ZY補(bǔ)償收縮混凝土在蘇州市商業(yè)街F城工程的應(yīng)用

[ 摘要] 采用結(jié)構(gòu)自防水和無縫施工新技術(shù),在蘇州市商業(yè)街F 城工程中,取消底板外防水,以膨脹加強(qiáng)帶減免后澆帶,節(jié)省了投資、縮短了工期、提高了工程質(zhì)量。

[ 關(guān)鍵詞] 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)自防水;無縫施工

[ 中圖分類號(hào)] TU528132 [ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A 　　　　[ 文章編號(hào)] 100228498 (2005) 0420029203

　　蘇州市商業(yè)街F 城工程地下室是當(dāng)前蘇州最大的防水工程,地下水位高,建筑面積大,工期緊。工程各方經(jīng)過咨詢、論證后,決定采用無縫施工和結(jié)構(gòu)自防水新技術(shù)。

1 　工程概況及技術(shù)方案的提出

　　蘇州市工業(yè)園區(qū)商業(yè)街F 城地下1 層為停車庫,地上分別為3 、4 、5 層商業(yè)建筑。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,地下室基礎(chǔ)埋深為- 618m,地下室總長193m,寬134m,底板厚600mm,上翻梁900mm ×1 500mm,邊墻厚400mm,頂板厚250mm,防水總面積38 000m2 ,防水混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C40 ,抗?jié)B等級(jí)S8 。該地下室屬超長超寬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),按常規(guī)設(shè)計(jì),每30～40m 設(shè)1 道后澆縫,等混凝土收縮40～50d后填縫,另外,在迎水面做全包柔性防水層,這樣,施工復(fù)雜,工期延長,整體防水和抗震性差,柔性防水卷材的壽命只有20～30 年,與混凝土的壽命70～100 年不同步,施工期正值雨季,對(duì)防水卷材施工極不利,難以保證整體防水質(zhì)量。由此,我方提出F 城地下室的總體防水技術(shù)方案。

　　(1) 地下室底板采取ZY補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水,取消外防水作業(yè),邊墻以補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主,迎水面作1 道聚合物水泥防水涂料。

　　(2) 地下室為超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),底板、頂板設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶,間距50m左右,以膨脹加強(qiáng)帶減免后澆縫,實(shí)現(xiàn)連續(xù)、間歇或后澆式澆筑混凝土,邊墻設(shè)后澆式膨脹加強(qiáng)帶,分段澆筑,14d 后填縫。膨脹加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45 ,抗?jié)B等級(jí)S8 。

2 　膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置

2．1 　膨脹加強(qiáng)帶的具體位置及配筋根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)的具體情況并結(jié)合設(shè)計(jì)要求,確定了膨脹加強(qiáng)帶的位置,底板和頂板膨脹加強(qiáng)帶的位置如圖1 所示,墻板的膨脹加強(qiáng)帶和底板、頂板的膨脹加強(qiáng)帶位置相對(duì)應(yīng)。

　　在水平構(gòu)造筋方面,選擇細(xì)而密的配筋方式,通過提高鋼筋混凝土的極限拉伸能力,增強(qiáng)鋼筋混凝土的抗裂能力。本工程底板雙層雙向<18 @150 ,配筋率ρ= 0.56 %;頂板雙層雙向<10 @130 ,配筋率ρ= 0.54 %;邊墻雙層<14 @100 ,配筋率ρ= 0．77 %。膨脹加強(qiáng)帶部分增加10 %～15 %的溫度應(yīng)力補(bǔ)償鋼筋。增加的補(bǔ)償鋼筋的位置垂直于加強(qiáng)帶。補(bǔ)償鋼筋延伸到加強(qiáng)帶兩側(cè)50cm,其材質(zhì)與構(gòu)造筋相同,直徑小于構(gòu)造筋1～2 個(gè)規(guī)格。

２．２ 　 底板和頂板膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造形式膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置間距為2m,加強(qiáng)帶的兩側(cè)用孔徑為5mm 的鋼絲網(wǎng)隔攔,并采用鋼筋綁扎牢固。底板和頂板的膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造形式有3 種:連續(xù)、間歇和后澆式。細(xì)部構(gòu)造如圖2 所示。后澆帶細(xì)部構(gòu)造同后澆式膨脹加強(qiáng)帶。后澆帶之間增加10 %～15 %附加水平筋,待結(jié)構(gòu)沉降穩(wěn)定后,用大膨脹混凝土回填。

　　根據(jù)本工程實(shí)際,底板、頂板主要采用了連續(xù)、后澆2 種膨脹加強(qiáng)帶形式,采用后澆形式時(shí),混凝土的回填時(shí)間不受限制。

