2018热点关注:建筑业10大创新技术

中国幕墙网2018-12-05 16:51:01

  在住房和城乡建设部工程质量安全监管司的组织和指导下,由中国建筑科学研究院牵头编制的《建筑业10项新技术(2017版)》(以下简称“2017版”)10月25日正式颁布。2017版共包括10个大项、107项技术。这也是继1994版、1998版、2005版和2010版之后的第五次改版升级。

  为促进建筑产业升级,加快建筑业技术进步,住房和城乡建设部工程质量安全监管司组织国内建筑行业百余位专家,对《建筑业10项新技术(2010)》进行了全面修订。

  本文件与2010年版相比主要变化如下:

  ——将“混凝土技术”和“钢筋及预应力技术”合并为“钢筋与混凝土技术”。

  ——新增装配式混凝土结构技术。

  ——将“防水技术”扩充为“防水技术与围护结构节能”技术。

  ——升级更新绿色建筑、建筑防灾减灾、建筑节能、建筑信息化等相关内容。

  ——适用范围以建筑工程应用为主,每项技术具有一定适用性、成熟性与可推广性。

  附件:建筑业10项新技术(2017版)

  1地基基础和地下空间工程技术

  1.1 灌注桩后注浆技术

  1.1.1技术内容

  灌注桩后注浆是指在灌注桩成桩后一定时间,通过预设在桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧处的注浆阀以压力注入水泥浆的一种施工工艺。注浆目的一是通过桩底和桩侧后注浆加固桩底沉渣(虚土)和桩身泥皮,二是对桩底及桩侧一定范围的土体通过渗入(粗颗粒土)、劈裂(细粒土)和压密(非饱和松散土)注浆起到加固作用,从而增大桩侧阻力和桩端阻力,提高单桩承载力,减少桩基沉降。

  在优化注浆工艺参数的前提下,可使单桩竖向承载力提高40%以上,通常情况下粗粒土增幅高于细粒土、桩侧桩底复式注浆高于桩底注浆;桩基沉降减小30%左右;预埋于桩身的后注浆钢导管可以与桩身完整性超声检测管合二为一。

  1.1.2技术指标

  根据地层性状、桩长、承载力增幅和桩的使用功能(抗压、抗拔)等因素,灌注桩后注浆可采用桩底注浆、桩侧注浆、桩侧桩底复式注浆等形式。主要技术指标为:

  (1)浆液水灰比:0.45~0.9;

  (2)注浆压力:0.5~16MPa。

  实际工程中,以上参数应根据土的类别、饱和度及桩的尺寸、承载力增幅等因素适当调整,并通过现场试注浆和试桩试验最终确定。设计和施工可依据《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定进行。

  1.1.3适用范围

  灌注桩后注浆技术适用于除沉管灌注桩外的各类泥浆护壁和干作业的钻、挖、冲孔灌注桩。当桩端及桩侧有较厚的粗粒土时,后注浆提高单桩承载力的效果更为明显。

  1.1.4工程案例

  目前该技术应用于北京、上海、天津、福州、汕头、武汉、宜春、杭州、济南、廊坊、龙海、西宁、西安、德州等地数百项高层、超高层建筑桩基工程中,经济效益显著。典型工程如北京首都国际机场T3航站楼、上海中心大厦等。

  1.2 长螺旋钻孔压灌桩技术

  1.2.1技术内容

  长螺旋钻孔压灌桩技术是采用长螺旋钻机钻孔至设计标高,利用混凝土泵将超流态细石混凝土从钻头底压出,边压灌混凝土边提升钻头直至成桩,混凝土灌注至设计标高后,再借助钢筋笼自重或利用专门振动装置将钢筋笼一次插入混凝土桩体至设计标高,形成钢筋混凝土灌注桩。后插入钢筋笼的工序应在压灌混凝土工序后连续进行。与普通水下灌注桩施工工艺相比,长螺旋钻孔压灌桩施工,不需要泥浆护壁,无泥皮,无沉渣,无泥浆污染,施工速度快,造价较低。

  该工艺还可根据需要在钢筋笼上绑设桩端后注浆管进行桩端后注浆,以提高桩的承载力。

  1.2.2技术指标

  (1)混凝土中可掺加粉煤灰或外加剂,混凝土中粉煤灰掺量宜为 70~90kg/ m3;

  (2)混凝土的粗骨料可采用卵石或碎石,最大粒径不宜大于 20mm;

  (3)混凝土塌落度宜为 180~220mm。

  设计和施工可依据《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定进行。

  1.2.3适用范围

  适用于地下水位较高,易塌孔,且长螺旋钻孔机可以钻进的地层。

  1.2.4工程案例

  在北京、天津、唐山等地多项工程中应用,经济效益显著,具有良好的推广应用前景。

  1.3 水泥土复合桩技术

  1.3.1技术内容

  水泥土复合桩是适用于软土地基的一种新型复合桩,由PHC管桩、钢管桩等在水泥土初凝前压入水泥土桩中复合而成的桩基础,也可将其用作复合地基。水泥土复合桩由芯桩和水泥土组成,芯桩与桩周土之间为水泥土。水泥搅拌桩的施工及芯桩的压入改善了桩周和桩端土体的物理力学性质及应力场分布,有效地改善了桩的荷载传递途径;桩顶荷载由芯桩传递到水泥土桩再传递到侧壁和桩端的水泥土体,有效地提高了桩的侧阻力和端阻力,从而有效地提高了复合桩的承载力,减小桩的沉降。目前常用的施工工艺有植桩法等。

  1.3.2技术指标

  (1)水泥土桩直径宜为500~700mm;

  (2)水泥掺量宜为12%~20%;

  (3)管桩直径宜为300~600mm;

  (4)桩间距宜取水泥土桩直径的3~5倍;

  (5)桩端应选择承载力较高的土层。

  1.3.3适用范围

  适用于软弱粘土地基。在沿江、沿海地区,广泛分布着含水率较高、强度低、压缩性较高、垂直渗透系数较低、层厚变化较大的软粘土,地表下浅层存在有承载力较高的土层。采用传统的单一的地基处理方式或常规钻孔灌注桩,往往很难取得理想的技术经济效果,水泥土复合桩是适用于这种地层的有效方法之一。

  1.3.4工程案例

  在上海、天津、江阴、常州等地区的多项工程中应用。

  1.4 混凝土桩复合地基技术

  1.4.1技术内容

  混凝土桩复合地基是以水泥粉煤灰碎石桩复合地基为代表的高粘结强度桩复合地基,近年来混凝土灌注桩、预制桩作为复合地基增强体的工程越来越多,其工作性状与水泥粉煤灰碎石桩复合地基接近,可统称为混凝土桩复合地基。

  混凝土桩复合地基通过在基底和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层,以保证桩、土共同承担荷载,使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。桩端持力层应选择承载力相对较高的土层。混凝土桩复合地基具有承载力提高幅度大,地基变形小、适用范围广等特点。

  1.4.2技术指标

  根据工程实际情况,混凝土桩可选用水泥粉煤灰碎石桩,常用的施工工艺包括长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩,振动沉管灌注成桩及钻孔灌注成桩三种施工工艺。主要技术指标为:

  (1)桩径宜取 350~600mm;

  (2)桩端持力层应选择承载力相对较高的地层;

  (3)桩间距宜取 3~5倍桩径;

  (4)桩身混凝土强度满足设计要求,一般情况下要求混凝土强度大于等于C15;

  (5)褥垫层宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等,不宜选用卵石,最大粒径不宜大于30mm,厚度150~300mm,夯填度≤0.9。

  实际工程中,以上参数根据场地岩土工程条件、基础类型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定。

  对于市政、公路、高速公路、铁路等地基处理工程,当基础刚度较弱时,宜在桩顶增加桩帽或在桩顶采用碎石+土工格栅、碎石+钢板网等方式调整桩土荷载分担比例,以提高桩的承载能力。

  设计和施工可依据《建筑地基处理技术规范》JGJ79的规定进行。

  1.4.3适用范围

  适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按当地经验或通过现场试验确定其适用性。就基础形式而言,既可用于条形基础、独立基础,又可用于箱形基础、筏形基础。采取适当技术措施后亦可应用于刚度较弱的基础以及柔性基础。

  1.4.4工程案例

  在北京、天津、河北、山西、陕西、内蒙古、新疆以及山东、河南、安徽、广西等地区多层、高层建筑、工业厂房、铁路地基处理工程中广泛应用,经济效益显著,具有良好的应用前景。在铁路工程中已用于哈大铁路客运专线工程、京沪高铁工程等。

  1.5 真空预压法组合加固软基技术

  1.5.1技术内容

  (1)真空预压法是在需要加固的软粘土地基内设置砂井或塑料排水板,然后在地面铺设砂垫层,其上覆盖不透气的密封膜使软土与大气隔绝,然后通过埋设于砂垫层中的滤水管,用真空装置进行抽气,将膜内空气排出,因而在膜内外产生一个气压差,这部分气压差即变成作用于地基上的荷载。地基随着等向应力的增加而固结。

  (2)真空堆载联合预压法是在真空预压的基础上,在膜下真空度达到设计要求并稳定后,进行分级堆载,并根据地基变形和孔隙水压力的变化控制堆载速率。堆载预压施工前,必须在密封膜上覆盖无纺土工布以及粘土(粉煤灰)等保护层进行保护,然后分层回填并碾压密实。与单纯的堆载预压相比,加载的速率相对较快。在堆载结束后,进入联合预压阶段,直到地基变形的速率满足设计要求,然后停止抽真空,结束真空联合堆载预压。

  1.5.2技术指标

  (1)真空预压施工时首先在加固区表面用推土机或人工铺设砂垫层,层厚约0.5m;

  (2)真空管路的连接点应密封,在真空管路中应设置止回阀和闸阀;滤水管应设在排水砂垫层中,其上覆盖厚度100~200mm的砂层;

  (3)密封膜热合粘结时宜用双热合缝的平搭接,搭接宽度应大于15mm且应铺设二层以上。密封膜的焊接或粘接的粘缝强度不能低于膜本身抗拉强度的60%;

  (4)真空预压的抽气设备宜采用射流真空泵,空抽时应达到95kPa以上的真空吸力,其数量应根据加固面积和土层性能等确定;

  (5)抽真空期间真空管内真空度应大于90kPa,膜下真空度宜大于80kPa;

  (6)堆载高度不应小于设计总荷载的折算高度;

  (7)对主要以变形控制设计的建筑物地基,地基土经预压所完成的变形量和平均固结度应满足设计要求;对以地基承载力或抗滑稳定性控制设计的建筑物地基,地基土经预压后其强度应满足建筑物地基承载力或稳定性要求。

  主要参考标准:《建筑地基基础工程施工规范》GB51004、《建筑地基处理技术规范》JGJ79。

  1.5.3适用范围

  该软土地基加固方法适用于软弱粘土地基的加固。在我国广泛存在着海相、湖相及河相沉积的软弱粘土层,这种土的特点是含水量大、压缩性高、强度低、透水性差。该类地基在建筑物荷载作用下会产生相当大的变形或变形差。对于该类地基,尤其需大面积处理时,如在该类地基上建造码头、机场等,真空预压法以及真空堆载联合预压法是处理这类软弱粘土地基的较有效方法之一。

  1.5.4工程案例

  本技术已用于日照港料场、黄骅港码头、深圳福田开发区、天津塘沽开发区、深圳宝安大道、上海迪士尼主题乐园项目、珠海发电厂、汕头港多用途泊位后方集装箱堆场、天津临港产业区等。

  1.6 装配式支护结构施工技术

  1.6.1技术内容

  装配式支护结构是以成型的预制构件为主体,通过各种技术手段在现场装配成为支护结构。与常规支护手段相比,该支护技术具有造价低、工期短、质量易于控制等特点,从而大大降低了能耗、减少了建筑垃圾,有较高的社会、经济效益与环保作用。

  目前,市场上较为成熟的装配式支护结构有:预制桩、预制地下连续墙结构、预应力鱼腹梁支撑结构、工具式组合内支撑等。

  预制桩作为基坑支护结构使用时,主要是采用常规的预制桩施工方法,如静压或者锤击法施工,还可以采用拆入水泥土搅拌桩,TRD搅拌墙或CSM双轮铣搅拌墙内形成连续的水泥土复合支护结构。预应力预制桩用于支护结构时,应注意防止预应力预制桩发生脆性破坏并确保接头的施工质量。

  预制地下连续墙技术即按照常规的施工方法成槽后,在泥浆中先插入预制墙段、预制桩、型钢或钢管等预制构件,然后以自凝泥浆置换成槽用的护壁泥浆,或直接以自凝泥浆护壁成槽插入预制构件,以自凝泥浆的凝固体填塞墙后空隙和防止构件间接缝渗水,形成地下连续墙。采用预制的地下连续墙技术施工的地下墙面光洁、墙体质量好、强度高,并可避免在现场制作钢筋笼和浇混凝土及处理废浆。近年来,在常规预制地下连续墙技术的基础上,又出现一种新型预制连续墙,即不采用昂贵的自凝泥浆而仍用常规的泥浆护壁成槽,成槽后插入预制构件并在构件间采用现浇混凝土将其连成一个完整的墙体。该工艺是一种相对经济又兼具现浇地下墙和预制地下墙优点的新技术。

  预应力鱼腹梁支撑技术,由鱼腹梁(高强度低松弛的钢绞线作为上弦构件,H 型钢作为受力梁,与长短不一的 H 型钢撑梁等组成)、对撑、角撑、立柱、横梁、拉杆、三角形节点、预压顶紧装置等标准部件组合并施加预应力,形成平面预应力支撑系统与立体结构体系,支撑体系的整体刚度高、稳定性强。本技术能够提供开阔的施工空间,使挖土、运土及地下结构施工便捷,不仅显著改善地下工程的施工作业条件,而且大幅减少支护结构的安装、拆除、土方开挖及主体结构施工的工期和造价。

  工具式组合内支撑技术是在混凝土内支撑技术的基础上发展起来的一种内支撑结构体系, 主要利用组合式钢结构构件其截面灵活可变、加工方便、适用性广的特点,可在各种地质情况和复杂周边环境下使用。该技术具有施工速度快,支撑形式多样,计算理论成熟,可拆卸重复利用,节省投资等优点。

  1.6.2技术指标

  预制地下连续墙:

  (1)通常预制墙段厚度较成槽机抓斗厚度小20mm左右,常用的墙厚有580mm、780mm,一般适用于9m以内的基坑;

  (2)应根据运输及起吊设备能力、施工现场道路和堆放场地条件,合理确定分幅和预制件长度,墙体分幅宽度应满足成槽稳定性要求;

  (3)成槽顺序宜先施工L形槽段,再施工一字形槽段;

  (4)相邻槽段应连续成槽,幅间接头宜采用现浇接头。

  预应力鱼腹梁支撑:

  (1)型钢立柱的垂直度控制在1/200以内;型钢立柱与支撑梁托座要用高强螺栓连接;

  (2)施工围檩时,牛腿平整度误差要控制在2mm以内,且不能下垂,平直度用拉绳和长靠尺或钢尺检查,如有误差则进行校正,校正后采用焊接固定;

  (3)整个基坑内的支撑梁要求必须保证水平,并且支撑梁必须能承受架设在其上方的支撑自重和来自上部结构的其他荷载;

  (4)预应力鱼腹梁支撑的拆除是安装作业的逆顺序。

  工具式组合内支撑:

  (1)标准组合支撑构件跨度为 8m、9m、12m等;

  (2)竖向构件高度为 3m、4m、5m等;

  (3)受压杆件的长细比不应大于 150,受拉杆件的长细比不应大于200;

  (4)进行构件内力监测的数量不少于构件总数量的15%;

  (5)围檩构件为1.5m、3m、6m、9m、12m。

  主要参考标准:《钢结构设计规范》GB50017、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120。

  1.6.3适用范围

  预制地下连续墙一般仅适用于9m以内的基坑,适用于地铁车站、周边环境较为复杂的基坑工程等;预应力鱼腹梁支撑适用于市政工程中地铁车站、地下管沟基坑工程以及各类建筑工程基坑,预应力鱼腹梁支撑适用于温差较小地区的基坑,当温差较大时应考虑温度应力的影响。工具式组合内支撑适用于周围建筑物密集,施工场地狭小,岩土工程条件复杂或软弱地基等类型的深大基坑。

