn)生機(jī)理,與普通混凝土的異同點(diǎn)等幾個(gè)基本問題,特別是對(duì)其承載力問題,論述了其的計(jì)算原理。
(2)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土中重要的次應(yīng)力作了簡要的描述,特別是其產(chǎn)生機(jī)理,計(jì)算方法和思想等作了簡要論述
參考文獻(xiàn):
[1] 李國平.預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)原理. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:建筑工程 超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 后澆帶 施工技術(shù)
1、工程概況
該項(xiàng)目為框架剪力墻結(jié)構(gòu),建筑面積49000,由主樓和裙樓組成。主樓為矩形,地下一層,地上八層,局部九層,主樓總長度為178.0m,寬25.5m,高40.05m。由于施工工期及結(jié)構(gòu)整體性的要求,業(yè)主希望不留置后澆帶。為了滿足施工要求,施工中利用UEA混凝土補(bǔ)償收縮的原理,采用膨脹加強(qiáng)帶替代后澆帶,178.0m的超長結(jié)構(gòu)通過設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶解決超長結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)。
2、技術(shù)措施
2.1利用膨脹混凝土補(bǔ)償收縮原理,控制裂縫出現(xiàn)
無縫設(shè)計(jì)的思路是“抗放結(jié)合,以抗為主”的原則。UEA混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用,在鋼筋和鄰位約束下,鋼筋受拉,而混凝土受壓,當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時(shí):
基本原理是:根據(jù)收縮應(yīng)力的分布,用相應(yīng)的膨脹應(yīng)力予以補(bǔ)償。在收縮應(yīng)力較大的部位摻加膨脹劑做成膨脹加強(qiáng)帶,其它部位拌制微膨混凝土從而取消后澆帶,實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆搗。
2.2合理設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶
膨脹加強(qiáng)帶的位置宜布置在拉應(yīng)力較大、配筋變化及截面突變的部位及應(yīng)力集中的部位。該工程主樓層數(shù)八層,裙樓層數(shù)一層,主裙樓之間由于層數(shù)、荷載等差別較大而采用后澆帶,后澆帶既起沉降作用,又起伸縮作用,不能取消;主樓長度178.0m,2~7層樓層長度及寬度無變化,荷載、地基土質(zhì)均勻,不設(shè)計(jì)沉降縫。在1~T4軸、T4~12軸、12~T9軸和T9~22軸之間分別用膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶,加強(qiáng)帶寬2.0m,增加膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)縱向鋼筋,混凝土標(biāo)號(hào)提高一個(gè)等級(jí),并增加UEA膨脹劑的摻量。
膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置見下圖
2.3膨脹加強(qiáng)帶做法
在膨脹加強(qiáng)帶混凝土內(nèi)摻入U(xiǎn)EA-H膨脹劑,提高混凝土的抗伸縮能力及強(qiáng)度。膨脹加強(qiáng)帶寬度2.0m,加強(qiáng)帶內(nèi)鋼筋連通,且上下另附加15%的附加縱向鋼筋,鋼筋兩端伸出加強(qiáng)帶2.0m,混凝土強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí),以增強(qiáng)加強(qiáng)帶的剛性。根據(jù)工程實(shí)際情況,膨脹加強(qiáng)帶每隔40m設(shè)置一個(gè),加強(qiáng)帶兩側(cè)采用快易收口網(wǎng)封堵(成品),為防止混凝土壓壞收口網(wǎng),在上下主筋之間焊接Φ8@400雙向鋼筋骨架加強(qiáng)。
2.4 加強(qiáng)構(gòu)造配筋
