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g超长混凝土结构工程
25页1、第八章超长混凝土结构工程8.1 工程简述8.1.1 综述联想北京研发基地楼工程由南楼、北楼、综合楼、休闲楼 4 个结构单元组成, 结构形式均为框架剪力墙结构,南楼和北楼结构地下一层,地上六层、八层。其 中北楼地下结构长度为 188.60m,地上结构分为 1#、2#、3#、4#四个结构单体,各 结构单元体之间自然分隔;南楼结构呈 60圆弧形,地下结构总弧长为 216.37m, 地上结构在轴线 S15 与 S16 之间自然分缝成 2 个结构体(结构缝宽为 140),两个单 体的结构弧长分别为 119.34m 和 86.21m,其结构长度远大于规范要求的设缝长度, 因此本工程北楼地下结构,南楼的地下结构、地上结构按超长结构施工考虑。在本 工程的招标设计文件中提出“故需采取一些措施来解决混凝土因温度变化而产生应 力,施工中留后浇带,一般 3040m 一道”。8.1.2 工程分析混凝土是一种凝胶体人造石料,混凝土构件具有徐变、收缩特性,控制和减少 混凝土的徐变、收缩量是超长混凝土结构施工的关键因素。1)徐变。徐变的主要原因是混凝土构件在长期荷载作用下,混凝土凝胶体的水份 逐渐压出,水泥石逐渐粘性
2、流动,微细空隙逐渐闭合,细晶体内部逐渐滑动, 微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果,影响混凝土徐变的主要因素有以下 几点:(1) 混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小;(2) 加荷载时混凝土的龄期。加荷时混凝土龄期越短,则徐变越大;(3) 混凝土的组成成份和配合比。混凝土中骨料本身没有徐变,它的存在约束了水泥胶体的流动,约束作用的大 小取决于骨料的刚度(弹性模量)和骨料所占的体积比。当骨料弹性模量小于 70Gpa 时,随骨料的弹性模量降低,徐变显著增大。骨料的体积比越大,徐变越小。试验表明,当骨料的含量由 60%增大为 75%时,徐变可减少 50%。混凝土的水灰 比越小,徐变越小,在常用的水灰比(0.40.6)范围内,单位应力的徐变与水灰 比呈近似直线关系。(4)养护及使用条件下的温度与湿度。混凝土养护时温度越高,湿度越大,水泥水化作用就越充分,徐变越小。 2)收缩。混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。混凝土浇筑完毕后在凝结之 前由于沉实泌水、蒸发,干集料或干燥底层吸收使混凝土水分损失,体积因而减少, 产生塑性收缩。混凝土收缩的主要原因是在硬化初期水泥石在水化凝固过程中产生 的
3、体积变化,后期主要是混凝土内自由水份蒸发引起的干缩。(1) 混凝土的组成和配比是影响混凝土收缩的主要原因。水泥的用量越多,水灰 比较大,收缩就越大。骨料的级配好、密度大、弹性模量高,粒径大可以减 少混凝土的收缩,粗骨料的所占的体积比越大、强度越高,对收缩的制约就 越大。(2) 干燥失水是引起混凝土收缩的重要原因,高温湿养可以加快水化作用,减少 混凝土中的自由水份,因而可以使收缩减少。在建筑工程中,由于超长结构温度、收缩徐变等内应的叠加和结构累计,是造 成混凝土裂缝的主要原因,而有效控制裂缝的展开可采取多种方式,如设置若干道 变形缝,以释放大部分变形。另外可采用优化混凝土的配合比设计以减少混凝土的 收缩、提高混凝土的极限拉伸强度等方法,以抵抗施工温度、徐变、收缩等变形产 生的应力。伸缩后浇带是为在现浇钢筋混凝土结构施工过程中,克服由于温度、收缩、徐 变而可能产生有害裂缝而设置的临时施工缝,其需根据设计要求保留一段时间后再 浇筑,将结构连成整体。本工程后浇带的严格意义是基于混凝土的徐变、干缩和施 工期间的水泥水化热的考虑而设置的临时性伸缩缝,在 60 天后用填充性膨胀混凝 土回浇。减少超长
4、混凝土结构的徐变、干缩和施工期间的水泥水化热,防止结构裂 缝的产生和发展的施工关键措施是优化混凝土配合比设计、加强施工养护等。超长混凝土结构施工设计技术有两种方案,方案一是采用常规的留置临时施工 后浇带技术,应合理设计临时性后浇缝位置,以满足工程要求;方案二采用先进的 超长混凝土无缝施工技术,该技术成熟可靠,具有较强的工程适用性。8.2 混凝土配合比设计作为超长结构混凝土,为了控制或减少混凝土的徐变、干缩和施工期间的水泥 水化热应力,即控制结构裂缝的产生和发展,应优化混凝土配比,进行合理的配比 设计。8.2.1 材料选择1) 水泥:选择水化热较小的水泥,控制水泥用量,尽可能使水灰比较小,以减少 混凝土的施工温度和收缩;2) 骨料:选择级配好、密度大、刚度(弹性模量)大、粒径大,(弹性模量)较大、 杂质少的骨料,并尽可能使骨料的体积比应大于 75%,如选择冲洗的砂、圆砾 等骨料。3) 掺合物:选择烧失量不大于 3%,有较小的细度,质量均匀较好的矿物掺合料, 增加混凝土的密实度,改善和易性。4) 外加剂:掺加缓凝剂有利于控制混凝土早期水化热,本工程结构复杂,钢筋密 集,常会影响混凝土的浇筑
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