  1.6.4工程案例

  预制地下连续墙技术已成功应用于上海建工活动中心、明天广场、达安城单建式地下车库和瑞金医院单建式地下车库、华东医院停车库等工程。

  预应力鱼腹梁支撑已成功应用于广州地铁网运营管理中心、江阴幸福里老年公寓和商业用房、南京绕城公路地道工程、宁波轨道交通1、2号线鼓楼站车站等工程。

  工具式组合内支撑已成功应用于北京国贸中心、上海临港六院、上海天和锦园、广东工商行业务大楼、广东荔湾广场、广东金汇大厦、杭州杭政储住宅、宁波轨交1号线鼓楼站及北京地铁13号线等。

  1.7 型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

  1.7.1技术内容

  型钢水泥土复合搅拌桩是指:通过特制的多轴深层搅拌机自上而下将施工场地原位土体切碎,同时从搅拌头处将水泥浆等固化剂注入土体并与土体搅拌均匀,通过连续的重叠搭接施工,形成水泥土地下连续墙;在水泥土初凝之前,将型钢(预制混凝土构件)插入墙中,形成型钢(预制混凝土构件)与水泥土的复合墙体。型钢水泥土复合搅拌桩支护结构同时具有抵抗侧向土水压力和阻止地下水渗漏的功能。

  近几年水泥土搅拌桩施工工艺在传统的工法基础上有了很大的发展,TRD工法、双轮铣深层搅拌工法(CSM工法)、五轴水泥土搅拌桩、六轴水泥土搅拌桩等施工工艺的出现使型钢水泥土复合搅拌桩支护结构的使用范围更加广泛,施工效率也大大增加。

  其中TRD工法(Trench-Cutting& Re-mixingDeep Wall Method)是将满足设计深度的附有切割链条以及刀头的切割箱插入地下,在进行纵向切割横向推进成槽的同时,向地基内部注入水泥浆以达到与原状地基的充分混合搅拌在地下形成等厚度水泥土连续墙的一种施工工艺。该工法具有适应地层广、墙体连续无接头、墙体渗透系数低等优点。

  双轮铣深层搅拌工法(CSM工法),是使用两组铣轮以水平轴向旋转搅拌方式、形成矩形槽段的改良土体的一种施工工艺。该工法的性能特点有:(1)具有高削掘性能,地层适应性强;(2)高搅拌性能;(3)高削掘精度;(4)可完成较大深度的施工;(5)设备高稳定性;(6)低噪声和振动;(7)可任意设定插入劲性材料的间距;(8)可靠施工过程数据和高效的施工管理系统;(9)双轮铣深层搅拌工法(CSM工法)机械均采用履带式主机,占地面积小,移动灵活。

  1.7.2技术指标

  (1)型钢水泥土搅拌墙的计算与验算应包括内力和变形计算、整体稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、坑底抗隆起稳定性验算、抗渗流稳定性验算和坑外土体变形估算;

  (2)型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥土搅拌桩的直径宜采用650mm、850mm、1000mm,内插H形钢或预制混凝土构件;

  (3)水泥土复合搅拌桩28d无侧限抗压强度标准值不宜小于0.5MPa;

  (4)搅拌桩的入土深度宜比型钢的插入深度深0.5~1.0m;

  (5)搅拌桩体与内插型钢的垂直度偏差不应大于1/200;

  (6)当搅拌桩达到设计强度,且龄期不小于28d后方可进行基坑开挖;

  (7)TRD工法等厚度水泥土搅拌墙28d龄期无侧限抗压强度不应小于设计要求且不宜小于0.8MPa;水泥宜采用强度等级不低于P.O 42.5级的普通硅酸盐水泥,水泥土搅拌墙正式施工之前应通过现场试成墙试验以确定具体施工参数(材料用量和水灰比等)。

  (8)双轮铣深层搅拌工法(CSM工法)成槽设备在施工过程中采用泥浆护壁来防止槽壁坍塌;膨润土泥浆的配合比通常为70~90kg/m3(取决于膨润土的质量),泥浆密度约为1.05kg/cm3,粘度要超过40s(马氏漏斗粘度)。

  主要参照标准:《型钢水泥土搅拌墙技术规程》JGJ/T199、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120等。

  1.7.3适用范围

  该技术主要用于深基坑支护,可在粘性土、粉土、砂砾土使用,目前在国内主要在软土地区有成功应用。

  1.7.4工程案例

  上海静安寺下沉式广场、国际会议中心、地铁陆家嘴车站、地铁2号线龙东路延伸段、上海梅山大厦、天津地铁二、三号线工程、天津站交通枢纽工程。TRD工法已在上海、天津、武汉、南昌等多个深大基坑工程中成功应用,超深可达60m;双轮铣深层搅拌工法(CSM工法)在天津医院、地铁2号线红旗路站联络线工程、世纪广场、华润紫阳里停车厂等工程中应用。

  1.8 地下连续墙施工技术

  1.8.1 技术内容

  地下连续墙,就是在地面上先构筑导墙,采用专门的成槽设备,沿着支护或深开挖工程的周边,在特制泥浆护壁条件下,每次开挖一定长度的沟槽至指定深度,清槽后,向槽内吊放钢筋笼,然后用导管法浇注水下混凝土,混凝土自下而上充满槽内并把泥浆从槽内置换出来,筑成一个单元槽段,并依此逐段进行,这些相互邻接的槽段在地下筑成的一道连续的钢筋混凝土墙体。地下连续墙主要作承重、挡土或截水防渗结构之用。

  地下连续墙具有如下优点:(1)施工低噪声、低震动,对环境的影响小;(2)连续墙刚度大、整体性好,基坑开挖过程中安全性高,支护结构变形较小;(3)墙身具有良好的抗渗能力,坑内降水时对坑外的影响较小;(4)可作为地下室结构的外墙,可配合逆作法施工,缩短工期、降低造价。

  随着城市土地资源日趋紧张,高层和超高层建筑的日益崛起,基坑深度也突破初期的十几米朝更深的几十米发展,随之带来的是地下连续墙向着超深、超厚发展。目前建筑领域地下连续墙已经超越了110m,随着技术的进步和城市发展的需求地下连续墙将会向更深的深度发展。例如软土地区的超深地下连续墙施工,利用成槽机、铣槽机在粘土和砂土环境下各自的优点,以抓铣结合的方法进行成槽,并合理选用泥浆配比,控制槽壁变形,优势明显。

  由于地下连续墙是由若干个单元槽段分别施工后再通过接头连成整体,各槽段之间的接头有多种形式,目前最常用的接头形式有圆弧形接头、橡胶带接头、工字型钢接头、十字钢板接头、套铣接头等。其中橡胶带接头是一种相对较新的地下连续墙接头工艺,通过横向连续转折曲线和纵向橡胶防水带延长了可能出现的地下水渗流路线,接头的止水效果较以前的各种接头工艺有大幅改观。目前超深的地下连续墙多采用套铣接头,利用铣槽机可直接切削硬岩的能力直接切削已成槽段的混凝土,在不采用锁口管、接头箱的情况下形成止水良好、致密的地下连续墙接头。套铣接头具有施工设备简单、接头水密性良好等优点。

  1.8.2 技术指标

  地下连续墙根据施工工艺,可分为导墙制作、泥浆制备、成槽施工、混凝土水下浇筑、接头施工等。主要技术指标为:

  (1)新拌制泥浆指标:比重1.03~1.10,粘度22s~35s,胶体率大于98%,失水量小于30ml/30min,泥皮厚度小于1mm,pH值8~9;

  (2)循环泥浆指标:比重1.05~1.25,粘度22s~40s,胶体率大于98%,失水量小于30ml/30min,泥皮厚度小于3mm,pH值8~11,含砂率小于7%;

  (3)清基后泥浆指标:密度不大于1.20,粘度20s~30s,含砂率小于7%,pH值8~10;

  (4)混凝土:坍落度200mm±20mm,抗压强度和抗渗压力符合设计要求;

  实际工程中,以上参数应根据土的类别、地下连续墙的结构用途、成槽形式等因素适当调整,并通过现场试成槽试验最终确定。

  1.8.3 适用范围

  一般情况下地下连续墙适用于如下条件的基坑工程:

  (1)深度较大的基坑工程,一般开挖深度大于10m才有较好的经济性;

  (2)邻近存在保护要求较高的建(构)筑物,对基坑本身的变形和防水要求较高的工程;

  (3)基坑内空间有限,地下室外墙与红线距离极近,采用其他围护形式无法满足留设施工操作空间要求的工程;

  (4)围护结构亦作为主体结构的一部分,且对防水、抗渗有较严格要求的工程;

  (5)采用逆作法施工,地上和地下同步施工时,一般采用地下连续墙作为围护墙。

  1.8.4 工程案例

  上海中心大厦、上海金茂大厦、上海环球金融中心、深圳国贸地铁车站等等。目前地下连续墙广泛应用于北京、上海、深圳、南京、兰州等地的江河湖泊防渗,港口、船坞和污水处理厂、高层建筑的地下室、地下停车场、地铁甚至于大桥建设中,市场前景广阔。

  1.9 逆作法施工技术

  1.9.1技术内容

  逆作法一般是先沿建筑物地下室外墙轴线施工地下连续墙,或沿基坑的周围施工其他临时围护墙,同时在建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱,作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支承;然后施工逆作层的梁板结构,作为地下连续墙或其他围护墙的水平支撑,随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构,直至底板封底;同时,由于逆作层的楼面结构先施工完成,为上部结构的施工创造了条件,因此可以同时向上逐层进行地上结构的施工;如此地面上、下同时进行施工,直至工程结束。

  目前逆作法的新技术有:

  (1)框架逆作法。利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋梁,对围护结构形成框格式水平支撑,待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板。

  (2)跃层逆作法。是在适当的地质环境条件下,根据设计计算结果,通过局部楼板加强以及适当的施工措施,在确保安全的前提下实现跃层超挖,即跳过地下一层或两层结构梁板的施工,实现土方施工的大空间化,提高施工效率。

  (3)踏步式逆作法。该法是将周边若干跨楼板采用逆作法踏步式从上至下施工,余下的中心区域待地下室底板施工完成后逐层向上顺作,并与周边逆作结构衔接完成整个地下室结构。

  (4)一柱一桩调垂技术。在逆作施工中,竖向支承桩柱的垂直精度要求是确保逆作工程质量、安全的核心要素,决定着逆作技术的深度和高度。目前,钢立柱的调垂方法主要有气囊法、校正架法、调垂盘法、液压调垂盘法、孔下调垂机构法、孔下液压调垂法、HDC高精度液压调垂系统等。

  1.9.2技术指标

  (1)竖向支承结构宜采用一柱一桩的形式,立柱长细比不应大于25。立柱采用格构柱时,其边长不宜小于420mm,采用钢管混凝土柱时,钢管直径不宜小于500mm。立柱及立柱桩的平面位置允许偏差为10mm,立柱的垂直度允许偏差为1/300,立柱桩的垂直度允许偏差为1/200。

  (2)主体结构底板施工前,立柱桩之间及立柱桩与地下连续墙之间的差异沉降不宜大于20mm,且不宜大于柱距的1/400。立柱桩采用钻孔灌注桩时,可采用后注浆措施,以减小立柱桩的沉降。

  (3)水平支撑与主体结构水平构件相结合时,同层楼板面存在高差的部位,应验算该部位构件的受弯、受剪和受扭承载能力,在结构楼板的洞口及车道开口部位,当洞口两侧的梁板不能满足传力要求时,应采用设置临时支撑等措施。

  逆作法施工技术应符合《建筑地基基础设计规范》GB50007、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120、《地下建筑工程逆作法技术规程》JGJ165的相关规定。

  1.9.3适用范围

  逆作法适用于如下基坑:

  (1)大面积的地下工程;(2)大深度的地下工程,一般地下室层数大于或等于2层的项目更为合理;(3)基坑形状复杂的地下工程;(4)周边状况苛刻,对环境要求很高的地下工程;(5)上部结构工期要求紧迫和地下作业空间较小的地下工程。

  目前逆作法已广泛用于高层建筑地下室、地铁车站、地下车库、市政、人防工程等领域。

  1.9.4工程案例

  上海中心裙房工程、上海铁路南站南广场、南京青奥中心、浙江慈溪财富中心工程、天津富力中心、重庆巴南商业中心、北京地铁天安门东站、广州国际银行中心、南宁永凯大厦等。

  1.10 超浅埋暗挖施工技术

  1.10.1 技术内容

  在下穿城市道路的地下通道施工时,地下通道的覆盖土厚度与通道跨度之比通常较小,属于超浅埋通道。为了保障城市道路、地下管线及周边建(构)筑物正常运用,需采用严格控制土体变形的超浅埋暗挖施工技术。一般采用长大管棚超前支护加固地下通道周围土体,将整个地下通道断面分为若干个小断面进行顺序错位短距开挖,及时强力支护并封闭成环,形成平顶直墙交替支护结构条件,进行地下通道或空间主体施工的支护技术方法。施工过程中应加强对施工影响范围内的城市道路、管线及建(构)筑物的变形监测,及时反馈信息,及时调整支护参数。该技术主要利用钢管刚度强度大,水平钻定位精准,型钢拱架连接加工方便、撑架及时和适用性广等特点,可以在不阻断交通、不损伤路面、不改移管线和不影响居民等城市复杂环境下使用,因此具有安全、可靠、快速、环保、节资等优点。

  1.10.2 技术指标

  (1)地下通道顶部覆盖土厚度H与其暗挖断面跨度A(矩形底边宽度)之比H/A≤0.4;

  (2)管棚:钢管管径90~1000mm,管壁厚度8、12、14、16mm,长度为24~150m;浆液水灰比宜为0.8~1,当采用双液注浆时,水泥浆液与水玻璃的比例宜为1:1;

  (3)注浆加固渗透系数应不大于1.0×10-6cm/s;

  (4)型钢拱架间距500~750mm;

  主要参照标准:《钢结构设计规范》GB50017。

  1.10.3 适用范围

  一般填土、粘土、粉土、砂土、卵石等第四纪地层中修建的地下通道或地下空间。

  1.10.4 工程案例

  北京首都机场2-3号航站楼联络通道、青岛胶州市民广场。

  1.11 复杂盾构法施工技术

  1.11.1技术内容

  盾构法是一种全机械化的隧道施工方法,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械外运出洞,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。由于盾构施工技术对环境影响很小而被广泛地采用,得到了迅速的发展。

  复杂盾构法施工技术为复杂地层、复杂地面环境条件下的盾构法施工技术,或大断面圆形(洞径大于10m)、矩形或双圆等异形断面形式的盾构法施工技术。

  选择盾构形式时,除考虑施工区段的围岩条件、地面情况、断面尺寸、隧道长度、隧道线路、工期等各种条件外,还应考虑开挖和衬砌等施工问题,必须选择安全且经济的盾构形式。盾构施工在遇到复杂地层、复杂环境或者盾构截面异形或者盾构截面大时,可以通过分析地层和环境等情况合理配置刀盘、采用合适的掘进模式和掘进技术参数、盾构姿态控制及纠偏技术、采用合适的注浆方式等各种技术要求来解决以上的复杂问题。盾构法施工是一个系统性很强的工程,其设计和施工技术方案的确定,要从各个方面综合权衡与比选,最终确定合理可行的实施方案。

  盾构机主要是用来开挖土、砂、围岩的隧道机械,由切口环、支撑环及盾尾三部分组成。就断面形状可分为单圆形、复圆形及非圆形盾构。矩形盾构是横断面为矩形的盾构机,相比圆形盾构,其作业面小,主要用于距地面较近的工程作业。矩形盾构机的研制难度超过圆形盾构机。目前,我国使用的矩形盾构机主要有2个、4个或6个刀盘联合工作。

