超高层建筑高强泵送混凝土冬期滑模施工技术
摘 要:结合工程实践并根据优化配合比设计和相关参数的试验计算,对冬期高强泵送混凝土滑模施工综合技术进行了探讨研究,着重对混凝土滑模施工中原材料质量和施工配合比的要求、原材料保温措施及混凝土拌制方法、混凝土的泵送与滑模做了介绍,通过本工程的施工实践,总结出了保证冬期此类工程施工顺利进行的几点做法。
1 施工方法
山西省保险公司综合办公楼,总建筑面积3.968万m²,总高度121.5 m,主楼地上三十四层,地下两层,结构形式为“内筒外框”全现浇钢筋混凝土结构,内筒采用“滑一浇一”的滑模工艺施工。混凝土强度等级分别为负二层至七层C60、八至二十二层C50、二十二层以上C40。混凝土施工采用装载机与人工结合上料,卧式强制搅拌机搅拌,输送泵垂直输送,布料机布料入模,滑模提升成型,中间穿插钢筋绑扎,要求各工种密切配合、工序衔接合理。
2 相关技术参数和计算
2.1 混凝土配合比
根据工程实际,混凝土配合比不仅要满足设计强度和受冻临界强度、出模强度等的要求,还要具有满足施工要求的可泵性,降低混凝土拌合物与泵管之间的摩擦阻力,减少堵管现象。配合比见表1。
2.2 原材料
水泥采用525号水泥,胶砂抗压强度55 MPa~60 MPa,凝结时间:初凝1.5 h左右,终凝5 h左右。粗骨料采用5 mm~25 mm连续级配碎石,含泥量0.2 %,压碎指标8.6 %。细骨料采用山西忻州豆罗水洗砂,细度模数MX=2.52,含泥量1.0 %,泥块含量0.2 %。高效减水剂采用NSF-2型高效减水剂,减水率19.8 %。抗压强度比:R3=145、R7=135、R28=120,凝结时间差:初凝-60 min,终凝+90 min。防冻剂采用FZG复合早强防冻剂,经试验,主要技术指标符合JC 475-92标准规定。
2.3 混凝土出模强度
混凝土出模强度是保证滑模按时顺利提升的重要技术参数,根据施工中钢筋绑扎速度和混凝土浇筑速度,约7 h左右滑模提升一次(约300 mm高)。根据试验结果确定适宜滑模提升的最佳出模强度(用贯入阻力值表示)为1.0 MPa~1.2 MPa。
2.4 混凝土拌合物入模温度、出机温度
根据模拟试验,在入模温度和环境温度达到13℃左右时,混凝土可在7 h左右出模。环境温度要保证13℃左右,需对作业面围护保温或加热升温。根据热工计算,要保证入模温度达13℃左右,必须满足混凝土拌合物温度和出机温度分别达到16℃和18℃左右,拌合水加热至60℃,搅拌站环境温度保持5℃。根据以上试验和计算确定的相关系数,要保证高强泵送混凝土冬期滑模施工的顺利进行,必须做好围护保温、升温加热,机械设备工作正常,各工种配合密切,工序衔接合理,组织协调到位,质量、技术措施落实等多项工作。
3 混凝土滑模施工
3.1 原材料保温及混凝土拌制
为保证混凝土拌合物温度和出机温度,必须对水泥、骨料保温,对拌合水加热。骨料在不用时用彩条布覆盖以防风雪,并防冻保温。水泥先入库存放,用时倒运至搅拌机旁,尽量缩短露天存放时间。拌合水加热利用已有的水箱,并配一台小型锅炉进行加热。水温一般控制在80℃以内,根据环境温度,在保证出机温度的前提下,调整加热水的温度,在环境温度较低,不能满足出机温度时,可将拌合水加热至80℃以上,但要先投放骨料和水,搅拌一定时间,水温降至40℃时加入水泥继续搅拌至规定时间,杜绝水泥和80℃以上的水接触,造成假凝现象。
3.2 保温措施
搅拌站防护保温:利用温暖季节搭设的棚,用彩条布进行全封闭,降低空气流通,减少冷空气的袭入和搅拌过程中的热量散失,满足出机温度。
混凝土输送泵管用草绳缠绕两层,外包塑料布,减少输送过程中的热量散失,保证混凝土入模温度在15℃左右。
工作面保温:外框用彩条布围护,内筒利用滑模外伸的工作面台悬挂草帘被,隆冬寒冷时可在内筒内生火,以保证环境温度与入模温度接近,维持混凝土与空气热量平衡,但注意烟气排放,防止较多的CO2与新浇注的混凝土中水泥水化生成的Ca(OH)2反应,加速混凝土表面碳化和增加碳化深度。严冬时节仍不能满足温度要求时,可以内筒外安装几盏碘钨灯(数量可根据温度调整)。
3.3 混凝土的泵送与滑模
混凝土泵送前,用同强度砂浆润滑泵管,泵送开始后要连续进行,减少混凝土在泵管中的停留时间,降低热量损失,也防止停留时间过长坍落度损失,造成堵管现象。特殊情况停泵时间不宜超过20 min,同时每隔5 min开泵一次,使输送泵正反转各两个冲程。泵料斗中的混凝土也要不断地搅拌,防止拌合物离析。泵送停止要及时清除泵管内残留混凝土,并用高压水或压缩空气对泵管和设备进行清洗。
混凝土按规定的顺序分层浇注(每层300 mm),当第一层混凝土浇注后7 h左右,具有出模强度(贯入阻力值1.0 MPa~1.2 MPa)时,滑模可进行试升150 mm~200 mm,试升后,应对滑模系统的提升架、模板、操作平台、千斤顶、支撑杆进行全面检查,均符合要求后,进行正常滑升。滑升速度一般为150 mm/h~250 mm/h,滑模进程中要经常观察出模混凝土,防止出现“穿裙”、坍塌、拉裂现象,并及时对出模混凝土进行修抹,保证混凝土表面平整光洁。模板滑空要待墙身顶皮混凝土终凝后出模,减少拉裂现象。
4 结语
山西省保险公司综合办公楼,从1997年11月进行十一层主体混凝土滑模施工,至1998年1月完成至二十二层,历时三个月,共完成主体施工十二层,月平均完成四层,与温暖季节施工进度接近,混凝土表面平整光洁,工程质量优良。
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