地铁车辆段上盖物业开发转换层梁板大体积混凝土二次浇筑施工控制

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摘要：本文重点介绍地铁车辆段上盖转换层梁板大体积混凝土浇筑方法及施工经验，重点探讨了混凝土二次浇筑施工中如何进行水平施工缝的处理和裂缝预防控制，确保结构安全和满足使用功能。关键词：转换层大截面梁混凝土二次浇筑裂缝控制中图分类号：TV331

文献标识码： A 一、工程概况深圳地铁5号线塘朗车辆段上盖保障房工程地处广东省深圳市南山区，位于塘朗山北侧、留仙大道与南坪快速路之间。由12栋楼组成，总建筑面积约227854m2，建筑功能为保障性住房及相关配套工程。下部一层为地铁5号线塘朗车辆段停车列检库，采用框架结构，层高9.5米，基础埋深3.0米，平面尺寸约400x200米，采用抗震缝划分为21个分区，已施工完成并投入使用。上部主要为13层住宅，采用框支剪力墙结构，所有剪力墙均不落地。本工程转换层位于停车列检库的上一层，墙柱采用C60混凝土，梁板采用C50混凝土，层高7.5米，板厚200mm，转换梁最大跨度13.3m，最大梁截面尺寸为1800×2300mm。集中线荷载超过20kN/m。总混凝土浇筑量约41000立方。二、施工重难点分析根据规定，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土定义为大体积混凝土。本工程转换层梁最大的截面尺寸为1800×2300mm，属于大体积混凝土施工。大体积混凝土具有：结构厚实、现浇量大、施工技术有特殊要求、水泥水化热使结构产生温度变形等特征，施工特别需要注意混凝土内外温差的控制，保温和养护以及场内外混凝土交通运输的组织，减少停滞时间，避免施工冷缝。经上海轨道交通设计院复核本工程转换层高支模安全专项施工方案，上盖板承载力无法满足混凝土一次性浇筑，所以选用二次浇筑混凝土，第一层浇筑时产生的荷载在持力结构承载力允许范围内，第二层梁混凝土浇筑时已具有足够强度和承载力的下半梁作为持力结构，使持力结构在不超载的情况下，以常规施工方法完成大截面梁的浇筑。二次浇筑水平施工缝的处理是本工程技术难点。三、二次浇筑施工方法3.1混凝土供应混凝土施工顺利的很重要的一个方面就是混凝土的供应，供应及时，供料准确才能保证混凝土的浇筑质量。（1）大体积混凝土必须在设施完善严格管理的商品混凝土搅拌站拌制；（2）预拌混凝土搅拌站，必须具有相应资质，并选择备用搅拌站；（3）对预拌混凝土搅拌站所用外加剂，施工单位、监理单位或甲方应派专人监督其质量、数量和投料计量；最后复核掺入量应符合要求。（4）混凝土浇筑温度宜控制在25℃以内，依照运输情况计算混凝土的出厂温度和对原材料的温度要求；（5）在保证混凝土强度的前提下采用低水化热水泥拌制混凝土；（6）预拌混凝土的卸料点至浇筑处应使用混凝土天泵输送混凝土，混凝土天泵的位置应临近浇筑地点且便于行走、错车、喂料和退管施工。3.2施工方法第一次浇筑完成后养护7―10天，当混凝土强度达到设计强度的75%后（用同条件养护试件抗压强度值来控制），再浇筑余下混凝土。具体技术重点及难点控制如下：（1）第一次浇筑混凝土梁面高低差不超过300mm，放坡浇筑，坡度取1：5―1：6，并注意保证高度较小梁的梁端断面尺寸；（2）混凝土除凝前对混凝土进行二次振捣，将下层骨料上翻，以减少上层浮浆；（3）混凝土施工严格按方案顺序浇筑，第一次浇筑完成（以达到浇筑完成面不在流动或被扰动为准），立即在其表面喷洒缓凝剂（缓凝剂由搅拌站提供，以确保与混凝土性能配套，喷洒量前期通过实验确定），待混凝土终凝后，再用高压冲水设备（300～500BAR）对混凝土面进行冲刷拉毛处理（冲刷最佳时机通过现场实验确定）；（4）当第二次浇筑混凝土前，应使用高压水枪清除梁面及钢筋上的杂物；（5）第二次混凝土浇筑前需对交界面充分湿润，浇筑时先采用同标号水泥砂浆铺底，再浇筑混凝土，以保证上下梁结合紧密。