  1.11.2技术指标

  (1)承受荷载:设计盾构时需要考虑的荷载,如土压力、水压力、自重、上覆荷载的影响、变向荷载、开挖面前方土压力及其他荷载。

  (2)盾构外径:所谓盾构外径,是指盾壳的外径,不考虑超挖刀头、摩擦旋转式刀盘、固定翼、壁后注浆用配管等突出部分。

  (3)盾构长度:盾构本体长度指壳板长度的最大值,而盾构机长度则指盾构的前端到尾端的长度。盾构总长系指盾构前端至后端长度的最大值。

  (4)总推力:盾构的推进阻力组成包括盾构四周外表面和土之间的摩擦力或粘结阻力(F1);推进时,口环刃口前端产生的贯入阻力(F2);开挖面前方阻力(F3);变向阻力(曲线施工、蛇形修正、变向用稳定翼、挡板阻力等)(F4);盾尾内的管片和壳板之间的摩擦力(F5);后方台车的牵引阻力(F6)。以上各种推进阻力的总和(∑F),须对各种影响因素仔细考虑,留出必要的余量。

  1.11.3适用范围

  (1)适用于各种复杂的工程地质和水文地质条件,从淤泥质土层到中风化和微风化岩层。

  (2)盾构法施工隧道应有足够的埋深,覆土深度不宜小于6m。隧道覆土太浅,盾构法施工难度较大;在水下修建隧道时,覆土太浅盾构施工安全风险较大。

  (3)地面上必须有修建用于盾构进出洞和出土进料的工作井位置。

  (4)隧道之间或隧道与其他建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m。

  (5)从经济角度讲,盾构连续施工长度不宜小于300m。

  1.11.4工程案例

  盾构法广泛应用于隧道和地下工程中。上海地铁、跨江隧道均采用盾构法施工;深圳地铁5号线的盾构工程穿越复杂地层;南京地铁四号线盾构区间穿越了上软下硬地层以及大量厂房民居,地质情况复杂多变、地下水丰富、施工难度大、安全风险高等特点;郑州中州大道采用6个刀盘联合工作的矩形盾构机,是我国自主研发的世界最大矩形盾构机。西安地铁4号线与武汉地铁11号线都采用了盾构法施工;北京的众多地铁线路也采用了盾构法施工,其中16号线首次采用外径6.4m地铁管片,使隧道空间明显增大。

  1.12 非开挖埋管施工技术

  1.12.1技术内容

  非开挖埋管施工技术应用较多的主要有顶管法、定向钻进穿越技术以及大断面矩形通道掘进技术。

  (1)顶管法

  顶管法是在松软土层或富水松软地层中敷设管道的一种施工方法。随着顶管技术的不断发展与成熟,已经涌现了一大批超大口径、超长距离的顶管工程。混凝土顶管管径最大达到4000mm,一次顶进最长距离也达到2080m。随着大量超长距离、超大口径顶管工程的出现,也产生了相应的顶管施工新技术。

  1)为维持超长距离顶进时的土压平衡,采用恒定顶进速度及多级顶进条件下螺旋机智能出土调速施工技术;该新技术结合分析确定的土压合理波动范围参数,使顶管机智能的适应土压变化,避免大的振动。

  2)针对超大口径、超长距离顶进过程中顶力过大问题开发研制了全自动压浆系统,智能分配注浆量,有效进行局部减阻。

  3)超长距离、多曲线顶管自动测量及偏离预报技术是迄今为止最为适合超长距离、曲线顶管的测量系统,该测量系统利用多台测量机器人联机跟踪测量技术,结合历史数据,对工具管导引的方向及幅度作出预报,极大地提高了顶进效率和顶管管道的质量。

  4)预应力钢筒混凝土管顶管(简称JPCCP)拼接技术,利用副轨、副顶、主顶全方位三维立体式进行管节接口姿态调整,能有效解决该种新型复合管材高精度接口的拼接难题。

  (2)定向钻进穿越

  根据入土点和出土点设计出穿越曲线,然后根据穿越曲线利用穿越钻机先钻出导向孔、再进行扩孔处理,回拖管线之后利用泥浆的护壁及润滑作用将已预制试压合格的管段进行回拖,完成管线的敷设施工。其新技术包括:

  1)测量钻头位置的随钻测量系统,随钻测量系统的关键技术是在保证钻杆强度的前提下钻杆本体的密封以及钻杆内永久电缆连接处的密封。

  2)具有孔底马达的全新旋转导向钻进系统,该系统有效解决了定子和轴承的寿命问题以及可以按照设定导向进行旋转钻进。

  (3)大断面矩形地下通道掘进施工技术

  利用矩形隧道掘进机在前方掘进,而后将分节预制好的混凝土结构件在土层中顶进、拼装形成地下通道结构的非开挖法施工技术。

  矩形隧道掘进机在顶进过程中,通过调节后顶主油缸的推进速度或调节螺旋输送机的转速,以控制搅拌舱的压力,使之与掘进机所处地层的土压力保持平衡,保证掘进机的顺利顶进,并实现上覆土体的低扰动;在刀盘不断转动下,开挖面切削下来的泥土进入搅拌舱,被搅拌成软塑状态的扰动土;对不能软化的天然土,则通过加入水、粘土或其他物质使其塑化,搅拌成具有一定塑性和流动性的混合土,由螺旋输送机排出搅拌舱,再由专用输送设备排出;隧道掘进机掘进至规定行程,缩回主推油缸,将分节预制好的混凝土管节吊入并拼装,然后继续顶进,直至形成整个地下通道结构。

  大断面矩形地下通道掘进施工技术施工机械化程度高,掘进速度快,矩形断面利用率高,非开挖施工地下通道结构对地面运营设施影响小,能满足多种截面尺寸的地下通道施工需求。

  1.12.2技术指标

  (1)顶管法

  1)根据工程实际分析螺旋机在不同压力及土质条件下的出土能力变化趋势,设计设定出适应工程的螺旋机智能调速功能,应对不同土层对出土机制的影响;

  2)利用带球阀和有自动开闭的压浆装置,结合智能操控平台,使每个注浆孔都被纳入自动控制范围,远程操控、设定压浆参数,合理分配压浆量,在比较坚硬的卵石土层应设定多分配压浆量,比较松软、富水土层少压浆或可不压,起到有的放矢的功效;

  3)预应力钢筒混凝土管顶管施工承压管道,采用特制的中继环系统,中继环承插口应按照预应力钢筒混凝土管承插口精度要求制作,保证与其他管节接口密封性能良好;

  4)预应力钢筒混凝土顶管管节接口拼接施工,利用三维立体式拼接系统时,在承插口距离临近时,应控制顶进速度0.001m/s,宜慢不宜快。

  (2)定向钻进穿越

  1)采用无线传输仪器进行随钻测量,免除有线传输带来的距离限制,在井眼位置安装信号接收仪器,及时反馈轨道监测数据以及掌握钻向动态。

  2)根据土层情况设定旋转钻头方向参数以及孔底马达的动力参数,结合远程操控平台智能化进行钻进穿越施工。

  (3)大断面矩形地下通道掘进施工技术

  地下通道最大宽度 6.9m;地下通道最大高度 4.3m。

  1.12.3适用范围

  (1)顶管法

  1)特别适用于在具有粘性土、粉性土和砂土的土层中施工,也适用于在具有卵石、碎石和风化残积土的土层中施工。

  2)适用于城区水污染治理的截污管施工,适用于液化气与天然气输送管、油管的施工以及动力电缆、宽频网、光纤网等电缆工程的管道施工。

  3)适用于城市市政地下工程中穿越公路、铁路、建筑物下的综合通道及地铁人行通道施工。

  (2)定向钻进穿越

  1)定向钻进穿越法适合的地层条件为砂土、粉土、粘性土、卵石等地况。

  2)在不开挖地表面条件下,可广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设施工。

  (3)大断面矩形地下通道掘进施工技术

  能适应 N值在 10以下的各类粘性土、砂性土、粉质土及流砂地层;具有较好的防水性能,最大覆土层深度为 15m;通过隧道掘进机的截面模数组合,可满足多种截面大小的地下通道施工需求。

  1.12.4工程案例

  (1)顶管法

  上海南市水厂过江顶管工程顶进直径为3000mm的钢管总长度1120m;上海市引水长桥支线顶管工程顶进长度1743m;嘉兴市污水处理排海工程顶进2050m超长距离钢筋混凝土顶管;汕头市第二过海顶管工程顶进2080m,钢顶管直径2m;无锡长江引水工程实现2200mm钢管双管同步顶进2500m;上海白龙港污水处理南干线DN4000钢混凝土顶管工程长距离顶进2039m;上海黄浦江闵奉支线C2标预应力钢筒混凝土顶管(JPCCP)工程成功顶进874m。

  (2)定向钻进穿越

  墨水河定向钻穿越工程,穿越长度为532m;珠海—中山天然气管道二期工程的磨刀门水道定向钻进穿越工程;郑州南变电站备用电源郑尧高速地下穿越工程;上海市轨道交通6 号线港城路车辆段33A标工程;上海浦东国际机场扩建工程南区给水泵站工程;上海虹桥综合交通枢纽市政道路及配套1标段等工程施工都采用了定向钻进穿越技术。

  (3)大断面矩形地下通道掘进施工技术

  上海轨道交通 6 号线浦电路车站、8 号线中山北路车站、4 号线南浦大桥车站等。

  1.13 综合管廊施工技术

  1.13.1技术内容

  综合管廊,也可称之“共同沟”,是指城市地下管道综合走廊,它是为实施统一规划、设计、施工和维护,建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施。采取综合管廊可实现各种管线以集约化方式敷设,可以使城市的地下空间资源得以综合利用。

  综合管廊的施工方法主要分为明挖施工和暗挖施工。

  明挖施工法主要有:放坡开挖施工;水泥土搅拌桩围护结构;板桩墙围护结构以及SMW工法等。明挖管廊的施工可采用现浇施工法与预制拼装施工法。现浇施工法可以大面积作业,将整个工程分割为多个施工标段,加快施工进度。预制拼装施工法要求有较大规模的预制厂和大吨位的运输及起吊设备,施工技术要求高,对接缝处施工处理有严格要求。

  暗挖施工法主要有盾构法、顶管法等。盾构法和顶管法都是采用专用机械构筑隧道的暗挖施工方法,在隧道的某段的一端建造竖井或基坑,以供机械安装就位。机械从竖井或基坑壁开孔处出发,沿设计轴线,向另一竖井或基坑的设计孔洞推进、构筑隧道,并有效地控制地面隆降。盾构法、顶管法施工具有自动化程度高,对环境影响小,施工安全,质量可靠,施工进度快等特点。

  1.13.2技术指标

  (1)明挖法

  1)基础工程

  综合管廊工程基坑(槽)开挖前,应根据围护结构的类型、工程水文地质条件、施工工艺和地面荷载等因素制定施工方案。

  基坑回填应在综合管廊结构及防水工程验收合格后进行。回填材料应符合设计要求及国家现行标准的有关规定。管廊两侧回填应对称、分层、均匀。管廊顶板上部1000mm范围内回填材料应采用人工分层夯实,大型碾压机不得直接在管廊顶板上部施工。综合管廊回填土压实度应符合设计要求。

  综合管廊基础施工及质量验收应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202的有关规定。

  2)现浇结构

  综合管廊模板施工前,应根据结构形式、施工工艺、设备和材料供应条件进行模板及支架设计。模板及支撑的强度、刚度及稳定性应满足受力要求。

  混凝土的浇筑应在模板和支架检验合格后进行。入模时应防止离析;连续浇筑时,每层浇筑高度应满足振捣密实的要求;预留孔、预埋管、预埋件及止水带等周边混凝土浇筑时,应辅助人工插捣。

  混凝土底板和顶板应连续浇筑不得留置施工缝,设计有变形缝时,应按变形缝分仓浇筑。

  混凝土施工质量验收应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定。

  3)预制拼装结构

  预制拼装钢筋混凝土构件的模板,应采用精加工的钢模板。

  构件堆放的场地应平整夯实,并应具有良好的排水措施。构件运输及吊装时,混凝土强度应符合设计要求。当设计无要求时,不应低于设计强度的75%。

  预制构件安装前应对其外观、裂缝等情况应按设计要求及现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定进行结构性能检验。当构件上有裂缝且宽度超过0.2mm时,应进行鉴定。

  预制构件和现浇构件之间、预制构件之间的连接应按设计要求进行施工。预制拼装综合管廊结构采用预应力筋连接接头或螺栓连接接头时,其拼缝接头的受弯承载力应满足设计要求。

  螺栓的材质、规格、拧紧力矩应符合设计要求及《钢结构设计规范》GB 50017和《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的有关规定。

  (2)暗挖法

  1)盾构法

  盾构法的技术指标应符合《盾构法隧道施工与验收规范》GB 50446的有关规定。

  2)顶管法

  计算施工顶力时,应综合考虑管节材质、顶进工作井后背墙结构的允许最大荷载、顶进设备能力、施工技术措施等因素。施工最大顶力应大于顶进阻力,但不得超过管材或工作井后背墙的允许顶力。

  一次顶进距离大于100m时,应采取中继间技术。

  顶管法的技术指标应符合《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的有关规定。

  1.13.3适用范围

  综合管廊主要用于城市统一规划、设计、施工及维护的市政公用设施工程,建于城市地下,用于敷设市政公用管线。

  1.13.4工程案例

  北京天安门广场综合管廊、上海浦东新区张杨路共同沟、广州大学城综合管廊、昆明广福路和彩云路综合管廊、中关村(西区)综合管廊、上海世博园区综合管廊、武汉光谷综合管廊、珠海横琴新区环岛综合管廊、上海安亭新镇综合管廊、上海松江新城综合管廊等。

  2 钢筋与混凝土技术

  2.1 高耐久性混凝土技术

  2.1.1 技术内容

  高耐久性混凝土是通过对原材料的质量控制、优选及施工工艺的优化控制,合理掺加优质矿物掺合料或复合掺合料,采用高效(高性能)减水剂制成的具有良好工作性、满足结构所要求的各项力学性能、且耐久性优异的混凝土。

  (1)原材料和配合比的要求

  1)水胶比(W/B)≤0.38。

  2)水泥必须采用符合现行国家标准规定的水泥,如硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥等,不得选用立窑水泥;水泥比表面积宜小于350m2/kg,不应大于380m2/kg。

  3)粗骨料的压碎值≤10%,宜采用分级供料的连续级配,吸水率<1.0%,且无潜在碱骨料反应危害。

  4)采用优质矿物掺合料或复合掺合料及高效(高性能)减水剂是配制高耐久性混凝土的特点之一。优质矿物掺合料主要包括硅灰、粉煤灰、磨细矿渣粉及天然沸石粉等,所用的矿物掺合料应符合国家现行有关标准,且宜达到优品级,对于沿海港口、滨海盐田、盐渍土地区,可添加防腐阻锈剂、防腐流变剂等。矿物掺合料等量取代水泥的最大量宜为:硅粉≤10%,粉煤灰≤30%,矿渣粉≤50%,天然沸石粉≤10%,复合掺合料≤50%。

  5)混凝土配制强度可按以下公式计算:

  fcu,0≥fcu,k+1.645σ

  式中 fcu,0——混凝土配制强度(MPa);

  ——混凝土立方体抗压强度标准值(MPa);

  σ——强度标准差,无统计数据时,预拌混凝土可按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定取值。

  (2)耐久性设计要求

  对处于严酷环境的混凝土结构的耐久性,应根据工程所处环境条件,按《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50467进行耐久性设计,考虑的环境劣化因素及采取措施有:

  1)抗冻害耐久性要求:a)根据不同冻害地区确定最大水胶比;b)不同冻害地区的抗冻耐久性指数DF或抗冻等级;c)受除冰盐冻融循环作用时,应满足单位面积剥蚀量的要求;d)处于有冻害环境的,应掺入引气剂,引气量应达到3%~5%。

  2)抗盐害耐久性要求:a)根据不同盐害环境确定最大水胶比;b)抗氯离子的渗透性、扩散性,宜以56d龄期电通量或84d氯离子迁移系数来确定。一般情况下,56d电通量宜≤800C,84d氯离子迁移系数宜≤;c)混凝土表面裂缝宽度符合规范要求。

  3)抗硫酸盐腐蚀耐久性要求:a)用于硫酸盐侵蚀较为严重的环境,水泥熟料中的C3A不宜超过5%,宜掺加优质的掺合料并降低单位用水量;b)根据不同硫酸盐腐蚀环境,确定最大水胶比、混凝土抗硫酸盐侵蚀等级;c)混凝土抗硫酸盐等级宜不低于KS120。

