超长轴线控制技术应用

超长轴线控制技术应用（精选十篇）

超长轴线控制技术应用 篇1

在进行跨越江河上的大跨度桥梁建设时, 深水特殊的地质以及孔桩的超长、超大成为了孔桩施工质量控制的关键。本文以德大铁路黄河特大桥直径2.0 m钻孔桩, 成孔深度110 m钻孔桩为根本, 结合现场质量控制实际, 对施工过程中存在问题进行剖析, 从而完善深水超长钻孔桩质量控制措施。

1 工程概况

德大铁路黄河特大桥全长8 092.74 m, 全桥墩台基础均采用钻孔灌注桩, 主桥钢梁为下承式变高度连续钢桁梁, 大桥最大设计桩长96 m, 桩基深度较深、处于河道中间且地质情况复杂, 因此成孔质量控制是施工中需要解决的主要技术难题。黄河主枯水期河床冲刷层范围沉积层主要以粉砂土为主, 不易成孔, 孔壁极容易塌陷。主桥总体布置图见图1。

2 施工控制要点

2.1 施工平台搭设及质量控制

在施工平台的设计中, 主要考虑施工中的总荷载、平台自身相应稳定性及施工便利的需要, 在平台施工过程中着重控制平台位置的精确性。钻孔平台立面图见图2。

主桥钻孔平台设计尺寸为32.5 m×49.5 m, 为了保证在施工过程中吊装作业的顺利进行, 保证吊装设备的有效利用, 在平台设计中, 考虑在横桥向方向设置跨度29 m高16 m吊装40 t龙门, 该龙门设计最大的一个施工特点为, 龙门可以通过垂直于栈桥上的施工走行轨道直接行至栈桥之上, 将运送至平台的材料设备直接进行装卸, 为施工的顺利进行提供了有效及时的吊装设备, 保证施工平台空间的最大有效使用。

2.2 护筒打设

1) 护筒导向架安装。在护筒打设之前为了保证钢护筒打入位置的准确性, 在平台处护筒设置上下双层导向架, 在导向架安装时要克服深水施工中水的冲刷, 防止导向架的偏位, 在导向架的施工过程中要不断的进行测量监控, 确保导向架的垂直度以及中心位置的准确性, 以保证护筒打设的精确性。2) 钢护筒的打入。由于河道内汛期水位较高, 同时河道内河床顶层主要以砂土为主, 且在调水调砂期间河内局部冲刷深度为14 m, 为保证孔桩钻进过程中不出现孔口坍塌, 因此在护筒打设时, 护筒的打设深度根据河床顶面地质情况决定, 一般要求在最不利情况下入土深度不应小于15 m。根据本桥址的实际情况, 现场采用直径为2.3 m, 长度为24 m钢护筒进行施工。

现场施工过程中由定型2节钢护筒组拼而成, 钢护筒打设过程中采用DZ120型振动桩锤配合液压钳进行打设施工。在钢护筒施工过程中对整个钢护筒的位置进行实时的监控, 从三个方向上观测钢护筒的垂直度, 保证钢护筒的打设定位准确。

2.3 钻机钻进控制

每个墩采用4台钻机同时进行钻孔施工, 为保证最大合理完成钻孔施工任务, 墩位钻孔顺序如图3所示 (墩位分为四个区施工, 按照不相互影响为原则) 。刚开钻时, 进尺一定要小钻压、慢钻进, 严格控制孔的垂直度, 钻机选用正循环钻机, 旁站技术人员及时检测孔的垂直度, 前30 m深范围内, 采用减压钻进的方法。孔深超过30 m后, 按照设计要求造浆并监测泥浆比重, 泥浆指标达到设计要求后, 改用气举反循环钻机开始钻孔作业直到成孔。

2.4 泥浆质量控制

钻孔桩施工是否顺利, 取决于泥浆质量的好坏。在超深钻孔桩施工中, 要优化复合泥浆配比。通过反复试验, 比照复合泥浆各项指标, 定型复合泥浆配比为:粘土20%、磷质膨润土7%, CMC0.5%, 片碱0.3%, PHP 0.05%。加大复合泥浆含砂率、比重等参数的检测。

2.5 两次清孔

当孔深达到设计深度并可以终孔时, 及时分两次进行清孔作业, 首次清孔采用换浆法, 保证循环钻机在原位慢速转动而不钻进, 进水管注水用清水实现换浆, 清孔泥浆的比重控制在约1∶1为宜。对于砂层护壁质量不佳的桩孔, 可适当增大清孔泥浆比重, 清孔泥浆比重控制在约1.15~1.25为宜, 同时保证孔内泥浆高度。二次清孔采用导管直接清孔, 利用吊车或者龙门吊来回平移导管, 将孔底沉渣抽出。两次清孔结束后, 孔底沉渣厚度应符合设计要求, 经监理确认后, 尽快进行下道工序施工, 工序衔接要紧凑, 不能长时间放置造成悬浮砂砾再次沉积。

2.6 混凝土灌注

对于大孔径混凝土灌注桩来说, 水下混凝土灌注是很关键的工序。现将各关键工序控制要点进行介绍。

1) 导管试验。在混凝土灌注前, 对导管进行密闭性试验, 保证导管在最大1.2倍静水压力下不漏水, 检查连接部位的紧密性和导管中间部位有无磨损情况。每节导管要保证其可靠连接性以及在施工过程中拆卸的便捷性。2) 导管排压。孔桩在二次清孔结束之后, 由于孔桩较深导管内存在很大的导管附着气压力, 因此在进行混凝土灌注之前应进行导管内压力排减, 在减压时应当减少导管的施工长度, 使导管可以插入孔内泥浆内, 但又不会碰到孔底, 之后将导管上下抽动, 直至导管内外水头压力平衡。3) 灌注混凝土过程控制。混凝土灌注过程中, 保证导管埋深在2 m~6 m之间, 使混凝土有较好的连续性。由于孔桩施工长度大, 在混凝土质量控制过程中, 对于孔底1/3的混凝土需要保证较高的坍落度和流动度, 按照配合比的上限进行, 孔桩中部及上部控制按照平均值进行控制。根据导管悬空高度和孔径, 通过计算合理确定首批混凝土方量, 确保首批混凝土灌注后, 导管埋深不小于50 cm。灌注水下混凝土尽可能连续作业, 一般情况下, 混凝土和易性越好、供料越连续、灌注施工越顺利, 灌注质量也越好。当灌注混凝土接近设计桩顶标高时, 合理确定最后浇筑混凝土灌用量, 既要保证桩顶的混凝土质量, 也要避免超灌现象。4) 堵管问题处理。发生堵管时, 在确保导管下端埋深不小于50 cm情况下, 上下提动导管, 同时振动导管壁, 促使管内混凝土向下流动。灌注接近设计桩顶标高位置时, 由于管内混凝土柱压力变小, 流动性差, 可采用首封大料斗增加混凝土下放量, 通过增加压力的方法解决堵管现象。

3 质量控制成果

通过在钻孔灌注桩施工中应用新方法, 新工艺, 逐步掌握了超深桩钻孔施工工艺, 使超深桩施工方案趋于成熟。尤其在钻孔过程中对钻进速度和钻压的控制, 以及混凝土灌注前对导管的排气处理, 都对混凝土灌注的顺利进行起到了重要作用。

4 结论及体会

经验证明, 在持力层很深的地层, 传统的基础及一般的钻孔桩基础已经满足不了大型桥梁的承载要求, 采用超长钻孔桩成为优先选择的方案之一。超长钻孔桩技术工艺、设备配置、施工组织、过程控制是影响成孔质量的关键因素。

摘要：根据德大铁路黄河特大桥主桥水中墩钻孔桩施工实践, 结合水中墩钻孔深度110 m的施工质量控制过程, 进一步分析了在深水特殊地质中超长钻孔桩质量控制技术, 包括施工平台搭设、护筒打设、混凝土灌注等作业内容, 为类似工程施工积累了经验。

关键词：深水,地质,钻孔桩,质量

参考文献

园林景观设计的轴线控制策略论文 篇2

关键词：园林景观；景观设计；轴线控制

1园林景观设计中的轴线类型

1.1单轴

在现代园林设计中，由于受多种因素的影响，作为单一轴线串联空间或形体形成的组合，单轴很少会使用于规模稍大的园林景观，即使使用，也要在轴线的平面出现并列、错位或波折等变化。例如，颐和园的前山和后山，从整体上看，它们在一个中轴线上。但是，相对于中轴线来说，它们的山峰都有不同程度的偏离。通过对轴线平面的变化，使得它们在对称中又有不对称的平衡，从而使其韵味更加浓厚。

1.2组合轴线

按几何关系分，组合轴线主要有相交轴线和平行轴线两种类型。其中，相交轴线是由两个单轴或其延长线相交组成。在轴线控制手法中，作为将其规则性和秩序感发挥到极致的体现，两条垂直的十字轴线就属于相交轴线。此外，相对独立、方向相同的平行轴线在空间形态和视觉上使景观得到延伸和扩张。通过采取次轴烘托主轴的造景手法，能够有效避免平行轴死板、单一的弊端，并将其严肃、规整的特点凸显出来。

1.3放射线轴

这是一种从一个中心向外发散的轴线类型，能够形成辐射状、圆形和扇形等图形。

2园林景观设计中的轴线控制措施

2.1整合园林景观和外围环境

2.1.1要将园林轴线与城市轴线统一起来。作为城市整体景观的重要组成部分，园林景观影响着整个城市景观。因此，在进行园林景观设计时，不仅要考虑其周围环境的秩序，还要考虑整个城市景观的布局，从而使园林景观、自然景观和城市景观等融为一体。2.1.2将园林轴线和园林景观结合起来。在现实生活中，园林用地都有一定的边界限定，使得园林景观设计受到场地因素的影响。因此，在园林设计时，要将园林景观轴线与外部场地建筑或关键标志物等的对景线联系起来，并通过采用一些较为传统的造景方法，将外围景观和中心轴线等真正统一起来，打破原有场地的空间限制，减少场地边界对景观效果的影响，从而使园林的整体空间面积得到拓展。

2.2合理组织园林景观的空间秩序

2.2.1要创造园林景观的空间层次。由于一个体系是由具有不同功能和关键程度不同的多个元素构成的，其就在单个空间形成了明显的具有不同功能、形态和质感等的层次结构。因此，在园林景观设计中，采用并列、穿插、覆盖和渗透等方法将空间结构有效地组织起来，能够构成有秩序的空间序列，从而给人一种丰富的空间感觉。比如，景观空间的并置关系。为营造园林景观的节奏感和旋律感，有效地提高产生序列的秩序感，达到拓展空间的目的，可适当地变化个体空间，可通过轴线将多个空间单元串联起来。

2.2.2要形成园林景观空间序列。观赏者观察园林景观是时不断运动变化的，不会在相同的时间和地点有相同的感受。要使园林景观形成空间序列，必须按照园林空间的形态特点，将多个独立的景观空间进行动态的组合。作为连续性空间的重要组成要素，轴线是空间组成变化的重要线索，也是体现园林景观空间序列的最好方式。在具有空间序列的园林景观中，由于轴线具有极强的方向性，观赏者不仅能够在不同的视觉角度观赏到不同的景观，还能够在保持原有空间连续性的同时到达目的地，并且能够感受到园林景观所要表达的秩序美。

