CN105133838A - 一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法 - Google Patents

一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，结构模块的横纵向墙体连接处设有带导流孔的竖向钢隔板，首先根据结构模块形状及内部构造，以钢隔板为划分界线，划分墙体浇筑单元，封堵钢隔板上的导流孔，钢隔板构成的封闭空间作为单独的节点浇筑单元；然后对结构模块分层，确定每层混凝土浇筑高度；再在每个浇筑单元的下料口布设泵管，依次将第一层的墙体浇筑单元浇筑完，再依次将第一层的节点浇筑单元浇筑完成，总时间不应超过混凝土初凝时间；最后按相同方法重复浇筑第二层、第三层……直至浇筑到顶标高；后一层混凝土应在前一层混凝土初凝前开始浇筑。本发明提供的方法减少了墙体变形，浇筑效率高，可实施性强。

Description

一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法
技术领域
本发明涉及一种三代核电厂模块化施工中结构模块的防变形施工工艺，特别是在结构模块中的自密实混凝土浇筑工艺。
背景技术
结构模块在先进的三代核电厂建设中被大量使用，安全壳厂房及辅助厂房两大核岛主要厂房的结构主体均由大型结构模块构成，模块的防变形施工对后续核岛土建及安装工作有着至关重要的影响。模块单元在工厂内预制组装完成后整体运输至核岛现场，作为浇筑自密实混凝土的模板，这样可以减少现场大量交叉作业，大幅度提高施工效率，三代核电的工期压缩很大程度上取决于此种结构的合理使用。
但是由于自密实混凝土具有较大的流动性及较长的初凝时间，浇筑后的混凝土会对钢板产生比普通混凝土大得多的侧压力，为了防止模块墙体出现过大变形，自密实混凝土浇筑速度异常缓慢，未初凝混凝土高度始终不能超过2.1m，单片墙的浇筑时间动辄几十小时，整个模块浇筑时间甚至需持续数百小时，这会给现场施工场地安排、人员调配、机械使用等带来很大困难和资源浪费。故设计一种既能满足模块墙体变形要求，又可以最大可能地提高混凝土浇筑效率的浇筑工艺尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题如何在充分利用结构模块本身构造特点的基础上，减少模块墙体变形，并最大限度提高自密实混凝土的浇筑效率。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，结构模块的横纵向墙体连接处设有竖向钢隔板，竖向钢隔板上设有导流孔，其特征在于，步骤为：
第一步：根据结构模块形状及内部构造，以结构模块内竖向钢隔板为划分界线，划分墙体浇筑单元；
第二步：对竖向钢隔板上的导流孔进行封堵，将竖向钢隔板构成的封闭空间作为单独的节点浇筑单元；
第三步：在每个浇筑单元上选择下料口；
第四步：对结构模块分层，确定每层混凝土浇筑高度；
第五步：在每个下料口布设泵管，依次将第一层的墙体浇筑单元浇筑完，再依次将第一层的节点浇筑单元浇筑完成，第一层浇筑的总时间不应超过混凝土初凝时间；
第六步：第一层浇筑完成后，再按照第一层的浇筑顺序，重复浇筑第二层、第三层……，直至浇筑到顶标高；后一层混凝土应在前一层混凝土初凝前开始浇筑。
优选地，所述第二步中，导流孔封堵方法为可拆卸式。
优选地，所述第三步中，下料口应避开门洞、管道、埋件，并确保在门洞区域浇筑时，下料口只布置在单侧，严禁两侧下料。
优选地，所述第四步中，确定每层混凝土浇筑高度应考虑的因素有：未初凝自密实混凝土高度的限制条件、泵管长度、自密实混凝土自由下落高度。
优选地，所述第五步中，在浇筑后一道浇筑单元的同时可对前一道浇筑单元的下料管进行拆除，实现多点同步作业。
优选地，所述第五步中，在浇筑节点浇筑单元时，先将节点浇筑单元的竖向钢隔板上的导流孔封堵结构拆除，再进行浇筑。
优选地，所述第五步中，第一层浇筑的前三次制作同条件养护试块，进行混凝土实测初凝时间与理论初凝时间的对比，确保二者偏差在1h之内。
优选地，所述第五步中，为测试混凝土初凝时间，现场实际浇筑时用32mm钢筋对已浇筑完成混凝土进行试插，钢筋插入混凝土深度应不超过1.5m，也不小于0.5m。
优选地，当使用泵管或布料机浇筑时，需要在结构模块顶部进行关联性试验，以确保经过泵送后自密实混凝土的性能仍能满足要求，坍落度满足610±50mm范围内。