  4)对于腐蚀环境中的水下灌注桩,为解决其耐久性和施工问题,宜掺入具有防腐和流变性能的矿物外加剂,如防腐流变剂等。

  5)抑制碱—骨料反应有害膨胀的要求:a)混凝土中碱含量<3.0kg/m3;b)在含碱环境或高湿度条件下,应采用非碱活性骨料;c)对于重要工程,应采取抑制碱骨料反应的技术措施。

  2.1.2 技术指标

  (1)工作性

  根据工程特点和施工条件,确定合适的坍落度或扩展度指标;和易性良好;坍落度经时损失满足施工要求,具有良好的充填模板和通过钢筋间隙的性能。

  (2)力学及变形性能

  混凝土强度等级宜≥C40;体积稳定性好,弹性模量与同强度等级的普通混凝土基本相同。

  (3)耐久性

  可根据具体工程情况,按照《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50467、《混凝土耐久性检验评定标准》JGJ/T193及上述技术内容中的耐久性技术指标进行控制;对于极端严酷环境和重大工程,宜针对性地开展耐久性专题研究。

  耐久性试验方法宜采用《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082和《预防混凝土碱骨料反应技术规范》GB/T 50733规定的方法。

  2.1.3 适用范围

  高耐久性混凝土适用于对耐久性要求高的各类混凝土结构工程,如内陆港口与海港、地铁与隧道、滨海地区盐渍土环境工程等,包括桥梁及设计使用年限100年的混凝土结构,以及其他严酷环境中的工程。

  2.1.4 工程案例

  天津地铁、杭州湾大桥、山东东营黄河公路大桥、武汉武昌火车站、广州珠江新城西塔工程、湖南洞庭湖大桥等。

  2.2 高强高性能混凝土技术

  2.2.1 技术内容

  高强高性能混凝土(简称HS-HPC)是具有较高的强度(一般强度等级不低于C60)且具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土(“四高”混凝土),属于高性能混凝土(HPC)的一个类别。其特点是不仅具有更高的强度且具有良好的耐久性,多用于超高层建筑底层柱、墙和大跨度梁,可以减小构件截面尺寸增大使用面积和空间,并达到更高的耐久性。

  超高性能混凝土(UHPC)是一种超高强(抗压强度可达150MPa以上)、高韧性(抗折强度可达16MPa以上)、耐久性优异的新型超高强高性能混凝土,是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料。用其制作的结构构件不仅截面尺寸小,而且单位强度消耗的水泥、砂、石等资源少,具有良好的环境效应。

  HS-HPC的水胶比一般不大于0.34,胶凝材料用量一般为480~600kg/m3,硅灰掺量不宜大于10%,其他优质矿物掺合料掺量宜为25%~40%,砂率宜为35%~42%,宜采用聚羧酸系高性能减水剂。

  UHPC的水胶比一般不大于0.22,胶凝材料用量一般为700~1000kg/m3。超高性能混凝土宜掺加高强微细钢纤维,钢纤维的抗拉强度不宜小于2000MPa,体积掺量不宜小于1.0%,宜采用聚羧酸系高性能减水剂。

  2.2.2 技术指标

  (1)工作性

  新拌HS-HPC最主要的特点是粘度大,为降低混凝土的粘性,宜掺入能够降低混凝土粘性且对混凝土强度无负面影响的外加剂,如降粘型外加剂、降粘增强剂等。UHPC的水胶比更低,粘性更大,宜掺入能降低混凝土粘性的功能型外加剂,如降粘增强剂等。

  混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒坍落度筒混凝土流下时间(简称倒筒时间)等。对于HS-HPC,混凝土坍落度不宜小于220mm,扩展度不宜小于500mm,倒置坍落度筒排空时间宜为5~20s,混凝土经时损失不宜大于30mm/h。

  (2)HS-HPC的配制强度可按公式fcu,0≥1.15fcu,k计算;

  UHPC的配制强度可按公式 fcu,0≥1.1fcu,k计算;

  (3)HS-HPC及UHPC因其内部结构密实,孔结构更加合理,通常具有更好的耐久性,为满足抗硫酸盐腐蚀性,宜掺加优质的掺合料,或选择低C3A含量(<8%)的水泥。

  (4)自收缩及其控制

  1)自收缩与对策

  当HS-HPC浇筑成型并处于绝湿条件下,由于水泥继续水化,消耗毛细管中的水分,使毛细管失水,产生毛细管张力(负压),引起混凝土收缩,称之自收缩。通常水胶比越低,胶凝材料用量越大,自收缩会越严重。

  对于HS-HPC一般应控制粗细骨料的总量不宜过低,胶凝材料的总量不宜过高;通过掺加钢纤维可以补偿其韧性损失,但在氯盐环境中,钢纤维不太适用;采用外掺5%饱水超细沸石粉的方法,或者内掺吸水树脂类养护剂、外覆盖养护膜以及其他充分的养护措施等,可以有效的控制HS-HPC的自收缩。

  UHPC一般通过掺加钢纤维等控制收缩,提高韧性;胶凝材料的总量不宜过高。

  2)收缩的测定方法

  参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082进行。

  2.2.3 适用范围

  HS-HPC适用于高层与超高层建筑的竖向构件、预应力结构、桥梁结构等混凝土强度要求较高的结构工程。

  UHPC由于高强高韧性的特点,可用于装饰预制构件、人防工程、军事防爆工程、桥梁工程等。

  2.2.4 工程案例

  合肥天时广场、上海中心大厦、天津117大厦、广州珠江新城西塔项目等国内工程已大量应用HS-HPC,国外超高层建筑及大跨度桥梁也大量应用了HS-HPC。

  目前UHPC已成功应用于国内高速铁路的电缆沟盖板(RPC盖板)、长沙横四路某跨街天桥、马房北江大桥UHPC桥面铺装层等。

  2.3 自密实混凝土技术

  2.3.1 技术内容

  自密实混凝土(Self-Compacting Concrete,简称SCC)具有高流动性、均匀性和稳定性,浇筑时无需或仅需轻微外力振捣,能够在自重作用下流动并能充满模板空间的混凝土,属于高性能混凝土的一种。自密实混凝土技术主要包括:自密实混凝土的流动性、填充性、保塑性控制技术;自密实混凝土配合比设计;自密实混凝土早期收缩控制技术。

  (1)自密实混凝土流动性、填充性、保塑性控制技术

  自密实混凝土拌合物应具有良好的工作性,包括流动性、填充性和保水性等。通过骨料的级配控制、优选掺合料以及高效(高性能)减水剂来实现混凝土的高流动性、高填充性。其测试方法主要有坍落扩展度和扩展时间试验方法、J环扩展度试验方法、离析率筛析试验方法、粗骨料振动离析率跳桌试验方法等。

  (2)配合比设计

  自密实混凝土配合比设计与普通混凝土有所不同,有全计算法、固定砂石法等。配合比设计时,应注意以下几点要求:

  1)单方混凝土用水量宜为160kg~180kg;

  2)水胶比根据粉体的种类和掺量有所不同,不宜大于0.45;

  3)根据单位体积用水量和水胶比计算得到单位体积粉体量,单位体积粉体量宜为0.16~0.23;

  4)自密实混凝土单位体积浆体量宜为0.32~0.40。

  (3)自密实混凝土自收缩

  由于自密实混凝土水胶比较低、胶凝材料用量较高,导致混凝土自收缩较大,应采取优化配合比,加强养护等措施,预防或减少自收缩引起的裂缝。

  2.3.2 技术指标

  (1)原材料的技术要求

  1)胶凝材料

  水泥选用较稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;掺合料是自密实混凝土不可缺少的组分之一。一般常用的掺合料有粉煤灰、磨细矿渣、硅灰、粒化高炉矿渣粉、石灰石粉等,也可掺入复合掺合料,复合掺合料宜满足《混凝土用复合掺合料》JG/T486中易流型或普通型Ⅰ级的要求。胶凝材料总量宜控制在400 kg/m3~550kg/m3。

  2)细骨料

  细骨料质量控制应符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52以及《混凝土质量控制标准》GB50164的要求。

  3)粗骨料

  粗骨料宜采用连续级配或2个及以上单粒级配搭配使用,粗骨料的最大粒径一般以小于20mm为宜,尽可能选用圆形且不含或少含针、片状颗粒的骨料;对于配筋密集的竖向构件、复杂形状的结构以及有特殊要求的工程,粗骨料的最大公称粒径不宜大于16mm。

  4)外加剂

  自密实混凝土具备的高流动性、抗离析性、间隙通过性和填充性这四个方面都需要以外加剂为主的手段来实现。减水剂宜优先采用高性能减水剂。对减水剂的主要要求为:与水泥的相容性好,减水率大,并具有缓凝、保塑的特性。

  (2)自密实性能主要技术指标

  对于泵送浇筑施工的工程,应根据构件形状与尺寸、构件的配筋等情况确定混凝土坍落扩展度。对于从顶部浇筑的无配筋或配筋较少的混凝土结构物(如平板)以及无需水平长距离流动的竖向结构物(如承台和一些深基础),混凝土坍落扩展度应满足550~655mm;对于一般的普通钢筋混凝土结构以及混凝土结构坍落扩展度应满足660 ~755mm;对于结构截面较小的竖向构件、形状复杂的结构等,混凝土坍落扩展度应满足760m~850mm;对于配筋密集的结构或有较高混凝土外观性能要求的结构,扩展时间T500(s)应不大于2s。其他技术指标应满足《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T 283的要求。

  2.3.3 适用范围

  自密实混凝土适用于浇筑量大,浇筑深度和高度大的工程结构;配筋密集、结构复杂、薄壁、钢管混凝土等施工空间受限制的工程结构;工程进度紧、环境噪声受限制或普通混凝土不能实现的工程结构。

  2.3.4 工程案例

  上海环球金融中心、北京恒基中心过街通道工程、江苏润扬长江大桥、广州珠江新城西塔、苏通大桥承台。

  2.4 再生骨料混凝土技术

  2.4.1 技术内容

  掺用再生骨料配制而成的混凝土称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土。科学合理地利用建筑废弃物回收生产的再生骨料以制备再生骨料混凝土,一直是世界各国致力研究的方向,日本等国家已经基本形成完备的产业链。随着我国环境压力严峻、建材资源面临日益紧张的局势,如何寻求可用的非常规骨料作为工程建设混凝土用骨料的有效补充已迫在眉睫,再生骨料成为可行选择之一。

  (1)再生骨料质量控制技术

  1)再生骨料质量应符合国家标准《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177或《混凝土和砂浆用再生细骨料》GB/T 25176的规定,制备混凝土用再生骨料应同时符合行业标准《再生骨料应用技术规程》JGJ/T240相关规定。

  2)由于建筑废弃物来源的复杂性,各地技术及产业发达程度差异和受加工处理的客观条件限制,部分再生骨料某些指标可能不能满足现行国家标准的要求,须经过试配验证后,可用于配制垫层等非结构混凝土或强度等级较低的结构混凝土。

  (2)再生骨料普通混凝土配制技术

  设计配制再生骨料普通混凝土时,可参照行业标准《再生骨料应用技术规程》JGJ/T240相关规定进行。

  2.4.2 技术指标

  (1)再生骨料混凝土的拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能、强度检验评定及耐久性检验评定等,应符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》GB 50164的规定。

  (2)再生骨料普通混凝土进行设计取值时,可参照以下要求进行:

  1)再生骨料混凝土的轴心抗压强度标准值、轴心抗压强度设计值、轴心抗拉强度标准值、轴心抗拉强度设计值、剪切变形模量和泊松比均可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定取值。

  2)仅掺用Ⅰ类再生粗骨料配制的混凝土,其受压和受拉弹性模量可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定取值;其他类别再生骨料配制的再生骨料混凝土,其弹性模量宜通过试验确定,在缺乏试验条件或技术资料时,可按表2.1的规定取值。

  表2.1 再生骨料普通混凝土弹性模量

强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

弹性模量(×104 N/mm2

1.83

2.08

2.27

2.42

2.53

2.63

  3)再生骨料混凝土的温度线膨胀系数、比热容和导热系数宜通过试验确定。当缺乏试验条件或技术资料时,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《民用建筑热工设计规范》GB 50176的规定取值。

  2.4.3 适用范围

  我国目前实际生产应用的再生骨料大部分为II类及以下再生骨料,宜用于配制C40及以下强度等级的非预应力普通混凝土。鼓励再生骨料混凝土大规模用于垫层等非结构混凝土。

  2.4.4 工程案例

  北京建筑工程学院实验6号楼、青岛市海逸景园6号工程、邯郸温康药物中间体研发有限公司厂房等。

  2.5 混凝土裂缝控制技术

  2.5.1 技术内容

  混凝土裂缝控制与结构设计、材料选择和施工工艺等多个环节相关。结构设计主要涉及结构形式、配筋、构造措施及超长混凝土结构的裂缝控制技术等;材料方面主要涉及混凝土原材料控制和优选、配合比设计优化;施工方面主要涉及施工缝与后浇带、混凝土浇筑、水化热温升控制、综合养护技术等。

  (1)结构设计对超长结构混凝土的裂缝控制要求

  超长混凝土结构如不在结构设计与工程施工阶段采取有效措施,将会引起不可控制的非结构性裂缝,严重影响结构外观、使用功能和结构的耐久性。超长结构产生非结构性裂缝的主要原因是混凝土收缩、环境温度变化在结构上引起的温差变形与下部竖向结构的水平约束刚度的影响。

  为控制超长结构的裂缝,应在结构设计阶段采取有效的技术措施。主要应考虑以下几点:

  1)对超长结构宜进行温度应力验算,温度应力验算时应考虑下部结构水平刚度对变形的约束作用、结构合拢后的最大温升与温降及混凝土收缩带来的不利影响,并应考虑混凝土结构徐变对减少结构裂缝的有利因素与混凝土开裂对结构截面刚度的折减影响。

  2)为有效减少超长结构的裂缝,对大柱网公共建筑可考虑在楼盖结构与楼板中采用预应力技术,楼盖结构的框架梁应采用有粘接预应力技术,也可在楼板内配置构造无粘接预应力钢筋,建立预压力,以减小由于温度降温引起的拉应力,对裂缝进行有效控制。除了施加预应力以外,还可适当加强构造配筋、采用纤维混凝土等用于减小超长结构裂缝的技术措施。

  3)设计时应对混凝土结构施工提出要求,如对大面积底板混凝土浇筑时采用分仓法施工、对超长结构采用设置后浇带与加强带,以减少混凝土收缩对超长结构裂缝的影响。当大体积混凝土置于岩石地基上时,宜在混凝土垫层上设置滑动层,以达到减少岩石地基对大体积混凝土的约束作用。

  (2)原材料要求

  1)水泥宜采用符合现行国家标准规定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥;大体积混凝土宜采用低热矿渣硅酸盐水泥或中、低热硅酸盐水泥,也可使用硅酸盐水泥同时复合大掺量的矿物掺合料。水泥比表面积宜小于350m2/kg,水泥碱含量应小于0.6%;用于生产混凝土的水泥温度不宜高于60℃,不应使用温度高于60℃的水泥拌制混凝土。

  2)应采用二级或多级级配粗骨料,粗骨料的堆积密度宜大于1500kg/m3,紧密堆积密度的空隙率宜小于40%。骨料不宜直接露天堆放、暴晒,宜分级堆放,堆场上方宜设罩棚。高温季节,骨料使用温度不宜高于28℃。

  3)根据需要,可掺加短钢纤维或合成纤维的混凝土裂缝控制技术措施。合成纤维主要是抑制混凝土早期塑性裂缝的发展,钢纤维的掺入能显著提高混凝土的抗拉强度、抗弯强度、抗疲劳特性及耐久性;纤维的长度、长径比、表面性状、截面性能和力学性能等应符合国家有关标准的规定,并根据工程特点和制备混凝土的性能选择不同的纤维。

  4)宜采用高性能减水剂,并根据不同季节和不同施工工艺分别选用标准型、缓凝型或防冻型产品。高性能减水剂引入混凝土中的碱含量(以Na2O+0.658K2O计)应小于0.3kg/m3;引入混凝土中的氯离子含量应小于0.02kg/m3;引入混凝土中的硫酸盐含量(以Na2SO4计)应小于0.2kg/m3。

