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摘要:由于逆作法施工先期與后期施工的結構間存在施工縫,理論上混凝土會因收縮在其表面形成空隙,同時接縫表面也會存在析水或聚集氣泡等缺陷。從結構受力角度,接縫應使豎向構件(詞條“構件”由行業大百科提供)垂直方向應力有效、可靠地傳遞,并保證密實度,對此主體結構設計單位一直存在疑慮,在一定程度上制約了逆作法技術的應用與推廣,因此進一步研究逆作法施工縫技術問題及解決方案至關重要。
1 接縫處理工藝
后期地下豎向結構施工應采取措施確保水平接縫混凝土的密實度,目前接縫處理方式主要有超灌法、注漿法和灌漿法等。
1.1 超灌法
超灌法是采用澆搗孔或喇叭口等措施澆筑混凝土,使澆筑面超出施工縫一定高度的施工方法。特別指出的是,超灌高度300 mm是最低要求,隨著不同地區、材料、振搗工藝等的差異性,需要依據現場試驗確定。超灌法是逆作法施工中最常用的接縫處理工藝,具有成本低、可靠性好等優點,但對材料、操作工藝等有較高的要求。
1.2 注漿法
注漿法是在后期豎向結構施工完成后,采用高強注漿料對接縫進行處理的施工方法。注漿料宜采用高流態低收縮材料,強度高于原結構至少一個等級。注漿管間距控制在600 mm左右,注漿宜采取規范建議的注漿方式:預埋注漿管、預埋發泡聚乙烯接縫棒和鉆頭引洞等。注漿法是對超灌法的進一步加強和對可能的缺陷的有效補充,主要適用于對豎向結構承載力和變形要求較高的或者幾何尺寸較大的構件,如上下同步逆作法施工的結構柱或某些容易存在滲漏水情況的墻體等。
1.3 灌漿法
灌漿法是混凝土澆筑完成時,在先期澆筑墻柱和后期澆筑墻柱交界面預留不小于50 mm的間隙,采用高于原結構等級的高強無收縮灌漿料進行填充密實的施工方法。該工藝借鑒了超高層勁性鋼結構柱施工時,在鋼柱底部灌漿的工藝。目前國內已引進先進的高壓全自動化灌漿機運用于該工藝。灌漿法主要適用于受澆搗條件或幾何空間限制、施工困難的特殊部位,灌漿料流動性好,高強度、無收縮,澆筑密實性好,但人為地把1條施工縫變成2條施工縫,施工成本較高,且水泥基灌漿料無骨料成分,國內還缺少大量應用的經驗。超灌法是逆作法施工中最常用的接縫處理工藝,其施工質量的可靠性對逆作法技術的推廣和發展起到重要的作用。上海建筑工程逆作法工程技術研究中心重點針對超灌法進行大量的實驗和工程實體檢驗。
2 超灌法試驗研究
通過進行多次的模型試驗,研究超灌法工藝產生的質量通病機理,依據流動性、密實性與強度試驗結果,對混凝土材料性能、超灌高度、振搗工藝等進行標準選擇與工藝調整,然后對調整后的參數進行工程現場原位試驗。
2.1 試驗模型
超灌法要求采用低收縮、和易性好的混凝土,坍落度依據強度、級配和具體作業環境不同要求控制在140~200 mm之間,石子級配在5~20 mm為宜,砂選用中粗砂。采用工程墻柱中將采用的2個混凝土強度等級C35與C60,在4種坍落度(140 mm±20 mm,160 mm±20 mm,180 mm±20 mm,200 mm±20 mm)下來驗證其工作性能。
2.2 試驗過程及結果
2.2.1 第一階段試驗
第一階段試驗
模具采用倒T形,采用全木模板,模具寬200 mm,澆搗口高度分為250 mm、450 mm兩種。在模具右側為長800 mm取樣區,不僅能模擬結構柱及澆筑口間距1 500 mm墻澆搗時的情況,還便于取樣。在模具左側 200 mm處設計一個高150 mm的模板,模擬混凝土繞過止水
鋼板時的情況(圖1)。
第一階段試驗主要驗證混凝土在模具里的流動性能。試件為2種混凝土強度和4級坍落度級配組合,超灌高度分別為250 mm與450 mm,使用φ35 mm振動棒振搗。流動性試驗結果見圖2和表1。
由試驗結果可知,混凝土產生空洞的位置并非在遠離振搗區域部位,而出現在距澆搗口100 mm部位,經過多次試驗均出現上述現象。經分析,這與模具設計、模板振動與振動棒振動等有關。由模具右側混凝土密實度可知,當超灌高度在250 mm時,對于坍落度在160 mm以上的C35混凝土及坍落度在180 mm以上的C60混凝土,其混凝土密實度均基本滿足要求。
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