超大面积混凝土地面无缝施工工艺

摘要

本发明公开了一种超大面积混凝土地面无缝施工工艺，旨在解决现有混凝土地面结构施工中易产生裂缝的问题。本发明超大面积混凝土地面无缝施工工艺为在混凝土地面无缝施工中不留设伸缩缝和后浇带，在厚度小于500mm、短边尺寸不小于30米的混凝土地面采用跳仓浇筑法，将地面浇筑成一体。

说明书

技术领域

   本发明涉及混凝土施工工艺，具体涉及一种超大面积混凝土地面无缝施工工艺。 

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，平面尺寸超长、超宽的建筑物在大型公共建筑、工业厂房和商业中心等领域得到了越来越多的应用。鉴于建筑与结构的整体性、使用功能和建设工期的要求，此类建筑的地面或楼面大多要求为不设伸缩缝和后浇带，或伸缩缝间距超过现行规范要求，即对这类超大面积混凝土地面结构提出了无缝施工的要求。 

   在超大面积混凝土地面结构无缝施工中，由于混凝土收缩变形导致混凝土产生裂缝是裂缝形成的主要原因。因此，一方面减小混凝土的收缩，一方面提高混凝土的极限抗拉能力，是防止混凝土出现有害裂缝的关键。这就需要在超大面混凝土地面结构的设计、混凝土骨料的选择、掺和料及外加剂的选择、配合比设计、混凝土的拌制、运输、浇筑、养护及施工过程中混凝土温度和应变的监测等环节，采取一系列的技术措施。 

发明内容

本发明提供一种可有效保证地面结构的整体性及施工成本低的超大面积混凝土地面无缝施工工艺。 

本发明超大面积混凝土地面无缝施工工艺为在混凝土地面无缝施工中不留设伸缩缝和后浇带，在厚度小于500mm、短边尺寸不小于30米的混凝土地面采用跳仓浇筑法，将地面浇筑成一体。 

更具体的，本发明超大面积混凝土地面无缝施工工艺，包括以下步骤： 

a.施工技术设计

无缝施工跳仓分块单边最大尺寸不大于30m，相邻混凝土块体浇筑间隔时间不少于7天；

b.钢筋绑扎安装，钢筋绑扎安装采用双层双向配置，防裂构造钢筋采用受力及构造钢筋贯通布置，温度、收缩钢筋配筋率不小于0.10%，间距不大于200mm；

c.模板加工及安装，跳仓施工法留置的竖向施工缝，宜用钢板网、免拆模铁丝网或小木板拼接支模；

d.隐蔽工程验收；

e.混凝土原材料选择，选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥；骨料选择，选用非碱活性骨料；细骨料采用中砂，采用弹性模量大的骨料，粗骨料选用粒径5mm～31.5mm，采用连续级配，含泥量不大于1%； 

f.混凝土配合比优化，采用混凝土60d或90d强度作为配合比设计；砂率为38%～42%，拌和水用量不大于165kg/m3；水胶比为0.4～0.45；粉煤灰掺量不超过胶凝材料用量的40%；矿渣粉的掺量不超过50%；粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量不大于50%；

g.混凝土拌制，混凝土拌合物，到浇筑面的坍落度为120mm±30mm，拌合物泌水量小于10L/m3，混凝土拌合物入模温度，最高不宜超过35℃，最低不宜低于5℃，温度低于5℃；

h.混凝土浇筑及振捣，混凝土浇筑中均匀下料，与周边墙体和柱子隔断，在素混凝土层和钢筋混凝土层之间设滑动层，施工时分块浇筑混凝土，沿长边方向自一端向另一端进行，浇筑面及时二次抹压处理；采用二次振捣，振动棒移动间距控制在200mm，振捣时间控制在18s；

i.混凝土养护，保湿养护持续时间不少于14天，采用的多种保温材料作为覆盖层，洒水保湿，保湿养护至少14天；养护时间不少于3天

j.现场监测控制，监测点应以浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区，测试区内监测点按平面分层均匀布置, 每条测试轴线上，监测点位不宜少于4处, 沿浇筑体厚度方向，布置外面、底面和中心温度测点。

