超长、超大混凝土结构中高耐久性补偿收缩混凝土的裂缝控制

 ,郭俊1 ,包戴鹏1 ,刘磊1 ,吕永进1 ,李刚1

中建八局华中建设有限公司，湖北武汉 430021

摘要:近年来，随着我国城市建设技术不断进步，房建建设正趋近于向更加复杂化、多元化、等方向发展，几乎所有大型房建建筑都涉及超长、超大混凝土结构相关施工。一般情况下结构设计长度越长，受混凝土自身放热温差等影响，混凝土结构收缩变形越大变形越频繁，则结构越容易开裂。混凝土开裂会造成钢筋锈蚀、混凝土碳化加深等影响结构使用寿命的现象，本文结合现场实际对超长、超大混凝土结构施工裂缝控制和效果，提出一系列配套过程对高耐久性补偿混凝土开裂防治措施，以为后续大型超长、超大公共建筑施工过程中裂缝控制提出借鉴意义。

关键词:超长混凝土结构；裂缝控制；结构收缩变形；结构使用寿命；高耐久性补充收缩混凝土

引言

1工程概况

1.1 项目概况

为打造更为便捷的空中经济走廊，充分发挥湖南“一带一路”重要节点城市战略定位，长沙机场改扩建工程应运而生。工程涵盖航站楼、GTC、飞行区、高铁、地铁、磁浮、市政道路等多专业工程建设,是湖南大力实施“三高四新”战略，实质性发挥“一带一部”区位优势的重要举措。

1.2 结构基本概况

航站楼工程主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。工程大厅形状为等腰三角形，结构底边长439m，腰边长472m，高度约为443m；地下局部一层，地上三层（局部有一层夹层）。

2高耐久性补偿收缩混凝土抗裂方面应用

2.1有限元软件模拟配比及高耐久性补偿收缩混凝土配比试验确定

高耐久性补偿收缩混凝土应为加膨胀剂及其它特殊材料的混凝土具有低热、低收缩、合适弹模、高极限拉伸率和高抗拉强度、合适的抗压强度和像变特性等性能。高耐久补偿收缩混凝士的配制、施工和养护质量是本工程控制混凝土裂缝的重中之重[1]。

通过有限元分析软件对不同配比的高耐久性补偿收缩混凝土进行变形分析结合实际试验确定出项目高耐久性补充收缩混凝土的最佳配比。

            

图1 有限元模拟高耐久性补偿收缩混凝土配比试验及成果

2.2超长结构跳仓法施工应用

为确保高耐久性补偿收缩混凝土高效施工，现场采用跳仓法。根据现场实际情况，分仓根据进度情况及场地移交顺序分为两个相互独立分仓施工区域。

跳仓分区施工原则：根据原设计的伸缩缝和后浇带的位置进行分仓；跳仓距离必须小于框架现浇结构的变形缝最大间距；各分仓相互独立，只要不相邻的分仓便可以同时平行展开施工；封仓必须满足达到跳仓时间7d方能进行；分仓的长度及宽度控制在40m内。

2.3施工区段划分及流水施工顺序

跳仓法施工时各班组进行平行流水施工，跳仓顺序按照①→②→③→④→⑤→……依次施工，同序号即为可同时施工仓位，每一层最多跳仓轮次不超过5轮。

 

图2 结构分仓施工及顺序图

2.4高耐久性补充收缩混凝土过程施工裂缝控制措施

2.4.1施工缝处理（易开裂位置重点把控）

（1）底板与外墙、底板与底板施工缝应采取钢板防水措施，施工缝处采用钢筋焊成骨架，用钢丝网绑扎在钢筋骨架上封堵混凝土。设止水板时骨架及钢丝网上、下断开，保持止水钢板的连续贯通。

（2）钢丝网在浇筑混凝土后，接口处形成粗糙表面，为下一次浇筑混凝土提供非常理想的接合面，相邻施工段混凝土浇筑前需对该处表面浮浆、杂物、松散石子清理干净，方可第二次混凝土浇筑，使新旧混凝土结合成牢固的整体，大大地提高了接缝质量，提高了接缝处的抗渗漏性能[2]。