相比现有技术，本发明提供的方法具有如下有益效果：
1、巧妙地利用了结构模块本身结构特点，将结构模块墙体分割成间隔布置的墙体浇筑单元和节点浇筑单元，使得每段浇筑单元在整个浇筑过程中都不会出现变形过大的情况；采用跳仓式分层浇筑的方法，利于每层每段混凝土水化热的排出，有效控制混凝土温度应力，以减少混凝土收缩变形，节点浇筑单元可以起到类似墙体浇筑单元后浇带的效果，对于提高浇筑质量有重要意义。
2、抓住自密实混凝土初凝时间这一关键参数，通过浇筑高度或泵送效率的调整实现每层浇筑总时间与初凝时间一致，实现层与层连续施工；
3、每层每段浇筑顺序在一定原则下可根据混凝土供灰能力、泵送能力、现场可支配人力情况及机械故障等需要进行灵活调整，能够高效地一次性完成模块整体浇筑，浇筑效率高，可实施性强，具有重大的推广价值。
附图说明
图1为三代核电厂典型结构模块示意图；
图2为结构模块内横纵向墙体连接处布置钢隔板示意图；
图3为钢隔板结构示意图；
图4为浇筑单元划分图；
图5为浇筑典型单元示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
选取三代核电厂典型结构模块CA20为例，如图1所示，CA20结构模块形状规则，长宽高为：20m*13m*20m，平面呈长方形布置，大部分墙体均为双层钢板混凝土结构，底标高相同且高度方向上截面无变化，特别适合连续循环整体浇筑，横纵向墙体连接处设置有竖向加劲钢隔板A，如图2所示。钢隔板A上有椭圆形导流孔，如图3所示。
减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，步骤如下：
第一步：根据结构模块形状及内部构造，以竖向钢隔板为划分界线，划分墙体浇筑单元。
第二步：对墙体连接处竖向钢隔板上的椭圆形导流孔进行封堵，使墙体浇筑单元在浇筑时混凝土不能流动到节点浇筑单元内，封堵方法应便于拆卸，将竖向钢隔板构成的封闭空间作为单独的节点浇筑单元。
图4中，将墙体划分为26个浇筑单元，布料点1-16为墙体浇筑单元，布料点17-26为节点浇筑单元，既可以保证自密实混凝土最大水平流动距离不超过10m，又为下一步的跳仓式施工提供了基础。
第三步：在每个浇筑单元上选择合理的下料口，下料口应避开门洞、管道、埋件等障碍物，并确保在门洞等较大孔洞区域浇筑时，下料口只布置在单侧，严禁两侧下料，便于空气排出。
第四步：根据未初凝自密实混凝土高度不得超过2.1m的限制条件，确定每层混凝土浇筑高度不宜超过2m；根据泵管长度一般为2m及自密实混凝土自由下落高度不超过1.8m，为确保质量及方便施工，确定每层混凝土浇筑高度为1.5m；模块高度为20m，则共划分为13层，最后一层浇筑高度为2m；
第五步：结合图5，在每个下料口布设泵管，布料点1处先浇筑1.5m，然后布料点2处浇筑1.5m，布料点3处浇筑1.5m，……，依次将1-16号墙体浇筑单元浇筑完，在浇筑布料点2时同时可对布料点1处下料管进行拆除，实现多点同步作业；
然后，将布料点17处最下边导流孔封堵拆除，并浇筑1.5m；将布料点18号处封堵板拆除，并浇筑1.5m，……，如此依次将17-26号节点浇筑单元浇筑完成，此时应保证1号布料点处自密实混凝土尚未初凝。
结构模块共需浇筑混凝土约1740m3，每个浇筑单元1.5m高范围内混凝土为8m3左右，通过调整混凝土泵车泵送效率，每一层全部浇筑完成时间应控制在10h左右。
第六步：第一层浇筑完成后，1号墙体混凝土已接近初凝时间，再按照第一层的浇筑顺序开始第二层浇筑，同样的，第二层浇筑完成后即可开始第三层浇筑，不需间歇等待，直至浇筑到顶标高。
上述布料方法的关键是通过合理调整泵车泵送效率，使每一层浇筑时间控制在10h左右(根据初凝时间确定)，这样每一层之间不会出现冷缝，不需处理施工缝，混凝土侧压力也不会超过限值，不需间歇等待。
第一层浇筑的前三次应制作同条件(温度)养护试块，进行实测初凝时间与理论初凝时间的对比，确保偏差在1h之内。
现场实际浇筑时也可用32mm钢筋对已浇筑完成混凝土进行试插，钢筋插入混凝土深度不应超过1.5m，也不应小于0.5m。
当使用泵管或布料机浇筑时，需要在结构模块顶部进行关联性试验，以确保经过泵送后自密实混凝土的性能仍能满足要求，坍落度满足610±50mm范围内。
浇筑过程中应尽量减少混凝土下落高度，并避免下料口对钢板的直接冲击。
自密实混凝土表面处理、养护等要求与其它混凝土相同。