  5)采用的粉煤灰矿物掺合料,应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596的规定。粉煤灰的级别不宜低于Ⅱ级,且粉煤灰的需水量比不宜大于100%,烧失量宜小于5%。

  6)采用的矿渣粉矿物掺合料,应符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的规定。矿渣粉的比表面积宜小于450m2/kg,流动度比应大于95%,28d活性指数不宜小于95%。

  (3)配合比要求

  1)混凝土配合比应根据原材料品质、混凝土强度等级、混凝土耐久性以及施工工艺对工作性的要求,通过计算、试配、调整等步骤选定。

  2)配合比设计中应控制胶凝材料用量,C60以下混凝土最大胶凝材料用量不宜大于550kg/m3,C60、C65混凝土胶凝材料用量不宜大于560kg/m3,C70、C75、C80混凝土胶凝材料用量不宜大于580kg/m3,自密实混凝土胶凝材料用量不宜大于600kg/m3;混凝土最大水胶比不宜大于0.45。

  3)对于大体积混凝土,应采用大掺量矿物掺合料技术,矿渣粉和粉煤灰宜复合使用。

  4)纤维混凝土的配合比设计应满足《纤维混凝土应用技术规程》JGJ/T221的要求。

  5)配制的混凝土除满足抗压强度、抗渗等级等常规设计指标外,还应考虑满足抗裂性指标要求。

  (4)大体积混凝土设计龄期

  大体积混凝土宜采用长龄期强度作为配合比设计、强度评定和验收的依据。基础大体积混凝土强度龄期可取为60d(56d)或90d;柱、墙大体积混凝土强度等级不低于C80时,强度龄期可取为60d(56d)。

  (5)施工要求

  1)大体积混凝土施工前,宜对施工阶段混凝土浇筑体的温度、温度应力和收缩应力进行计算,确定施工阶段混凝土浇筑体的温升峰值、里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控技术措施。

  一般情况下,温控指标宜符合下列要求:夏(热)期施工时,混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不宜高于40℃,混凝土入模温度不宜高于30℃,混凝土浇筑体最大温升值不宜大于50℃;在覆盖养护期间,混凝土浇筑体的表面以内(40~100mm)位置处温度与浇筑体表面的温度差值不应大于25℃;结束覆盖养护后,混凝土浇筑体表面以内(40-100mm)位置处温度与环境温度差值不应大于25℃;浇筑体养护期间内部相邻二点的温度差值不应大于25℃;混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。

  基础大体积混凝土测温点设置和柱、墙、梁大体积混凝土测温点设置及测温要求应符合《混凝土结构工程施工规范》GB 50666的要求。

  2)超长混凝土结构施工前,应按设计要求采取减少混凝土收缩的技术措施,当设计无规定时,宜采用下列方法:

  分仓法施工:对大面积、大厚度的底板可采用留设施工缝分仓浇筑,分仓区段长度不宜大于40m,地下室侧墙分段长度不宜大于16m;分仓浇筑间隔时间不应少于7d,跳仓接缝处按施工缝的要求设置和处理。

  后浇带施工:对超长结构一般应每隔40~60m设一宽度为700~1000mm的后浇带,缝内钢筋可采用直通或搭接连接;后浇带的封闭时间不宜少于45d;后浇带封闭施工时应清除缝内杂物,采用强度提高一个等级的无收缩或微膨胀混凝土进行浇筑。

  3)在高温季节浇筑混凝土时,混凝土入模温度应低于30℃,应避免模板和新浇筑的混凝土直接受阳光照射;混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不应超过40℃;混凝土成型后应及时覆盖,并应尽可能避开炎热的白天浇筑混凝土。

  4)在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时,应采取适当挡风措施,防止混凝土表面失水过快,此时应避免浇筑有较大暴露面积的构件;雨期施工时,必须有防雨措施。

  6)混凝土的拆模时间除考虑拆模时的混凝土强度外,还应考虑拆模时的混凝土温度不能过高,以免混凝土表面接触空气时降温过快而开裂,更不能在此时浇凉水养护;混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆模。

  一般情况下,结构或构件混凝土的里表温差大于25℃、混凝土表面与大气温差大于20℃时不宜拆模;大风或气温急剧变化时不宜拆模;在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。

  7)混凝土综合养护技术措施。对于高强混凝土,由于水胶比较低,可采用混凝土内掺养护剂的技术措施;对于竖向等结构,为避免间断浇水导致混凝土表面干湿交替对混凝土的不利影响,可采取外包节水养护膜的技术措施,保证混凝土表面的持续湿润。

  8)纤维混凝土的施工应满足《纤维混凝土应用技术规程》JGJ/T221的规定。

  2.5.2 技术指标

  混凝土的工作性、强度、耐久性等应满足设计要求,关于混凝土抗裂性能的检测评价方法主要方法如下:

  (1)圆环抗裂试验,见《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES01附录A1;

  (2)平板诱导试验,见《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082;

  (3)混凝土收缩试验,见《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082。

  2.5.3 适用范围

  适用于各种混凝土结构工程,特别是超长混凝土结构,如工业与民用建筑、隧道、码头、桥梁及高层、超高层混凝土结构等。

  2.5.4 工程案例

  北京地铁、天津地铁、中央电视台新办公楼、红沿河核电站安全壳、润扬长江大桥等。

  2.6 超高泵送混凝土技术

  2.6.1 技术内容

  超高泵送混凝土技术,一般是指泵送高度超过200m的现代混凝土泵送技术。近年来,随着经济和社会发展,超高泵送混凝土的建筑工程越来越多,因而超高泵送混凝土技术已成为现代建筑施工中的关键技术之一。超高泵送混凝土技术是一项综合技术,包含混凝土制备技术、泵送参数计算、泵送设备选定与调试、泵管布设和泵送过程控制等内容。

  (1)原材料的选择

  宜选择C2S含量高的水泥,对于提高混凝土的流动性和减少坍落度损失有显著的效果;粗骨料宜选用连续级配,应控制针片状含量,而且要考虑最大粒径与泵送管径之比,对于高强混凝土,应控制最大粒径范围;细骨料宜选用中砂,因为细砂会使混凝土变得粘稠,而粗砂容易使混凝土离析;采用性能优良的矿物掺合料,如矿粉、Ⅰ级粉煤灰、Ⅰ级复合掺合料或易流型复合掺合料、硅灰等,高强泵送混凝土宜优先选用能降低混凝土粘性的矿物外加剂和化学外加剂,矿物外加剂可选用降粘增强剂等,化学外加剂可选用降粘型减水剂,可使混凝土获得良好的工作性;减水剂应优先选用减水率高、保塑时间长的聚羧酸系减水剂,必要时掺加引气剂,减水剂应与水泥和掺合料有良好的相容性。

  (2)混凝土的制备

  通过原材料优选、配合比优化设计和工艺措施,使制备的混凝土具有较好的和易性,流动性高,虽粘度较小,但无离析泌水现象,因而有较小的流动阻力,易于泵送。

  (3)泵送设备的选择和泵管的布设

  泵送设备的选定应参照《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10中规定的技术要求,首先要进行泵送参数的验算,包括混凝土输送泵的型号和泵送能力,水平管压力损失、垂直管压力损失、特殊管的压力损失和泵送效率等。对泵送设备与泵管的要求为:

  1)宜选用大功率、超高压的S阀结构混凝土泵,其混凝土出口压力满足超高层混凝土泵送阻力要求;

  2)应选配耐高压、高耐磨的混凝土输送管道;

  3)应选配耐高压管卡及其密封件;

  4)应采用高耐磨的S管阀与眼镜板等配件;

  5)混凝土泵基础必须浇筑坚固并固定牢固,以承受巨大的反作用力,混凝土出口布管应有利于减轻泵头承载;

  6)输送泵管的地面水平管折算长度不宜小于垂直管长度的1/5,且不宜小于15m;

  7)输送泵管应采用承托支架固定,承托支架必须与结构牢固连接,下部高压区应设置专门支架或混凝土结构以承受管道重量及泵送时的冲击力;

  8)在泵机出口附近设置耐高压的液压或电动截止阀。

  (4)泵送施工的过程控制

  应对到场的混凝土进行坍落度、扩展度和含气量的检测,根据需要对混凝土入泵温度和环境温度进行监测,如出现不正常情况,及时采取应对措施;泵送过程中,要实时检查泵车的压力变化、泵管有无渗水、漏浆情况以及各连接件的状况等,发现问题及时处理。泵送施工控制要求为:

  1)合理组织,连续施工,避免中断;

  2)严格控制混凝土流动性及其经时变化值;

  3)根据泵送高度适当延长初凝时间;

  4)严格控制高压条件下的混凝土泌水率;

  5)采取保温或冷却措施控制管道温度,防止混凝土摩擦、日照等因素引起管道过热;

  6)弯道等易磨损部位应设置加强安全措施;

  7)泵管清洗时应妥善回收管内混凝土,避免污染或材料浪费。泵送和清洗过程中产生的废弃混凝土,应按预先确定的处理方法和场所,及时进行妥善处理,并不得将其用于浇筑结构构件。

  2.6.2 技术指标

  (1)混凝土拌合物的工作性良好,无离析泌水,坍落度宜大于180mm,混凝土坍落度损失不应影响混凝土的正常施工,经时损失不宜大于30mm/h,混凝土倒置坍落筒排空时间宜小于10s。泵送高度超过300m的,扩展度宜大于550mm;泵送高度超过400m的,扩展度宜大于600mm;泵送高度超过500m的,扩展度宜大于650mm;泵送高度超过600m的,扩展度宜大于700mm。

  (2)硬化混凝土物理力学性能符合设计要求。

  (3)混凝土的输送排量、输送压力和泵管的布设要依据准确的计算,并制定详细的实施方案,进行模拟高程泵送试验。

  (4)其他技术指标应符合《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T 10和《混凝土结构工程施工规范》GB50666的规定。

  2.6.3 适用范围

  超高泵送混凝土技术适用于泵送高度大于200m的各种超高层建筑混凝土泵送作业,长距离混凝土泵送作业参照超高泵送混凝土技术。

  2.6.4 工程案例

  上海中心大厦,天津117大厦,广州珠江新城西塔工程。

  2.7 高强钢筋应用技术

  2.7.1 热轧高强钢筋应用技术

  2.7.1.1 技术内容

  高强钢筋是指国家标准《钢筋混凝土用钢第 2 部分:热轧带肋钢筋》GB 1499.2 中规定的屈服强度为400MPa 和 500MPa 级的普通热轧带肋钢筋(HRB)以及细晶粒热轧带肋钢筋(HRBF)。

  通过加钒(V)、铌(Nb)等合金元素微合金化的其牌号为HRB;通过控轧和控冷工艺,使钢筋金相组织的晶粒细化的其牌号为HRBF;还有通过余热淬水处理的其牌号为RRB。这三种高强钢筋,在材料力学性能、施工适应性以及可焊性方面,以微合金化钢筋(HRB)为最可靠;细晶粒钢筋(HRBF)其强度指标与延性性能都能满足要求,可焊性一般;而余热处理钢筋其延性较差,可焊性差,加工适应性也较差。

  经对各类结构应用高强钢筋的比对与测算,通过推广应用高强钢筋,在考虑构造等因素后,平均可减少钢筋用量约12%~18%,具有很好的节材作用。按房屋建筑中钢筋工程节约的钢筋用量考虑,土建工程每平方米可节约25~38元。因此,推广与应用高强钢筋的经济效益也十分巨大。

  高强钢筋的应用可以明显提高结构构件的配筋效率。在大型公共建筑中,普遍采用大柱网与大跨度框架梁,若对这些大跨度梁采用400MPa、500MPa级高强钢筋,可有效减少配筋数量,有效提高配筋效率,并方便施工。

  在梁柱构件设计中,有时由于受配置钢筋数量的影响,为保证钢筋间的合适间距,不得不加大构件的截面宽度,导致梁柱截面混凝土用量增加。若采用高强钢筋,可显著减少配筋根数,使梁柱截面尺寸得到合理优化。

  2.7.1.2 技术指标

  400MPa和500MPa 级高强钢筋的技术指标应符合国家标准 GB1499.2 的规定,钢筋设计强度及施工应用指标应符合《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《混凝土结构工程施工规范》GB50666及其他相关标准。

  按《混凝土结构设计规范》GB50010规定,400MPa和500MPa级高强钢筋的直径为6~50mm;400MPa级钢筋的屈服强度标准值为400 N/mm2,抗拉强度标准值为540 N/mm2,抗拉与抗压强度设计值为360 N/mm2;500MPa 级钢筋的屈服强度标准值为 500 N/mm2,抗拉强度标准值为 630 N/mm2;抗拉与抗压强度设计值为435N/mm2。

  对有抗震设防要求结构,并用于按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件,其纵向受力普通钢筋对强屈比、屈服强度超强比与钢筋的延性有更进一步的要求,规范规定应满足下列要求:

  钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;

  钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30;

  钢筋最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。

  为保证钢筋材料符合抗震性能指标,建议采用带后缀“E”的热轧带肋钢筋。

  2.7.1.3 适用范围

  应优先使用400MPa级高强钢筋,将其作为混凝土结构的主力配筋,并主要应用于梁与柱的纵向受力钢筋、高层剪力墙或大开间楼板的配筋。充分发挥400MPa级钢筋高强度、延性好的特性,在保证与提高结构安全性能的同时比335MPa级钢筋明显减少配筋量。

  对于500MPa级高强钢筋应积极推广,并主要应用于高层建筑柱、大柱网或重荷载梁的纵向钢筋,也可用于超高层建筑的结构转换层与大型基础筏板等构件,以取得更好的减少钢筋用量效果。

  用HPB300钢筋取代HPB235钢筋,并以300(335)MPa级钢筋作为辅助配筋。就是要在构件的构造配筋、一般梁柱的箍筋、普通跨度楼板的配筋、墙的分布钢筋等采用300(335)MPa级钢筋。其中HPB300光圆钢筋比较适宜用于小构件梁柱的箍筋及楼板与墙的焊接网片。对于生产工艺简单、价格便宜的余热处理工艺的高强钢筋,如RRB400钢筋,因其延性、可焊性、机械连接的加工性能都较差,《混凝土结构设计规范》GB 50010建议用于对于钢筋延性较低的结构构件与部位,如大体积混凝土的基础底板、楼板及次要的结构构件中,做到物尽其用。

  2.7.1.4 工程案例

  400MPa级钢筋在国内高层建筑、大型公共建筑等得到大量应用。比较典型的工程有: 北京奥运工程、上海世博工程、苏通长江公路大桥等。500MPa 级钢筋应用于中国建筑科学研究院新科研大楼、郑州华林都市家园、河北建设服务中心等多项工程。

  2.7.2 高强冷轧带肋钢筋应用技术

  2.7.2.1 技术内容

  CRB600H高强冷轧带肋钢筋(简称“CRB600H高强钢筋”)是国内近年来开发的新型冷轧带肋钢筋。CRB600H高强钢筋是在传统CRB550冷轧带肋钢筋的基础上,经过多项技术改进,从产品性能、产品质量、生产效率、经济效益等多方面均有显著提升。CRB600H高强钢筋的最大优势是以普通Q235盘条为原材,在不添加任何微合金元素的情况下,通过冷轧、在线热处理、在线性能控制等工艺生产,生产线实现了自动化、连续化、高速化作业。

  CRB600H高强钢筋与HRB400钢筋售价相当,但其强度更高,应用后可节约钢材达10%;吨钢应用可节约合金19kg,节约9.7kg标准煤。目前CRB600H高强钢筋在河南、河北、湖北、湖南、安徽、山东、重庆等十几个省市建筑工程中广泛应用,节材及综合经济效果十分显著。

  2.7.2.2 技术指标

  CRB600H高强钢筋的技术指标应符合现行行业标准《高延性冷轧带肋钢筋》YB/T4260和国标《冷轧带肋钢筋》GB 13788的规定,设计、施工及验收应符合现行行业标准《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ95-2011的规定。中国工程建设协会标准《CRB600H钢筋应用技术规程》、《高强钢筋应用技术导则》及河南、河北、山东等地的地方标准已完成编制。