（3）接浆处理：在浇筑混凝土前，在施工缝处铺一层与混凝土成分相同的水泥砂浆，接浆厚度30mm。混凝土应细致捣实，使新旧混凝土紧密结合[3]。

2.4.2高耐久性补充收缩混凝土浇筑过程控制（浇筑质量把控）

（1）基础底板混凝土浇注采用“斜面分层，一次到位”。

（2）振动混凝土时，振捣棒要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振捣棒上下略有抽动，以使上下振动均匀。每点振动时间以20～30s为宜，以混凝土表面呈水平不再显著下沉、混凝土表面泛出灰浆、不再溢出气泡为准 [4]。

2.4.3高耐久性补充收缩混凝土养护过程控制

高耐久性补偿收缩混凝土采用硅酸盐水泥配制的混凝土，养护时间不应少于14d；

洒水覆盖养护宜在混凝土裸露表面覆盖麻袋或薄膜后进行，也可采用直接洒水、蓄水等养护方式洒水养护应保证混凝土表面处于湿润状态。

2.5高耐久性补偿收缩混凝土施工工程温度监测

2.5.1温度测试、监测目的

温度对于超长、超大体积混凝土开裂变形影响极为显著。

2.5.2监测措施

控制大体积混凝土温度过程监测满足以下要求：

（1）根据每个测温点被混凝土初次覆盖时的温度确认各测点部位混凝土的入模温度，混凝土入模温度宜控制在20℃以内，最高不大于30℃。

（2）在覆盖养护阶段，混凝土内部温度与混凝土表面温差不应大于25℃，结束覆盖养护或拆模后，混凝土浇筑表面以内50mm位置处的温度与环境温度差不应大于20℃。

（3）混凝土浇筑体内相邻两测温点的温度差值不应大于25℃。

（4）混凝土中心部位降温速率不宜大于2.0℃/d[5]。

2.5.3测温布点

为防止温度裂缝，有效控制内外温度差值，采用JDC-2建筑电子测温仪进行温度控制。对于超大面积块体设4组测温点，其中一组在块体部位中心点，另外三组沿长边对称轴半条轴线间距5m布置，每组设上、中、底3个测温位置，用JDC-2建筑电子测温仪测砼内温，形成过程监测数据。

            

图3 超大面积地面块体测温埋设布置图

2.5.4混凝土测温频率

（1）混凝土浇筑后1d～4d 内,每4h不应少于1次;5d～7d内,每 8h不应少于1次；7d至测温结束,每12h不应少于1次；气温骤变期间,应增加测温次数。每台班不应少于2次。

（2）应按测温频率要求及时提供测温报告，测温报告应包含各测温点的温度数据、温差数据、代表点位的温度变化曲线、温度变化趋势分析等内容；亦可根据混凝土内部的温度变化情况随时调整测试次数，并作为对混凝土施工和质量的控制依据，以便及时调整养护措施。

（3）测温结束时间

超大、超长结构：混凝土结构中心位置温度与环境温度的温差小于20℃时，停止测温。

3结论

通过对超长结构混凝土施工质量控制，形成一套成熟的超长混凝土结构跳仓法施工方法，结合高耐久性补偿收缩混凝土及实际高耐久性混凝土施工经验及取得的良好成效，为后续超长混凝土结构及高耐久性混凝土在抗裂防治方面提供借鉴意义。

参考文献：

[1] 李小光.建筑物地下室施工中混凝土抗裂防渗技术体会[J].四川水泥,2019(04):246.

[2] 全世海.混凝土塑性收缩开裂影响因素及防治措施研究[J].长江大学学报(自科版),2014,11(19):74-76+5.DOI:10.16772/j.cnki.1673-1409.2014.19.022.

[3] 赵建新.钢筋混凝土墙板构件早期裂缝的防治措施研究[J].山东工业术,2013(15):118+153.DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2013.15.148.

[4] 薛振兴. 预应力混凝土箱梁早期温度应力及抗裂研究[D].长安大学,2013.

[5] 刘俊利,荆文军.混凝土抗裂措施与先进的防治技术[J].科技创业家,2013(08):55.88.