Claims (9)

1.一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，结构模块的横纵向墙体连接处设有竖向钢隔板，竖向钢隔板上设有导流孔，其特征在于，步骤为：
第一步：根据结构模块形状及内部构造，以结构模块内竖向钢隔板为划分界线，划分墙体浇筑单元；
第二步：对竖向钢隔板上的导流孔进行封堵，将竖向钢隔板构成的封闭空间作为单独的节点浇筑单元；
第三步：在每个浇筑单元上选择下料口；
第四步：对结构模块分层，确定每层混凝土浇筑高度；
第五步：在每个下料口布设泵管，依次将第一层的墙体浇筑单元浇筑完，再依次将第一层的节点浇筑单元浇筑完成，第一层浇筑的总时间不应超过混凝土初凝时间；
第六步：第一层浇筑完成后，再按照第一层的浇筑顺序，重复浇筑第二层、第三层……，直至浇筑到顶标高；后一层混凝土应在前一层混凝土初凝前开始浇筑。
2.如权利要求1所述的一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，其特征在于：所述第二步中，导流孔封堵方法为可拆卸式。
3.如权利要求1所述的一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，其特征在于：所述第三步中，下料口应避开门洞、管道、埋件，并确保在门洞区域浇筑时，下料口只布置在单侧，严禁两侧下料。
4.如权利要求1所述的一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，其特征在于：所述第四步中，确定每层混凝土浇筑高度应考虑的因素有：未初凝自密实混凝土高度的限制条件、泵管长度、自密实混凝土自由下落高度。
5.如权利要求1所述的一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，其特征在于：所述第五步中，在浇筑后一道浇筑单元的同时可对前一道浇筑单元的下料管进行拆除，实现多点同步作业。
6.如权利要求1或2所述的一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，其特征在于：所述第五步中，在浇筑节点浇筑单元时，先将节点浇筑单元的竖向钢隔板上的导流孔封堵结构拆除，再进行浇筑。
7.如权利要求1所述的一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，其特征在于：所述第五步中，第一层浇筑的前三次制作同条件养护试块，进行混凝土实测初凝时间与理论初凝时间的对比，确保二者偏差在1h之内。
8.如权利要求1所述的一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，其特征在于：所述第五步中，为测试混凝土初凝时间，现场实际浇筑时用32mm钢筋对已浇筑完成混凝土进行试插，钢筋插入混凝土深度应不超过1.5m，也不小于0.5m。
9.如权利要求1所述的一种减少结构模块变形的混凝土浇筑方法，其特征在于：当使用泵管或布料机浇筑时，需要在结构模块顶部进行关联性试验，以确保经过泵送后自密实混凝土的性能仍能满足要求，坍落度满足610±50mm范围内。
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