該工程樓板板厚120mm和150mm,經(jīng)與設(shè)計(jì)院協(xié)商,板筋采用連續(xù)式配筋,其中縱向板筋為Φ14@150。對(duì)特殊部位,如轉(zhuǎn)角、弧形板均采用上下兩層放置放射筋,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震力。
3、施工過程控制措施
3.1施工中以膨脹加強(qiáng)帶為界分段施工,釋放熱量。按照膨脹加強(qiáng)帶的位置確定混凝土澆筑方向?;炷翝仓r(shí)采用兩臺(tái)泵分兩組對(duì)向澆筑,先用小膨脹混凝土從兩側(cè)澆筑,在接近膨脹加強(qiáng)帶位置時(shí),提前1.5小時(shí)用一臺(tái)泵配合塔吊進(jìn)行膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑,等膨脹加強(qiáng)帶混凝土澆筑完畢后,再用小膨脹混凝土澆筑加強(qiáng)帶兩側(cè)。在混凝土澆筑至膨脹加強(qiáng)帶附近時(shí),應(yīng)注意使振動(dòng)棒插搗點(diǎn)與密目快易收口網(wǎng)保持距離不小于30cm,并不得過振。
3.2在混凝土澆筑時(shí),注意嚴(yán)防其它部位混凝土進(jìn)入膨脹后澆帶內(nèi),以免影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位,以免形成潛在的冷縫或薄弱點(diǎn)。澆筑混凝土前的潤管砂漿采用灰斗集中收集,拆管排除故障或其它原因造成的廢棄混凝土及時(shí)清理干凈,嚴(yán)禁進(jìn)入工作面。
3.3在混凝土澆筑期間,要注意當(dāng)?shù)貧夂驐l件。本工程因當(dāng)?shù)販囟葧円箿夭钶^大,加之白天風(fēng)力較強(qiáng),為保證施工質(zhì)量,混凝土澆筑盡量安排在夜間進(jìn)行。
3、施工體會(huì)
3.1施工前的技術(shù)準(zhǔn)備及質(zhì)量控制
超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工是一項(xiàng)先進(jìn)的施工技術(shù),要做好澆筑前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。施工前針對(duì)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)編制詳細(xì)可行的施工方案、技術(shù)交底,并落實(shí)到施工班組、到操作工人。提前抓好各種原材料的質(zhì)量控制,現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備的選用和檢修,同時(shí)要充分考慮澆筑過程中可能出現(xiàn)的問題,以及混凝土澆筑完成后的養(yǎng)護(hù)工作。
3.2要根據(jù)工程特點(diǎn)合理選用
超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工的前提是采用膨脹后澆帶替代后澆帶,后澆帶僅是釋放收縮應(yīng)力的伸縮縫,要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)靈活選用。若圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的后澆帶既考慮釋放收縮應(yīng)力,又考慮地基的沉降,這樣的后澆帶就不能取消。
3.3提高結(jié)構(gòu)防水性
取消伸縮縫與后澆帶,提高了結(jié)構(gòu)的整體性能,特別是對(duì)有防水要求的結(jié)構(gòu)混凝土,提高了結(jié)構(gòu)的整體防水性能。
3.4考慮構(gòu)造配筋
在超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)施工中,不僅利用膨脹混凝土補(bǔ)償收縮原理,同時(shí)也要考慮從構(gòu)造配筋上提高鋼筋混凝土的抗拉強(qiáng)度,使之與補(bǔ)償收縮混凝同發(fā)揮作用,以杜絕墻體或樓板開裂。
4、實(shí)施效果
4.1工程質(zhì)量
由于采用上述措施,超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)在該工程取得了很好的效果,主體結(jié)構(gòu)施工完畢后未出現(xiàn)裂縫、滲漏等質(zhì)量問題,該結(jié)構(gòu)被市質(zhì)檢站評(píng)為優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)。
4.2工期對(duì)比