本发明的有益效果：1.本发明工艺可有效保证地面结构的整体性，有效提高地面的使用功能，对大型公共建筑工程、工业建筑工程，跳仓无缝施工技术有效保证地面结构的整体性；2.控制超大面积地面因为混凝土收缩、温度作用或荷载等作用引起的混凝土裂缝，有效提高地面防水、防潮、高洁净度等使用性能；3.施工操作简易，工程质量容易得到保证，能显著改善裂缝控制效果，提高工程质量，缩短工期25%以上，降低工程成本5%以上。 

附图说明

图1是本发明实施例的流程示意图。 

具体实施方式

本例超大面积混凝土地面无缝施工工艺为在混凝土地面无缝施工中不留设伸缩缝和后浇带，在厚度小于500mm、短边尺寸不小于30米的混凝土地面采用跳仓浇筑法，将地面浇筑成一体。 

跳仓浇筑法即采用施工缝将地面按一定长宽比例分成若干跳仓，间隔浇筑相邻跳仓，浇筑的混凝土收缩变形后，再将地面连接为一体。 

具体的，本例超大面积混凝土地面无缝施工工艺包括以下步骤： 

a.施工技术设计，施工需在地基处理、基础工程、防水工程、模板和支架、钢筋工程、预埋管件等验收合格后方可进行；混凝土地面直接置于岩石类地基时，在混凝土垫层上设置滑动层，其他地基设置滑动层，滑动层为防水材料或塑料薄膜材料，采用空铺法铺设；

防水材料充当滑动层，其一方面作为结构防水的主要防线，另一方面可明显减少结构层间约束产生的剪应力，从而降低钢筋混凝土层的约束应力，当结构不需要设置防水层时，也可采用塑料薄膜代替。空铺法即在素混凝土垫层上直接铺设防水卷材，而不需要任何粘结材料；

混凝土地面结构主要有级配砂石基层、素混凝土垫层、钢筋混凝土垫层和面层，滑动层可有效的减少层间约束，保护钢筋混凝土垫层。

无缝施工中跳仓间距的设计，根据如下公式计算： 

式中：—无缝施工跳仓间距；

H—混凝土浇筑体厚度，为块体实际厚度与保温层换算混凝土虚拟厚度之和(mm)；

      C x—外约束介质的水平变形刚度(N/mm3)；

—龄期为t时，混凝土浇筑体综合降温(℃)；

—混凝土龄期为t时，混凝土弹性模量(N/mm2)；

无缝施工跳仓分块单边最大尺寸不宜大于30m，相邻混凝土块体浇筑间隔时间不少于7天；

综合降温设计，根据如下公式计算：

式中：—龄期为t时，混凝土浇筑体综合降温(℃)；

—龄期t内，混凝土浇筑体内的最高温度，可通过温度场计算或实测求得(℃)；

—混凝土浇筑体达到最高温度Tm5x时，块体上、下表层温度(℃)；

—龄期为t时，混凝土收缩当量温度(℃)；

—混凝土浇筑体预计的稳定温度或最终稳定温度，可取计算龄期t时的日平均温度或当地年平均温度(℃)

混凝土抗拉强度设计，根据如下公式计算：

γ—系数，根据混凝土试验确定，无试验数据时，可取0.3；

b.钢筋绑扎安装，钢筋绑扎安装采用双层双向配置，防裂构造钢筋采用受力及构造钢筋贯通布置，温度、收缩钢筋配筋率不小于0.10%，间距不大于200mm；不允许混凝土类面层开裂时，在混凝土顶面20mm处配置直径为4mm，间距为100mm的钢筋网；采用Φ8-14mm的钢筋和100-150mm间距，增配构造筋，全截面的配筋率不小于0.3％；

c.模板加工及安装，满足承载力、刚度和稳定性要求，并可靠承受施工过程中的各类荷载；保证结构和构件形状、尺寸和位置，便于钢筋安装和混凝土浇筑；结合混凝土浇筑体养护方法进行保湿、保温构造设计；跳仓施工法留置的竖向施工缝，宜用钢板网、免拆模铁丝网或小木板拼接支模；