2.3加强视线引导

首先，由于轴线对观赏者的视觉定位具有一定的决定作用，设计者可以利用线性形态的植物景观将外景引入到园内景观中，增强轴线的方向感。比如，通过采用借景的方式将一些假山、标志性构筑物或建筑物等外部景观引入到园内，能够增加园内的景观效果。其次，轴线能够转化人的视觉区域，并产生视线的交点位置。一般来说，观赏者视线的交点位置也是园内重要景观所处的中心位置。此外，一些十字轴线和主次轴线等轴线体系也可以形成这样的交点。最后，在园林景观设计中，为使观赏者能够获得视觉感受和设计感悟，渲染园林景观的环境氛围，设计者要采用轴线构图等形式营造层次分明的序列空间和景观，不断提高景观的表现力和环境的感染力，增强景观的环境效果。

3结语

超长轴线控制技术应用 篇3

在传统园林设计中，建筑物是以园林的主体而存在的，园林则是衬托建筑的辅助形态。轴线以其独特的美学形式在现代园林景观设计中占有重要地位，在审美观念逐步提升的前提下，生态化、自然化、健康化的生活居住环境成为人们所追求的目标。

1.园林景观轴线的概念

在几何体概念中，轴线主要指对称线，是可以看得见的直观实体。而在园林景观设计中，轴线是一种抽象的概念，是无形的视觉导向。例如在空间中将植物、水景、建筑体等元素的对称性依照一定的顺序沿同一条轴线进行连续排列，这样就形成了园林景观的视觉中心线，也就是所谓的园林景观中轴线，这种设计以中国古典皇家园林为主要代表。在工业革命后，人们的社会观念和审美意识发生了改变，轴线设计手法也受到形式美学的影响，在现代园林景观设计中，轴线设计主要运用在园林局部或中心位置。

2.现代园林景观轴线类型简述

构筑园林景观空间的轴线类型很多，按数量可分为单轴和组合轴线。

（1）单轴。主要是由单条轴线将景观空间节点或元素串联起来的空间或者由形体组合形成的空间，可分为纵轴和脊轴。在现代园林景观设计中很少仅用一条单轴线贯穿始终，而是根据周围环境和原有地形特征将单个的实体要素，如墙、植物、建筑、水体、广场、廊柱、雕塑等景观要素，也可运用空间要素通过错位、转折、偏移、并列等形式结合起来。

（2）组合轴线。根据几何关系组合轴线大致分为主次轴、平行轴、放射轴、十字轴、网格轴、多轴并置等类型。现代园林景观设计多采用种类丰富、形状各异的组合轴线进行搭配，结合空间营造和植物配置，避免单轴控制手法应用的单一性。这种灵活多变的轴线控制手法使现代园林景观秩序规整、主次有序、层次丰富、节奏明快、韵律优美。

3.轴线控制手法在现代园林景观中的应用

轴线在传统园林设计中被当做主体，现代园林设计则更突出形式美和个性化，常常可以看到在园林设计作品整体不完全对称但又具有均衡性，没有明显轴线但又显得井然有序。轴线控制手法的变异有多方面的原因，归根结底无外乎关系、元素、结构、系统四个方面。

（1）关系变异

现代园林景观设计轴线控制在建筑关系上的变异具体表现为整体关系上的松散性和局部关系的严密性。运用这种设计手法建造的园林景观系统整体的无序和局部的有序并存。整体上看有些杂乱无章，没有明显的轴线系统，但仔细观察会发现各个局部都有自身的局部轴线，具有独特的局部景观特性。正因如此才构成了独特的多层次、对立性的扩散空间，在园林景观设计中合理控制整体轴线和局部轴线能将园林空间和城市空间的自然环境融为一体。

（2）元素变异

轴线系统在某几个特性上显得异常突出称之为元素变异，具体情况如下：

①矢量性

元素的矢量变异是指在轴线的某一方向上将园林景观进行舒展，错落有致，引人入胜，类似于植物学中“顶端优势”的概念，根据实际情况以主轴制约次轴，以朝同一方向变异的设计带给人舒展、畅快的感觉。

②控制性

在园林景观的整体布局规划中，选择其中几个方面作为主轴来实现园林的整体控制，包括实形控制、虚形控制，分别以宏观和微观两种方式呈现。

③虚实性

在较为复杂的园林景观中，虚形轴线通常会伴有实形轴线，或单条，或多条，这些实形轴线和虚形轴线之间有着某种规律。一般来讲，实形轴线起视觉导向作用，虚形轴线则主要引导心理上的感应。科学应用轴线虚实变化，通过若隐若现的表现手法能够增添神秘感，引起观赏者的兴趣，突显现代园林景观设计乱中有序的艺术美感。

（3）结构变异

结构变异的手法一般是在关系和元素都发生变异的情况下进行的，在园林景观设计中比较常见，主要列举以下三个方面：

隐现

如果将单独的建筑体放在空旷的地段，由于它有具体形状和轴线，通常不会令人获得视觉上的满足感。但是如果在其周围添加几条林荫小道，以及如凉亭、石桌、石凳等景观小品，在凉亭周围种上花草树木，这样不仅对单独的建筑体起到了点缀作用，而且实现了景物之间相互联系、相互对立、时隐时现的控制手法，从轴线上来看，添加的小景观包含了多种局部轴线，丰富了空间构成，形成了具有观赏性的园林景观。

重构

如果园林景观需要借助建筑体来实现构景，而要拆除其余部分，余下部分作为另一个园林景观的配景，那么这栋建筑体和另外一个园林景观的组合就是轴线控制手法上的重构。

转义

结合重构的例子，建筑体从园林景观的主景变为另外一个园林景观的配景就是所谓的转义。

（4）系统变异

除了上述变异手法外，轴线系统自身也会因外在或内在因素发生一些变化，其他局部轴线或多或少也会发生一定的变化。例如轴线系统在不同层次上相互叠加，根据造景需要进行小部分的拆除，保留剩余部分，或者将多种系统参杂在一起，互相穿插、叠加，形成相互包容、相济共存的空间，从整体上带给人丰富的感觉。

结语

园林景观设计要根据地形和地质等内在条件来进行整体、合理的布局，以求达到与自然环境完美融合的状态。园林中的个体建筑物和单株植物等都有属于自己的单独系统，园林景观设计要融合现代设计理念和手法，通过科学合理的轴线控制手法将这些单独的元素进行有机组合，设计出与自然环境和谐统一，更符合现代人需求的园林景观。

（作者单位：四川艺术职业学院

四川华泽建筑设计有限公司第一分公司）

超长轴线控制技术应用 篇4

对于国内日渐盛行的大底盘多塔综合体建筑而言, 其平面尺寸较大, 属超长超宽结构, 故存在混凝土收缩应力和温度应力控制问题。在不设永久伸缩缝或伸缩缝间距较大的情况下, 如何有效控制混凝土收缩应力和温度应力影响, 是确保地下室结构安全、正常使用的设计重点和难点, 必须谨慎对待。同时对于超长超宽结构, 当基础各部分荷载差异较大时, 若采用无缝设计, 控制差异沉降则显得尤为重要。以下将结合某超长结构工程的无缝设计, 对地下结构的温度应力控制以及差异沉降控制进行深入分析。

1 项目实例

在建“苏州中心广场项目”位于苏州工业园区湖西CBD核心区域, 北临苏绣路、南到苏惠路、西起星阳街、东至星港街, 地块东侧面向金鸡湖城市广场。建设场地地理位置详见图1。苏州中心广场项目占地面积约15.4公顷, 规划地面总建筑面积约130万平方米, 地下总建筑面积约50万平方米, 规划建筑单体9个。根据苏州中心广场设计相关说明, 整体项目目前根据道路及用地现状分为A、B、C、D、E、F、G、H、I九个地块, F、G地块拟建450m、500m左右超高层塔楼, 不在本次开发计划范围中;本次拟建的建筑物, 规划地面上总建筑面积约70万平方米, 地下总建筑面积约40万平方米。D、E地块将以酒店、出租型公寓及出售型公寓为主要业态;H地块拟建办公楼综合体;内圈区域 (A、B、C区) 作为主要商业开发用地及部分办公, 中轴线区域为地铁车站及区间将南北两个地块自然分开。

2 无缝设计的温度应力控制

2.1 减小混凝土温度变化或收缩

根据景观设计和建筑设计, 地下室顶板有0.8m~2.5m的覆土, 建筑专业在受环境影响较大的地下室顶板和外墙均设置保温层, 减少季节温差和使用期间室内外温差, 从而减小混凝土收缩。

2.2 设置施工后浇带

为了控制超长结构混凝土的收缩应力和温度应力影响, 目前比较多的做法是设置施工后浇带或膨胀加强带。膨胀加强带的原理是以较大膨胀应力补偿温差 (包括干缩) 收缩应力集中的地方。采用最多的是用补偿收缩混凝土 (掺膨胀剂或抗裂防水剂) 作为结构材料, 在硬化过程中产生膨胀作用, 由于钢筋和邻位约束, 在结构中建立少量预压应力σc (0.2~1.0MPa) 以抵消混凝土的收缩拉应力。考虑到膨胀剂材料本身的不确定性以及施工质量控制的不可把握性, 且已有文献指出膨胀加强带在两年之后出现裂缝的案例, 故本工程放弃以膨胀加强带为主的方法, 仍采用可靠度更高、更传统的施工后浇带方法。

后浇带是指在现浇整体钢筋混凝土结构中, 只在施工期间留存的临时性的带型缝, 起到消化沉降、收缩变形的作用, 根据工程需要, 保留一定时间后, 再用混凝土浇筑密实成为连续整体的结构。本工程的施工后浇带为收缩后浇带, 从基础底板直到顶板, 均须在对应的位置设置。它的设置可以显著加大收缩缝的最大间距, 并可实现大体积混凝土的分块施工, 加快施工进度。通过在建筑物长宽方向各设置若干道混凝土收缩后浇带, 控制结构施工阶段的最大长度在30~40m左右。

在后浇带施工中应注意以下问题: (1) 后浇带应在其两侧混凝土龄期超过60d以后进行浇筑, 且要求应尽可能的在低温季节浇筑。 (2) 在施工过程中须将断面清理干净, 做好钢筋的除锈, 将两侧混凝土凿毛, 涂刷界面剂。 (3) 后浇带混凝土强度等级提高一级, 并采用微膨胀混凝土, 精心振捣密实。 (4) 后浇带混凝土浇筑完毕后应采取带模保温保湿条件下的养护, 掺外加剂或有抗渗要求的混凝土养护时间不得少于28d。 (5) 保护后浇带内的清洁, 并注意保护钢筋不受污染和踩踏。 (6) 在后浇带施工之前, 还应注意在其附近一定范围内不允许施工堆载, 并做好后浇带两侧的临时支护, 保证其稳定可靠。待后浇带混凝土强度达到设计要求后, 方可拆除其模板支撑。 (7) 后浇带部位配置适量的加强钢筋, 对于收缩后浇带, 根据后浇带处钢筋的受力特征, 将梁的上部或下部钢筋以及腰筋断开后错开搭接或必要时先搭接后焊接。

2.3 设置控制缝

《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) 于2011年7月1日实施, 其提到的控制缝也称引导缝, 是采取弱化截面的构造措施, 引导混凝土裂缝在规定的位置产生, 并预先做好防渗、止水等措施。此方法在上海地区多用于地铁车站设计, 称作诱导缝。根据苏州地区的习惯做法, 本工程设计未予采用。