按照原設(shè)計(jì)要求,每隔50.0m設(shè)置一道后澆帶,等主體結(jié)構(gòu)封頂一個(gè)月后,再澆筑混凝土將延長工期35天左右。本工程通過超長結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù),縮短了每層結(jié)構(gòu)的施工時(shí)間,僅用85天完成了主樓結(jié)構(gòu)施工。
關(guān)鍵詞:超長無縫混凝土 施工技術(shù)
1、前言
網(wǎng)易在超長、超寬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中,一般每30~40設(shè)一道后澆帶,等40~50天后再后澆膨脹混凝土,這種常規(guī)后澆帶施工,工序繁多,時(shí)間跨度長,施工成本高,而且難以保證整體質(zhì)量,給建筑裝飾也帶來隱患。我們在工程施工實(shí)踐中,利用UEA混凝土補(bǔ)償收縮的原理,采用膨脹加強(qiáng)帶替代后澆帶,實(shí)現(xiàn)了超長鋼筋混凝土的無逢施工,為同類的工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
2、基本原理
UEA混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用,在鋼筋和鄰位約束下,鋼筋受拉,而混凝土受壓,當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時(shí),
則:Ac·σc=As·Es·ε2
設(shè):μ=As/Ac,
則σc=μ·Es·ε2……(1)
式中σc—混凝土預(yù)壓應(yīng)力(Mpa),As—鋼筋截面積,μ—配筋率(%),Ac—混凝土截面積,Es—鋼筋彈性模量(Mpa),ε2—混凝土的限制膨脹率(%)。
由(1)式可見,σc與ε2成正比例關(guān)系,而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加,所以,通過調(diào)整UEA的摻量,可使混凝土獲得0.2~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力,根據(jù)水平法向力σx分布曲線,設(shè)想在應(yīng)力大的地方施加較大的膨脹應(yīng)力σc,而在兩側(cè)施加較小的膨脹應(yīng)力,全面地補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力,控制有序裂縫的出現(xiàn)。
由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長大化和復(fù)雜化,取消后澆帶的超長縫混凝土結(jié)構(gòu)施工必須根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)靈活運(yùn)用,沉降縫不能取消,具有沉降性質(zhì)的后澆帶也不能取消。UEA加強(qiáng)帶的性質(zhì)是以較大膨脹應(yīng)力補(bǔ)償溫差收縮應(yīng)力集中的地方,所以,它可以取消后澆帶。加強(qiáng)帶的間距可控制在40~60m,一般可連續(xù)澆注100~200m超長結(jié)構(gòu)。
3、工程實(shí)例
某工程為框架-剪力墻結(jié)構(gòu),筏板基礎(chǔ),底下一層,地上十二層,主樓長為122.8m,最寬為21m,筏板厚度為1.5m,樓板厚度為250㎜、120㎜,地下室墻體厚度為350㎜,砼強(qiáng)度等級(jí)為C40-C55。
工程主樓層數(shù)為十二層,裙樓層數(shù)為四層,主裙樓之間由于層數(shù)差別較大,后澆帶既起沉降作用,又起伸縮作用,故不可用膨脹加強(qiáng)帶來代替,因而主裙樓之間仍存在后澆帶,而主樓全長層數(shù)無變化,若設(shè)置后澆帶僅是起到收縮作用。采用UEA補(bǔ)償性混凝土來代替伸縮縫,實(shí)現(xiàn)無縫施工,在地下室筏板、墻體、主樓各樓層按60m左右設(shè)置一道2m寬限的膨脹帶加強(qiáng)帶(共二道),以控制混凝土溫度、收縮裂縫。
3.1混凝土試配
膨脹混凝土的試配,重點(diǎn)解決超長無縫混凝土施工中UEA摻量控制和降低混凝土水化熱。
經(jīng)多次試驗(yàn),UEA替代水泥量在10~12%范圍內(nèi),對(duì)混凝土強(qiáng)度不影響,同時(shí)利用收縮膨脹測定儀測定,其膨脹率ε2=2-3×10-4,在鋼筋率μ=0.2-0.8%時(shí),可在結(jié)構(gòu)中建立0.2-0.7Mpa的預(yù)壓應(yīng)力,這一預(yù)壓應(yīng)力可補(bǔ)償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生溫差和干縮的拉應(yīng)力。
