CN103669868A - 超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，包括以下步骤：将超长混凝土楼面结进行划分；对每个开间内的混凝土楼板受到混凝土梁的最大拉应力以及最大剪应力进行计算，调整混凝土的配合比；确定混凝土楼板整体的递推流水施工方向；计算相邻两个混凝土楼板之间的浇筑时间间隔；确定混凝土梁与所述混凝土楼板内的最大水化热升温与降温速率；确保混凝土梁在混凝土水化热升温与降温过程中受到的最大轴力不超过其当时的承载力；浇筑混凝土，完成超长混凝土楼面结构的递推流水施工。本发明在混凝土配合比的时候，严格测量混凝土楼板受到的来自混凝土梁的约束力，若不满足要求则需重新调整混凝土的配合比，保证了施工质量。

Description

超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域的混凝土施工，尤其是指一种超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法。

背景技术

超长混凝土楼面结构为避免超长引起使用期与施工期的收缩裂缝，需要设置收缩后浇带。收缩后浇带一般宽1～2米，间距40～50米，收缩后浇带的填充时间是在收缩后浇带两侧楼板混凝土浇筑完成后2～3个月。但后浇带并不能解决所有楼板开裂问题，许多留有收缩后浇带的楼板也往往开裂，反而收缩后浇带已成为混凝土楼板结构施工进一步发展的严重障碍，收缩后浇带本身带来一系列的质量与施工难题如：留置两个月后收缩后浇带被各种污水与建筑垃圾填充，后浇带清理工作艰难，施工质量难以保证；后浇带留置与预应力施工的矛盾，当预应力筋跨过后浇筑带时，预应力必须等后浇筑封闭并达到强度后才能张拉，严重影响施工进度；楼板后浇带未封闭前，一下雨建筑内就大量漏水漏泥，严重影响施工开展。

针对收缩后浇带施工的一系列问题，逐渐开发出了一种新的取代收缩后浇带施工的递推流水施工方法。递推流水施工方法根据混凝土的最大一次性浇筑长度将超长混凝土底板划分为复数混凝土浇注块，计算每一块混凝土浇注块在整个施工过程中的最大温度应力，使最大温度应力皆小于混凝土的最大抗拉强度，将混凝土浇注块按不同工序的先后次序从现场的一头向另一头连续递推逐块浇注成型，期间利用无线测温仪和油囊式应变计对每块混凝土浇注块及其之间的温度、应力变化进行实时监测，以达到控制和养护，从根本上防止混凝土底板结构开裂。但是这种递推流水施工方法只是针对一般的单体混凝土结构，对于超长的混凝土楼面结构，普通的递推流水施工方法无法解决混凝土楼板与混凝土梁之间的约束力的问题。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，能取消原来需要在楼板上设置收缩后浇带的施工方法，同时能有效控制超长混凝土楼面结构的收缩应力，减少超长混凝土楼面结构开裂，并加快工期提高混凝土施工质量。

为此，本发明提供了一种超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，包括以下步骤：

将超长混凝土楼面结构按设计尺寸划分为若干个仓；

当一个所述仓大于一个开间的尺寸时，对一个所述开间内的混凝土楼面结构的混凝土楼板受到混凝土梁的最大拉应力以及最大剪应力进行计算，根据该计算结果调整混凝土的配合比，保证所述计算的最大拉应力不超过所述混凝土楼板的最大抗拉强度，所述计算的最大剪应力不超过所述混凝土楼板的最大抗剪强度；

确定所述混凝土楼板整体的递推流水施工方向，每条混凝土楼板的递推流水施工方向从一头向另一头连续递推进行；

计算相邻两个所述混凝土楼板之间的浇筑时间间隔；

确定混凝土的配合比后，确定所述混凝土梁与所述混凝土楼板内的最大水化热升温与降温速率T(t)；

在所述超长混凝土楼面结构的最长长度方向选出一榀框架，计算该一榀框架中每一仓混凝土楼面结构中的混凝土梁在混凝土水化热升温与降温过程中受到的最大轴力，保证每一仓混凝土楼面结构中混凝土梁受到的最大轴力不超过混凝土梁当时的承载力；

