摘 要:本文主要針對筏板混凝土扣件式鋼管支撐體系的施工應(yīng)用展開了探討,結(jié)合了具體的工程實例,簡要概述了筏板混凝土的施工特點和需要改進的問題,并對鋼板支撐架的設(shè)置、循環(huán)冷卻水管網(wǎng)的設(shè)置、豎向鋼管的抗?jié)B措施作了系統(tǒng)的分析,以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。
關(guān)鍵詞:筏板混凝土;扣件式;鋼管支撐;施工應(yīng)用
0 引言
大體積混凝土是近年來應(yīng)用較為廣泛的一種建筑材料,具有強度高、可模性好、耐久性高和適用性強等特點,在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。而在扣件式鋼管支撐體系的施工中,由于大體積混凝土的澆筑,需要及時的拆除,這就打亂原本的施工工序。因此,如何在滿足大體積混凝土施工要求的基礎(chǔ)上進行支撐體系的施工成為了相關(guān)工作人員所要急于解決的難題;诖耍疚木头ぐ寤炷量奂戒摴苤误w系的施工應(yīng)用進行了探討,相信會對有關(guān)方面的需要能提供一定的幫助。
1 工程概況
某工程建筑面積15892.8m2,建筑高度為98.2m。工程地下3層,地上部分為2棟24層辦公樓、1棟28層住宅樓及相應(yīng)連廊、裙樓,結(jié)構(gòu)為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。
2 筏板大體積混凝土特點
高層塔樓采用筏板基礎(chǔ),筏板基礎(chǔ)板面標高為-13.600m,其中主樓1棟、2棟筏板厚2100mm,3棟筏板厚1500mm,局部厚度4800mm,混凝土強度等級C35。
筏板面第一排雙向通長設(shè)置鋼筋 32@175,局部板面第二排雙向通長鋼筋 16@175,筏板中部附加 12@200雙向鋼筋網(wǎng)。
混凝土采用材料: P.O42.5R水泥、JC-40W泵送劑、砼輝Ⅰ級粉煤灰、SS-CAS膨脹劑、SS-PP纖維。
坍落度:180±30mm。
筏板混凝土配合比(每立方用量kg):水180、水泥358、粉煤灰73、膨脹劑32、細骨料729、粗骨料1048、外加劑10.6、纖維0.9。
3 工藝改進及需解決的問題
傳統(tǒng)施工方法中,鋼管支撐架僅起到臨時支撐作用,搭設(shè)后需在澆筑混凝土前拆除,增加了施工工序,如果將鋼管支撐架取代凳鐵、鋼筋支架或型鋼支撐同時兼作冷卻水循環(huán)的管網(wǎng)體系,將簡化筏板大體積混凝土的施工流程,是一種可行的施工方案,但需解決以下問題:
。1)如何合理布置鋼管支撐架,滿足多層鋼筋的承載要求;
。2)如何形成可用于冷卻水循環(huán)的管網(wǎng)體系;
。3)如何解決豎向鋼管的抗?jié)B問題。
4 鋼管支撐架的設(shè)置
筏板鋼筋共分三層,板面第一排雙向通長設(shè)置鋼筋 32@175,局部板面第二排雙向通長鋼筋 16@175,筏板中部附加 12@200雙向鋼筋網(wǎng)。工程采用φ48鋼管,鋼管立桿間距采用1.0m,并在筏板中部附加鋼筋網(wǎng)處設(shè)縱橫向水平鋼管。
5 循環(huán)冷卻水管網(wǎng)設(shè)置
5.1 混凝土的最大絕熱溫升值計算
混凝土的絕熱溫升值按下式計算:
。1)
Tmax=To+T(t)ξ (2)
式(1)中W――每立方米混凝土的水泥用量,取358kg/m3;
Q――每千克水泥的水化熱量,取375kJ/kg;
c――混凝土的比熱,取0.96kJ/kg・℃;
p――混凝土重力密度,取2400kg/m3;
m――與水泥品種、澆筑溫度等有關(guān)的系數(shù),取0.384d-1;
t――混凝土齡期,取30d。
混凝土最大水化熱一般出現(xiàn)在澆筑后第3天,澆筑時混凝土入模溫度為25℃。
式(2)中To――混凝土入模溫度,取25℃;
ξ――不同澆筑厚度、齡期時的降溫系數(shù),取0.57。
Tmax=To+T(t)ξ=25+58.27×0.57=58.21(℃)
混凝土內(nèi)部最高溫度為58.21℃。
5.2 混凝土表面保溫層的傳熱系數(shù)
筏板表面覆蓋0.35mm厚的塑料薄膜,混凝土
