膨脹加強帶連續無縫施工方案

2021-12-25 23:26:19 字數 2949 閱讀 9813

1、工程概況

上海市某專案工程基礎筏板厚600mm,混凝土強度為c35,抗滲等級為p6。為控制本工程中有害裂縫的產生,地下室底板、頂板、側牆以及上層樓板採用sy-k膨脹纖維抗裂防水劑配製補償收縮混凝土進行無縫施工。

2、工程特點及施工難度

本工程為超長的鋼筋混凝土結構,結構及工程條件複雜,施工技術要求較高。除必須滿足強度、剛度、整體性和耐久性外,還存在超長結構裂縫控制及結構防水問題。所以,如何控制混凝土硬化期間由於水泥水化過程釋放的水化熱所產生的溫度應力和混凝土乾縮應力的共同作用,導致鋼筋混凝土結構的開裂,破壞結構防水封閉性及耐久性,將成為設計、施工技術的關鍵。

為提高該工程超長鋼筋混凝土結構的抗裂防滲能力,建議採用sy-k膨脹纖維抗裂防水劑配製成補償收縮混凝土進行無縫施工,根據中國建築材料科學研究院的《超長鋼筋混凝土結構無縫設計和施工方法》專利技術(專利號93117132.6),將伸縮後澆帶改為膨脹加強帶,達到節約工期及裂縫控制的目的。

3、補償收縮混凝土無縫施工的理論依據

3.1補償收縮混凝土裂縫控制的基本原理

鋼筋混凝土結構產生裂縫的原因複雜,就材料而言,混凝土水化硬化過程中產生的乾縮、冷縮、化學減縮、塑性收縮等是主要原因。採用膨脹纖維抗裂防水劑拌製的補償收縮混凝土是結構抗裂和自防水的理想材料,膨脹劑在水化過程中形成大量鈣礬石晶體,使混凝土產生適度膨脹,在鋼筋和鄰位的約束下產生0.2~0.

7mpa的預壓應力,這一預壓應力可大致抵消混凝土在硬化過程中產生的收縮應力,從而使結構不裂或把裂縫控制在無害裂縫(有防水要求,縫寬小於0.2mm)的範圍內。

補償收縮混凝土的工作原理:當砼膨脹時,砼中的鋼筋對它的膨脹產生限制作用,鋼筋本身也因與砼一起膨脹而產生拉應力σs,同時砼中產生相應的壓應力σc。

當鋼筋拉應力與混凝土壓應力平衡時,則

ac·σc=as·σs=as·es·ε2

設 μ=as/ac則σc=μ·es·ε2

式中:σc--混凝土預壓應力,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(也即鋼筋伸長率)%。

由上式可見,σc與ε2成正比例關係,而限制膨脹率隨膨脹劑摻量的增加而增加,所以,可以通過調整膨脹劑的摻量,使混凝土獲得不同的預壓應力。

sy-,從而極為有效地增強了混凝土的韌性,抑制了微細裂縫的產生和發展。同時,無數的纖維單絲在混凝土內部形成的亂向撐託體系可以有效阻礙骨料的離析,阻止了粗細集料的沉降,減少了混凝土表面的析水,阻礙了沉降收縮裂縫的形成。

3.2無縫設計的理論依據之一:應力分析

「無縫設計」是相對的,根據工程結構具體情況,可無縫或少縫。這裡的「縫」指的是釋放收縮應力的後澆帶或永久伸縮縫,不包括沉降縫。其設計思路是「抗放兼施,以抗為主」。

即以摻sy-k膨脹纖維抗裂防水劑的補償收縮混凝土作為結構材料,其在水化硬化過程中產生膨脹作用,該膨脹由於受到鋼筋和鄰位的約束,能在結構中建立一定的預壓應力δc,由此來抵抗收縮變形時產生的拉應力,防止混凝土開裂。必須指出,鋼筋或鄰位的約束(或限制)對於補償收縮混凝土而言是至關重要的因素。

補償收縮混凝土用於超長結構無縫施工,其限制膨脹(ε2)設計和設定非常重要。ε2偏小則補償收縮能力不足,無縫施工難以實現;ε2過大,對混凝土強度有明顯影響。經大量試驗研究與工程實踐證明,替代混凝土中的膠凝材料,對強度無影響,限制膨脹率適宜,ε2=(2.

0~3.0)×10-4,在配筋率μ=0.2%~0.