  CRB600H高强钢筋的直径范围为5~12mm,抗拉强度标准值为600N/mm2,屈服强度标准值为520N/mm2,断后伸长率14%,最大力均匀伸长率5%,强度设计值为415N/mm2(比HRB400钢筋的360N/mm2提高15%)。

  2.7.2.3 适用范围

  CRB600H高强钢筋适用于工业与民用房屋和一般构筑物中,具体范围为:板类构件中的受力钢筋(强度设计值取415N/mm2);剪力墙竖向、横向分布钢筋及边缘构件中的箍筋,不包括边缘构件的纵向钢筋;梁柱箍筋。由于CRB600H钢筋的直径范围为5~12mm,且强度设计值较高,其在各类板、墙类构件中应用具有较好的经济效益。

  2.7.2.4 工程案例

  主要应用于各类公共建筑、住宅及高铁项目中。比较典型的工程有:河北工程大学新校区、武汉光谷之星城市综合体、宜昌新华园住宅区、郑州河医大一附院综合楼、新郑港区民航国际馨苑大型住宅区、安阳城综合商住区等住宅和公共建筑;郑徐客专、沪昆客专、宝兰客专、西成客专等高铁项目中的轨道板中。

  2.8 高强钢筋直螺纹连接技术

  2.8.1 技术内容

  直螺纹机械连接是高强钢筋连接采用的主要方式,按照钢筋直螺纹加工成型方式分为剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹和镦粗直螺纹,其中剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹属于无切削螺纹加工,镦粗直螺纹属于切削螺纹加工。钢筋直螺纹加工设备按照直螺纹成型工艺主要分为剥肋滚轧直螺纹成型机、直接滚轧直螺纹成型机、钢筋端头镦粗机和钢筋直螺纹加工机,并已研发了钢筋直螺纹自动化加工生产线;按照连接套筒型式主要分为标准型套筒、加长丝扣型套筒、变径型套筒、正反丝扣型套筒;按照连接接头型式主要分为标准型直螺纹接头、变径型直螺纹接头、正反丝扣型直螺纹接头、加长丝扣型直螺纹接头、可焊直螺纹套筒接头和分体直螺纹套筒接头。高强钢筋直螺纹连接应执行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的有关规定,钢筋连接套筒应执行行业标准《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的有关规定。

  高强钢筋直螺纹连接主要技术内容包括:

  (1)钢筋直螺纹丝头加工。钢筋螺纹加工工艺流程是首先将钢筋端部用砂轮锯、专用圆弧切断机或锯切机平切,使钢筋端头平面与钢筋中心线基本垂直;其次用钢筋直螺纹成型机直接加工钢筋端头直螺纹,或者使用镦粗机对钢筋端部镦粗后用直螺纹加工机加工镦粗直螺纹;直螺纹加工完成后用环通规和环止规检验丝头直径是否符合要求;最后用钢筋螺纹保护帽对检验合格的直螺纹丝头进行保护。

  (2)直螺纹连接套筒设计、加工和检验验收应符合行业标准《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的有关规定。

  (3)钢筋直螺纹连接。高强钢筋直螺纹连接工艺流程是用连接套筒先将带有直螺纹丝头的两根待连接钢筋使用管钳或安装扳手施加一定拧紧力矩旋拧在一起,然后用专用扭矩扳手校核拧紧力矩,使其达到行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107规定的各规格接头最小拧紧力矩值的要求,并且使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧,标准型、正反丝型、异径型接头安装后的单侧外露螺纹不宜超过 2P,对无法对顶的其他直螺纹接头,应附加锁紧螺母、顶紧凸台等措施紧固。

  (4)钢筋直螺纹加工设备应符合行业标准《钢筋直螺纹成型机》JG/T 146的有关规定。

  (5)钢筋直螺纹接头应用、接头性能、试验方法、型式检验和施工检验验收,应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的有关规定。

  2.8.2 技术指标

  高强钢筋直螺纹连接接头的技术性能指标应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107和《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的规定。其主要技术指标如下。

  (1)接头设计应满足强度及变形性能的要求。

  (2)接头性能应包括单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压和疲劳性能;应根据接头的性能等级和应用场合选择相应的检验项目。

  (3)接头应根据极限抗拉强度、残余变形、最大力下总伸长率以及高应力和大变形条件下反复拉压性能,分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个等级,其性能应分别符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的规定。

  (4)对直接承受重复荷载的结构构件,设计应根据钢筋应力幅提出接头的抗疲劳性能要求。当设计无专门要求时,剥肋滚轧直螺纹钢筋接头、镦粗直螺纹钢筋接头和带肋钢筋套筒挤压接头的疲劳应力幅限值不应小于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 中普通钢筋疲劳应力幅限值的 80%。

  (5)套筒实测受拉承载力不应小于被连接钢筋受拉承载力标准值的1.1倍。套筒用于有疲劳性能要求的钢筋接头时,其抗疲劳性能应符合JGJ 107的规定。

  (6)套筒原材料宜采用牌号为45号的圆钢、结构用无缝钢管,其外观及力学性能应符合现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T 699、《用于机械和一般工程用途的无缝钢管》GB/T 8162、《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 17395的规定。

  (7)套筒原材料采用45号钢冷拔或冷轧精密无缝钢管时,应进行退火处理,并应符合现行国家标准《冷拔或冷轧精密无缝钢管》GB/T 3639的相关规定,其抗拉强度不应大于800MPa,断后伸长率δ5不宜小于14%。冷拔或冷轧精密无缝钢管的原材料应采用牌号为45号管坯钢,并符合行业标准《优质碳素结构钢热轧和锻制圆管坯》YB/T 5222 的规定。

  (8)采用各类冷加工工艺成型的套筒,宜进行退火处理,且不得利用冷加工提高的强度。需要与型钢等钢材焊接的套筒,其原材料应满足可焊性的要求。

  2.8.3 适用范围

  高强钢筋直螺纹连接可广泛适用于直径12~50mm HRB400、HRB500钢筋各种方位的同异径连接,如粗直径、不同直径钢筋水平、竖向、环向连接,弯折钢筋、超长水平钢筋的连接,两根或多根固定钢筋之间的对接,钢结构型钢柱与混凝土梁主筋的连接等。

  2.8.4 工程案例

  钢筋直螺纹连接已应用于超高层建筑、市政工程、核电工程、轨道交通等各种工程中,如武汉绿地中心、上海中心、北京中国尊、北京首都机场、红沿河核电站、阳江核电站、台山核电站、北京地铁等。

  2.9 钢筋焊接网应用技术

  2.9.1 技术内容

  钢筋焊接网是将具有相同或不同直径的纵向和横向钢筋分别以一定间距垂直排列,全部交叉点均用电阻点焊焊在一起的钢筋网,分为定型、定制和开口钢筋焊接网三种。钢筋焊接网生产主要采用钢筋焊接网生产线,并采用计算机自动控制的多头焊网机焊接成型,焊接前后钢筋的力学性能几乎没有变化,其优点是钢筋网成型速度快、网片质量稳定、横纵向钢筋间距均匀、交叉点处连接牢固。

  应用钢筋焊接网可显著提高钢筋工程质量和施工速度,增强混凝土抗裂能力,具有很好综合经济效益。广泛应用于建筑工程中楼板、屋盖、墙体与预制构件的配筋也广泛应用于道桥工程的混凝土路面与桥面配筋,及水工结构、高铁无砟轨道板、机场跑道等。

  钢筋焊接网生产线是将盘条或直条钢筋通过电阻焊方式自动焊接成型为钢筋焊接网的设备,按上料方式主要分为盘条上料、直条上料、混合上料(纵筋盘条上料、横筋直条上料)三种生产线;按横筋落料方式分为人工落料和自动化落料;按焊接网片制品分类,主要分为标准网焊接生产线和柔性网焊接生产线,柔性网焊接生产线不仅可以生产标准网,还可以生产带门窗孔洞的定制网片。钢筋焊接网生产线可用于建筑、公路、防护、隔离等网片生产,还可以用于PC构件厂内墙、外墙、叠合板等网片的生产。

  目前主要采用 CRB550 、CRB600H级冷轧带肋钢筋和 HRB400 、HRB500级热轧钢筋制作焊接网,焊接网工程应用较多、技术成熟。主要包括钢筋调直切断技术、钢筋网制作配送技术、布网设计及施工安装技术等。

  采用焊接网可显著提高钢筋工程质量,大量降低现场钢筋安装工时,缩短工期,适当节省钢材,具有较好的综合经济效益,特别适用于大面积混凝土工程。

  2.9.2 技术指标

  钢筋焊接网技术指标应符合国家标准《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T1499.3 和行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ114 的规定。冷轧带肋钢筋的直径宜采用5~12mm,CRB550 、CRB600H的强度标准值分别为500N/mm2、520N/mm2,强度设计值分别为400N/mm2、415N/mm2;热轧钢筋的直径宜为 6~18mm,HRB400、HRB500屈服强度标准值分别为 400 N/mm2、500N/mm2,强度设计值分别为360N/mm2、435N/mm2。焊接网制作方向的钢筋间距宜为100、150、200mm,也可采用125mm或175mm;与制作方向垂直的钢筋间距宜为100~400mm,且宜为10mm的整倍数,焊接网的最大长度不宜超过 12m,最大宽度不宜超过3.3m。焊点抗剪力不应小于试件受拉钢筋规定屈服力值的0.3 倍。

  2.9.3 适用范围

  钢筋焊接网广泛适用于现浇钢筋混凝土结构和预制构件的配筋,特别适用于房屋的楼板、屋面板、地坪、墙体、梁柱箍筋笼以及桥梁的桥面铺装和桥墩防裂网。高速铁路中的无砟轨道底座配筋、轨道板底座及箱梁顶面铺装层配筋。此外可用于隧洞衬砌、输水管道、海港码头、桩等的配筋。

  HRB400级钢筋焊接网由于钢筋延性较好,除用于一般钢筋混凝土板类结构外,更适于抗震设防要求较高的构件(如剪力墙底部加强区)配筋。

  2.9.4 工程案例

  国内应用焊接网的各类工程数量较多,应用较多地区为珠江三角洲、长江下游(含上海)和京津等地。如北京百荣世贸商城、深圳市市民中心工程、阳左高速公路、夏汾高速公路、京沪高铁、武广客专等。

  2.10 预应力技术

  2.10.1 技术内容

  预应力技术分为先张法预应力和后张法预应力,先张法预应力技术是指通过台座或模板的支撑张拉预应力筋,然后绑扎钢筋浇筑混凝土,待混凝土达到强度后放张预应力筋,从而给构件混凝土施加预应力的方法,该技术目前在构件厂中用于生产预制预应力混凝土构件;后张法预应力技术是先在构件截面内采用预埋预应力管道或配置无粘接、缓粘接预应力筋,再浇筑混凝土,在构件或结构混凝土达到强度后,在结构上直接张拉预应力筋从而对混凝土施加预应力的方法,后张法可以通过有粘结、无粘结、缓粘结等工艺技术实现,也可采用体外束预应力技术。为发挥预应力技术高效的特点,可采用强度为1860MPa级以上的预应力筋,通过张拉建立初始应力,预应力筋设计强度可发挥到1000~1320MPa,该技术可显著节约材料、提高结构性能、减少结构挠度、控制结构裂缝并延长结构寿命。先张法预应力混凝土构件,也常用1570MPa的预应力钢丝。预应力技术内容主要包括材料、预应力计算与设计技术、安装及张拉技术、预应力筋及锚头保护技术等。

  2.10.2 技术指标

  预应力技术用于混凝土结构楼盖,可实现较小的结构高度跨越较大跨度。对平板及夹心板,其结构适用跨度为7~15m,高跨比为1/40~1/50;对密肋楼盖或扁梁楼盖,其适用跨度为8~18m,高跨比为1/20~1/30;对框架梁、连续梁结构,其适用跨度为12~40m,高跨比为1/18~1/25。在高层或超高层建筑的楼盖结构中采用该技术可有效降低楼盖结构高度,实现大跨度,并在保证净高的条件下,降低建筑层高,降低总建筑高度;或在建筑总限高不变条件下,可有效增加建筑层数,具有节省材料和造价,提供灵活空间等优点。在多层大跨度楼盖中采用该技术可提高结构性能、节省钢筋和混凝土材料、简化梁板施工工艺、加快施工速度、降低建筑造价。目前常用预应力筋强度为1860MPa级钢绞线,施工张拉应力不超过预应力筋公称强度的0.75。详细技术指标参见现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010、《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92等标准。

  2.10.3 适用范围

  该技术可用于多、高层房屋建筑的楼面梁板、转换层、基础底板、地下室墙板等,以抵抗大跨度、重荷载或超长混凝土结构在荷载、温度或收缩等效应下产生的裂缝,提高结构与构件的性能,降低造价;也可用于筒仓、电视塔、核电站安全壳、水池等特种工程结构;还广泛用于各类大跨度混凝土桥梁结构。

  2.10.4 工程案例

  首都国际机场、上海浦东国际机场、深圳宝安机场等多座航站楼;上海虹桥交通枢纽、西安北站、郑州北站等多座高铁城铁车站站房;百度、京东、上海临港物流园等大面积多层建筑;上海虹桥国家会展中心、深圳会展、青岛会展等大跨会展建筑;北京颐德家园、宁波浙海大厦、长沙国金大厦等高层建筑;还有福建福清、广东台山、海南昌江核电站安全壳等特种工程和大量桥梁工程。

  2.11 建筑用成型钢筋制品加工与配送技术

  2.11.1 技术内容

  建筑用成型钢筋制品加工与配送技术(简称“成型钢筋加工配送技术”)是指由具有信息化生产管理系统的专业化钢筋加工机构进行钢筋大规模工厂化与专业化生产、商品化配送具有现代建筑工业化特点的一种钢筋加工方式。主要采用成套自动化钢筋加工设备,经过合理的工艺流程,在固定的加工场所集中将钢筋加工成为工程所需成型钢筋制品,按照客户要求将其进行包装或组配,运送到指定地点的钢筋加工组织方式。信息化管理系统、专业化钢筋加工机构和成套自动化钢筋加工设备三要素的有机结合是成型钢筋加工配送区别于传统场内或场外钢筋加工模式的重要标志。成型钢筋加工配送技术执行行业标准《混凝土结构成型钢筋应用技术规程》JGJ366的有关规定。成型钢筋加工配送技术主要包括内容如下。

  (1)信息化生产管理技术:从钢筋原材料采购、钢筋成品设计规格与参数生成、加工任务分解、钢筋下料优化套裁、钢筋与成品加工、产品质量检验、产品捆扎包装,到成型钢筋配送、成型钢筋进场检验验收、合同结算等全过程的计算机信息化管理。

  (2)钢筋专业化加工技术:采用成套自动化钢筋加工设备,经过合理的工艺流程,在固定的加工场所集中将钢筋加工成为工程所需的各种成型钢筋制品,主要分为线材钢筋加工、棒材钢筋加工和组合成型钢筋制品加工。线材钢筋加工是指钢筋强化加工、钢筋矫直切断、箍筋加工成型等;棒材钢筋加工是指直条钢筋定尺切断、钢筋弯曲成型、钢筋直螺纹加工成型等;组合成型钢筋制品加工是指钢筋焊接网、钢筋笼、钢筋桁架、梁柱钢筋成型加工等。

  (3)自动化钢筋加工设备技术:自动化钢筋加工设备是建筑用成型钢筋制品加工的硬件支撑,是指具备强化钢筋、自动调直、定尺切断、弯曲、焊接、螺纹加工等单一或组合功能的钢筋加工机械,包括钢筋强化机械、自动调直切断机械、数控弯箍机械、自动切断机械、自动弯曲机械、自动弯曲切断机械、自动焊网机械、柔性自动焊网机械、自动弯网机械、自动焊笼机械、三角桁架自动焊接机械、梁柱钢筋骨架自动焊接机械、封闭箍筋自动焊接机械、箍筋笼自动成型机械、螺纹自动加工机械等。