圖3 　邊墻后澆膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造示意

2．3 　邊墻的膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造形式邊墻的膨脹加強(qiáng)帶形式采取后澆式,且兩側(cè)設(shè)置鋼板止水帶。待兩側(cè)混凝土澆筑14d 后,再用大膨脹混凝土回填。其細(xì)部構(gòu)造如圖3 所示。

3 　ZY 補(bǔ)償收縮混凝土配合比

3．1 　設(shè)計(jì)依據(jù)

　　(1) F 城地下室設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40 ,抗?jié)B等級(jí)S8 ,采用60d 抗壓強(qiáng)度為強(qiáng)度等級(jí),以降低水化熱和減少水泥用量。

　　(2) 混凝土坍落度18～20cm,30min 內(nèi)坍落度損失不超過2～3cm。

　　(3) 凝結(jié)時(shí)間　初凝10～12h ,終凝12～16h。

　　(4) ZY補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率(ε2 ) 預(yù)期目標(biāo)　底板混凝土ε2 = 0．015 %～0．02 % ,邊墻混凝土ε2= 01020 %～01025 % ,膨脹加強(qiáng)帶和后澆帶混凝土ε2= 0．025 %～0．030 %。

3．2 　試驗(yàn)材料

(1) 水泥　蘇州天貿(mào)建材有限公司P·O 4215 水泥;

(2) 砂　中砂,細(xì)度模數(shù)2．5～2．8 ,含泥量< 3 %;

(3) 石　5～31．5mm連續(xù)級(jí)配碎石,含泥量< 1 %;

(4) 粉煤灰　蘇州望電Ⅰ級(jí)粉煤灰;

(5) 膨脹劑　北京中巖特材公司ZY膨脹劑;

(6) 減水劑　蘇州金星混凝土外加劑公司JN23 緩凝高效減水劑。

3．3 　配合比的確定

　　經(jīng)過多次混凝土試驗(yàn),并經(jīng)過當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢中心檢驗(yàn)確定,最終確定如下配合比(見表1) 。

3．4 　試驗(yàn)室條件下混凝土性能的測定(見表2)

3．5 　模擬現(xiàn)場條件下混凝土有關(guān)性能的測定為了滿足施工要求,混凝土性能測定選擇在室外,溫度33 ℃,晴天,與施工現(xiàn)場條件一致。上述各組配合比凝結(jié)時(shí)間的檢測結(jié)果為:初凝時(shí)間約8h ,終凝時(shí)間約9h , 出機(jī)坍落度為190mm 左右, 30min 坍落度約為160mm。能滿足施工現(xiàn)場的操作要求,高效減水劑的緩凝性能良好,能最大限度地杜絕冷縫的出現(xiàn)。有關(guān)性能的測定如表3 所示。

　　由于現(xiàn)場施工溫度比試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)溫度高,ZY膨脹劑與水泥的水化速度加快,故混凝土的凝結(jié)時(shí)間縮短約2h ,坍落度損失快些,早期強(qiáng)度高,故限制膨脹率減少50 % ,但總的滿足設(shè)計(jì)要求。另外,由于現(xiàn)場原材料質(zhì)量有變化(主要是砂石的含水率、批次水泥性能波動(dòng)等) ,及時(shí)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行微調(diào),以滿足施工對(duì)混凝土性能的要求。

4 　補(bǔ)償收縮混凝土的拌制和澆筑

本工程補(bǔ)償收縮混凝土的供給采取商品混凝土和現(xiàn)場攪拌兩種方式,現(xiàn)場攪拌設(shè)備為強(qiáng)制式攪拌機(jī),攪拌時(shí)間控制在60s 左右,嚴(yán)格控制混凝土攪拌均勻。

4．1 　原材料計(jì)量

各種原料必須經(jīng)過計(jì)量后才能投入攪拌機(jī),計(jì)量誤差按下列要求控制(質(zhì)量計(jì)) : ①水泥、外加劑、膨脹劑、粉煤灰、水±1 %; ②砂、石±2 %。

4．2 　混凝土攪拌

　　仔細(xì)校核計(jì)量裝置,檢查攪拌機(jī)器設(shè)備和現(xiàn)場泵管布置,確?；炷辽a(chǎn)和泵送時(shí)設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。派專人負(fù)責(zé)投料,并符合計(jì)量要求。膨脹劑不得少摻,也不得多摻。及時(shí)測定砂、石的含水率,以便及時(shí)調(diào)整混凝土拌合用水量,嚴(yán)禁隨意增加用水量。

4．3 　ZY補(bǔ)償收縮混凝土的澆筑施工

　　整個(gè)地下室ZY補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)分為底板、墻板和地下室頂板和后澆帶4 個(gè)分項(xiàng),其中地下室底板、墻板和頂板按后澆帶分為3 個(gè)流水段。即第1 流水段為