由(1)式可見,σc與ε2成正比例關(guān)系,而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加,所以,我們通過調(diào)整UEA的摻量,可以使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。
根據(jù)以上條件和設(shè)計(jì)要求,我們確定普通部位膨脹混凝土摻10-12%UEA;膨脹加強(qiáng)帶部位混凝土摻量14—15%UEA?;炷猎嚺涞呐浜媳热缦拢?/p>
UEA混凝土配合比
砼標(biāo)號(hào)及抗?jié)B等級(jí)每m3砼材料用量(kg/m3)
水泥UEA粉煤灰砂石子FDN-5R水
C40P8350355567811079.6175
C45P83707040666108711.0187
C50P84005654626113611.8169
C55P84208040612108913.8179
UEA混凝土試配結(jié)果
砼標(biāo)號(hào)及抗?jié)B等級(jí)UEA/B強(qiáng)度(Mpa)膨脹率(10-4)
C40P812%44.12.3
C45P814.6%47.62.9
C50P811%55.13.4
C55P814.8%56.43.9
因此,混凝土配合比可以滿足實(shí)際、施工要求。
3.2筏板膨脹加強(qiáng)帶施工
3.2.1混凝土澆筑方向。首先根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,商品混凝土供應(yīng)能力,澆筑能力,確定筏板混凝土澆筑方向。施工時(shí)澆筑采用斜向推進(jìn)、分層連續(xù)澆筑方法,膨脹加強(qiáng)帶外摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土,澆筑到加強(qiáng)帶時(shí),摻15%UEA的C45、P8大膨脹混凝土,到另一側(cè)時(shí),又改為澆筑摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土。
3.2.2確定膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置。膨脹加強(qiáng)帶寬為2m,兩側(cè)架快易收口網(wǎng),為防止混凝土壓破快易收口網(wǎng),在上下層主筋之間點(diǎn)焊Φ20@300的雙向鋼筋加強(qiáng)網(wǎng)
3.2.3膨脹加強(qiáng)帶處的澆筑方向。4臺(tái)混凝土泵分兩組對(duì)向進(jìn)行,澆筑整個(gè)過程中,每組中應(yīng)保證1臺(tái)泵退泵連續(xù)澆筑超長無縫筏板混凝土,另外1臺(tái)則機(jī)動(dòng)配合塔吊吊斗進(jìn)行膨脹加強(qiáng)帶和墻體混凝土澆筑。
3.2.4主要技術(shù)措施
①混凝土澆筑時(shí),注意嚴(yán)防其它部位混凝土進(jìn)入膨脹后澆帶內(nèi),以免影響設(shè)計(jì)效果。澆筑混凝土前的潤管砂漿必須棄置,拆管排除故障或其它原因造成的廢棄混凝土嚴(yán)禁進(jìn)入工作面。嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位。以免形成潛在的冷縫或薄弱點(diǎn)。對(duì)作業(yè)面散落的混凝土,拆管倒出的混凝土,潤管漿等應(yīng)吊出作業(yè)面外。
②在混凝土澆筑至膨脹加強(qiáng)帶附近時(shí),應(yīng)注意使振動(dòng)棒插搗點(diǎn)與密目快易收口網(wǎng)保持距離不小于30cm,并不得過振。
③膨脹加強(qiáng)帶處混凝土采取塔吊吊斗吊運(yùn)和混凝土輸送管泵并用。加強(qiáng)帶處超長無縫筏板混凝土澆筑在一側(cè)混凝土澆筑完畢后進(jìn)行,墻體混凝土待該部位超長無縫筏板混凝土初凝后終凝前澆筑。膨脹帶混凝土,振搗棒可靠近密目快易收口網(wǎng),但不得碰撞。
④超長無縫筏板板面上的板面粗鋼筋處,容易在振搗后、初凝前出現(xiàn)早期塑性裂縫和沉降裂縫,必須通過控制下料和二次振搗予以消除,以免成為混凝土的缺陷,導(dǎo)致應(yīng)力集中,影響溫度收縮裂縫的防治效果。底板澆筑至標(biāo)高后,在終凝前用磨光機(jī)反復(fù)抹壓多次,防止混凝土表面的沉縮裂縫出現(xiàn)。
⑤膨脹混凝土只有充分濕養(yǎng)護(hù)才能發(fā)揮UEA混凝土的膨脹效能,必須提高養(yǎng)護(hù)意識(shí),設(shè)立專職養(yǎng)護(hù)人員,建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護(hù)制度?;炷翝仓戤吅蠹磻?yīng)保濕養(yǎng)護(hù)14d?;炷潦掌胶?,即應(yīng)灑水潤濕,再用塑料膜嚴(yán)密覆蓋,如蓋麻袋一層。在養(yǎng)護(hù)期噴灑霧狀水保持環(huán)境相對(duì)濕度在80%以上,以減少混凝土干縮。