水平施工缝位置需在第一次浇筑顶面增加通长纵向钢筋、横向钢筋（向下开口箍），上下梁水平施工缝设拉结筋。3.3模板控制模板材料选用18厚的胶合板，模板的背带选用50×100mm厚的木枋。加固材料采用Φ14高强对拉螺杆。对拉螺杆使用位置应先穿比螺杆大一型号的PVC管，以重复使用对拉螺杆。由于本工程架空层梁截面较大，混凝土浇筑过程中不可避免会出现套管受冲击而弯折的现象，一旦套管弯折，对拉螺杆将无法取出（据以往经验，此情况可达总量的80%），拆模后该部分螺杆将人工割除。因混凝土分两次浇筑，梁模板安装操作如下：完成支撑架体验收支撑架体安装梁底模绑扎梁钢筋验收梁钢筋安装梁侧模，预留900-1100mm高度不装侧摸第一次浇筑混凝土安装剩余梁侧摸及板模板浇筑第二次混凝土。为便于施工操作，梁首层操作时需沿梁两侧搭设施工马道。梁模板支撑采用扣件式满堂钢管脚手架支撑，立杆须设置纵横双向扫地杆，扫地杆距楼地面200mm；立杆全高范围内设置纵横双向水平杆，水平杆的步距为1200mm；立杆顶端必须设置纵横双向水平杆，立杆自由端长度不超过500mm。梁底小横杆和立杆交接处立杆加设构件。梁模板支架宜与楼板模板支架综合布置，相互连接、形成整体。主龙骨采用?48.3×3.6mm双钢管；次龙骨采用50mm×100mm方木，间距200mm。按设计标高拉线调整支架立杆标高，然后安装梁底模板。梁跨中起拱高度为梁跨度的1-3‰，主次梁交接时，先主梁起拱，后次梁起拱。根据墨线安装梁侧模板（本工程主梁侧模板分两次关模，首次关模高度同首次梁混凝土浇筑高度）、压脚板、斜撑等，梁侧模在必要位置设置斜撑。梁混凝土首次浇筑的完成面有高差，为保证浇筑质量，对相邻梁砼完成面高差大于200mm的交界处用钢丝网截断，钢丝网采用双层，绑扎牢靠。因本工程架空层为大截面梁筋直径大且安装密度高，普通垫块无法有效顶撑而达到钢筋保护层安装要求，因此现场将采用钢筋做安装顶撑，严格按照一拉一撑的原则（一根拉杆附近配套设置一根钢筋顶撑）布置。3.4浇筑和振捣振捣混凝土应使用高频振动器，振动器的插点间距为1.5 倍振动器的作用半径，防止漏振。振捣时做到快插慢拨，快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面混凝土产生分层、离析现象；慢拔是为了使混凝土填满振动棒抽出时所造成的空洞。在振捣过程中，应将振捣棒上下略作抽动，以便上下振动均匀，插点有序，振捣时间要掌握好，不要过长，也不要过短，一般控制在20～30s之间，宜在混凝土表面泛浆，不出现气泡为止。在振捣过程中，不得触及钢筋，模板，以免其发生移位，出现跑模、墙柱插筋移位现象。振捣上层混凝土时，振捣棒插入下层混凝土约50mm，以消除上下层之间冷缝，确保混凝土质量。根据混凝土泵送时自然形成的坡度，在每个浇筑带的前后，中部布置三道振捣器，这样通过混凝土的振动流淌达到均匀铺设要求。振捣完一段后，应随时拉线控制好标高，用木杠刮平，用木抹子拍平拍实搓毛。浇筑流向：根据天泵的位置，泵管由远到行推进。绝不允许出现施工冷缝。楼板混凝土浇筑终了以后3～4h在混凝土接近初凝之前进行二次振捣然后按标高线用刮尺刮平并轻轻抹压。3.5混凝土的养护与温控（1）混凝土终凝时间不得超过10小时，梁首次浇筑完成后可利用梁侧模做蓄水养护，梁板混凝土浇筑完成并二次抹面后，即可进行混凝土洒水养护。楼板混凝土采用喷淋洒水后，立即覆盖塑料薄膜，薄膜间搭接宽阔10cm，当实测砼内部最高温度与表面温度之差大于20℃时，宜采用蓄水养护。