3 无缝设计的沉降控制

在不设置永久沉降缝的情况下, 不均匀沉降的控制是结构设计关键技术之一, 为了有效控制差异沉降, 并达到安全、经济的目标, 可采取以下各项措施:过去, 在基础设计方面, 往往把遇有层数或荷载差异较大的高层建筑孤立的看待, 认为会产生较大沉降差, 必须用沉降缝来解决, 但同时又因为设缝后使高层的约束及有效埋深成为棘手问题。实际计算表明, 基础下的压力及变形均是渐变的, 并无突变之处。计算采用变刚度调平理念, 用不同桩参数和桩密度来强化主楼基础, 弱化裙房和纯地下室基础, 达到减小主楼与裙房和纯地下室的差异沉降。设计中, 主楼采用桩长相对较长、持力层相对较强的桩基, 以减少主楼沉降计算值。同时弱化裙房和纯地下室基础, 采用桩长相对较短、持力层较弱的桩基, 在主楼沉降的同时, 带动相邻跨较弱的裙房或纯地下室基础产生部分沉降, 从而在高低层过渡区形成缓和沉降曲线, 减少沉降量突变造成的不良影响。为满足建筑的使用功能, 该工程地下室为一个整体, 裙房与主楼之间在地下室不设永久沉降缝, 上部主体各自脱开。对于整个大底板, 主楼荷载大, 裙房部分荷载小, 纯地下室区域处于抗浮状态。计算结果显示:主楼及过渡区桩反力在平均荷载和偏心荷载下均满足规范要求, 并在某些区域有一定富余, 这也是按照变刚度调平的设计思路去控制主楼绝对沉降量, 也就是塔楼蝶形沉降区域下的桩数并非按承载力控制而是为满足预期沉降得出的设计结果。

4 结论

从上述分析表明, 针对超长超宽结构的抗裂问题, 结合以往成功经验和本工程特点, 拟采用的措施有:减小混凝土温度变化或收缩、设置施工后浇带、跳仓法施工、控制构件最小配筋率、关键部位增配构造钢筋、添加抗裂纤维、采用低收缩混凝土材料、加强材料和施工质量控制等。同时, 着重考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响:采用苏州地区的最不利温降工况, 考虑混凝土徐变、界面裂缝以及覆土深度对温度应力的折减, 就温度荷载对混凝土结构内力和配筋结果的影响作了分析。计算结果表明, 考虑其他有利因素的影响, 其配筋结果要比不考虑温度荷载大, 但仍比较合理, 否则, 温度荷载计算值将会失真, 超筋现象严重, 使得抗裂设计不能与实际情况相吻合。

摘要：超长结构的无缝设计是近年来被广大设计人员逐渐采用的一种新的设计方法, 本文结合某工程设计施工实例, 探讨大型地下综合体超长结构无缝设计的控制技术, 为同行提供参考。

关键词：大型地下综合体,超长结构,无缝设计

参考文献

[1]曹大萌.某高层建筑超长结构无缝设计实例[J].广东土木与建筑, 2002 (06) :118-119.

[2]杨超.浅谈超长结构无缝设计的应用[J].建材与装饰 (中旬刊) , 2008 (01) :31-33.

超长混凝土框架温度裂缝控制分析 篇5

【关键词】超长混凝土；裂缝；控制

1.超长混凝土温度裂缝的理论

温度应力是超长结构设计需要考虑的重要因素。混凝土结构的温度应力，实际上是一种约束应力，是结构物内的温度变化引起的，当结构物中各个部分发生温度改变时，将引起热胀冷缩变形，如果这种变形能自由地伸缩，将不会产生温度应力，只有当结构物的温度变形受到物体内部各个部分的相互约束及边界上约束的限制，不能完全自由的发生，这种约束才会产生温差应力。约束应力包括内约束应力和外约束应力，内约束应力是由于结构物内部某构件单元中，因纤维间的温度不同，引起的应变差受到约束而产生的应力；外约束应力是结构或体系内部各构件，因温度不同所产生的变形差受到约束而引起的应力。

建筑物温度场的合理选择和建立是后续温度应力分析的基础,是决定温度应力结果合理与否的关键。自浇筑混凝土开始,至水泥放热作用基本结束时为早期温度场,一般约一个月左右。此阶段因水泥水化热作用而放出大量水化热,引起温度场的急剧变化。自水泥放热作用基本结束时至混凝土冷却到最终稳定温度时为中期温度场。这时的温度场是由于混凝土冷却及外界温度变化所引起的。混凝土完全冷却以后的运行期为晚期温度场,温度应力主要是由外界气温和水温的变化所引起的。

2.超长混凝土温度裂缝控制方法

2.1使用预应力技术控制温度裂缝

预应力混凝土是根据需要人为地引入某个数值与分布的内应力、用以部分或全部抵消外荷载应力的一种加筋混凝土。它是在结构成型时事先在结构的长度方向上建立一定数量的轴向预压应力及相应的预压应变，用以克服结构因季节温差和混凝土收缩引起的收缩变形，全部或部分抵消由此产生的拉应力，避免混凝土开裂或限制裂缝的宽度。现浇后张预应力混凝土结构分为粘结预应力和无粘结预应力两种。有粘结预应力是先对穿入的预应力筋进行张拉，张拉后再灌浆使预应力筋与周围混凝土粘结并共同工作。是通过预应力筋与混凝土之间的粘结力以及锚具共同建立预应力，且不会因为锚具失效而丧失预应力，但是此种方法施工复杂，技术要求较高。无粘结预应力是在预应力的表面涂上专用油脂并用塑料管包裹后铺设在模板内，待混凝土达到一定的强度后再张拉锚固，施工方便，经济，但是此种方法预应力的建立全部靠端部锚固的程度，因此对锚具的質量和施工质量要求比较高。

预应力的设计是一个比较复杂的过程，在设计的时候必须考虑施工过程，在设计时候考虑后浇带和分批张拉预应力钢筋。在适当位置每隔60~70m设置一道施工后浇带,后浇带中间设置一道加强带。后浇带梁、板钢筋均断开,后浇带合拢时间不少于60d,合拢温度控制在5~10℃。钢筋采用搭接焊并浇筑微膨胀混凝土,即在普通混凝土中掺加一定比例的微膨胀剂,微膨胀混凝土在水化过程中产生适量膨胀,在钢筋和邻位约束下,在钢筋混凝土中建立起一定的预应力,可抵消混凝土在收缩时产生的拉应力,从而能起到减少混凝土构件裂缝的产生。外加剂掺量按限制膨胀率控制,加强区(3~5)×10-4,非加强区(2~3)×10-4。在超长混凝土结构中，后浇带的设置必须合理，后浇带间距较大，则后浇带封闭前梁的拉应力较大，最终梁的拉应力也是很大。后浇带间距较小，虽然结构混凝土的拉应力很小，有利于结构裂缝的控制，但会增加施工的难度，且受到柱抗侧刚度的影响。后浇带的位置，对于所在的跨来说，应该选择在跨内内力和变形都比较小的部位。一般在梁的1/3附近，也可以选择在跨中，虽然弯矩很大，但剪力很小。在超长混凝土结构框架结构中后浇带的设置可以采用对称布置。设置两道时，可以使包含中间跨的后浇带间距小一些，两端的间距大一些，以减少中间跨的拉应力。设置三道时中间跨设置一道，两侧对称等间距设置。以采用分段张拉早期预应力钢筋来增大后浇带的间距。先张拉中间部分的预应力钢筋，两端部分没有侧移，中间部分有侧移，施工完了再张拉两端的预应力钢筋。这样分段张拉比一次张拉引起的侧移和内力都要小。

2.2设置支撑控制温度裂缝

在框架的纵向布置柱间垂直支撑，虽然可以增加对横梁的水平抵抗，增加约束，温度应力的释放减小。但是对于超长的结构，垂直支撑越多，约束就越大，约束变形也越大，约束吸收能量的能力也就越大，使横梁的拉伸或压缩变形减小很多，使端部柱子的弯矩减少很多。设置垂直支撑，可以大大提高纵向的刚度，可以较大地抵抗梁产生的水平拉力。支撑的布置对温度变形及应力都有影响，应该均布于整个超长结构的全长。对于设置的支撑，因为支撑的长细比很大，在温度的作用下，可能出现支撑受压的情况，当温度发生剧烈的地方，会出现压杆失稳的现象。在对结构进行设计时，只考虑斜杆件受拉而不考虑受压，压杆失稳是容许的，失稳后压杆仍可以承受拉力，不会影响其使用。

2.3使用橡胶支座控制温度裂缝

橡胶支座的使用，技术已经比较成熟。它将上部结构的内力可靠地集中传递到下部结构；对于各种内力不需要传递给下部的时候，可起到释放内力的作用；能够起到调节内力的作用，使内力进行重新分布，减小峰值内力；对于动力荷载作用下的情况，还可以起到隔震的作用，减轻损坏。在解决温度应力问题上，支座也能起到很好的作用，可以利用滑动橡胶支座来释放水平剪力来减小框架梁的温度内力。

在混凝土框架结构中，边跨柱的侧移最大，一般边柱端的剪力也是最大。对于梁的轴向拉力，离框架中部越远的柱端水平剪力贡献越大，因此把支座设置在边柱的柱顶。为了安装滑动支座，可以将底层柱浇注至底层梁的底位置处，并预埋支座底部钢板的固定螺栓，待混凝土达到一定强度后安装滑动支座。可以考虑使用对支座约束较小，可供梁端相对自由转动的球冠形橡胶支座。球冠形橡胶支座在平面上是各向同性的，可以通过球冠的半径来调节受力状况。

随着建筑结构各种技术的不断进步,建筑新材料、施工新工艺的不断涌现,建筑物裂缝控制的综合集成技术还会不断完善和得到补充,建筑物的裂缝问题会被有效的控制。■

【参考文献】

［１］逄毓卓,戴大志.超长混凝土结构温度应力和收缩裂缝分析[J].低温建筑技术,2010,5．

［２］王慧珍,闫晓钰.防止和减轻超长混凝土温度收缩裂缝的建议[J].山西建筑,2009,6．

［３］张永胜,李雁英. 超长混凝土框架结构裂缝控制措施[J].电力学报,2010,2．

超长轴线控制技术应用 篇6

目前, 我国各种功能的大型建筑不断发展, 在建筑物结构尺寸不断增加的同时, 各方对结构使用功能要求也越来越严格, 尤其是地下室混凝土结构, 存在防水等问题, 很多建设单位要求地下室不设缝, 这就不断考验着结构设计师们。根据我国《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2002) 规定, 不同形式的结构规定在一定最大间距范围内设置伸缩缝, 例如:现浇框架结构最大间距为55.0m, 现浇剪力墙结构为45.0m等。但在规范中9.1.3条中有涉及一些采取一定措施可适当加大伸缩缝间距的建议, 在国内也已有混凝土结构长度超过400m而不设伸缩缝的工程实例。本文中将结合工程实际, 就如何采取有效又实用的措施做相关讨论。

某集商业、办公、住宅等大型公共类高层建筑, 位于福州金山, 从西到东共十栋高层建筑, 十栋楼结构上部各分别独立, 地下两层, 并部分设置人防地下室, 地下室主要作为停车场、设备使用房。地下室总长为357.2m, 宽为173.0m, 总面积约5.8万㎡, 地下室整体不设永久性缝, 地下室平面布置图见图1所示。

2 超长地下室混凝土裂缝分析及设计

2.1 裂缝产生的原因

在一般情况下导致超长结构裂缝的产生有以下几种原因:①由于外加荷载作用超过结构设计时的极限荷载而导致裂缝的产生;②由外加荷载作用和结构刚度变化、结构次应力等共同作用而产生的裂缝;③由于混凝土结构温度变化而导致混凝土收缩或膨胀等产生裂缝。根据国内外有关资料分析可知, 工程实践中的超长地下室板结构大多为由于温差变化、混凝土收缩导致结构变形变化引起裂缝的, 并约占总裂缝的80%以上。