根据上述确定好的混凝土的配合比、递推流水施工方向、浇筑时间间隔以及最大水化热升温与降温速率开始浇筑混凝土，完成超长混凝土楼面结构的递推流水施工。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的要点是分仓、间隔、流水与自动测温监控与自动喷淋养护。因为当混凝土梁的尺寸较大时，混凝土梁对混凝土楼板的约束能力较强，有可能导致混凝土楼板开裂，所以本发明在进行混凝土的配合比的时候，严格测量混凝土楼板受到的来自混凝土梁的约束力，若不满足要求则需重新调整混凝土的配合比，保证了混凝土的施工质量。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，根据以下计算公式对一个所述开间内的混凝土楼面结构的混凝土楼板受到混凝土梁的拉应力以及剪应力进行计算：

所述最大拉应力的计算公式为

所述最大剪应力的计算公式为

上述计算公式中β的计算公式为

H(t)表示考虑徐变引起的内力松弛系数；Cx表示水平阻力系数；L表示一个开间内的板长；

表示混凝土楼板换算厚度的平均值；E表示混凝土弹性模量；ε表示楼板的收缩应变。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，根据以下计算公式确定所述混凝土梁与所述混凝土楼板内的最大水化热升温与降温速率：

T(t)表示混凝土的最大绝热温升（℃）；m_c表示每立方米混凝土的胶凝材料用量；Q表示每千克胶凝材料水化热；C表示混凝土比热；ρ表示混凝土密度，m是与浇筑温度有关的常数；t表示时间。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，根据以下计算公式计算所述一榀框架中每一仓混凝土楼面结构中的混凝土梁在混凝土水化热升温与降温过程中受到的最大轴力：

所述最大轴力的计算公式为

其中，表示框架柱的侧移刚度；

表示框架梁的轴向刚度；E表示混凝土弹性模量；A表示梁截面面积；ΔL表示梁长度方向变形量；L表示梁的初始长；ΔT表示梁的降温值；α表示混凝土热膨胀系数；B_C表示混凝土柱的截面惯性矩；B_G表示柱内钢筋的截面惯性矩；H表示柱的高度。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，每一个所述仓的边长大小为30～50cm。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，所述浇筑时间间隔为5～10天。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，在浇筑混凝土之前，沿所述混凝土梁的厚度在其框架梁内埋设四个第一温度传感器，以该四个第一温度传感器的平均温度作为所述混凝土梁的平均温度T_梁，沿所述混凝土楼板的厚度在其内部埋设两个第二温度传感器，以该两个第二温度传感器的平均温度作为所述混凝土楼板的平均温度T_板。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，所述四个第一温度传感器的设置位置分别为所述框架梁的梁厚的中部，所述框架梁的梁厚的1/4位置，所述框架梁的1/8位置以及所述框架梁的模板表面内2cm处。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，在浇筑完成的超长混凝土楼面结构上布置自动喷淋养护系统，通过养护把超长混凝土楼面结构的最大升温与收缩速率、混凝土梁与混凝土楼板的相对体积变形控制在允许范围之内。

本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的进一步改进在于，根据计算公式ΔT'=T_梁-T_板，计算所述混凝土梁与所述混凝土楼板之间的温差；

当ΔT'≥15度时，对所述超长混凝土楼面结构设置加厚保温层，减小水化热收缩引起的裂缝；

当ΔT'达到最大值并开始下降时，启动所述自动喷淋养护系统，对所述超长混凝土楼面结构进行喷淋养护，减小所述超长混凝土楼面结构的干燥收缩。

本发明的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法利用混凝土裂缝控制中“抗放兼施”的思想，取消楼板收缩后浇带，并避免混凝土结构产生有害裂缝，同时通过合理控制各道工序的持续时间，使得取消收缩后浇带的混凝土楼板结构，仍可按传统混凝土结构流水施工的要求组织施工，同时能有效控制超长混凝土楼面结构的收缩应力，减少超长混凝土楼面结构开裂，并加快工期提高混凝土施工质量。