　　本工程頂板標(biāo)高不一,為了便于施工,同時(shí)又避免墻板一次澆筑高度太大,為此外墻板上下設(shè)置2 道施工縫, 分別留設(shè)在標(biāo)高- 515 、- 2115m 處, 且設(shè)置400mm×3mm鋼板止水帶。底板混凝土采用2 臺(tái)汽車泵和2 臺(tái)固定拖泵同時(shí)由一側(cè)向另一側(cè)平行后退,即“一個(gè)坡度,薄層澆筑,齊頭并進(jìn),循序后退”的方法,使上下層混凝土澆筑停歇時(shí)間不超過混凝土初凝時(shí)間,確?；炷吝B續(xù)澆筑。墻板、頂板的混凝土采用2 臺(tái)固定拖泵進(jìn)行澆灌,控制混凝土的下料高度在2m以內(nèi),采取分層澆筑。

　　自防水混凝土的振搗必須密實(shí),不能漏振、欠振、過振。振搗時(shí)間宜為20～30s ,以混凝土開始泛漿和不冒氣泡為準(zhǔn)。振搗時(shí)快插慢拔,振點(diǎn)布置要均勻。在施工縫、預(yù)埋件處加強(qiáng)振搗,以免振搗不實(shí),造成滲水通道。振搗時(shí)應(yīng)盡量不觸及模板、鋼筋、止水帶,以防止其位移、變形。因施工時(shí)天氣炎熱,且泵管較長(最大輸送距離約270m左右) ,用濕麻袋包裹泵管,定期澆水降溫,以確保混凝土澆筑順暢。

4．4 　養(yǎng)護(hù)工序

　　本工程地下室底板采用蓄水養(yǎng)護(hù);頂板采用覆蓋麻袋并澆水養(yǎng)護(hù);墻板混凝土在澆筑完1d 后,及時(shí)松動(dòng)模板的支撐螺栓,并使模板與混凝土之間留有縫隙,然后從上部灌水,使水沿立面自然淌下的養(yǎng)護(hù)方法,且延長拆模時(shí)間,以減少混凝土在空氣中的暴露時(shí)間。各部位混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間均不少于14d。

5 　工程質(zhì)量

　　整個(gè)地下室混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑,從2003 年7 月22日開始至同年10 月25 日結(jié)束,用于抗裂防滲的ZY補(bǔ)償收縮泵送混凝土總計(jì)3 萬余m3 。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊留置C40 、S8 混凝土125 組,C45 、S8 混凝土17 組,抗?jié)B試塊留置15 組;同條件養(yǎng)護(hù)試塊留置C40 、S8 混凝土21組,C45 、S8 混凝土8 組。經(jīng)蘇州市工業(yè)園區(qū)建工質(zhì)檢站檢驗(yàn),各部位混凝土性能取樣檢測全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　地下室結(jié)構(gòu)經(jīng)各方驗(yàn)收,地下室底板無裂縫,地下室邊墻因各種原因未及時(shí)做柔性外防水和覆土回填,整個(gè)基礎(chǔ)經(jīng)歷了酷暑到嚴(yán)寒,長608m,高510m 的邊墻僅出現(xiàn)12 道裂縫,且為表面裂縫,縫寬< 210mm,地下室停止降水后, 水位升至- 110m ( 地下室頂板下110m) ,至今未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

6 　結(jié)語

　　(1) 該技術(shù)先進(jìn),節(jié)省投資,縮短工期約60d。

　　(2) 合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)和精心施工是保證ZY補(bǔ)償收縮混凝土不裂不滲的關(guān)鍵。

　　(3) 外墻板澆筑完后,應(yīng)盡早回填土,這樣有利于混凝土的保濕保溫養(yǎng)護(hù)。

　　(4) 現(xiàn)場拌制混凝土,能夠隨時(shí)監(jiān)控混凝土原材料的計(jì)量,尤其是ZY膨脹劑的摻量。而且調(diào)整及時(shí),不會(huì)出現(xiàn)坍落度突大突小的現(xiàn)象,并能避免冷縫的出現(xiàn)。

　　(5) 一般情況下,混凝土的限制膨脹率會(huì)因各種因素(氣溫、濕度、施工規(guī)程、混凝土輸送距離等) 的影響而降低,比試驗(yàn)室降低約0.01 %。因此試驗(yàn)室試配時(shí)要適當(dāng)調(diào)高限制膨脹率的指標(biāo)。

　　(6) 夏季施工氣溫高宜選用高效緩凝型減水劑,以利于現(xiàn)場施工對(duì)混凝土性能的要求,也可減免因集中水化熱而引起的溫差裂縫。