8%的條件下,可在結構中建立0.2~0.7mpa預壓應力,這一預壓應力值可以抵消混凝土在硬化過程中因溫度和乾縮產生的拉應力,從而防止混凝土收縮開裂,或把裂縫控制在無害裂縫範圍內(小於0.

2mm)。基於這一「抗」的原理,採用後澆縫的間距延長至60m是安全的,比規範20~40m增加一倍左右。這是無縫設計概念中的「少縫」含義,已成功應用於結構設計中。

3.3無縫設計的理論依據之二:變形分析

根據我國著名的水泥混凝土專家,中國工程院院士吳中偉教授關於補償收縮混凝土的基本理論和觀點,防止混凝土開裂,有如下判據:

│ε2-(st+sd-ct)│≤sk1)

式中ε2—— 限制膨脹率;

st —— 冷縮率;

sd —— 乾縮率;

ct —— 受拉徐變率,徐變ct對補償收縮防止開裂是有利因素;

sk —— 極限延伸率。

滿足上述判據,就不必設伸縮縫,否則應設伸縮縫。當不摻時,規範規定約30m設一道伸縮縫,以避免收縮應力從自由端沿長向積累,引起中段開裂。

我國著名的裂縫專家王鐵夢教授通過對結構物應力—應變分析與計算,求得了平均伸縮縫間距(或裂縫間距),計算公式如下。

詳見(《工程結構裂縫控制》一書)

[l]=1.5 arcosh|αt|/(|αt|-sk2)

式中h —— 底板厚度或側牆高度(mm);

e —— 混凝土彈性模量(mpa);

cx —— 基礎的水平阻力係數n/mm3,配筋混凝土1.0×1.5n/mm3;

α —— 混凝土的線性膨脹係數,取1.0×10-5;

t —— 為綜合溫差,

普通混凝土t=t1+t2,補償收縮混凝土t=t1+t2-t3(t1—混凝土因水泥水化熱而引起的溫公升值;t2—混凝土的收縮當量溫差;t3—補償收縮混凝土的膨脹當量溫差);

│αt│——約束體與被約束體的相對自由溫差變形(mm);

sk——混凝土的極限拉伸值;

arcosh——雙曲余弦函式的反函式。

該公式是用極限變形計算伸縮縫間距。這表明王鐵夢的裂縫間距計算公式在極限狀態下其本質同吳中偉的防止混凝土開裂的判據公式完全一致。由上式可見,溫差或收縮很重要,一般總是│αt│大於sk。

它們的差距越大,伸縮縫間距越小;差距越小,伸縮縫間距越大。如設法使約束程度下降,即可增大伸縮縫的間距。如│αt│sk,則l ∞,即在理論上建築物任意長度均可取消伸縮縫。

這就需要降低溫差或減小混凝土收縮,提高混凝土的極限拉伸sk。然而,提高混凝土的sk是十分困難的,只有設法降低混凝土的水化熱和收縮,即控制裂縫原則是│αt│≤sk,這是「抗」的辦法。工程實踐表明,在混凝土中摻入適量的,由於混凝土的膨脹可補償混凝土的冷縮和乾縮,可顯著地減少│αt│,從而可延長伸縮縫的間距。

膨脹加強帶無縫施工方案

工程概況 樓工程位於山西省 路,為地上9層 1層地下室的框架剪力牆結構建築。工程建築面積約12144.85m2。工程呈長方形,長65.4m,寬17.7m,高37.2m。該工程由太原理工大學建築設計研究院設計。設計要求本結構可以採用設定膨脹加強帶 以下簡稱加強帶 無縫施工,共設定一道加強帶,寬度為0....

膨脹加強帶施工方案

一 工程概況 1 工程名稱 青龍縣原石油 及周邊土地綜合改造專案 2 相關單位 1 建設單位 秦皇島嘉悅房地產開發 2 設計單位 秦皇島永生建設諮詢 3 監理單位 秦皇島市建築設計院 4 施工單位 秦皇島金程建設工程 3 建設地點 秦皇島市青龍鎮土坎子村,南鄰滿族第一中學。4 建築面積 本工程為青龍...

膨脹加強帶施工方案

目錄一 設計說明 3 二 變更原因 3 三 變更方案 5 膨脹加強帶型式 5 細部設計 6 加強鋼筋布置 7 四 施工技術措施 8 原材料選用 8 砼配合比 9 膨脹砼生產 9 砼澆築 10 砼養護 10 按設計圖紙規定 所謂膨脹加強帶是指底板 頂板與帶外混凝土連續澆築的後澆帶 所謂後澆加強帶是指池...