附图说明

图1是本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的流程图。

图2是本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的超长混凝土楼面结构的局部立体示意图。

图3是本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的超长混凝土楼面结构进行划分的示意图。

图4是本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的超长混凝土楼面结构的局部侧面示意图。

图5是本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法一榀框架内的混凝土楼板与混凝土梁的示意图。

图6是本发明超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法的混凝土梁与混凝土楼板之间的温差的变化示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

配合参看图1以及图2所示，本发明提供的一种超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，所述超长混凝土楼面结构1包括混凝土楼板10以及支撑于混凝土楼板10下方相互垂直设置的复数根混凝土梁20，混凝土楼板10被混凝土梁20分隔形成有复数个仓30，超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法包括以下步骤：

S101先根据总工期的安排，确定超长混凝土楼面结构的施工工期。结合楼板裂缝控制、形成流水与满足工期的要求，再次配合参看图2以及结合图3所示，将超长混凝土楼面结构按设计尺寸划分为若干个仓30（图中以数字1～7表示），通常情况下每个仓30的边长大小为30～50m。对于具体的施工情况，由于混凝土的等级及梁、板结构尺寸有较大差异，每个仓30的大小可以根据实际需要设置尺寸大小。

S102当一个所述仓10大于一个开间的时候，配合参看图4所示，对一个开间内的所述混凝土楼面结构的混凝土楼板10受到混凝土梁20的最大拉应力以及最大剪应力进行计算，调整混凝土的配合比，保证所述计算的最大拉应力不超过所述混凝土楼板10的最大抗拉强度，所述计算的最大剪应力不超过所述混凝土楼板10的最大抗剪强度，若不满足则需调整混凝土的配合比。因为当混凝土梁20的尺寸较大时，混凝土梁20对混凝土楼板10的约束能力较强，混凝土梁20对混凝土楼板10形成的约束就有可能导致混凝土楼板10开裂；

其中，所述最大拉应力的计算公式为

所述最大剪应力的计算公式为

上述计算公式中β的计算公式为

H(t)表示考虑徐变引起的内力松弛系数，平均取0.5；Cx表示水平阻力系数，一般取1.5N/mm³；L表示一个开间内的板长；H表示混凝土楼板换算厚度，平均值用

表示，考虑到两侧对称约束，当H<0.2L时，

当H>0.2L时，取

E表示混凝土弹性模量，取3.25×10⁴；ε表示楼板的收缩应变。

S103根据总体施工部署并结合前道工序的施工过程，确定所述混凝土楼板整体的递推流水施工方向，根据工期要求与劳务队数确定混凝土楼板施工流水线的数目，合理排每条流水线的插入时间，每条混凝土楼板的递推流水施工方向从一头向另一头连续递推进行；

S104将每一块混凝土楼板施工的各工序按先后顺序进行排列，计算每一工序如测量放线、搭设钢管支撑、支模板、扎钢筋、浇筑混凝土、养护混凝土等工序在确定劳动力数量下所需的时间，从而得到每相邻块混凝土楼板的浇筑时间间隔，一般相邻块混凝土楼板的浇筑间隔控制在5～10天内，此时前一块浇筑的混凝土楼板完成收缩的50～70%，此时再连接第二块混凝土楼板不会产生较大的收缩应力，5～10天后相邻块混凝土楼板即可浇筑相连；

S105对混凝土的原材料与混凝土的配合比进行严格控制，尽量减小混凝土中的胶凝材料与水用量，确定混凝土的配合比后，根据计算公式

确定所述混凝土梁与所述混凝土楼板内的最大水化热升温与降温速率T(t)；

其中，T(t)表示混凝土的最大绝热温升（℃）；m_c表示每立方米混凝土的胶凝材料用量（kg/m³），包括水泥、粉煤灰、矿粉等，根据混凝土配合比确定；Q表示每千克胶凝材料水化热；C表示混凝土比热；ρ表示混凝土密度，m是与浇筑温度有关的常数；t表示时间。