以上①②两点所引起的裂缝基本可以通过设计与施工阶段控制得以有效解决, 而第③点所引起裂缝的原因存在很多变化的不确定性因素, 较难在设计和施工得到较好解决。温度收缩应力与结构长度呈正比关系, 水泥凝结硬化所产生的水化热、混凝土早期收缩及施工和使用过程中温度的变化作用的影响显得尤为重要。在混凝土浇捣后, 水泥水化作用会放出大量的热量, 使得混凝土结构内外产生较大的温度梯度, 而框架结构中梁、板等不同构件尺寸相差很大导致热力学性质不同, 在构件之间、构件内外之间形成一定的温差而变形, 同时由于自身纤维层和各构件之间相互约束产生了一定的温度应力, 当温度应力超过一定范围使得混凝土产生了裂缝。

收缩也是超长结构裂缝早期裂缝产生的主要原因。混凝土浇筑后硬化, 水分散发, 体积收缩, 特别超长混凝土结构中, 这种收缩变形将变得非常大;在收缩变形经历很长的一段时间, 其收缩应变值最大可达到其轴心受拉峰值应变的5倍。

2.2 超长地下室板裂缝控制设计

以上分析可知, 温度和混凝土收缩是超长结构产生裂缝的主要因素, 则根据裂缝产生的成因、形式等采取一定的措施控制相应应力, 减少裂缝产生。目前裂缝控制的一些措施有:在施工中留设后浇带;使用UEA等补偿收缩混凝土, 优化混凝土配合比, 掺加外加剂;施加预应力等。

2.2.1 “放”的设计

超长钢筋混凝土结构的后浇带是在施工期间保留临时性的变形缝, 经过一段时间, 待已浇筑的混凝土凝固后再浇筑变形缝使结构形成整体。混凝土收缩变形在混凝土开始凝固时发展较快, 之后逐渐减慢, 大部分收缩在龄期三个月内出现可达到极限收缩变形0.40～0.80, 在超长结构中设置后浇带, 则分开的结构各个部分不再超长, 而且不互相约束只与其现浇成整体的柱和梁的约束下收缩变形, 整体尺寸符合有关规范参数要求, 因而这种措施大大减少了结构的早期侧向约束, 释放了大部分的混凝土早期温度收缩变形, 这是一种“放”的措施方法来降低收缩变形裂缝。后浇带的保留时间在不影响工程进度的情况下应尽可能长, 一般不应少于40d, 宽度一般为lm左右, 后浇带的填充应采用比原结构混凝土等级高一级的微膨胀混凝土。此方法只能解决早期 (后浇带浇筑前) 的温度收缩变形, 并且后浇带的延期浇筑对后续工程工期有着较大的影响。

2.2.2 “抗”的设计

利用“抗”的方法解决混凝土的温度收缩应力, 采用UEA补偿收缩混凝土, 这是新近发展起来的控制裂缝技术。此材料在混凝土硬化过程产生自身体积膨胀, 从而受到相邻钢筋及边界的约束, 混凝土自身中产生一定的预压应力, 起着抗裂的作用。但是UEA补偿收缩混凝土养护较为讲究, 由于UEA膨胀剂必须在潮湿的环境下才能发生作用, 所以在混凝土浇筑后应及时养护, 并在养护过程保持绝对潮湿, 否则混凝土收缩补偿失效。保湿方法包括塑料膜覆盖、混凝土表面蓄水养护等。养护程序甚为复杂, 并很难完全保证养护条件, 充分发挥UEA补偿收缩混凝土的作用。

2.2.3 无粘结预应力的设计

针对后浇带留设只能解决一部分早期温度、收缩应力以及UEA补偿收缩混凝土养护的复杂性等, 施加预应力则是个较为简单, 并能够长期控制结构物在施工和使用期间的温度收缩应力的方法。目前超长结构工程中大多采用部分无粘结预应力技术, 利用预应力钢筋和普通钢筋来共同抵抗温度收缩变形, 这是一种更加合理经济的预应力混凝土结构。经计算分析将预压应力控制在1.0MPa左右, 即可抵消大部分温度收缩应力, 并在结构中产生的次应力小于0.5MPa, 小于混凝土抗拉强度设计值 (一般超长地下室板混凝土标号为C30, ft=1.43MPa) ;并通过曲线布束, 产生预应力等效反向荷载, 可平衡全部或部分恒载。本工程板厚300mm, 框架梁截面尺寸为300mm×900mm, 标准跨为8.0m×8.0m, 因此其等效板厚为he=300+300× (900-300) /8000=323mm;预应力筋双向布束采用UΦS15.2@500, 预应力筋合力点至板面边缘最近点距离取70mm, 预应力筋矢高为160mm, 则预压应力=1000×140/ (500×323) =0.868MPa, 可满足要求;反向荷载qe=2×8× (1000×140×160×1000/500) /8.02=11.2kN/m2, 以平衡部分荷载。

3 超长地下室无粘结预应力板施工措施

3.1 无粘结预应力板施工工艺流程

预应力工程施工准备→支板模板→绑扎底筋→穿无粘结预应力筋→放置马凳并固定→固定端定位焊接→张拉端定位焊接→绑扎面筋→隐蔽工程验收→浇筑混凝土→混凝土养护, 搭设张拉脚手架→混凝土达到设计强度后, 安装锚具、张拉预应力筋并锚固→切割外露多余钢绞线→锚具防腐处理→端部细石混凝土封堵。

3.2 主要施工措施

3.2.1 预应力筋的下料、制束:

下料时, 切断前先将预应力筋拉直理顺, 用砂轮锯切割, 要求端头断面整齐。

固定端采用P型挤压锚, 下料后即可在挤压机上成型, 挤压过程中, 尚应保持挤压锚内表面的清洁。

3.2.2 预应力筋的铺设布束

在无粘结预应力筋按规定长度下料, 并制作单端张拉束固定端后, 即可将无粘结筋安装到板上。支模板时, 外侧模板不封, 以便于预应力筋的埋设及张拉。

3.2.3 预应力张拉端和固定端节点的安装

张拉端和固定端的定位, 应根据设计图纸要求的水平和垂直位置固定牢固。无粘结预应力采用内锚式处理办法。预应力张拉端锚垫板按设计要求和实际施工情况固定;固定端的承压板、挤压套埋设在混凝土中, 不能外露, 并按设计要求焊接螺旋筋和承压板。

根据图纸中端部的位置在绑扎普通钢筋时, 应尽可能避开预应力筋和端部锚垫板的位置, 以使预应力筋顺利穿过。

3.2.4 混凝土浇筑与养护

混凝土浇筑时, 严禁踩压预应力筋、定位钢筋及端部预埋件。振捣时, 振动棒不得碰到锚具, 以确保预应力筋的束形和锚具的位置准确。混凝土应振捣密实, 浇筑好后要注意养护, 以确保混凝土有足够的承压力, 若发现有不密实和空鼓现象, 必须在张拉前进行修补。

3.2.5 预应力筋的张拉

⑴ 无粘结预应力板混凝土强度达到设计强度时, 方可进行张拉。

⑵ 无粘结预应力筋当单段总长度超过30m时采用两端张拉, 单段总长度不超过30m时采用单端张拉。

⑶ 预应力筋的张拉控制应力为0.7fptk, 采用一次超张拉 (超张3%) 。

⑷ 预应力筋张拉时采用张拉力和伸长值双控制, 以张拉力为主, 测量张拉伸长值作为校核, 伸长量误差允许值为-6～+6%, 如超出范围, 应暂停张拉, 查明原因并采取措施予以调整后, 方可继续张拉。

⑸ 预应力筋张拉时, 通过张拉伸长值的校核可以综合反映张拉力是否够, 孔道摩擦损失是否偏大, 以及预应力筋是否有异常现象。

⑹ 预应力筋的实际伸长值宜在初应力为张拉控制应力10%左右时开始量测, 分级记录。

3.2.6 端部处理

⑴ 张拉、灌浆完毕后, 用手提砂轮锯切除外露多余预应力筋, 切除后露出夹片的钢绞线长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍, 且不宜小于30mm, 然后清除杂质。

⑵ 在锚具及承压板表面涂以环氧树脂胶泥, 起防水防锈保护作用。

⑶ 锚具防腐处理后及时浇捣封锚细石混凝土。

4 结语

超长地下室混凝土结构中的温度收缩裂缝控制是结构设计中的一个难题, 并且地下水位的原因, 裂缝具有极大的危害性。本文结合实际工程, 设计中采用布置无粘结预应力筋补偿温度收缩应力, 并讨论预应力施工技术措施, 现工程已完成, 并取得良好效果, 希望本工程能对类似工程提供一些参考价值。

参考文献

[1]顾渭建, 张兴彦, 张鏖.RC高层建筑超长结构屋盖温度场的理论分析[J].土木工程学报, 2005, 38 (9) :61-67.

[2]王干, 赵建忠, 李应权.超长地下室结构的无缝设计及施工技术措施[J].结构工程师, 2005, 21 (6) :68-71.

[3]别怀庆, 阮兴群.超长建筑结构设计及施工的几点体会[J].安徽建筑, 2005, (5) :63-65.

超长轴线控制技术应用 篇7

关键词：超长混凝土伐板基础,大体积混凝土,施工关键技术,裂缝控制

1工程概况

项目位于上海市嘉定新城区, 东至沪宜公路、南至希望路、西至小横沥河、北至伊宁路。主要由7栋5层多层住宅、2栋18层高层住宅、1栋4层办公楼、1栋17层办公楼、2栋3层商业、1栋1层变电站及配套1号地下车库、2号地下车库、门卫、围墙等18个单位工程组成, 建筑面积为89127m2, 地下建筑面积为29840m2, 底板平面尺寸为200m*140m。结构形式地下车库为框架结构, 其余均为剪力墙结构。±0.000相当于绝对标高5.80m。地下车库以2—S轴线分为南北两块, 南侧底板混凝土普遍区厚度为500mm, 承台部位混凝土厚度为800-1000mm, 该区纵横向800mm宽后浇带共分为11块, 其中最大块1630m2, 最小块为620m2, 其中17层办公楼电梯基础尺寸为16.8m*9.6m, 底板厚度为1500mm;北侧为2栋高层住宅区, -2层底板厚度900mm, 承台部位混凝土厚度为800-1500mm, 纵横向800mm宽施工后浇带共分为4块, 西北侧3-E轴线以东1条800mm宽沉降后浇带, 其中最大块960m2, 最小块为218m2。底板混凝土均为C35, 抗渗等级为P6。人防位于地下车库, 为附建人防工程, 建筑面积为5794.1m2。工程抗浮采用抗拔桩+结构自重, 地下室水位常年在绝对标高2.71-3.84m。

2施工方案策划

根据土方开挖及地下室底板大致由北向南的施工总体部署及施工流向, 地下室底板混凝土浇筑时间将在6月份中旬至10中下旬, 因此即便选择早间或晚间浇筑混凝土的昼夜平均气温变化也变化较大 (25~30℃) 。根据设计文件要求, 地下室底板除了电梯间局部1500mm厚外, 其他部位底板设计厚度500~1000mm, 按现行《大体积混凝土施工规范》 (GB50496-2009) 定义, 厚度900mm及以下的底板不属于大体积混凝土, 但考虑到其需控制裂缝而必须采取温度控制及抗裂措施, 因此属于有大体积混凝土性质的混凝土结构。本工程确保底板混凝土施工质量的关键在于裂缝控制, 而裂缝控制的关键在于减少混凝土的收缩, 其技术措施包括混凝土材料的选择、配合比设计、热工计算、正确放置板底板底部 (顶部) 附加钢筋、加强后浇带混凝土质量控制等, 再结合施工季节动态地制定可行、实用的底板裂缝控制方法及措施。

2.1预拌混凝土材料的选择要求

大体积混凝土裂缝控制的关键, 采用中低热水化热的水泥, 通过掺加粉煤灰、矿渣粉和高性能减水剂以减少水泥的用量, 对裂缝起到良好的作用。设计文件要求采用预拌混凝土, 因此选择资质等级三级及以上信誉良好的商品混凝土生产企业提供混凝土且混凝土运输时间1小时以内。原材料选择及掺加料选择如下:

(1) 在满足混凝土C35及工作性前提下, 选择普通硅酸盐P.O42.5水泥, 其3D水化热值不超过302KJ/Kg, 7D水化热值不超过355KJ/Kg。

(2) 粗骨料:碎石粒径5~25mm, 并连续级配, 含泥量不大于1%。

(3) 细骨料:中砂, 含泥量不大于3%, 砂率42%。

(4) 底板混凝土的抗渗要求为P6, 宜采用高性能减水剂。聚羧酸类高效减水剂可以有效减少水泥用量, 而且其配制的混凝土还可以大幅度减少混凝土的收缩[1]。

2.2配合比设计

合理的配合比设计以减少混凝土收缩是大体积混凝土裂缝控制的主要技术措施, 配合比设计时所用的材料必须为施工实际使用的材料, 该配合比需经搅拌站技术负责人批准。现场交货时提供的配合比通知单各原材料配比为:普通硅酸盐水泥P.042.5, 267kg/m3;矿粉32 kg/m3;粉煤灰77 kg/m3;水178 kg/m3;中砂757 kg/m3;石子1027 kg/m3;外加剂4.51kg/m3。其中水胶比 (0.47<0.5) 及粉煤灰掺量 (20%) 、矿粉掺量 (9%) 、粉煤灰及矿粉总掺量 (29%) 均满足大体积混凝土对拌合物掺加量的要求。

2.3混凝土热工效益计算

伐板基础施工前, 对南北两区不同厚度的底板及承台进行浇注体温升值、里表温差等控制指标进行计算, 以便对混凝土施工采取相应的技术措施。参考《大体积混凝土瞬间温度场实测与数据分析》, 混凝土最大温度峰值会出现在浇筑后第3-6d[2], 现选取具有代表性900mm、1500mm厚的底板进行热工计算。以下公式及符号如未作特别说明, 均参考《大体积混凝土施工规范》 (GB50496-2009) [3]及建筑施工手册 (第四版) [4]。通过多个工程的实践, 按2003年9月出版的《建筑施工手册》第四版614页表10-83所查得的降温系数ξ值偏小, 实际降温没有那么快, 因为大体积混凝土绝大多数都是在地基上, 地基土的温度在18~20℃, 向地下散热较慢, 只有其他几个面向外散热。经过测算, ξ的值比施工手册上的数值增加0.2较为合适[5]。以下计算时, ξ的取值比施工手册上相应龄期的数值增加0.2。

2.3.1最大绝热温升:

(1) 以3d计算温升峰值, 普通硅酸盐水泥P.042.5水化热为278KJ/kg。

绝热温升值:T (3) =WQ (1-e-mt) /Cρ=376×278×0.95 (1-2.718-0.406×3) /0.97×2400=30.03℃

(2) 以6d计算温升峰值, 普通硅酸盐水泥水化热为352KJ/kg

绝热温升值:T (6) =WQ (1-e-mt) /Cρ=376×352×0.95 (1-2.718-0.406×6) /0.97×2400=49.28℃,

2.3.2预估的混凝土内部最高温度T1 (t) (入模温度Tj=30℃) :

3d时, 900厚混凝土中心温度T1 (3) ≈30+ξT (3) =30+0.56×30.03≈46.82℃;1500厚混凝土中心温度T1 (3) ≈30+ξT (3) =30+0.69×30.03≈50.72℃;

6d时, 900厚混凝土中心温度T1 (6) ≈30+ξT (6) =30+0.49×49.28≈54.15℃;1500厚混凝土中心温度T1 (6) ≈30+ξT (6) =30+0.66×49.28≈62.53℃;

2.3.3砼表面温度T2 (t)

(1) 保温材料厚度 (选用草袋作为保温材料) :

(2) 混凝土虚厚度:β=1/ (∑δi/λi+1/βq) =1/ (0.024/0.14+1/23) =4.653w/ (m.k) ;

h'=κ.λ/β=2/3×2.33/4.653=0.33m;

(3) 砼计算厚度:H=h+2h'=0.9+2×0.33=1.56m或H=h+2h'=1.5+2×0.33=2.16m。

施工期大气平均温度取Tq=30℃,

以3d计算:900mm厚混凝土表面温度T2 (3) ≈30+4×0.33 (1.56-0.33) (46.82-30) /1.562≈41.22℃;1500mm厚混凝土表面温度T2 (3) =30+4×0.33 (2.16-0.33) (50.72-30) /2.162=40.73℃;

以6d计算:900mm厚混凝土表面温度T2 (6) ≈30+4×0.33 (1.56-0.33) (54.15-30) /1.562≈46.11℃;1500mm厚混凝土表面温度T2 (6) =30+4×0.33 (2.16-0.33) (62.53-30) /2.162=46.84℃;

2.3.4温差计算

(1) 砼中心最高温度与表面温度之差 (T1 (t) -T2 (t) )

3d内外温差为:46.82-41.22=5.6℃ (900mm厚) , 50.72-40.73=10.0 (1500mm厚) ;6d内外温差为:54.15-46.11=8.0℃ (900mm厚) , 62.53-46.84=15.7 (1500mm厚) 均未超过25℃。

(2) 表面温度与大气温度之差 (T2 (t) -Tq)

3d温差为:41.22-30=11.22℃ (900mm厚) , 40.73-30=10.73℃ (900mm厚) ;6d温差为:46.11-30=16.11℃ (900mm厚) , 46.84-30=16.84℃ (900mm厚) , 均未超过20℃。

因此采用50mm草袋能够满足规范要求。

如混凝土表面未考虑覆盖h'=κ.λ/β=2/3×2.33/22=0.07m7, H=1.04m或1.64m, 通过计算得出3d、6d的表面温度与大气温度之差 (3~8℃) 亦均小于20℃。考虑施工期间昼夜温差大, 且日均气温高达32℃左右, 故采用塑料薄膜草袋覆盖后洒水养护使混凝土表面水分不易挥发而保持湿润状态以利温差控制。

3底板混凝土浇筑

根据基础底板处的后浇带、水平施工缝分布情况, 将底板混凝土分区进行浇筑, 每个区段将采用1台汽车泵和1台110m左右的固定泵进行混凝土输送。由于底板混凝土厚度不超过2M, 为防止出现施工冷缝隙, 采用一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶的推移式连续浇筑施工方式。根据施工总体部署及施工策划方案, 经热工计算并结合以往工程经验进行温控及养护是底板混凝土裂缝控制的关键。

3.1施工技术准备

(1) 严格控制混凝土的生产和运输。优选混凝土原材料及混凝土配合比, 如按要求掺加粉煤灰、矿粉、高效减水剂等以减低混凝土早期水化热。混凝土搅拌设备要求搅拌站尽可能采取遮阳措施, 对原材料温度进行监测, 砂石进行含水率、含泥量控制。运输设备采用白色涂装, 运输时间不超过1小时, 现场等待卸车时间不超过30分钟。对于在运输过程中产生较长间歇时间的混凝土或运输至现场等待上泵而产生较长间歇的混凝土, 加强其坍落度检查。

(2) 严格控制混凝土的入模温度。除了搅拌站严格控制原材料的入机与出机温度外, 现场必须合理配备用水、用电、通行道路, 并加强现场指挥与协调工作, 尽量缩短混凝土的装运时间。本工程混凝土一次到顶的浇筑方法, 连续均衡施工, 其入模后流淌距离较短受环境影响小, 可以减少混凝土入模温度。

(3) 做好隐蔽工程及模板 (垫层及砖胎膜) 验收工作。混凝土施工前对钢筋工程、水电预埋管件、以及底板垫层的质量验收, 防止施工期间返工修整。对电梯井、集水井、承台、底板标高变化处的钢筋安装质量重点检查, 需整改的必须在混凝土浇筑前验收通过。垫层平整度、承载力等符合“模板”要求。

3.2混凝土浇筑

(1) 混凝土浇筑时间安排在早上或夜间, 避开高温时段。底板混凝土泵送浇筑过程中应由远而近、大致由北向南的顺序进行, 确保混凝土连续均衡、一次到顶的浇筑。对于承台底板高低处先浇筑承台再浇筑底板, 保证高低相接处的混凝土浇筑密实。

(2) 加强混凝土振捣。每次振捣时间以20-30s为宜 (混凝土表面不再出现气泡、泛出灰浆为准) 。振捣时, 要尽量避免碰撞钢筋、管道预埋件等。振捣棒插点采用行列式的次序移动, 一般振捣棒的作用半径为300-400mm, 每次移动距离不超过振捣棒有效作用半径的1.25倍, 振捣操作要快插慢拔, 防止漏振、欠振。对模板边角以及钢筋、埋件密集的区域适当延长振捣时间、加密振捣点等技术措施, 必要时采用微型振捣棒或人工辅助振捣。

(3) 后浇带处混凝土浇筑。结合面应粗糙无松动石子、浮浆等且施工缝处混凝土强度不小1.2MPa, 后浇带混凝土强度等级及性能要求、钢筋布设、模板等符合设计要求。后浇带封闭时间不少于14d且经设计单位确认, 沉降后浇带封闭时间在主体结构封顶后进行。

(4) 对于结构板面上的墙、柱交接部位以及承台与底板连接部位、预埋管、钢筋密集区域, 在振捣后初凝前容易产生集中应力, 出现早期塑性裂缝-沉降裂缝, 因此必须控制下料、二次振捣予以消除。

4养护技术措施

根据混凝土热工效益计算, 6月份—10月份核心区混凝土水化热峰值63℃左右, 若不根据气候条件采取措施降低混凝土核心区温度或提高混凝土表层温度, 混凝土内外温差超25℃, 将产生温差应力和裂缝。因此将7月份、8月份及9月份作为高温施工季节, 其他月份结合以往施工经验及措施加强养护即可。根据实测混凝土入模温度28~32℃, 底板中心最高温度64℃, 与理论计算基本相符, 温度变化曲线见图1, 图2:

4.1混凝土测温养护

(1) 采用2层塑料膜和1层草袋保湿方法。混凝土初凝后, 先盖1层塑料薄膜, 防止混凝土表面的水分向外界蒸发散失, 使混凝土始终处于潮湿的环境中硬化;终凝后, 再加50mm后铺草袋和1层塑料薄膜。目的是保温蓄热, 减小混凝土的内外温差与降温速率。保温养护期间严禁随意掀开保温材料, 因后续工序需要 (如测量放线等) , 必须揭开保温层时, 只宜局部进行并且在工作完成后及时覆盖。根据测温记录, 混凝土初凝后3-7d, 其表层温度均在42~46℃, 与大气温度和筏板核心温差小于25℃。养护7d后, 应揭开覆盖物, 浇水养护, 浇水次数应保持混凝土面经常湿润状态且养护时间不得少于28d。

(2) 混凝土测温与监控

1) 为降低混凝土硬化初期水化热, 混凝土入模温度应控制在30℃以内。为此, 自混凝土浇筑入模开始, 即应进行温度监测, 以便采取相应措施。2) 及时掌握混凝土内部温升与表层温度值, 在每个施工区的筏板内各埋设6个测温点。每个测温点埋设测温管2根, 一根管底埋置于筏板混凝土的中心位置, 测量混凝土中心的最高温升, 另一根管底距筏板上表面100mm, 测量混凝土的表面温度, 测温管均露出混凝土表面100mm。用100℃的红色水银温度计测温以方便读数。在监测周期前1-4d, 每4h测量并记录各点温度数据1次;5-7d, 每8h测量并记录各点温度数据1次;8-28d, 每12h测量并记录各点温度数据1次;同一测温点同一时刻2根测温管的温度差, 监测报警值为25℃。温差超过25℃时, 每超过约1.5℃应加铺一层草袋, 减少表面热扩散, 充分发挥混凝土的应力松弛效应, 提高混凝土抗拉性能。