  (4)成型钢筋配送技术:按照客户要求与客户的施工计划将已加工的成型钢筋以梁、柱、板构件序号进行包装或组配,运送到指定地点。

  2.11.2 技术指标

  建筑用成型钢筋制品加工与配送技术指标应符合行标《混凝土结构成型钢筋应用技术规程》JGJ366和国标《混凝土结构用成型钢筋制品》GB29733的有关规定。具体要求如下。

  (1)钢筋进厂时,加工配送企业应按国家现行相关标准的规定抽取试件作屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲性能和重量偏差检验,检验结果应符合国家现行相关标准的规定。

  (2)盘卷钢筋调直应采用无延伸功能的钢筋调直切断机进行,钢筋调直过程中对于平行辊式调直切断机调直前后钢筋的质量损耗不应大于0.5%,对于转毂式和复合式调直切断机调直前后钢筋的质量损耗不应大于1.2%。调直后的钢筋直线度每米不应大于4mm,总直线度不应大于钢筋总长度的0.4%,且不应有局部弯折。

  (3)钢筋单位长度允许重量偏差、钢筋的工艺性能参数、单件成型钢筋加工的尺寸形状允许偏差、组合成型钢筋加工的尺寸形状允许偏差应分别符合行标《混凝土结构成型钢筋应用技术规程》JGJ366的规定。

  (4)成型钢筋进场时,应抽取试件作屈服强度、抗拉强度、伸长率和重量偏差检验,检验结果应符合国家现行相关标准的规定;对由热轧钢筋制成的成型钢筋,当有施工单位或监理单位的代表驻厂监督生产过程,并提供原材钢筋力学性能第三方检验报告时,可仅进行重量偏差检验。

  2.11.3 适用范围

  该项技术可广泛适用于各种现浇混凝土结构的钢筋加工、预制装配建筑混凝土构件钢筋加工,特别适用于大型工程的钢筋量大集中加工,是绿色施工、建筑工业化和施工装配化的重要组成部分。该项技术是伴随着钢筋机械、钢筋加工工艺的技术进步而不断发展的,其主要技术特点是: 加工效率高、质量好;降低加工和管理综合成本;加快施工进度,提高钢筋工程施工质量;节材节地、绿色环保;有利于高新技术推广应用和安全文明工地创建。

  2.11.4 工程案例

  成型钢筋加工配送成套技术已推广应用于多项大型工程,已在阳江核电站、防城港核电站、红沿河核电站、台山核电站等核电工程,天津117大厦、北京中国尊、武汉绿地中心、天津周大福金融中心等地标建筑,北京二机场、港珠澳大桥等重点工程大量应用。

  2.12 钢筋机械锚固技术

  2.12.1 技术内容

  钢筋机械锚固技术是将螺帽与垫板合二为一的锚固板通过螺纹与钢筋端部相连形成的锚固装置。其作用机理为:钢筋的锚固力全部由锚固板承担或由锚固板和钢筋的粘结力共同承担,从而减少钢筋的锚固长度,节省钢筋用量。在复杂节点采用钢筋机械锚固技术还可简化钢筋工程施工,减少钢筋密集拥堵绑扎困难,改善节点受力性能,提高混凝土浇筑质量。该项技术的主要内容包括:部分锚固板钢筋的设计应用技术、全锚固板钢筋的设计应用技术、锚固板钢筋现场加工及安装技术等。详细技术内容见行标《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256。

  2.12.2 技术指标

  部分锚固板钢筋由钢筋的粘结段和锚固板共同承担钢筋的锚固力,此时锚固板承压面积不应小于钢筋公称面积的4.5倍,钢筋粘结段长度不宜小于0.4lab;全锚固板钢筋由锚固板承担全部钢筋的锚固力,此时锚固板承压面积不应小于钢筋公称面积的9倍。锚固板与钢筋的连接强度不应小于被连接钢筋极限强度标准值,锚固板钢筋在混凝土中的实际锚固强度不应小于钢筋极限强度标准值,详细技术指标见行标《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256。

  相比传统的钢筋锚固技术,在混凝土结构中应用钢筋机械锚固技术,可减少钢筋锚固长度40%以上,节约锚固钢筋40%以上。

  2.12.3 适用范围

  该技术适用于混凝土结构中钢筋的机械锚固,主要适用范围有:用锚固板钢筋代替传统弯筋,用于框架结构梁柱节点;代替传统弯筋和直钢筋锚固,用于简支梁支座、梁或板的抗剪钢筋;可广泛应用于建筑工程以及桥梁、水工结构、地铁、隧道、核电站等各类混凝土结构工程的钢筋锚固还可用作钢筋锚杆(或拉杆)的紧固件等。

  2.12.4 工程案例

  该项钢筋机械锚固技术已在核电工程、水利水电、房屋建筑等工程领域得到较为广泛地应用,典型的核电工程,如:福建宁德、浙江三门、山东海阳、秦山二期扩建、方家山等核电站;典型的水利水电工程如:溪洛渡水电站;典型的房屋建筑,如:太原博物馆、深圳万科第五园工程等项目。

  3 模板脚手架技术

  3.1 销键型脚手架及支撑架

  销键型钢管脚手架及支撑架是我国目前推广应用最多、效果最好的新型脚手架及支撑架。其中包括:盘销式钢管脚手架、键槽式钢管支架、插接式钢管脚手架等。销键型钢管脚手架分为

  φ60系列重型支撑架和φ48系列轻型脚手架两大类。销键型钢管脚手架安全可靠、稳定性好、承载力高;全部杆件系列化、标准化、搭拆快、易管理、适应性强;除搭设常规脚手架及支撑架外,由于有斜拉杆的连接,销键型脚手架还可搭设悬挑结构、跨空结构架体,可整体移动、整体吊装和拆卸。

  3.1.1 技术内容

  (1)销键型钢管脚手架支撑架的立杆上每隔一定距离都焊有连接盘、键槽连接座或其他连接件,横杆、斜拉杆两端焊有连接接头,通过敲击楔形插销或键槽接头,将横杆、斜拉杆的接头与立杆上的连接盘、键槽连接座或连接件锁紧。

  (2)销键型钢管脚手架支撑架分为φ60系列重型支撑架和φ48系列轻型脚手架两大类:

  1)φ60系列重型支撑架的立杆为φ60×3.2焊管制成(材质为Q345);立杆规格有:0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m,每隔0.5m焊有一个连接盘或键槽连接座;横杆及斜拉杆均采用φ48×2.5焊管制成,两端焊有插头并配有楔形插销,搭设时每隔1.5 m搭设一步横杆。

  2)φ48系列轻型脚手架的立杆为φ48×3.2焊管制成(材质为Q345);立杆规格有:0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m,每隔0.5m焊有一个连接盘或键槽连接座;横杆采用φ48×2.5 ,斜杆采用φ42×2.5、φ33×2.3焊管制成,两端焊有插头并配有楔形插销(键槽式钢管支架采用楔形槽插头),搭设时每隔1.5~2m设一步横杆(根据搭设形式确定)。

  3)销键型钢管脚手架支撑架一般与可调底座、可调托座以及连墙撑等多种辅助件配套使用。

  4)销键型钢管脚手架支撑架施工前应进行相关计算,编制安全专项施工方案,确保架体稳定和安全。

  (3)销键型钢管脚手架支撑架的主要特点:

  1)安全可靠。立杆上的连接盘或键槽连接座与焊接在横杆或斜拉杆上的插头锁紧,接头传力可靠;立杆与立杆的连接为同轴心承插;各杆件轴心交于一点。架体受力以轴心受压为主,由于有斜拉杆的连接,使得架体的每个单元形成格构柱,因而承载力高,不易发生失稳。

  2)搭拆快、易管理,横杆、斜拉杆与立杆连接,用一把铁锤敲击楔型销即可完成搭设与拆除,速度快,功效高。全部杆件系列化、标准化,便于仓储、运输和堆放。

  3)适应性强,除搭设一些常规架体外,由于有斜拉杆的连接,盘销式脚手架还可搭设悬挑结构、跨空结构、整体移动、整体吊装、拆卸的架体。

  4)节省材料、绿色环保,由于采用低合金结构钢为主要材料,在表面热浸镀锌处理后,与钢管扣件脚手架、碗扣式钢管脚手架相比,在同等荷载情况下,材料可以节省约1/3左右,节省材料费和相应的运输费、搭拆人工费、管理费、材料损耗等费用,产品寿命长,绿色环保,技术经济效益明显。

  3.1.2 技术指标

  (1)销键型钢管脚手架支撑架按验算立杆允许荷载确定搭设尺寸;

  (2)脚手架支撑架安装后的垂直偏差应控制在1/500以内;

  (3)底座丝杠外露尺寸不得大于相关标准规定要求;

  (4)应对节点承载力进行校核,确保节点满足承载力要求,保证结构安全;

  (5)表面处理:热镀锌。

  3.1.3 适用范围

  (1)φ60系列重型支撑架可广泛应用于公路、铁路的跨河桥、跨线桥、高架桥中的现浇盖梁及箱梁的施工,用作水平模板的承重支撑架。

  (2)φ48系列轻型脚手架适用于直接搭设各类房屋建筑的外墙脚手架,梁板模板支撑架,船舶维修、大坝、核电站施工用的脚手架,各类钢结构施工现场拼装的承重架,各类演出用的舞台架、灯光架、临时看台、临时过街天桥等。

  3.1.4 工程案例

  南京禄口机场、安徽芜湖火车站高支模、上海会展中心、京沪高铁支撑架、无锡万科魅力之城D4组团建筑外架、长沙黄花机场大道延长线高架桥、长沙国际金融中心、长沙湘江新区综合交通枢纽工程、湖南日报报业大厦、武广高铁长沙站、北京卫星通信大厦、成都银泰广场、首都新机场航站楼和北京市行政副中心等工程。

  3.2 集成附着式升降脚手架技术

  集成附着式升降脚手架是指搭设一定高度并附着于工程结构上,依靠自身的升降设备和装置,可随工程结构逐层爬升或下降,具有防倾覆、防坠落装置的外脚手架;附着升降脚手架主要由集成化的附着升降脚手架架体结构、附着支座、防倾装置、防坠落装置、升降机构及控制装置等构成。

  3.2.1 技术内容

  (1)集成附着式升降脚手架设计

  1)集成附着式升降脚手架主要由架体系统、附墙系统、爬升系统三部分组成。

  2)架体系统由竖向主框架、水平承力桁架、架体构架、护栏网等组成。

  3)附墙系统由预埋螺栓、连墙装置、导向装置等组成。

  4)爬升系统由控制系统、爬升动力设备、附墙承力装置,架体承力装置等组成。控制系统采用三种控制方式:计算机控制、手动控制和遥控器控制,并可以通过计算机作为人机交互界面,全中文菜单,简单直观,控制状态一目了然,更适合建筑工地的操作环境。控制系统具有超载、失载自动报警与停机功能。

  5)爬升动力设备可以采用电动葫芦或液压千斤顶。

  6)集成附着式升降脚手架有可靠的防坠落装置,能够在提升动力失效时迅速将架体系统锁定在导轨或其他附墙点上。

  7)集成附着式升降脚手架有可靠的防倾导向装置。

  8)集成附着式升降脚手架有可靠的荷载控制系统或同步控制系统,并采用无线控制技术。

  (2)集成附着式升降脚手架施工

  1)应根据工程结构设计图、塔吊附壁位置、施工流水段等确定附着升降脚手架的平面布置,编制施工组织设计及施工图。

  2)根据提升点处的具体结构形式确定附墙方式。

  3)制定确保质量和安全施工等有关措施。

  4)制定集成附着式升降脚手架施工工艺流程和工艺要点。

  5)根据专项施工方案计算所需材料。

  3.2.2 技术指标

  (1)架体高度不应大于5倍楼层高,架体宽度不应大于1.2m。

  (2)两提升点直线跨度不应大于7m,曲线或折线不应大于5.4m。

  (3)架体全高与支承跨度的乘积不应大于110m2 。

  (4)架体悬臂高度不应大于6m和2/5架体高度。

  (5)每点的额定提升荷载为100kN。

  3.2.3 适用范围

  集成附着式升降脚手架适用于高层或超高层建筑的结构施工和装修作业;对于16 层以上,结构平面外檐变化较小的高层或超高层建筑施工推广应用附着升降脚手架;附着升降脚手架也适用桥梁高墩、特种结构高耸构筑物施工的外脚手架。

  3.2.4 工程案例

  中山国际灯饰商城、华南港航服务中心、莆田万科城项目、马来西亚住宅项目、中山小榄海港城等工程。

  3.3 电动桥式脚手架技术

  电动桥式脚手架是一种导架爬升式工作平台,沿附着在建筑物上的三角立柱支架通过齿轮齿条传动方式实现平台升降。电动桥式脚手架可替代普通脚手架及电动吊篮,平台运行平稳,使用安全可靠,且可节省大量材料。用于建筑工程施工,特别适合装修作业。

  3.3.1 技术内容

  (1)电动桥式脚手架设计技术

  1)电动桥式脚手架由驱动系统、附着立柱系统、作业平台系统三部分组成。

  2)驱动系统由电动机、防坠器、齿轮驱动组、导轮组、智能控制器等组成。

  3)附着立柱系统由带齿条的立柱标准节、限位立柱节和附墙件等组成。

  4)作业平台由三角格构式横梁节、脚手板、防护栏、加宽挑梁等组成。

  5)在每根立柱的驱动器上安装两台驱动电机,负责电动施工平台上升和下降。

  6)在每一个驱动单元上都安装了独立的防坠装置,当平台下降速度超过额定值时,能阻止施工平台继续下坠,同时启动防坠限位开关切断电源。

  7)当平台沿两个立柱同时升降时,附着式电动施工平台配有智能水平同步控制系统,控制平台同步升降。

  8)电动桥式脚手架还有最高自动限位、最低自动限位、超越应急限位等智能控制。

  (2)电动桥式脚手架施工技术

  1)采用电动桥式脚手架应根据工程结构图进行配置设计,绘制工程施工图,合理确定电动桥式脚手架的平面布置和立柱附墙方法,编制施工组织设计并计算出所需的立柱、平台等部件的规格与数量。

  2)根据现场基础情况确定合理的基础加固措施。

  3)制定确保质量和安全施工等有关措施。

  4)在整个机械使用期间严格按维修使用手册要求执行,如果出售、租赁机器,必须将维修使用手册转交给新的用户。

  5)电动桥式脚手架维修人员需获得专业认证资格。

  3.3.2 技术指标

  (1)平台最大长度:双柱型为30.1m,单柱型为9.8m;

  (2)最大高度为260m,当超过120m时需采取卸荷措施;

  (3)额定荷载:双柱型为36kN,单柱型为15kN;

  (4)平台工作面宽度为1.35m,可伸长加宽0.9m;

  (5)立柱附墙间距为6m;

  (6)升降速度为6m/min。

  3.3.3适用范围

  电动桥式脚手架主要用于各种建筑结构外立面装修作业,已建工程的外饰面翻新,为工人提供稳定舒适的施工作业面。

  二次结构施工中围护结构砌体砌筑、饰面石材和预制构件安装,施工安全防护。

  玻璃幕墙施工、清洁、维护等。

  电动桥式脚手架也适用桥梁高墩、特种结构高耸构筑物施工的外脚手架。

  3.3.4 工程案例

  北京奥运会游泳馆工程、合肥滨湖世纪城、国务院第二招待所改扩建项目、常州大名城、云南省云路中心、三元桥远洋公馆、江苏省镇江新区港南路公租房小区、福建省福州市名城港湾五区、北京方庄芳星园旧楼改造项目、三亚鲁能山海天酒店三期项目、浙江中烟联合工房、神木新村产业服务中心、郑州玉兰苑、北京最高检察院582工程、哈尔滨富力江湾新城12号楼、哈尔滨万达旅游城产业综合体A座等工程。

  3.4 液压爬升模板技术

  爬模装置通过承载体附着或支承在混凝土结构上,当新浇筑的混凝土脱模后,以液压油缸为动力,以导轨为爬升轨道,将爬模装置向上爬升一层,反复循环作业的施工工艺,简称爬模。目前我国的爬模技术在工程质量、安全生产、施工进度、降低成本、提高工效和经济效益等方面均有良好的效果。