S106再次配合参看图4所示，当混凝土楼板10整体发生体积变形时，只受到下部框架柱40的影响，但框架柱40对混凝土楼板10约束较小，且在混凝土楼板10升温膨胀时框架柱40对混凝土楼板10提供压应力，在混凝土楼板10降温时框架柱40对混凝土楼板10提供拉应力，框架柱40提供压、拉应力的大小几乎相等可相互抵消，故可不考虑框架柱40对混凝土楼板10收缩的影响。

确定好混凝土楼板的配合比与最大水化热温升、楼板的递推流水方向以及每仓间浇筑时间间隔后，配合参看图5所示，在超长混凝土楼面结构的最长长度方向选出一榀框架50，根据计算公式

计算该一榀框架50中每一仓30内的混凝土楼面结构的混凝土梁在混凝土水化热升温与降温过程中受到的最大轴力ω(x)_max，并确保每一仓30内的混凝土楼面结构中混凝土梁受到的最大轴力不超过混凝土梁当时的承载力。当通过计算发现有混凝土梁的框架梁受到的轴力，在某一时间点大于混凝土梁的框架梁当时的承载力时，则必须通过调整相邻块混凝土的浇筑时间间隔，或采用保温养护方式降低混凝土梁的框架梁的降温速率，减小混凝土梁的框架梁的温度应力，当每一仓楼板在每一时候的温度应力都小于混凝土的抗拉强度时，可确定施工方案不再做调整。

其中，ω(x)_max表示混凝土梁的框架梁受到的最大轴力；

表示框架柱的侧移刚度；

表示框架梁的轴向刚度；E表示混凝土的弹模；A表示梁截面面积；ΔL表示梁长度方向变形量；L表示梁的初始长；ΔT表示梁的降温值；α表示混凝土热膨胀系数；B_C表示混凝土柱的截面惯性矩；B_G表示柱内钢筋的截面惯性矩；H表示柱的高度。

S107在浇筑混凝土之前，沿所述混凝土梁的厚度在其框架梁内埋设四个第一温度传感器，以该四个第一温度传感器的平均温度作为所述混凝土梁的平均温度T_梁，沿所述混凝土楼板的厚度在其内部埋设两个第二温度传感器，以该两个第二温度传感器的平均温度作为所述混凝土楼板的平均温度T_板。

所述四个第一温度传感器的设置位置分别为所述框架梁的梁厚的中部，所述框架梁的梁厚的1/4位置，所述框架梁的1/8位置以及所述框架梁的模板表面内2cm处。

根据上述确定好的混凝土的配合比、递推流水施工方向、浇筑时间间隔以及最大水化热升温与降温速率开始浇筑混凝土，完成超长混凝土楼面结构的递推流水施工。

在浇筑完成的超长混凝土楼面结构上布置自动喷淋养护系统，根据楼板框架梁与板的测温结果对楼板进行养护，通过养护把超长混凝土楼面结构的最大升温与收缩速率、混凝土梁与混凝土楼板的相对体积变形控制在允许范围之内。

根据计算公式ΔT'=T_梁-T_板，计算所述混凝土梁与所述混凝土楼板之间的温差，根温差据ΔT'决定保温、保湿措施；

如图6所示，当ΔT'≥15度时，则必需加厚楼面的保温层，减小水化热收缩引起的裂缝；

当ΔT'达到最大值并开始下降时，开始启动喷淋系统，对楼面混凝土进行喷水养护，减小楼板的干燥收缩，通过养护把框架梁的最大温升与收缩速率、框架梁与楼面板的相对体积变形控制在允许范围之内。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于包括以下步骤：

将超长混凝土楼面结构按设计尺寸划分为若干个仓；

当一个所述仓大于一个开间的尺寸时，对一个所述开间内的混凝土楼面结构的混凝土楼板受到混凝土梁的最大拉应力以及最大剪应力进行计算，根据该计算结果调整混凝土的配合比，保证所述计算的最大拉应力不超过所述混凝土楼板的最大抗拉强度，所述计算的最大剪应力不超过所述混凝土楼板的最大抗剪强度；