4.2其他技术措施

(1) 二次抹压处理。为避免混凝土浇筑后裸露表面产生塑性收缩裂缝, 在初凝、终凝前进行抹面处理。在混凝土初凝前每次抹面采用铁板压光磨平2遍, 必要时在混凝土终凝前1-2小时进行多次抹压处理, 在混凝土表层配置抗裂钢筋网片。

(2) 地下水水位控制以防止底板上浮或开裂。由于地下室水丰富, 主体结构未浇筑至二层前不得停止基坑降水。施工期间加强水位监测以便根据实测结果指导施工。另外, 台风期间暴雨等原因如导致未及时封闭的基坑灌水, 需及时排除积水。

(3) 加强成品保护。混凝土强度1.2MPa之前, 必须做好成品保护工作, 不得放置钢筋、实心水泥砖等工程材料和电焊机机具设备等。

5结语

质量是建筑工程的生命, 也是社会的关注热点。通过上述施工策划及技术控制措施, 地下室底板从2014年6月15日开始浇筑底板, 于当年10月25日顺利完成全部浇筑任务, 共计25200m3混凝土, 底板未发生有害裂缝, 项目取得良好的管理成效并于2015年10于获得嘉定区优质结构工程称号。本文通过案例实践论述了大体积混凝土底板的主要施工技术, 对于类似建筑结构的施工具有一定参考作用。

参考文献

[1]国家标准《混凝土结构工程施工规范》管理组.混凝土结构工程施工规范实施指南[M].北京:中国建筑工业出版社, 2014.5.169.

[2]王贵君等.大体积混凝土瞬态温度场实测与数值分析[A].第19届全国结构工程学术会议论文集 (第Ⅱ册) , 2010 (11) :Ⅱ-144.

[3]中国冶金建设协会.GB50496-2009, 大体积混凝土施工规范[S].北京:中国计划出版社, 2009.22-32.

[4] (第四版) 缩印本/建筑施工手册 (第四版) 编写组.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.613-615.

超长轴线控制技术应用 篇8

近年来加气混凝土砌块由于具有容重轻、保温性能好、施工方便、造价相对较低等优点广泛应用于建筑填充墙砌筑工程, 但在加气混凝土砌块墙体施工中, 常因施工方法与设计措施不当, 出现墙体裂缝、墙面抹灰空鼓、开裂等质量问题, 从而影响建筑物的使用和美观功能。

1 技术特点

1) 在构造设计方面, 精心设置门窗边柱, 布置构造柱及连系梁, 增大对墙体的约束、分割大面积墙体, 防止墙体开裂。

2) 在砌筑施工方面, 通过安排组织整个工程的空间立体流水作业, 使得整墙砌筑分三次完成, 分次实现墙体的沉降, 减少干缩裂缝。

3) 在抹灰施工方面, 通过抹灰基层涂刷界面剂、不同材料交接部位挂贴钢丝网、抹灰砂浆添加粉煤灰和聚丙烯纤维等综合措施来提高墙体抹灰层的抗裂性能。

2 工艺原理

加气混凝土砌块墙体裂缝的原因既有地基沉降、温度变化、干缩变形方面的原因, 也有设计构造、材料及施工质量、工程管理方面的原因。根据成因, 最常见的裂缝分为五类:一是温度裂缝;二是干燥收缩裂缝;三是由温度和干缩共同产生的裂缝;四是设计构造造成的裂缝;五是施工质量造成的裂缝。

为确保加气混凝土砌块墙体及其抹灰工程的高质量, 通过采取控制加气混凝土砌块技术特性及抹灰砂浆的性能、设计构造措施、控制加气混凝土砌筑和抹灰施工的质量来防止砌筑及抹灰裂缝, 且强调全过程控制。

3 工艺流程

施工准备→按填充墙空间尺寸绘制砌体排块图→框架柱或剪力墙上抄平、弹轴线、划皮数线→设拉结筋→挂线铺浆砌筑→砌至距梁底130 mm采用斜砌砖砌筑, 与梁底打紧→管线敷设→墙体修补处理→机器喷涂专用界面处理剂→钉钢丝网→找方冲筋→底层抹灰→面层抹灰→喷水养护。

4 操作要点

4.1 结构及构造措施优化

1) 当墙长大于4 m时, 应增设间距不大于3 m的构造柱;每层墙高的中部应增设高度为120 mm与墙体同宽的钢筋混凝土腰梁, 砌体无约束的端部必须增设构造柱, 预留的门窗洞口应采取钢筋混凝土框加强, 使砌体成为约束砌体, 从而控制裂缝。

2) 采用植筋法工艺设拉筋、保证拉结筋位置准确牢固。

3) 将砌块墙中设置的构造柱与梁底节点, 由传统的刚性节点改为柔性节点, 以释放框架梁下挠时的压应力, 消除构造柱两侧墙体压应力集中导致的剪切开裂。

4.2 施工准备

结构经验收合格后, 对操作人员进行技术交底和培训, 将墙体上的门窗洞口、窗台、预留混凝土砌块的位置详细说明, 并将灰缝大小、拉结筋布设、组砌方式等做好详细交底。根据基础或楼层中的控制轴线, 事先测放出墙体的轴线和门窗洞口的位置线, 将门顶及窗台窗顶的位置标高线标识在墙或柱上。在砌筑砌体前应对基层进行清理, 将墙体处的浮浆、灰尘清扫冲洗干净, 并浇水使基层湿润。砌筑砂浆应符合设计强度和和易性要求, 砂浆中的水泥、砂及外加剂均应提前作复试, 复试合格的材料通过试配确定配合比。

4.3 按填充墙空间尺寸绘制砌体排块图

1) 应根据工程设计施工图纸, 结合砌块的品种规格, 绘制砌体砌块的排列图, 经审核无误后, 按图进行预先试排砌块, 排列应从基础顶面或楼层面进行, 并优先使用整体砌块。不得已必须断开砌块时, 应使用手锯、切割机等工具锯裁整齐, 并保护好砌块的棱角, 长度小于等于200mm的砌块不得上墙。砌筑砌块时, 上下皮灰缝应错开搭砌, 搭砌长度不应小于砌块总长的1/3。当搭砌长度小于150 mm时, 即形成通缝, 竖向通缝不应大于2皮砌块, 否则应配4钢筋网片或26钢筋, 长度宜为700 mm。

2) 砌块排列时, 必须根据设计尺寸、砌块模数、水平灰缝的厚度和竖向灰缝的宽度, 计算皮数和排数, 在皮数杆上或柱墙上排出砖的皮数及灰缝厚度, 并标出窗台、洞口、圈梁等的标高, 以保证砌体的尺寸。

4.4 框架柱或剪力墙上抄平、弹轴线、划皮数线

根据楼层高度和灰缝厚度, 按砌块墙顶标高距框架梁底标高130 mm控制砌体高度, 并在框架柱、剪力墙砌体侧面画出皮数控制线 (水平缝厚度按4~5 mm控制) , 然后按皮数控制线位置和设计要求精确定位, 砌筑前在框架柱、剪力墙砌体侧面抄平。按预先绘制的砌块排列图画排数线 (竖向灰缝宽度按4~5 mm控制) 。框架柱、剪力墙要标明砌块高度、灰缝厚度、窗台、门口位置以及梁下预留空间尺寸 (预留20~60 mm) 。

4.5 设拉结筋

1) 根据柱或墙上画的皮数杆, 准确定位拉结筋位置。框架柱与填充墙沿高度600 mm左右, 规范地设置26连接钢筋, 伸入墙内长度1 000 mm, 墙体转角处和纵横交接处沿墙高每隔500~600 mm设拉结筋, 其数量为每120 mm墙厚不少于16, 埋入长度从墙的转角或交接处算起, 每边≥1 000 mm, 埋入砌体内部的拉结筋, 设置正确、平直, 其外露部分在施工中无任意弯折的现象发生。

2) 填充墙构造柱中每600 mm左右高 (符合砌块模数) 设26埋入砌体内部的拉结筋, 位置正确、平直, 无任意弯折的现象。马牙槎垂直平整且进出一致, 混凝土构造柱浇筑振捣密实, 拆模后表面清晰、平整、光滑。

4.6 挂线铺浆砌筑

1) 砌筑时应双面挂线, 按排列图从墙体转角处或定位砌块处开始砌筑, 砌块应做到“下符槎、上符线”。砌块砌筑采用“铺浆法”, 铺浆长度以一块砌块的长度为宜, 铺浆要均匀, 厚度15 mm为宜, 浆面平整, 铺浆后立即放置砌块, 轻揉挤压一次摆正找平。如铺浆后不能立即放置砌块, 砂浆失去塑性, 则应铲去砂浆重新铺砌, 竖向灰缝可采用挡板堵缝法填满、捣实、刮平, 宽度20 mm为宜。墙体砌筑时, 原浆随砌随勾缝。灰缝横平竖直、厚度均匀, 砂浆饱满, 竖缝中无瞎缝、透亮缝。门窗洞口及构造柱和墙体端部的非整砌块, 采用无齿锯切割成型, 严禁用黏土砖补充。

2) 在满足工程总工期的前提下, 精心安排组织整个工程的空间立体流水作业, 整墙砌筑分三次完成。整墙砌筑采用分段砌筑方式可以分次实现墙体的沉缩, 在施工过程中既保证墙体最大限度地完成变形, 又满足了防裂措施要求的施工时间间隔。过程如下:第一次砌筑高度1 m左右, 即放置停歇3 d以上;第二次砌筑至斜砌部分, 接近梁、板底的部位, 预留一定空隙, 第二次停歇7 d以上;第三次砌筑接近梁、板底的部位, 采用定制的“斜砌砖”斜砌并挤紧, 其倾斜度为60°左右, 砂浆砌筑饱满。

4.7 砌筑至梁底时采用斜砌砖砌筑

砌至距框架梁底130 mm时停止, 30 d后采用60°角斜砌砖砌筑并将梁底节点处砂浆划入30 mm深作控制缝, 释放砌体残余收缩应力。在内外墙抹灰前, 用水灰比为0.4的1∶2补偿收缩水泥砂浆 (掺加水泥用量12%的膨胀剂) , 将梁底、柱侧节点缝打捻严实。

4.8 管线敷设

水、电管线的暗敷工作, 必须待墙体砌筑完成24 h后方可进行。开槽时, 应使用专用工具。砌块墙体镂槽埋设暗管时, 水平向镂槽总深度不得大于四分之一墙厚;竖向镂槽总深度不得大于三分之一墙厚。应避免交叉双面开槽。暗敷电线管外皮距墙外皮最小距离不得小于15 mm。对穿越墙体的通风空调管道, 在砌筑时准确预留孔洞、严禁遗漏;对消防、给水系统穿越墙体的管道, 用成孔机在墙体上打孔, 并埋设钢套管。各种管道应在地上入户处设置柔性防水套管, 以防渗漏。线管埋好后表面清理干净, 再用加气混凝土专用砂浆填实。

4.9 墙体修补处理

首先应清除砖砌体表面杂物, 用钢丝刷将墙面满刷一遍, 清除粘附的松散物、残留灰浆、舌头灰、尘土等。然后使用高弹密封胶封闭边角及混凝土柱、梁与砌体相接处的凹槽。封堵后, 在其上面刮腻子。对松动、灰浆不饱满的拼缝及梁、板下的顶头缝, 在表面洒水湿润后用1∶1掺107胶水泥砂浆 (胶浆掺入粗砂) 甩毛。凹处较大时, 需用胶灰分层找平, 每层不大于7 mm。