3.3墻體膨脹加強(qiáng)帶施工
為釋放部分收縮應(yīng)力,在墻體施工中采用了“后澆膨脹加強(qiáng)帶”的施工方法,即以膨脹加強(qiáng)帶為界,分段澆筑摻12%UEA的C50、P8小膨脹混凝土,養(yǎng)護(hù)28d后,用摻15%UEA的C55、P8大膨脹混凝土回填膨脹加強(qiáng)帶。后澆筑膨脹加強(qiáng)帶可按照傳統(tǒng)后澆帶設(shè)置。
在混凝土澆筑2天后,松動(dòng)模板1-2㎜,在墻體頂部設(shè)置花管淋水養(yǎng)護(hù),拆模后繼續(xù)淋水養(yǎng)護(hù)至14d。
3.4樓板膨脹加強(qiáng)帶施工
樓板膨脹加強(qiáng)帶用密目快易收口網(wǎng)隔開,固定方法同筏板。澆筑時(shí)采用齊頭并進(jìn)、連續(xù)澆筑的方法,膨脹加強(qiáng)帶外用摻12%UEA的小膨脹混凝土,澆筑到加強(qiáng)帶時(shí),用摻15%UEA的大膨脹混凝土,到另一側(cè)時(shí),又改為澆筑摻12%UEA混凝土。
轉(zhuǎn)貼于 4、實(shí)施效果
4.1工程質(zhì)量
按照施工前編制的詳細(xì)可行性的施工方案、技術(shù)交底、嚴(yán)格執(zhí)行,溫度控制的結(jié)果表明,混凝土內(nèi)外溫差未超過25oC。實(shí)現(xiàn)了筏板混凝土澆筑的連續(xù)施工,取得了超長無縫結(jié)構(gòu)筏板混凝土澆筑的成功,目前地下室超長無縫結(jié)構(gòu)筏板經(jīng)試水未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,地下室結(jié)構(gòu)已被質(zhì)檢站定為優(yōu)良。
4.2經(jīng)濟(jì)效益分析
本工程地下室至十二層共計(jì)二十八道膨脹加強(qiáng)帶,與樓層板同時(shí)澆筑,省去保護(hù)后澆帶而砌筑的磚墻及上面預(yù)制混凝土蓋板,同時(shí)省去后澆帶的清理工作,后澆帶處鋼筋加強(qiáng)部分亦省略,每道膨脹加強(qiáng)帶與板同時(shí)澆筑,省略腳手架的后期搭設(shè),降低了工程造價(jià)。
4.3工期對(duì)比
按常規(guī)設(shè)計(jì)要求,每30~40m設(shè)一道后澆帶,等主體結(jié)構(gòu)封頂一個(gè)月且月沉降量小于0.05㎜后,再回填膨脹混凝土,將延長工期60天左右。本工程采用超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)后,每樓層混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑施工,縮短了工期,僅用了128天時(shí)間就完成了36000平方米的結(jié)構(gòu)施工。
關(guān)鍵詞:鋼筋;混凝土;保護(hù)層
中圖分類號(hào):TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1、保護(hù)層的作用
保護(hù)層是結(jié)構(gòu)抵抗外界侵蝕和損傷向結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)展的第一道防線,同時(shí)也往往作為結(jié)構(gòu)的一部分參與工作。但是,保護(hù)層最重要的作用是對(duì)鋼筋的保護(hù),它對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響主要是通過防止鋼筋銹蝕來實(shí)現(xiàn)的。
2、 鋼筋銹蝕的基本原理
鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的銹蝕是電化學(xué)腐蝕,同時(shí),混凝土中總存在著游離水,該腐蝕屬濕腐蝕,可表示為
2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4 Fe(OH)3 (紅鐵銹)
可見,這種濕腐蝕不僅引起鋼筋截面積的減小,同時(shí),反應(yīng)生成的Fe(OH)3凝膠體積會(huì)膨脹好幾倍,引起保護(hù)層的順筋開裂,而保護(hù)層開裂后又會(huì)加速鋼筋銹蝕,如此反復(fù)循環(huán),造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。
3 、保護(hù)層對(duì)鋼筋的保護(hù)作用