表面保溫層的傳熱系數(shù)按式(3)計算:
(3)
式中σi――保溫層材料的厚度,取0.00035m;
λi――保溫層材料的導(dǎo)熱系數(shù),取0.04W/(m・K);
βq――空氣層的傳熱系數(shù),取22W/(m2・K);
經(jīng)計算,β=18.45W/(m2・K)。
5.3混凝土澆筑體內(nèi)的表層溫度
混凝土澆筑體內(nèi)的表層溫度按下式計算:
(4)
式中Tq――施工期間大氣平均環(huán)境溫度,最高氣溫為27.3℃,最低氣溫為17.4℃,取
22.35℃;
h′――混凝土的虛厚度,h′=kλ/β=0.08m,其中k為折減系數(shù),取2/3,λ為混凝土導(dǎo)熱系數(shù),取2.33W/(m・K),β為混凝土表面保溫層的傳熱系數(shù),取18.45W/(m2・K);
H――混凝土的計算厚度,H=h+2h′=2.1+2×0.08=2.26m,其中h為混凝土的實際厚度,取2.1m;
Tmax――混凝土最大絕熱溫升值,取58.21℃。
5.4 溫差計算
混凝土澆筑體的里表溫差按下式(5)計算:
ΔT1(t)=Tm(t)-Tb(t) (5)
式中ΔT1(t)――齡期為t時,混凝土澆筑體的里表溫差(℃);
Tm(t)――齡期為t時,混凝土澆筑體內(nèi)的最高溫度,取58.21℃;
Tb(t)――齡期為t時,混凝土澆筑體內(nèi)的表層溫度(℃)。
ΔT1(t)=Tm(t)-Tb(t)=58.21-27.25=30.96℃>25℃ 5.5 須排出的水化熱
由上述可知,混凝土內(nèi)外溫差達31.52℃,大于規(guī)范允許的25℃范圍,溫差須降低ΔT=30.96-25=5.96℃,為求安全余量,內(nèi)外溫差控制在24℃范圍內(nèi),溫差須降低6.96℃。
循環(huán)水管單層設(shè)置,按水平間距1m“蛇形”設(shè)置,每1000m2設(shè)置1個循環(huán)網(wǎng),每個循環(huán)管網(wǎng)管線長1000m,循環(huán)網(wǎng)進出口水溫差為30℃,循環(huán)網(wǎng)內(nèi)須排出的最大水化熱量按式(6)計算:
qmax=ΔT×c×p×V (6)
式中V――循環(huán)水管網(wǎng)范圍內(nèi)的混凝土量,取2100m3。
qmax=ΔT×c×p×V=6.96×0.96×2400×2100=33.68×106kJ
6 豎向鋼管的抗?jié)B措施
為了避免地下水沿鋼管壁向上滲透,在搭設(shè)鋼管支撐架前,所有立桿均采用摻有膨脹劑的水泥漿進行灌填(膨脹劑摻量與大體積混凝土摻量相同),并對鋼管底座一端及鋼管中部焊接一塊直徑為15cm的方形止水鋼板,最后再在其端部墊放一塊厚度為5cm的同標號混凝土墊塊。
7 工程的實施及效果
工程鋼筋支撐架體采用扣件式鋼管滿堂支撐架,φ48×3.0鋼管,立桿縱橫間距1.0m,水平橫桿步距1.0m,支撐架搭設(shè)如圖1所示。同時,利用快速直節(jié)和焊接方式使中部鋼筋的短向支撐鋼管形成一個內(nèi)部中空的“蛇形”循環(huán)管網(wǎng),從而替代以往單獨設(shè)置的降溫管。循環(huán)管網(wǎng)設(shè)置如圖2所示。
工程以后澆帶劃分為3個施工區(qū)域流水施工,每個施工區(qū)域布置8個觀測點,筏板表面采用覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護保溫。在筏板混凝土澆筑前,對循環(huán)降溫管網(wǎng)進行加壓試水檢測,確保管道完好,同時循環(huán)管網(wǎng)在混凝土覆蓋后開始使用,直至保溫及測溫工作結(jié)束為止。
8 結(jié)語
綜上所述,混凝土結(jié)構(gòu)扣件式鋼管支撐施工屬于一個系統(tǒng)工程,而要在此施工中既滿足混凝土結(jié)構(gòu)的支撐需要,又可以有效控制混凝土內(nèi)部的降溫,就要采用扣件式鋼管支撐鋼筋同時又兼作循環(huán)降溫管網(wǎng)的方法。本文就筏板混凝土扣件式鋼管支撐體系的施工應(yīng)用,希望對往后類似工程有所幫助。
參考文獻
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