地下超长混凝土结构无缝结构技术设计.doc

地下超长混凝土结构无缝结构技术设计胡小兵 1，（1.宁波市房屋建筑设计研究院有限公司，浙江 宁波 315040；）摘要：结合工程实例，介绍预应力结合补偿收缩混凝土技术在超长地下室工程中的实际应用，通过计算分析，综合采用预应力和补偿收缩混凝土等技术措施，并通过适当的施工技术措施，有效的控制了超大型无缝地下室混凝土的开裂，满足建筑功能的要求。关键词：超长混凝土结构；补偿收缩混凝土；预应力钢筋；裂缝控制；【中图分类号】? 【文献标识码】? 【文章编号】Technical design of seamless structure of underground super long concrete structureHu Xiaobing1，（1. Ningbo Housing Design & Research Institute Co.,Ltd., Ningbo,Zhejiang 315040,China; ）Abstract: According to the engineering geological condition of land project, prioritizing pile foundation, first, introducing the machine of compression type rock socketed long spiral drilling and grouting pile and the key parts checking of this machine, then, introducing the construction technology, key points inoperation and quality controland of this type of pile. Finally, summarizing the scope of application and the advantage of this type of pile.Key words：super long concrete structure；supplementary shrinkage concrete ; prestressed reinforcement；cracking control；0 引言在超长钢筋混凝土结构施工中，根据混凝土结构设计规范GB50010-2010中规定结构伸缩缝最大间距现浇一般30米左右，可以通过后浇带措施加大伸缩缝的间距，但伸缩缝的间距也是有限制，超长距离需采取各种措施保证混凝土结构的温度变化及收缩影响引起的开裂。地下室结构采用掺膨胀纤维抗裂防水剂的补偿收缩混凝土控制早期收缩，后张拉预应力技术控制后期的温度应力，早期后期控制好就基本能够避免混凝土结构的开裂。2 工程概况本工程位于宁波市洪塘洋市立交区西侧，东至机场路，西侧为在建云飞路延伸段。总建筑面积375945.11 m2，地上建筑面积280423.43 m2，地下室面积95521.68m2，基坑开挖深度为5.7m，抗震设防烈度为6度；18幢高层为剪力墙结构。结构东西方向总长约233.04m，南北方向约450m,底板厚0.4m，侧墙厚0.35m，顶板厚0.2m。其中主楼筏板厚度分别为1.20m、1.40m、1.50m。框架柱混凝土强度等级为C40，外侧壁、梁、板混凝土强度等级为C35，基础混凝土强度等级为C35，混凝土抗渗等级P6。按照设计规范，本工程属于超长大面积混凝土结构工程，质量要求十分严格，应分别采取不同的技术处理。3 .超长无缝施工技术设计原理根据补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T 178-2009说明，补偿收缩混凝土是指由膨胀剂或膨胀剂水泥配制的自应力约为0.2MPa1.0MPa的混凝土。补偿收缩混凝土的基本抗裂原理:养护期间的膨胀可补偿部分后期的收缩，其收缩落差比普通混凝土少30%左右，一般小于极限拉伸变形SP，若大于SP开裂。由于补偿收缩混凝土干缩开始时间往后推迟，此期间混凝土的抗拉强度得到长足的增长，抵抗混凝土干缩所产生的拉应力，故可以避免有害裂缝。根据文献建筑物的裂缝控制中提出的伸缩缝间距计算公式：L=1.5式中：L- 板的最大伸缩缝间距（m）； h- 混凝土板厚（mm）； E-混凝土的弹性模量（n/mm2）；CX-基础的水平阻力系数；-混凝土的线膨胀系数，1.0x10-5/；T-综合温差，包括施工过程中的最大负温差和混凝土收缩当量温差，； -混凝土的极限拉应变；掺膨胀纤维抗裂防水剂，14天的限制膨胀率=（23）x10-4,理论上只要使|T|趋向， 便趋向于无穷大，这样就可以实现超长结构不设缝的要求，故此在混凝土中掺入适量的膨胀纤维抗裂防水剂，以补偿混凝土早期的收缩，减小混凝土的收缩当量温差，使|T|-趋近于零。3. 超长混凝土结构温度裂缝的控制一般而言，超长、超大体积混凝土结构产生裂缝主要有两类：第一类是超长混凝土结构受到边界条件的约束不能自由变形，其收缩和温度应力超过早期抗拉强度而产生的裂缝；第二类是大体积混凝土由于水泥水化热引起的混凝土内外温差过大，从而混凝土内部受压，表面受拉产生的温度裂缝。在大体积混凝土施工中，一般控制混凝土浇筑后表面和内部温差在25以内。本工程地下室南北方向450m，属于超长结构，必须采取相应的措施控制收缩和温度裂缝的产生。