實(shí)際的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有的使用不久就發(fā)生鋼筋銹蝕,有的很長時(shí)間也不發(fā)生,這與保護(hù)層有關(guān)。
首先,未被碳化的保護(hù)層混凝土呈堿性,PH值為12~13,在這樣的堿性環(huán)境中,鋼筋表面會(huì)生成一層鈍化膜,牢固而致密地粘附于鋼筋表面,阻止了活性鐵與外界的直接接觸,電化學(xué)腐蝕因此無法進(jìn)行。其次,保護(hù)層對(duì)外界腐蝕介質(zhì)、氧氣及水分等的滲入有阻止作用,從而延緩鋼筋的銹蝕。下面圖示了PH值對(duì)鋼筋銹蝕的影響
4 、保護(hù)層與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系
從前三節(jié)對(duì)保護(hù)層作用的分析可見,保護(hù)層對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性有著很重要的影響。在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范中,都規(guī)定了最小保護(hù)層厚度,而我國近年來修訂的規(guī)范對(duì)混凝土表觀質(zhì)量的要求也有顯著提高,這實(shí)際上是通過控制保護(hù)層厚度和質(zhì)量來提高結(jié)構(gòu)的耐久性。
一般地說,保護(hù)層越厚,保護(hù)層混凝土被中性化至鋼筋表面所需的時(shí)間越長,鋼筋鈍化膜喪失穩(wěn)定性所需的時(shí)間越靠后。下面是中國建筑科學(xué)院通過大量的試驗(yàn)得出的保護(hù)層厚度與鋼筋失重率換算系數(shù)表
保護(hù)層厚度(mm) 10 20 30 40
換算系數(shù) 1.2 1.0 0.8 0.6
由此看來,為了保證鋼筋在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)不銹蝕,必須具有一定的保護(hù)層厚度。對(duì)此,各國都規(guī)定了混凝土結(jié)構(gòu)的最小保護(hù)層厚度,但是其差異較大。從我局施工的橋梁梁體結(jié)構(gòu)來看,國內(nèi)一般為20~25mm,而孟加拉國PAKSEY橋則達(dá)到40mm。這與各國考慮的結(jié)構(gòu)的耐久性差異有關(guān)。但是,保護(hù)層厚度過厚不僅會(huì)降低構(gòu)件的極限抗彎能力和抗沖切能力,同時(shí)也會(huì)降低其經(jīng)濟(jì)性和合理性。為解決這一問題,我國工程界常用的做法是,在構(gòu)件表面涂抹環(huán)氧改性材料,這既耐久也不減小構(gòu)件截面有效區(qū)高度。
同時(shí),保護(hù)層的密實(shí)度和完好性,也是影響結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素。國外的耐久性規(guī)范往往要求較小的水灰比和粗骨料粒徑,這有利于混凝土拌和物越過鋼筋網(wǎng)填充保護(hù)層,提高保護(hù)層混凝土的密實(shí)度,改善保護(hù)層混凝土的滲透性,阻止外界腐蝕介質(zhì)及氧氣與水分向結(jié)構(gòu)內(nèi)部的滲入,提高結(jié)構(gòu)的耐久性。保護(hù)層的完好性是指保護(hù)層是否開裂,有無蜂窩孔洞等,它對(duì)鋼筋腐蝕和結(jié)構(gòu)耐久性有明顯的影響。調(diào)查表明,正常結(jié)構(gòu)的破壞大多是從保護(hù)層的缺陷處開始的。特別對(duì)于有腐蝕介質(zhì)或惡劣氣候環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu),保護(hù)層一旦開裂或破壞,結(jié)構(gòu)的可靠度會(huì)迅速降低。
保護(hù)層的施工質(zhì)量也是影響結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素。很多耐久性低下并過早出現(xiàn)損傷的混凝土結(jié)構(gòu)是由施工缺陷造成的,如鋼筋位置不準(zhǔn)、澆筑、振搗不按規(guī)范要求等。其中保護(hù)層厚度偏小,混凝土不密實(shí),出現(xiàn)蜂窩、麻面等較為普遍。這些都會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性。
5、結(jié)語
影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素很多,保護(hù)層是混凝土內(nèi)在因素中很重要的一種影響因素,在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工過程中必須予以足夠的重視。
參考文獻(xiàn):