d.隐蔽工程验收；

e.混凝土原材料选择，选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，水泥比表面积低于3500㎡/kg，水泥7天的水化热低于25kJ/kg，水泥在搅拌站的入机温度不大于60℃；骨料选择，选用非碱活性骨料；细骨料宜采用中砂，采用弹性模量大的骨料，粗骨料选用粒径5mm～31.5mm，采用连续级配，含泥量不大于1%； 

f.混凝土配合比优化，混凝土制备前，进行常规配合比试验，以及水泥水化热、混凝土泌水率和可泵性等试验，并估算混凝土收缩量；采用混凝土60d或90d强度作为配合比设计；砂率为38%～42%，拌和水用量不大于165kg/m3；；水胶比为0.4～0.45；粉煤灰掺量不超过胶凝材料用量的40%；矿渣粉的掺量不超过50%；粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量不大于50%；

g.混凝土拌制，混凝土拌合物，到浇筑面的坍落度为120mm±30mm，拌合物泌水量小于10L/m3，控制混凝土搅拌时间比普通混凝土搅拌时间延长16-18s，混凝土拌合物入模温度，最高不宜超过35℃，最低不宜低于5℃，温度低于5℃；

h.混凝土浇筑及振捣，混凝土浇筑中均匀下料，与周边墙体和柱子隔断，在素混凝土层和钢筋混凝土层之间设滑动层，采用二次振捣，振捣中振动棒快插慢拔，采用均匀的梅花形布点，振动棒移动间距控制在200mm，振捣时间控制在18s，施工时分块浇筑混凝土，沿长边方向自一端向另一端进行，浇筑面及时二次抹压处理，混凝土浇筑时，应采取措施防止受力钢筋、定位筋、预埋件等移位和变形，并及时清除混凝土表面的泌水；

i.混凝土养护，主要包括混凝土初凝后水泥水化热温升的保温和降温过程中混凝土的保温保湿养护，按温控技术措施要求进行动态保湿保温养护，加强早期养护，保湿养护持续时间不少于14天，采用的多种保温材料作为覆盖层，洒水保湿，保湿养护至少14天；养护时间不少于3天

j.现场监测控制，监测点应以浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区，测试区内监测点按平面分层均匀布置, 每条测试轴线上，监测点位不宜少于四处, 沿浇筑体厚度方向，必须布置外面、底面和中心温度测点；浇筑体外表温度，宜为混凝土外表以内20mm处的温度；浇筑体底面温度，宜为混凝土底面上20mm处的温度, 混凝土结构中心位置温度与环境温度差值小于20℃时，可停止测温。

针对上述步骤进行具体说明： 

1. 混凝土拌制，采用低等级混凝土，水泥、骨料、外加剂和掺合料按一定比例混合拌制，控制混凝土搅拌时间比普通混凝土搅拌时间延长16-18s。水泥为硅酸盐水泥或矿渣水泥，水泥比表面积低于3500㎡/kg，水泥7天的水化热低于25kJ/kg；骨料为连续级配的多棱角石灰岩碎石或卵石，石子的含泥量应严格控制在1％以内，大于5mm泥块含量大于0.5%。骨料针片状颗粒含量不大于10％，骨料不得带有杂物；细骨料宜选用中、粗砂，细度模数在2.5以上，含泥量控制在3%以内，大于5mm的泥块含量小于1％，有害物质按重量计＜1.0％。中、粗砂与细纱比较，每立方米混凝土可减少用水量20～25kg，水灰比不变，水泥用量相应减少8～35kg，从而降低混凝土的干缩，对混凝土抗裂有利；外加剂包括减水剂、纤维；掺合剂为掺加掺水泥量的15%的粉煤灰，可减小水泥用量可降低水化热约15%。粉煤灰表面比较光滑，需水量小，可以使相同水灰比条件下的水泥浆体中保留相对较多的自由水，从而降低自收缩，同时还有减水作用，可降低混凝土的单位用水量和水泥用量，以减小混凝土的自生体积收缩，有的还略有膨胀，有利于防裂。煤粉灰掺量一般不超过胶结料总量的25％。