4.1 0 机器喷涂专用界面处理剂

为确保粉刷层与基层粘结牢固, 抹灰前将基层清扫干净, 砌体表面喷涂专用界面处理剂作为结合层。采用空气泵喷涂界面剂, 确保界面剂涂刷均匀。

4.1 1 钉钢丝网

为防止在温度作用下, 不同材料之间产生裂缝, 下列部位抹灰挂钢丝网:

1) 墙体结构不同材料交接处, 如加气混凝土砌体与混凝土梁、柱、剪力墙、窗台压顶等相交接处。在混凝土与砖墙交接处钉钢丝网片, 钢丝网每边压墙长度≥250 mm, 搭接长度≥80 mm。

2) 暗埋管线的孔槽处。敷设管线后的沟槽、穿墙套管和预埋件等, 应用1∶3水泥砂浆填实, 宜比墙面微凹2mm, 再用粘结剂补平。并沿槽长及洞口周边外贴大于100mm宽钢丝网加强。

3) 外墙面粉刷应采取满铺镀锌钢丝网等措施, 避免砌体抹灰裂缝的产生。

4.1 2 找方冲筋

根据基层表面平整垂直情况, 用一面墙做基准, 吊垂直、套方、找规矩, 确定抹灰厚度, 抹灰厚度不应小于7mm。当墙面凹度较大时应分层衬平, 每层厚度不大于7~9mm。操作时先抹上灰饼, 再抹下灰饼。抹灰饼时应根据抹灰要求, 确定灰饼的正确位置, 再用靠尺板找好垂直与平整。灰饼宜用1∶3水泥砂浆抹成5 cm见方形状。墙面面积较大时应先在地上弹出“十”字中心线, 然后按基层面平整度弹出墙角线, 随后在距墙阴角100 mm处吊线并弹出铅垂线, 再按地上弹出的墙角线往墙上翻引弹出阴角两面墙上的墙面抹灰层厚度控制线, 以此做灰饼, 墙面做灰饼时, 离梁底及离踢脚线20 cm做灰饼, 灰饼间距不大于1.5 m。墙柱交接部位离柱15 cm做灰饼以保证阴角顺直, 房间抹灰时必须保证房间方正, 偏差不得超过1.5 cm。

4.1 3 底层抹灰

1) 抹灰砂浆的选用应与加气砌块材质相适应, 采用粉煤灰水泥砂浆水化热低、和易性好、保水性强、塑性好、跟加气砌块亲和力强。另外, 砂浆强度的选择应由内到外从低到高柔性渐变, 以兼顾基层材料和外部饰面的要求。底层灰的强度和膨胀系数应与基层相当, 打底为1∶0.5∶5水泥粉煤灰, 砂浆中均掺入聚丙烯纤维, 掺量为0.9 kg/m3砂浆, 确保聚丙烯纤维计量准确, 事先将聚丙烯纤维按每盘用量分别过称并使用小袋包装, 搅拌时按袋投放, 砂浆采用机械拌合, 由于掺加纤维, 搅拌时间不少于120 s。

2) 抹灰前先抹一层薄灰, 要求将基体抹严, 抹时用力压实使砂浆挤入细小缝隙内, 抹与灰饼平, 用木杠刮找平整, 用木抹子搓毛。混凝土框架柱抹底灰需要将基层甩浆甩满柱面, 待基层胶浆完全凝固后抹底子灰。然后全面检查底子灰是否平整, 阴阳角是否方正、墙顶板交接处是否光滑平整、顺直, 并用托线板检查墙面垂直与平整情况。

3) 当遇有预留施工洞时当底灰抹平后, 应把预留孔洞、电气箱、槽、盒周边的5 cm砂浆刮掉, 改抹1∶3水泥砂浆, 把洞、箱、槽、盒周边抹光滑、平整。

4.1 4 面层抹灰

加气混凝土基体罩面为1∶0.5∶5水泥粉煤灰砂浆, 应在底灰七至八成干或抹灰发白后开始抹第二层灰, 当底灰有七成干时 (抹时如底灰过干应浇水湿润) , 罩面灰两遍成活, 厚度不大于10 mm, 操作时两人同时配合进行, 先做灰饼, 一人先刮一遍薄灰, 另一人随即抹平。依先上后下的顺序进行, 然后赶实压光, 压时要掌握火候, 既不出现水纹, 也不可压活, 使表面细腻光滑, 色泽、抹纹一致。压好后随即用毛刷蘸水将罩面灰污染处清理干净。施工时整面墙不宜甩破活, 如遇有预留施工洞时, 可甩下整面墙待抹为宜。

4.1 5 喷水养护

墙面抹好后应做好成品养护, 不得剔凿、刻划墙面, 同时应按时喷水保持湿润。

5 主要材料与设备的要求

1) 填充墙所用砌块应达到GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》中的质量要求。

2) 由于加气混凝土砌块的性能不同于实心黏土砖, 因此砌筑与抹灰宜优先选用专用砂浆, 如引气型塑化砂浆。

3) 加气混凝土砌块墙体宜采用专用界面处理剂。

4) 钢丝网采用镀锌钢丝网, 眼目规格不宜大于20 mm×20 mm, 钢丝直径不小于1 mm。

6 质量控制措施

1) 砌块砌体填充墙水平胶缝饱满度应大于90%, 竖缝饱满度应大于80%。

2) 梁、构造柱、水平系梁以及墙体拉结筋的位置、锚固长度以及搭接长度应符合设计、施工规范要求, 并进行隐蔽工程验收、填写隐蔽工程验收记录。

3) 外墙抹灰工程施工前应先安装钢木门窗框、护栏等, 并应将墙上的施工孔洞堵塞密实。

4) 抹灰用的石灰膏的熟化期不应少于15 d, 罩面用的磨细石灰粉的熟化期不应少于3 d。

5) 室内墙面、柱面和门洞口的阳角做法应符合设计要求。设计无要求时, 应采用1∶2水泥砂浆做暗护角, 其高度不应低于2 m, 每侧宽度不应小于50 mm。

6) 当要求抹灰层具有防水、防潮功能时, 应采用防水砂浆。

7) 各种砂浆抹灰层, 在凝结前应防止快干、水冲、撞击、振动和受冻, 在凝结后应采取措施防止脏污和损坏。水泥砂浆抹灰层应在湿润条件下养护。

8) 外墙的抹灰层与基层之间及各抹灰层之间必须粘结牢固。

9) 墙体结构不同材料交接处贴耐碱玻纤网格布, 宽度不少于300 mm, 绷紧固定在混凝土与砌体的底灰上, 粘结牢固。

7 优点

7.1 节约施工成本

以平顶山市行政服务综合楼为例, 工期缩短18 d, 节省机械租赁费、管理人员工资等项综合费用9万元;采用机器喷涂界面处理剂, 与传统人工涂刷界面剂相比, 节省了人工并加快了进度, 此项节省了人工费1.53万元, 共节约直接施工成本10.53万元。

7.2 加快了施工进度

采用本技术施工的填充墙内墙抹灰与传统的水泥砂浆抹灰相比, 从抹灰完毕到涂料饰面施工的干燥技术间歇时间, 由28 d缩短到10 d, 使施工周期缩短18 d。

7.3 社会效益显著

按本工艺施工的平顶山市行政服务综合楼工程砌块填充墙, 消除了墙体裂缝的质量通病, 平顶山市行政服务综合楼获得2011年度质量最高奖———“鲁班奖”。该技术为砌块填充墙防裂提供了经济、先进、可操作性强的配套施工技术, 为新型节能墙体的推广和发展提供了技术保障, 为我国新型节能墙体的推广发展产生了积极的作用。

浅析土压平衡盾构机施工轴线控制 篇9

关键词：盾构姿态,纠偏,轴线控制

1 工程概况

本工程为西安地铁四号线试验段-3标李家村站~和平门站区间, 区间单线总长为2.3km, 最大纵坡为28‰, 最小曲线半径为1000m, 采用盾构法施工。

李~和区间隧道埋深8.3~17m, 区间地层自上而下分布为:1-1杂填土;1-2素填土;3-1-1新黄土;3-2-2古土壤;4-1-2老黄土;4-2古土壤;4-4粉质粘土层。

本盾构区间左线采用CTIG-6140土压平衡盾构机进行施工。盾体总长9980mm, 盾构机总重约370t, 最大开挖直径6170mm, 前盾外径6140mm, 中盾外径6140mm, 尾盾外径6140mm, 最大掘进速度92mm/min, 最大推力4000吨。

2 盾构轴线偏差的影响因素

盾构轴线的控制是盾构推进施工的一项关键技术。在实际施工中, 由于盾构机在掘进过程中受到开挖面土压力和盾壳外围土压力的不均衡性、地下土层变化、施工参数的设置、人员的误操作及其他方面的影响, 盾构机的实际推进轴线无法与理论轴线保持一致, 因此, 两者之间的差值直接影响隧道的顺利贯通和质量。控制好盾构的推进轴线, 才能保证管片拼装位置的准确, 才能使隧道竣工轴线误差控制在允许范围内。根据实际施工情况, 现简单分析下轴线偏差的原因。

2.1 始发基座的变形

盾构进出洞过程中基座设置很关键, 它会直接影响到盾构机始发姿态的好坏。盾构基座设置主要包括有洞门中心的位置、竖井的大小、还包括设计坡度与平面方向、盾构机的长度、反力架和环的尺寸等。如果其中任一因素发生改变都将会导致盾构基座发生变形, 使盾构掘进轴线偏离设计轴线, 将直接导致盾构机在初始推进时发生位置偏移。甚至在始发后导致盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角, 致使盾构轴线控制失控, 盾构走形偏离隧道设计轴线。

2.2 管片拼装及注浆的影响

盾构机在掘进过程中, 随着盾构姿态沿轴线的不断调整, 盾构千斤顶产生的行程差, 要通过合理的使用转弯环 (左转弯环或右转弯环) 管片来调整, 使管片与盾构机盾尾之间保证必要的盾尾间隙量。否则盾尾间隙量小, 盾尾受到管片的约束力, 极不利于盾构姿态的控制, 而且容易造成管片破损。此外, 管片拼装的真圆度也影响盾尾间隙量。

同步注浆理论上是填充切削土体与管片壁之间的空隙, 但同时要考虑盾构推进过程中的轴线纠偏、跑浆和注浆材料收缩等因素。盾构推进时同步注浆量的多少及浆液压力的大小和环向的分布都可能对轴线控制产生直接的影响。

2.3 施工参数

盾构机在掘进中, 所穿越的地层直接影响到盾构机及隧道的整体受力情况, 尤其是在不同的地层之间进行掘进中, 盾构机的受力情况更加复杂。这样会给掘进中的姿态控制造成了较大的难度, 所以在施工中, 要对隧道穿越地层的地质情况进行系统地分析, 事先确定掘进参数, 以保证施工的顺利进行。

2.4 人员操作的误差

在隧道掘进过程中, 测量的正确性、准确性及精确性是至关重要的, 它直接决定了盾构机的掘进方向, 所以在施工中应保证测量的万无一失, 并经常进行复测, 并对现有测量成果进行及时调整, 保证隧道轴线的正确性。盾构机操作手的误操作也是影响姿态的重要因素之一。盾构司机必须根据总工程师下发的技术指令及现场测量的结果, 通过合理控制分区油缸, 设定推进速度等手段来调整机身姿态。

2.5 施工技术

在掘进中, 影响盾构机姿态及隧道轴线控制的因素还很多, 主要包括盾构机选型、掘进参数的设定、地下水及地下不明物、隧道自身游离偏移等, 都需要在具体施工中根据具体情况进行具体的分析解决。