养护期内作好养护记录及检查。（2）混凝土的养护期限：混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算，使用普通硅酸盐水泥不少于14d，使用其他水泥不少于21d。（3）养护期内（含撤除保温层后）混凝土表面应始终保持温热潮湿状态（塑料膜内应有凝结水），对掺有膨胀剂的混凝土尤应富水养护。四、大体积混凝土裂缝控制及尺寸偏差控制要求4.1裂缝控制措施大截面大体积混凝裂缝控制可以从以下几个方面着手：（1）减小混凝土内外温差。通过选用低标号、低水化热的水泥；降低水泥用量，掺入粉煤灰、使用缓凝型减水剂等；（2）减小约束应力的措施。通过合理划分施工段，减小结构长度对约束应力的影响；合理设置施工缝，缩短混凝土浇筑间歇期。（3）合理选择施工方案，提高施工质量。通过编制详细的施工组织设计，重视施工前的准备工作，改进搅拌和振捣工艺，混凝土搅拌采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石的工艺，砂浆裹石加料顺序为：先将水和水泥、砂子、掺合料、外加剂搅拌1min后投入石子搅拌至规定时间。净浆裹石为先将水和水泥、掺和料、外加剂搅拌1min成水泥浆后，然后投入砂子、石子按规定时间搅拌均匀。该方法既能防止水分过于向石子及水泥砂浆界面集中，又能保障硬化后的界面过度层更密集，并提高约10%的砼结构强度，提高其极限抗拉值与抗拉强度。大量的施工已经证明，在砼结构的强度基本趋同的情况下，能够适当减少水泥用量，也避免了水化热的产生。（4）加强对大体积混凝土的保温和养护。无论在常温和负温下施工，混凝土表面都需要覆盖保温层，保养时间应根据温度应力加以控制确定（从混凝土降温时开始），保温养护措施，应使混凝土浇筑块的里外温差以及降温速度满足温控指标。混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。如大体积砼升温时内表温差过大，会造成表面裂缝；那么降温速率过快，会造成贯穿性冷缩缝，是绝对不允许的。（5）通过水平施工缝位置附加钢筋控制裂缝。在第一次浇筑顶面增加通长纵向钢筋、横向钢筋（上下开口箍），上下梁水平施工缝设拉结筋等措施消除二次浇筑对结构受力带来的不利影响。钢筋布置图如下：增加直径25mm的纵筋，间距150mm。水平夹筋2根一组，沿梁长布置，间距200mm。增加锚筋间距150×200布置，顶端挂在梁主筋上。绑扎时要按模板上弹好的间距线理顺调直，再绑扎，不可有漏绑的现象发生，绑扣成八字扣。4.2现浇结构尺寸允许偏差和检验方法现浇结构和混凝土设备基础拆模后的尺寸偏差应符合规范要求。检查数量：按楼层、结构缝或施工段划分检验批。在同一检验批内，对梁、柱和独立基础，应抽查构件数量的10%，且不少于3 件；对墙和板，应按有代表性的自然间抽查10%，且不少于3 间；对大空间结构，墙可按相邻轴线间高度5m 左右划分检查面，板可按纵、横轴线划分检查面，抽查10%，且均不少于3 面；对电梯井应全数检查；对设备基础应全数检查。五、结语本工程转换层梁位于地铁车辆段盖上，具有截面大，混凝土浇筑量大，上盖承载力不能满足一次浇筑施工等特点。提前做好充分的技术准备和方案准备是十分必要的。二次浇筑界面处理新方法是本工程的施工亮点。以往混凝土二次浇筑都是通过人工凿毛来处理，混凝土强度高，人工凿毛有时候根本无法展开，浪费大量人力物力。本工程通过在其界面表面喷洒缓凝剂，待下部混凝土终凝后，用高压冲水设备对混凝土面进行冲刷拉毛处理，这样不仅免除人工凿毛的困难，而且通过现场实验验证，高压水枪冲刷拉毛处理能够满足规范及质量要求，合理安全，节省大量施工成本和工期。