主要采取以下各项措施：第一：原材料1、水泥必须采用满足通用硅酸盐水泥(GB175-2007)要求的42.5 P.O或42.5 P.水泥。最大碱含量3.0kg/m3以内; 最大氯离子含量不大于0.15%;标准稠度用水量不大于27%；最大水胶比0.50以内。选用早期水化热较低，比表面积较低的水泥。避免使用水化热较高的水泥，防止混凝土温度与环境温度差幅度过大形成裂缝。2、粉煤灰使用满足用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB 1596）级以上的粉煤灰，粉煤灰应品质稳定、烧失量低。严禁使用高钙粉煤灰。3、矿粉使用S95级以上矿粉。矿粉各项指标应满足用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉(GB/T 18046)。4、骨料砂、石各项指标应满足国家标准普通混凝土用砂、石质量标准及检测方法（JGJ 52）以及砂应符合宁波市人民政府令第212号文件宁波市建设用砂管理办法的要求。砂应采用级配良好的中砂，细度模数2.4。石子应采用525mm连续级配碎石。控制石子和砂子的含泥量分别不超过1%和2%，砂云母含量不大于1%。5、拌合水拌合水应符合现行行业标准混凝土用水标准JGJ 63的规定。第二：外加剂1、掺膨胀纤维抗裂防水剂应符合混凝土膨胀剂 JC 476标准的规定；膨胀剂运砼搅拌站应进行限制膨胀率检测，合格后方可入库、使用；2、补偿收缩混凝土的膨胀剂掺量不宜大于12% ，不宜小于 8%；填充用膨胀混凝土的膨胀剂掺量不宜大于15%，不宜小于10%；3、掺膨胀纤维抗裂防水剂的混凝土应做混凝土品质检查，保证商品混凝土掺入量的合理；4、掺膨胀纤维抗裂防水剂的混凝土性能应符合混凝土外加剂应用技术规范(GB50119-2003)规定；5、减水剂应满足混凝土外加剂应用技术规范(GB50119-2003)的要求。尽量采用收缩率低的高性能减水剂；第三：配合比补偿收缩混凝土的配合比设计，应满足设计强度、膨胀性能、抗渗性、耐久性等技术指标和施工工作性要求。配合比设计应符合现行行业标准普通混凝土配合比设计规程JGJ 55的规定。膨胀剂掺量应根据设计要求的限制膨胀率，并应采用实际工程使用的材料，经过混凝土配合比试验后确定。补偿收缩混凝土的水胶比不应大于0.50。单位胶凝材料用量应符合现行国家标准混凝土外加剂应用技术规范GB 50119的规定，且补偿收缩混凝土单位胶凝材料用量不小于300kg/m3,用于后浇带的补偿收缩混凝土单位胶凝材料用量不小于350kg/m3。补偿收缩混凝土其配合比应符合混凝土结构耐久性设计规范 GB/T 50476的规定。第四：混凝土浇筑与振捣1、混凝土浇筑应在室外温度较低时进行，混凝土浇筑时的温度不得超过28，施工时浇筑采用斜向推进、分层连续浇筑方法。应控制混凝土入模坍落度不宜过大，浇筑时应注意落差不能过大，防止混凝土离析。浇筑的布料点要合适，混凝土浇筑时下料不应太快，浇筑应连续，防止出现冷缝。2、混凝土浇筑时，注意严防其它部位混凝土进入后浇带中，影响后浇带的设置效果。浇筑混凝土前的润管砂浆必须移除，不得混入混凝土中，拆管排除故障或其它原因造成的废弃混凝土严禁进入工作面。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位，以免形成潜在的冷缝或薄弱点。3、应保证混凝土振捣及时、充分，振捣要密实，不应欠振或过振，浇筑时注意振捣到位使混凝土充满端头角落。4、在混凝土浇筑至后浇带附近时，应注意使振捣棒与钢丝网保持一定的距离，不要破坏钢丝网。5、在混凝土浇筑、振捣过程中应掌握时间，在接近混凝土初凝前用平板振捣器振一遍，再次压抹，排除混凝土中的空隙和多余的水分，使混凝土更加密实。6、施工期间混凝土浇筑,尤其后浇带的浇筑时间对于收缩后浇带：在两侧混凝土龄期达到60天后浇筑；对于沉降后浇带在主体结构施工全部完成60天后浇筑。第五：混凝土养护施工期间混凝土养护应符合下列规定：(1)、混凝土表面抹压后用塑料薄膜覆盖，混凝土硬化后，采用蓄水养护或用湿麻袋覆盖，保持混凝土表面潮湿,混凝土温差保证在25以内，养护时间不少于14d；(2)、对于墙体等不易保水结构，从顶部设水管慢淋对墙体进行养护，拆模时间不少于5d，拆模后宜用湿麻袋紧贴墙体覆盖，并浇水养护，保持混凝土表面潮湿，养护时间不少于14d;严禁在混凝土浇筑的1到2天就进行拆模。(3)、冬季施工时，混凝土浇筑后，应立即用塑料薄膜和保温材料覆盖，养护期不少于14d。对于墙体，带模板养护不少于7d。(4)、在施工过程中，地下室的混凝土养护工作采取保湿养护膨胀混凝土的方法。第六：布置预应力钢筋本工程地下室顶板和侧墙为超长结构，为抵抗地下室顶板楼面和墙体温度应力而增设相关预应力附加筋。采用后张无粘结预应力技术（如图1），无粘结钢绞线S15.20。预应力束分段布置在后浇带隔开的各个区域，待混凝土强度达到设计强度的75%之后分区进行张拉，楼盖及侧墙的平均预压应力控制在1.0MPa左右。图1 预应力筋布置图图第七：其它1、补偿收缩混凝土的抗压强度宜选择90d强度为准，减少水泥的用量，降低混凝土的早期水化热。2、在完成地下室施工后，应当及时覆土回填，同时尽快做好墙体的围护结构,其中局部后浇带应覆土完成以后再封闭。3、整个地下室按照后浇带划分成了43个区域，尽量做到划分区域跳仓施工。8.结语 本工程的实践证明，超长、超大地下室结构不设伸缩缝，通过补偿收缩混凝土、采用预应力技术及施工控制措施到位，就可以永久的避免或减少结构裂缝的产生。参考