  3.4.1 技术内容

  (1)爬模设计

  1)采用液压爬升模板施工的工程,必须编制爬模安全专项施工方案,进行爬模装置设计与工作荷载计算。

  2)爬模装置由模板系统、架体与操作平台系统、液压爬升系统、智能控制系统四部分组成。

  3)根据工程具体情况,爬模技术可以实现墙体外爬、外爬内吊、内爬外吊、内爬内吊、外爬内支等爬升施工。

  4)模板可采用组拼式全钢大模板及成套模板配件,也可根据工程具体情况,采用铝合金模板、组合式带肋塑料模板、重型铝框塑料板模板、木工字梁胶合板模板等;模板的高度为标准层层高。

  5)模板采用水平油缸合模、脱模,也可采用吊杆滑轮合模、脱模,操作方便安全;钢模板上还可带有脱模器,确保模板顺利脱模。

  6)爬模装置全部金属化,确保防火安全。

  7)爬模机位同步控制、操作平台荷载控制、风荷载控制等均采用智能控制,做到超过升差、超载、失载的声光报警。

  (2)爬模施工

  1)爬模组装一般需从已施工2层以上的结构开始,楼板需要滞后4~5层施工。

  2)液压系统安装完成后应进行系统调试和加压试验,确保施工过程中所有接头和密封处无渗漏。

  3)混凝土浇筑宜采用布料机均匀布料,分层浇筑、分层振捣;在混凝土养护期间绑扎上层钢筋;当混凝土脱模后,将爬模装置向上爬升一层。

  4)一项工程完成后,模板、爬模装置及液压设备可继续在其他工程通用,周转使用次数多。

  5)爬模可节省模板堆放场地,对于在城市中心施工场地狭窄的项目有明显的优越性。爬模的施工现场文明,在工程质量、安全生产、施工进度和经济效益等方面均有良好的保证。

  3.4.2 技术指标

  (1)液压油缸额定荷载50kN、100kN、150kN,工作行程150~600mm。

  (2)油缸机位间距不宜超过5m,当机位间距内采用梁模板时,间距不宜超过6m。

  (3)油缸布置数量需根据爬模装置自重及施工荷载计算确定,根据《液压爬升模板工程技术规程》JGJ195规定,油缸的工作荷载应不大于额定荷载的1/2。

  (4)爬模装置爬升时,承载体受力处的混凝土强度必须大于10MPa,并应满足爬模设计要求。

  3.4.3 适用范围

  适用于高层、超高层建筑剪力墙结构、框架结构核心筒、桥墩、桥塔、高耸构筑物等现浇钢筋混凝土结构工程的液压爬升模板施工。

  3.4.4 工程案例

  广州S8地块项目工程(32层)、广州珠江城(71层)、北京LG大厦(31层)、北京财富中心二期工程(55层)、苏通大桥(300m高桥塔)、上海环球中心(97层)、外滩中信城(47层)等。

  3.5 整体爬升钢平台技术

  整体爬升钢平台技术是采用由整体爬升的全封闭式钢平台和脚手架组成一体化的模板脚手架体系进行建筑高空钢筋模板工程施工的技术。该技术通过支撑系统或爬升系统将所承受的荷载传递给混凝土结构,由动力设备驱动,运用支撑系统与爬升系统交替支撑进行模板脚手架体系爬升,实现模板工程高效安全作业,保证结构施工质量,满足复杂多变混凝土结构工程施工的要求。

  3.5.1 技术内容

  整体爬升钢平台系统主要由钢平台系统、脚手架系统、支撑系统、爬升系统、模板系统构成。

  (1)钢平台系统位于顶部,可由钢框架、钢桁架、盖板、围挡板等部件通过组合连接形成整体结构,具有大承载力的特点,满足施工材料和施工机具的停放以及承受脚手架和支撑系统等部件同步作业荷载传递的需要,钢平台系统是地面运往高空物料机具的中转堆放场所。

  (2)脚手架系统为混凝土结构施工提供高空立体作业空间,通常连接在钢平台系统下方,侧向及底部采用全封闭状态防止高空坠物,满足高空安全施工需要。

  (3)支撑系统为整体爬升钢平台提供支承作用,并将承受的荷载传递至混凝土结构;支撑系统可与脚手架系统一体化设计,协同实现脚手架功能;支撑系统与混凝土结构可通过接触支承、螺拴连接、焊接连接等方式传递荷载。

  (4)爬升系统由动力设备和爬升结构部件组合而成,动力设备采用液压控制驱动的双作用液压缸或电动机控制驱动的蜗轮蜗杆提升机等;柱式爬升结构部件由钢格构柱或钢格构柱与爬升靴等组成,墙式爬升部件由钢梁等构件组成;爬升系统的支撑通过接触支承、螺拴连接、焊接连接等方式将荷载传递到混凝土结构。

  (5)模板系统用于现浇混凝土结构成型,随整体爬升钢平台系统提升,模板采用大钢模、钢框木模、铝合金框木模等。整体爬升钢平台系统各工作面均设置有人员上下的安全楼梯通道以及临边安全作业防护设施等。

  整体爬升钢平台根据现浇混凝土结构体型特征以及混凝土结构劲性柱、伸臂桁架、剪力钢板的布置等进行设计,采用单层或双层施工作业模式,选择适用的爬升系统和支撑系统,分别验算平台爬升作业工况和平台非爬升施工作业工况荷载承受能力;可根据工程需要在钢平台系统上设置布料机、塔机、人货电梯等施工设备,实现整体爬升钢平台与施工机械一体化协同施工;整体爬升钢平台采用标准模块化设计方法,通过信息化自动控制技术实现智能化控制施工。

  3.5.2 技术指标

  (1)双作用液压缸可采用短行程、中行程、长行程方式,液压油缸工作行程范围通常为350~6000mm,额定荷载通常为400~4000kN,速度80~100mm/min。

  (2)蜗轮蜗杆提升机螺杆行程范围通常为3500~4500mm,螺杆直经通常为40mm,额定荷载通常为100~200kN,速度通常为30~80mm/min。

  (3)双作用液压缸通过液控与电控协同工作,各油缸同步运行误差通常控制不大于5mm。

  (4)蜗轮蜗杆提升机通过电控工作,各提升机同步运行误差通常控制不大于15mm。

  (5)钢平台系统施工活荷载通常取值为3.0~6.0kN/m2,脚手架和支撑系统通道活荷载通常取值为1.0~3.0kN/m2。

  (6)爬升时按对应8级风速的风荷载取值计算,非爬升施工作业时按对应12级风速的风荷载取值计算,非爬升施工作业超过12级风速时采取构造措施与混凝土结构连接牢固。

  (7)整体爬升钢平台支撑于混凝土结构时,混凝土实体强度等级应满足混凝土结构设计要求,且不应小于10MPa。

  (8)整体爬升钢平台防雷接地电阻不应大于4Ω。

  3.5.3 适用范围

  主要应用于高层和超高层建筑钢筋混凝土结构核心筒工程施工,也可应用于类似结构工程。

  3.5.4 工程案例

  上海东方明珠电视塔、金茂大厦、上海世茂国际广场、上海环球金融中心、广州塔、南京紫峰大厦、广州珠江新城西塔、深圳京基金融中心、苏州东方之门、上海中心大厦、天津117大厦、武汉中心大厦、广州东塔、上海白玉兰广场、武汉绿地中心、北京中国尊、上海静安大中里、南京金鹰国际广场等工程。

  3.6 组合铝合金模板施工技术

  铝合金模板是一种具有自重轻、强度高、加工精度高、单块幅面大、拼缝少、施工方便的特点;同时模板周转使用次数多、摊销费用低、回收价值高,有较好的综合经济效益;并具有应用范围广、可墙顶同时浇筑、成型混凝土表面质量高、建筑垃圾少的技术优势。铝合金模板符合建筑工业化、环保节能要求。

  3.6.1 技术内容

  (1)组合铝合金模板设计

  1)组合铝合金模板由铝合金带肋面板、端板、主次肋焊接而成,是用于现浇混凝土结构施工的一种组合模板。

  2)组合铝合金模板分为平面模板、平模调节模板、阴角模板、阴角转角模板、阳角模板、阳角调节模板、铝梁、支撑头和专用模板。

  3)铝合金水平模板采用独立支撑,独立支撑的支撑头分为板底支撑头、梁底支撑头,板底支撑头与单斜铝梁和双斜铝梁连接。铝合金水平模板与独立支撑形成的支撑系统可实现模板早拆,模板和支撑系统一次投入量大大减少,节省了装拆用工和垂直运输用工,降低了工程成本,施工现场文明整洁。

  4)每项工程采用铝合金模板应进行配模设计,优先使用标准模板和标准角模,剩余部分配置一定的镶嵌模板。对于异形模板,宜采用角铝胶合板模板、木方胶合板或塑料板模板补缺,力求减少非标准模板比例。

  5)每项工程出厂前,进行预拼装,以检查设计和加工质量,确保工地施工时一次安装成功。

  6)采用铝合金模板施工,可配备一层模板和三层支撑,对构件截面变化采用调节板局部调整。

  (2)组合铝合金模板施工

  1)编制组合铝合金模板专项施工方案,确定施工流水段的划分,绘制配模平面图,计算所需的模板规格与数量。

  2)模板安装前需要进行测量放线和楼面抄平,必要时在模板底边范围内做好找平层抹灰带,局部不平可临时加垫片,进行砂浆勾缝处理。

  3)绑扎墙体钢筋时,对偏离墙体边线的下层插筋进行校正处理;在墙角、墙中及墙高度上、中、下位置设置控制墙面截面尺寸的混凝土撑。

  4)安装门窗洞口模板,预埋木盒、铁件、电器管线、接线盒、开关盒等,合模前必须通过隐蔽工程验收。

  5)铝模板就位安装按照配模图对号入座,模板之间采用插销及销片连接;模板经靠尺检查并调整垂直后,紧固对拉螺栓或对拉片。

  6)独立支撑及斜撑的布置需严格按相关规范和模板施工方案进行。

  7)可采取墙柱梁板一起支模、一起浇筑混凝土的施工方法,要求混凝土施工时分层浇筑、分层振捣。在混凝土达到拆模设计强度后,按规范要求有序进行模板拆除。

  8)拆除后的模板由下层到上层的运输采取在楼板上预留洞口,由人工倒运,拆除后的模板应及时清理和涂刷隔离剂。

  3.6.2 技术指标

  (1)铝合金带肋面板、各类型材及板材应选用6061-T6、6082-T6或不低于上述牌号的力学性能;

  (2)平面模板规格:宽度100~600mm,长度600~3000mm,厚度65mm;

  (3)阴角模板规格:100×100mm、100×125mm、100×150mm、110×150mm、120×150mm、130×150mm、140×150mm、150×150mm,长度600~3000mm;

  (4)阳角模板规格:65×65mm;

  (5)独立支撑常用可调长度:1900~3500mm;

  (6)墙体模板支点间距为800mm,在模板上加垂直均布荷载为30kN/m2时,最大挠度不应超过2mm;在模板上加垂直均布荷载到45kN/m2,保荷时间大于2h时,应不发生局部破坏或折曲,卸荷后残余变形不超过0.2mm,所有焊点无裂纹或撕裂;楼板模板支点间距1200mm,支点设在模板两端,最大挠度不应超过1/400,且不应超过2mm。

  3.6.3 适用范围

  铝合金模板适用于墙、柱、梁、板等混凝土结构支模施工、竖向结构外墙爬模与内墙及梁板支模同步施工,目前在国内住宅标准层得到广泛推广和应用。

  3.6.4 工程案例

  万科的多个住宅项目(万科城、金色城市、金域蓝湾、大都会等),华润万象城、南宁九州国际、贵阳饭店、松日总部大厦、惠州城杰国际、佛山万科广场项目、珠海万科城市花园项目、杭州万科北辰之光项目、福建万科莆田万科城项目、宁波万科金域传奇项目、温州万科留园生态园项目、上海万科马桥基地项目、南昌地铁万科项目、南宁海天凯旋一号项目等。

  3.7 组合式带肋塑料模板技术

  塑料模板具有表面光滑、易于脱模、重量轻、耐腐蚀性好、模板周转次数多、可回收利用的特点,有利于环境保护,符合国家节能环保要求。塑料模板分为夹芯塑料模板、空腹塑料模板和带肋塑料模板,其中带肋塑料模板在静曲强度、弹性模量等指标方面最好。

  3.7.1 技术内容

  (1)组合式带肋塑料模板的边肋分为实腹型边肋和空腹型边肋两种,模板之间连接分别采用回形销或塑料销连接。

  (2)组合式带肋塑料模板分为平面模板、阴角模板、阳角模板,其中平面模板适用于支设墙、柱、梁、板、门窗洞口、楼梯顶模,阴角模板适用于墙体阴角、墙板阴角、墙梁阴角,阳角模板适用于外墙阳角、柱阳角、门窗洞口阳角。

  (3)组合式带肋塑料模板的墙柱模采用钢背楞,水平模板采用独立支撑、早拆头或钢梁组成的支撑系统,能实现模板早拆,施工方便、安全可靠。

  (4)组合式带肋塑料模板宜采取墙柱梁板一起支模、一起浇筑混凝土,要求混凝土施工时分层浇筑、分层振捣。在梁板混凝土达到拆模设计强度后,保留部分独立支撑和钢梁,按规定要求有序进行模板拆除。

  (5)组合式带肋塑料模板表面光洁、不粘混凝土,易于清理,不用涂刷或很少涂刷脱模剂,不污染环境,符合环保要求。

  (6)组合式带肋塑料模板施工技术

  1)根据工程结构设计图,分别对墙、柱、梁、板进行配模设计,计算所需的塑料模板和配件的规格与数量;

  2)编制模板工程专项施工方案,制定模板安装、拆除方案及施工工艺流程;

  3)对模板和支撑系统的刚度、强度和稳定性进行验算;确定保留养护支撑的位置及数量;

  4)制定确保组合式带肋塑料模板工程质量、施工安全和模板管理等有关措施。

  3.7.2 技术指标

  (1)组合式带肋塑料模板宽度为100~600mm,长度为100mm、300 mm、600 mm、900 mm、1200 mm、1500mm,厚度50mm;

  (2)组拼式阴角模宽度为100mm、150mm、200mm,长度为200 mm、250 mm、300 mm、600 mm、1200 mm、1500mm;

  (3)矩形钢管采用2根30mm×60mm×2.5mm或2根40mm×60mm×2.5mm;

  (4)组合式带肋塑料模板可以周转使用60~80次;

  (5)组合式带肋塑料模板物理力学性能指标见下表:

  表3.1组合式带肋塑料模板物理力学性能指标

项目

单位

指标

吸水率

%

0.5

表面硬度(邵氏硬度)

HD

58

简支梁无缺口冲击强度

kJ/m2

25

弯曲强度

MPa

70

弯曲弹性模量

MPa

4500

维卡软化点

90

加热后尺寸变化率

%

±0.1

燃烧性能等级

E

模板跨中最大挠度

mm

1.5

  3.7.3 适用范围

  组合式带肋塑料模板被广泛应用在多层及高层建筑的墙、柱、梁、板结构、桥墩、桥塔、现浇箱形梁、管廊、电缆沟及各类构筑物等现浇钢筋混凝土结构工程上。

  3.7.4 工程案例

  浙江省台州市温岭银泰城、台州市温岭建设大厦、石家庄市宋营沿街商业楼、贵州省贵阳龙洞堡国际机场航站楼、江西省吉安市城南安置房、上海金山新城G5地块配套商品房、安徽省芜湖市万科海上传奇花园、浙江省杭州市萧山区万科金辰之光、柳州市柳工颐华城、中铁大桥局帕德玛大桥、西宁市地下综合管廊工程、北京市丰台区海格通讯大厦工程、广州市广东省建工集团办公楼工程、广州市珠江新城地下车库工程、广州市广钢博会工程、珠海市中国人民银行办公综合楼工程、东莞市粮油项目工程等。

  3.8 清水混凝土模板技术

  清水混凝土是直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土(详见图3.7-1),清水混凝土模板是按照清水混凝土要求进行设计加工的模板技术。根据结构外形尺寸要求及外观质量要求,清水混凝土模板可采用大钢模板、钢木模板、组合式带肋塑料模板、铝合金模板及聚氨酯内衬模板技术等。

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来源:中国幕墙网