CN105839921B - 自密实混凝土结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

自密实混凝土结构的施工方法包括以下步骤：对自密实混凝土结构进行建模，支设自密实混凝土结构外围模板，并在中空圆孔处设置环形模板，绑扎结构内部钢筋；采用自密实混凝土在环形模板的两侧分别对自密实混凝土结构进行分层浇筑布料；先完成前一层浇筑后再对下一层进行浇筑，直至浇筑完毕，当自密实混凝土浇筑至环形模板圆弧底部时，只在环形模板的一侧浇筑布料，使该侧自密实混凝土能够在自重压力差的作用下，越过圆弧底部流向环形模板的另一侧，直至浇筑高度超过1/4环形模板直径高度后，恢复在环形模板的两侧同时浇筑布料。解决开有中空圆孔自密实混凝土结构的环形模板圆弧底部混凝土不易密实和气泡多的难题。

Description

自密实混凝土结构的施工方法

技术领域

本发明属于混凝土施工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种开有中空圆孔的自密实混凝土结构的施工方法。

背景技术

核安全是核电工程的生命线，基于核电工程安全性的要求，核电工程结构复杂，对施工技术要求高。在某些结构复杂、施工面狭小的部位，常面临不易振捣的技术难题，容易引起混凝土缺陷，影响核电工程质量。

开有中空圆孔的自密实混凝土结构进行混凝土浇筑的步骤为：先对自密实混凝土结构建模，支设自密实混凝土结构外围模板，并在中空圆孔处设置环形模板，按照设计图绑扎结构内部钢筋，即完成建模；最后向结构模型内浇筑自密实混凝土。

已公开核电厂常规岛循环水廊道(简称GD)为开有中空圆孔的自密实混凝土结构，其高为4.8m、宽为4.8m、长为25m，中空圆孔直径为3.6m，中空圆孔底部与自密实混凝土结构底部距离为600mm，该类型的自密实混凝土结构在进行振捣混凝土时，一般采用以下两种方法。

方法一是：一次性整体分层分段浇筑，分层厚度不超过400mm，相邻两层混凝土浇筑的时间间隔不超过90分钟。进水管沟第一阶段浇筑时，为保证环形模板的弧形模板底部的混凝土浇筑密实，该处分层厚度调整至不超过200mm，浇筑速度适当放缓。每层浇筑时以5m为一小段，每段先浇筑至环形模板圆弧底部，然后再浇筑至第一次施工缝处。完成第一段后，再以此顺序浇筑下一段。每一段的浇筑顺序如下：先从右侧开始布料，布料时斜向分层，在右侧已经浇筑到环形模板圆弧底部时，再转到左侧布料，至左侧也达到环形模板圆弧底部后，再转到右侧布料，直到右侧浇筑至施工缝标高。转至左侧布料，浇筑至施工缝标高。

方法二是：将环形模板结构分为上下两部分，采用振捣混凝土分两次浇筑，第一次浇筑至内1/2环形模板高度，第二次将剩余混凝土浇筑完成。每次浇筑都采用分层分段浇筑，每层混凝土厚度不大于400mm，混凝土振捣时随浇筑进行，分层振捣，按顺序进行浇筑。相邻两层混凝土浇筑的时间间隔不超过90分钟，5m长为一小段，直至浇筑完成。

但是，由于环形模板圆弧底部结构特殊和高配筋的特点，混凝土浇筑时环形模板圆弧底部区域不易振捣，存在由于欠振、漏振而引发混凝土缺陷的风险。

自密实混凝土是一种具有高流动性、均匀性和稳定性的混凝土，其浇筑时无需外力振捣，能够在自重作用下流动并充满模板空间。目前已有自密实混凝土应用于民用工程中某些复杂的结构，鉴于其优异的流动性能和抗离析性能，能够自动流平和密实填充于工程结构内。一般情况下，采用自密实混凝土应用的民用工程多为结构复杂、施工面狭小，混凝土的浇筑从一处浇筑，即可自动流平、填充密实模板空间。

但是，如果采用自密实混凝土对开有中空圆孔的自密实混凝土结构进行浇筑，却由于圆弧形的环形模板底部，导致自密实混凝土在环形模板底部不易填充密实，加之自密实混凝土的流动距离一般为4～5m，达不到一次性全部密实填充整个大环形结构的目的，同时如果混凝土的流动距离过长，混凝土的组成会发生变化，造成结构内混凝土的不均匀。因此，目前尚无自密实混凝土在开有中空圆孔的自密实混凝土结构中应用的施工案例。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种开有中空圆孔的自密实混凝土结构的施工方法，以解决环形模板圆弧底部混凝土不易密实和气泡多的技术难题，保证工程质量。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种自密实混凝土结构的施工方法，其包括以下步骤：对自密实混凝土结构进行建模，支设自密实混凝土结构外围模板，并在中空圆孔处设置环形模板，按照设计图绑扎结构内部钢筋，从而形成自密实混凝土结构模型；