确定所述混凝土楼板整体的递推流水施工方向，每条混凝土楼板的递推流水施工方向从一头向另一头连续递推进行；

计算相邻两个所述混凝土楼板之间的浇筑时间间隔；

确定混凝土的配合比后，确定所述混凝土梁与所述混凝土楼板内的最大水化热升温与降温速率T(t)；

在所述超长混凝土楼面结构的最长长度方向选出一榀框架，计算该一榀框架中每一仓混凝土楼面结构中的混凝土梁在混凝土水化热升温与降温过程中受到的最大轴力，保证每一仓混凝土楼面结构中混凝土梁受到的最大轴力不超过混凝土梁当时的承载力；

根据上述确定好的混凝土的配合比、递推流水施工方向、浇筑时间间隔以及最大水化热升温与降温速率开始浇筑混凝土，完成超长混凝土楼面结构的递推流水施工。

2.如权利要求1所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于根据以下计算公式对一个所述开间内的混凝土楼面结构的混凝土楼板受到混凝土梁的拉应力以及剪应力进行计算：

所述最大拉应力的计算公式为

所述最大剪应力的计算公式为

上述计算公式中β的计算公式为

H(t)表示考虑徐变引起的内力松弛系数；Cx表示水平阻力系数；L表示一个开间内的板长；

表示混凝土楼板换算厚度的平均值；E表示混凝土弹性模量；ε表示楼板的收缩应变。

3.如权利要求1所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于根据以下计算公式确定所述混凝土梁与所述混凝土楼板内的最大水化热升温与降温速率：

所述最大水化热升温与降温速率的计算公式为

T(t)表示混凝土的最大绝热温升（℃）；m_c表示每立方米混凝土的胶凝材料用量；Q表示每千克胶凝材料水化热；C表示混凝土比热；ρ表示混凝土密度，m是与浇筑温度有关的常数；t表示时间。

4.如权利要求1所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于根据以下计算公式计算所述一榀框架中每一仓混凝土楼面结构中的混凝土梁在混凝土水化热升温与降温过程中受到的最大轴力：

所述最大轴力的计算公式为

其中，

表示框架柱的侧移刚度；

表示框架梁的轴向刚度；E表示混凝土弹性模量；A表示梁截面面积；ΔL表示梁长度方向变形量；L表示梁的初始长；ΔT表示梁的降温值；α表示混凝土热膨胀系数；B_C表示混凝土柱的截面惯性矩；B_G表示柱内钢筋的截面惯性矩；H表示柱的高度。

5.如权利要求1所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于每一个所述仓的边长大小为30～50cm。

6.如权利要求1所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于所述浇筑时间间隔为5～10天。

7.如权利要求1所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于在浇筑混凝土之前，沿所述混凝土梁的厚度在其框架梁内埋设四个第一温度传感器，以该四个第一温度传感器的平均温度作为所述混凝土梁的平均温度T_梁，沿所述混凝土楼板的厚度在其内部埋设两个第二温度传感器，以该两个第二温度传感器的平均温度作为所述混凝土楼板的平均温度T_板。

8.如权利要求7所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于所述四个第一温度传感器的设置位置分别为所述框架梁的梁厚的中部，所述框架梁的梁厚的1/4位置，所述框架梁的1/8位置以及所述框架梁的模板表面内2cm处。

9.如权利要求7所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于在浇筑完成的超长混凝土楼面结构上布置自动喷淋养护系统。

10.如权利要求9所述的超长混凝土楼面结构的递推流水施工方法，其特征在于根据计算公式ΔT'=T_梁-T_板，计算所述混凝土梁与所述混凝土楼板之间的温差；

当ΔT'≥15度时，对所述超长混凝土楼面结构设置加厚保温层，减小水化热收缩引起的裂缝；

当ΔT'达到最大值并开始下降时，启动所述自动喷淋养护系统，对所述超长混凝土楼面结构进行喷淋养护，减小所述超长混凝土楼面结构的干燥收缩。

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