3 盾构轴线偏差的控制措施

3.1 控制内容

盾构掘进过程中, 根据盾构机相对于设计轴线的偏差描述为以下几种盾构姿态。

(1) 水平姿态:水平偏差值, 右偏为正, 左偏为负。 (2) 垂直姿态:高程偏差值, 沿坡度向上为正, 向下为负。 (3) 盾构侧滚:左转为负, 右转为正。

3.2 控制要点及部位

盾构机的姿态控制要点简言之就是, 通过调整推进千斤顶的各个区的推进油压的差值, 并结合铰接千斤顶的调整, 使盾构机形成向着轴线方向的趋势, 使盾构机三个关键节点 (切口、铰接、盾尾) 尽量保持在轴线附近。

3.2.1 盾构机切口部位的控制。

盾构机切口位置的控制可以通过调节四组推进千斤顶来实现。四组千斤顶分为四个区域:A区 (右侧) 、B区 (下部) 、C区 (左侧) 、D区 (上部) 。在均匀地质条件时, A区与C区油缸推力与速度基本相同时, 盾构机切口面保持直向前。在左转弯曲线段时应增加A区油缸推力和速度, 反之盾构机切口会产生向右转的趋势。

由于盾构机切口顶部与底部所在底层受力有差异, 所以在直推时, B区与D区推进压力差应当应根据实际推进时的土质具体情况和试推进情况来确定。在上坡段, 适当加大盾构机B区油缸推力和速度;在下坡时候应适当加大D区油缸推力和速度。综上在直线平坡段掘进时应尽量使所有油缸推力保持一致。

在进行转弯或变坡段顶进的过程中, 应提前对切口偏移位置进行预测算, 并在推进的过程中适当调整各区推进千斤顶的推进压力差, 以保证盾构机切口在推进的过程中始终保持在施工轴线的允许偏差范围内, 一般情况下, 我们会将允许偏差范围向曲线的中心方向作适度的偏移, 以保证盾构机能够较好的控制在施工轴线附近。

总之, 在进行盾构机切口位置的调整过程中, 应始终使盾构机保持在靠近轴线的推进趋势中, 即使在盾构机姿态不好的情况下, 亦应将盾构机的切口位置控制在施工轴线附近, 切忌使盾构机切口位置大幅度超出允许范围进行推进, 会对盾构机的姿态及隧道质量造成影响。

3.2.2 盾构机铰接部位的控制。

铰接装置是为了顺利进行曲线施工的一种辅助手段, 铰接的结构形式分为主动铰接和被动铰接。铰接装置可以通过液压油缸动作, 在上下、左右方向上调整盾构本体弯曲角度。

主动铰接一般在盾构机偏离轴线较大或处于小半径曲线的掘进中, 才有必要打开铰接, 但铰接的打开度需要提前计算打开角度, 然后按计算值将铰接打开到所设定的角度后, 将铰接锁定, 然后再进行推进。被动铰接在较大的变坡以及小半径隧道的掘进中轴线控制优势比较明显, 因为其具有较高的机动性, 比较适应施工工况, 能够有效的保证管片的成环质量及隧道的整体质量。

3.2.3 盾构机盾尾位置的控制。

由于盾构机在土体内是处于悬浮状态, 而成型的隧道则处于相对稳定的状态, 盾构机的盾尾直接与成型隧道的末端接触, 后几环管片的位置状态直接限制了盾尾的位置状态, 盾构机的盾尾位置是不能通过操作推进千斤顶来进行调解的, 它的位置状态多数取决于盾尾内拼装管片的位置状态, 所以调整好管片的姿态对盾尾的位置控制及整个隧道的整体质量都起着至关重要的作用, 只要把管片拼装的位置控制在设计范围内, 则盾尾的位置也必然能够满足后续掘进的设计要求。

4 结束语

文章以西安地铁四号线试验段-3标盾构工程为背景, 分析了引起盾构轴线偏离的主要因素及一些控制措施。盾构机姿态及隧道轴线控制, 是多个工序及工种的综合控制过程, 其中涉及的范围比较广泛, 首先技术部门确定但前推进方案及施工轴线, 然后由盾构司机通过对盾构机姿态的控制来实现施工轴线, 所以, 一条质量优良的隧道的成型是需要多个工序的协调配合才能实现的, 在具体的施工过程中, 还需要根据具体的施工情况作出相应的调整。

参考文献

[1]陈馈, 等.盾构施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2009.

[2]吴巧玲.盾构构造及应用[M].北京:人民交通出版社, 2011.

超长轴线控制技术应用 篇10

某商住综合楼工程地上18层,地下1层,裙楼4层,地下建筑面积10005m2,地上53048m2,建筑高度58m,建筑总面积63053m2。桩基础采用预应力管桩,共464根,桩长28-46m;最大桩承台厚度1.65m。电梯基坑厚度3.3m,深7m。底板厚度400mm,地下室外墙为钢筋混凝土墙体,厚度300m、350m。地下室墙板混凝土强度等级为C30、P8。

2 地下室大面积底板混凝土出现裂缝的原因

当前,多数建筑地下室混凝土施工后,出现的主要质量问题是裂缝、渗漏等问题,造成这些问题出现的主要原因包含以下几个方面:首先,由于混凝土失水引起收缩作用以及混凝土水化热现象,会造成结构体体积的变化,而结构体积的变化又会导致混凝土整体结构表面应力出现,如果混凝土表面的应力比混凝土自身的抗拉强度大,此时就会因为内外应力差造成裂缝出现;其次,加强带施工是建筑地下室混凝土浇筑施工各种的关键环节,如果对加强带施工时采用的技术措施不当,对结构整体质量会产生影响,施工质量也无法得到保证,影响结构的整体稳固,因此地下室结构中加强带是裂缝出现的主要位置。相关资料显示,针对地下室大面积底板与墙体混凝土以往施工各种的施工经验、技术措施及存在的问题进行分析和研究,对施工质量产生影响的主要因素进行统计,可有效提高施工质量,影响施工质量的主要因素如表1所示,主要因素排列如图1所示。

根据影响质量的因素分析,与实际施工结合,通过对比、观察、试验、检查等,可总结出在平时施工工艺及操作方面对部分因素加以注意即可解决质量问题,同时对这些因素也可以划分为主要影响因素和非主要影响因素。

3 地下室大面积底板施工中的技术难点

本工程中,地下室长度与宽度分别为111.5m和95.5m的矩形结构,地下室结构中没有设置永久变形缝,对该建筑进行设计中,为施工单位提供了膨胀加强带、沉降加强带及施工后浇带大样图供以参考。同时,结合工程地质勘查报告,工程所在地地下水位位于底板之上,因此对于本工程而言,需要解决的主要问题是确保地下室混凝土结构施工质量,防止出现裂缝、渗漏问题,这也是该工程中需要面对的施工难点与重点。因为该地下室结构面积比较大,因此对抗裂与抗渗方面的性能要求也非常高,因此将该工程中的混凝土抗渗漏等级为P8,可保证混凝土施工中混凝土的各项技术指标都与设计要求相符,也能够有效的降低混凝土施工中一些常见病害的发生。

4 地下室大面积混凝土裂缝控制施工技术措施

4.1 混凝土配比设计原则

为了提高地下室大面积混凝土施工的质量,从混凝土配比方面要进行优化设计。首先,设计中,尽可能降低硅酸盐水泥的用量,主要的目的是解决混凝土浇筑后水泥水化收缩问题。其次,降低混凝土温差、控制水热化。(1)选择非早强型水泥,防止混凝土凝固过快导致水化热迅速释放,出现早期水化温升高过快,混凝土结构内外温差过大造成应力出现,内外应力过大就会导致温度裂缝出现在结构表面;(2)选择缓凝型泵送剂。在施工中为了使混凝土水化热时间延长,应用缓凝型泵送剂,控制初凝时间,可有效降低混凝土结构内外温差;(3)分析粉煤灰、水泥矿物、化学含量及组成,确定粉煤灰的掺入量,同时考虑混凝土结构的强度与收缩率,防止由于混合料比例问题导致结构内外温差过大引起裂缝出现;(4)对混凝土胶凝材料单位方量的最大与最小用量进行限制。第三,在确保混凝土可泵性与和易性的基础上将含砂率合理降低。第四,在混凝土搅拌过程中,对拌合水用量也应该进行控制,可以采用高效减水外加剂来控制混凝土中水的含量,防止水量过大出现泌水现象。第五,确保混凝土水灰比符合设计要求。

4.2 选择混凝土原材料

本工程中,对混凝土原材料主要选择以下类型:(1)水泥:普通硅酸盐水泥,型号P.O.42.5;(2)骨料:中砂,含泥量5%,细度模数2.40;人工碎石,含泥量0.4%;针片状骨料及含泥量均符合设计要求;(3)外加剂:膨胀剂、减水剂、泵送剂都选择低碱高效、缓凝、性能较高的外加剂类型;(4)粉煤灰:采用Ⅱ级F类粉煤灰;(5)水:选择自来水即可。

4.3 混凝土配比设计

对混凝土配比提出以下要求:首先,要求混凝土塌落度控制在120±30mm,不出现泌水、离析现象,塌落度损失小;其次,硬化方面,要求混凝土结构稳定,未出现体积变形,收缩性小,无裂缝出现,密实性与耐久性较高,无渗透现象。为实现以上要求,对混凝土在搅拌的时候,针对混凝土配比进行实验。

4.4 混凝土浇筑施工

混凝土浇筑设计为一次性对底板、剪力墙及承台进行浇筑。以地下室间歇式超长施工加强带为分解,划分为四个浇筑区域,设置两条加强带。(3)在对底板进行浇筑施工中,底板厚度为400mm处的混凝土振捣采用插入式振捣器,对集水坑、承台先进行浇筑,然后对底板进行浇筑。(2)对底板上500mm高墙体进行浇筑时,在底板上500mm处留设底板外墙水平施工缝,并设橡胶止水带。在混凝土浇筑过程中,完成墙体内混凝土浇筑后,要间隔一定时间,对溢出模外的混凝土要先进行清理,避免出现空洞、蜂窝病害。(3)对底板混凝土表面进行处理。为了防止泵送混凝土表面水泥浆厚度过大出现收缩开裂病害,进行混凝土浇筑时,浇筑3h左右,先初步刮平,在混凝土初凝之前,用磨光机进行碾压多次,然后进行一次压实,继续收光处理,间隔12-14h后,用麻袋覆盖两层后浇水养护。(4)剪力墙混凝土浇筑。竖向墙柱结构采用分层浇筑分层振捣的方式;对浇筑速度要合理进行控制,对截面部位及洞口部位要在模板外进行二次振捣,最后采用小水慢淋的方式进行养护。(5)施工缝加强带施工技术。首先,设计清淤、排渣通道。其次,增加防水保护隔离层,加设防水卷材式油毡隔离层,便于凿除干净等。

5 结语

该工程施工结束后进行竣工验收,由建设单位组织,监理单位、设计单位等部门参与验收工作,经检查,该工程共计有80处地下室底板及剪力墙,没有发现渗水、裂缝现象。经过1年多的使用,未发现地下室出现裂缝及渗漏,表明该工程中采用更多混凝土裂缝防控措施效果较好。

参考文献

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[2]焦彬如,吴彦,陈黎明.超长混凝土墙体温度应力计算及裂缝控制新技术研究[J].土木工程学报,2011(09):35-41.

[3]王俊,孔亚美.某超长地下室墙体裂缝成因分析与防治技术[J].许昌学院学报,2016(02):115-118.

[4]朱敏,王晓锋,危鼎.某工程地下室底板大体积混凝土跳仓法施工技术[J].施工技术,2015,(12):45-49.