2.混凝土浇筑及振捣，凝土输送管宜采用麻袋覆盖，并洒水保湿；浇筑前，清理浇筑部位的垃圾、泥土、木屑等杂物，清理钢筋上的污染物，并检查钢筋保护层垫块是否放好。对之前浇筑的块周边宜当作施工缝处理办法来处理。即戳掉松动薄弱的砂石层并清理干净，浇水充分湿润但不得有积水存在；混凝土浇筑中均匀下料，与周边墙体和柱子隔断，在素混凝土层和钢筋混凝土层之间设滑动层，振捣中振动棒快插慢拔，采用均匀的梅花形布点，振动棒移动间距控制在200mm，振捣时间控制在18s，每块混凝土折返前进浇筑间歇时间为---。每立方米混凝土用量在270～300kg。 

3.现场监测控制，包括混凝土温度、应变和钢筋的应力应变的监测。超大面积混凝土地面结构现场监测主要表现为对混凝土温度和应变以及钢筋的应力应变。在监测过程中根据测得的数据，分析钢筋和混凝土的受力和约束情况，若发现温度或应变出现突变或发生异常，则应及时调整养护措施，如增加覆盖麻袋的层数或增加洒水的频率等。通过现场监测来指导的养护，实现混凝土的动态养护。 

钢筋测试元件： 

钢筋测试元件要求能测试钢筋的应变和应力，元件应变测试精度要求不大于1，量程要求在±1500以上；应力测试精度要求不大于0.1MPa，量程在±400 MPa以上。要求绝缘性能好，防水耐用，稳定性好，抗干扰能力强，信号长距离传输不失真，能实现长期观测等。

② 混凝土测试元件 

混凝土测试元件要求能测试混凝土的温度和应变，温度测试精度要求不大于0.5℃，量程要求在－20℃～＋110℃；应变测试精度要求不大于1，量程要求在±1500。同样要求绝缘性能好，防水耐用，稳定性好，抗干扰能力强，能实现长期观测等。

③ 测试元件安装及保护 

测试元件安装位置应准确，固定牢固，混凝土测试元件要求与结构钢筋及固定架金属体绝热，钢筋测试元件要求与钢筋连接可靠，元件与钢筋接头处应采取措施消除应力集中。所有测试元件的引出线应尽量集中布置，并加以保护。在混凝土浇筑过程中，下料时不得直接冲击测试元件及其引出线，振捣时，振动泵不得触及测试元件及其引出线。

此外所有的测试元件的合格率应在95％以上，避免出现过多测点测试误差过大或元件失效而无法获得所需数据。 

测点布置原则： 

测试测点布置应根据工程混凝土地面的平面尺寸、几何图形、结构的厚度等具体情况确定，以能真实反映出钢筋应力应变以及混凝土温度和应变变化情况为原则，一般可按下列原则布置：

混凝土温度和应力测点的布置以所选混凝土浇筑平面图对称轴线的半条轴线为测温区（对矩形应选取较长的对称轴线），在测温区温度测点呈平面布置。钢筋应力和应变测点的布置以选择所选混凝土浇筑平面对称轴线的一条钢筋为测试对象，钢筋应力应变测试元件取代钢筋后应与原钢筋处于相同的受力状态。

在混凝土测试区内，温度和应变监测的位置与数量可根据混凝土浇筑块体内温度场的分布情况以及应变的控制的要求确定。 

在混凝土地面平面半条对称轴线上，混凝土和钢筋的测点的点位均宜不少于5点，沿混凝土浇筑块体厚度方向，混凝土温度和应变测点数量宜不少于2点。 

混凝土的表面温度，应以混凝土表面50～100mm内的温度为准，混凝土表面应力应以表面50～100mm内的应力为准，混凝土贯穿性裂缝控制应力应以混凝土厚度的中心处应力为准。 

监测周期要求： 

混凝土的温度变化和徐变收缩是一个相对长期的过程，在施工期间混凝土的温度应变和钢筋的应力应变监测也是一个相对较长期的过程，在结构施工条件允许的情况下，应尽可能长时间的监测，并且监测时间不得少于45天。在监测过程中，针对测试初期混凝土温度和应变变化较大，中期和后期变化趋势相对缓慢的特点，测试工作在前期测读间隔时间应比中期和后期小。一般可按一下原则安排测试计划：

1～3天每4h测读一次；3～14天每6h测读一次，以后每12h测读一次；若遇温度突变或温度过高应记录一次。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。