采用自密实混凝土在环形模板的两侧分别对自密实混凝土结构进行分层浇筑布料；先完成前一层浇筑后再对下一层进行浇筑，直至浇筑完毕，当自密实混凝土浇筑至环形模板圆弧底部时，只在环形模板的一侧浇筑布料，使该侧自密实混凝土能够在自重压力差的作用下，越过圆弧底部流向环形模板的另一侧，直至浇筑高度超过1/4环形模板直径高度后，恢复在环形模板的两侧同时浇筑布料。只在环形模板的一侧浇筑布料，自密实混凝土在环形模板的两侧形成重力压力差，由于自密实混凝土具有优异的流动性能和抗离析性能，自密实混凝土在压力差作用下越过圆弧底部流向环形模板的另一侧，将环形模板的圆弧底部均匀、密实填充，解决了该部位混凝土不易密实和气泡多的技术难题，保证了工程质量。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，每层浇筑厚度为100mm～200mm。根据浇筑试验可知，每层浇筑厚度在100mm～200mm之间时，自密实混凝土流动更加均匀、填充更加密实。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，当自密实混凝土浇筑至环形模板圆弧底部时，在环形模板的一侧设有两台布料机同时进行浇筑布料，两台布料机分别设置在环形模板前端和后端连续浇筑布料。两台布料机同时工作，在保证混凝土结构施工质量的前提下，有效提高了浇筑布料的工作效率。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，当自密实混凝土浇筑至内圆弧底部时，采用出口为弯头的下料导管对自密实混凝土进行下料，弯头方向朝向圆弧底部。出口为弯头的下料导管可以减缓自密实混凝土的冲击力，并使得自密实混凝土更易流过环形模板圆弧底部，避免产生混凝土缺陷。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，浇筑时自密实混凝土自由下落高度小于1.5m，以免混凝土下落速度过大而增大模板侧压力和改变自密实混凝土组成。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，所述自密实混凝土为纤维自密实混凝土，其包含有350～400份的水泥、120～150份的粉煤灰、810～840份的中砂、810～840份的5～20mm连续级配碎石、175～185份的水、0.9份的聚丙烯纤维以及4.3～4.6份的外加剂，其中1份为1个单位重量。由上述材料制成的自密实混凝土性能优越，其性能指标的坍落扩展度为600mm～650mm、U型仪填充高度大于320mm、V型漏斗通过时间为5S～15S，掺加聚丙烯纤维的自密实混凝土具有优异的流动性能和抗离析性能，能够有效填充密实模板空间。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，所述的纤维自密实混凝土由375kg的水泥、140kg的粉煤灰、830kg的中砂、830kg的5～20mm连续级配碎石、180kg的水、0.9kg的聚丙烯纤维以及4.4kg的外加剂组成。该自密实混凝土性能指标中的坍落扩展度为625mm、U型仪填充高度大于320mm、V型漏斗通过时间为7.5S。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，以环形模板中心轴为对称轴将自密实混凝土结构分为两侧，每侧在长度方向按相等间隔分割为若干段，在对每层进行浇筑布料时采用分段浇筑方式进行，先完成该层一侧的前一段浇筑后再对该层一侧的后一段进行浇筑，直至该层浇筑完毕。每层浇筑采用分段浇筑，可以避免自密实混凝土流动距离过长，而导致自密实混凝土的骨料与浆体分离。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，每段的长度为3m～5m。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，自密实混凝土结构的两侧对每层浇筑进行分段浇筑时，自密实混凝土结构的两侧浇筑布料的方向是一致的，以避免该层两侧的混凝土相互挤压，而导致浇筑厚度不均。

作为本发明自密实混凝土结构的施工方法的一种改进，所述自密实混凝土结构为高度大于4m、长度大于20m、宽度大于4m以及中空圆孔直径大于3m的自密实混凝土结构。

与现有技术相比，本发明自密实混凝土结构的施工方法，使超大型结构内自密实混凝土得到均匀、密实填充，解决了开有中空圆孔自密实混凝土结构的环形模板圆弧底部混凝土不易密实和气泡多的技术难题，保证了核电工程混凝土结构质量，避免产生混凝土缺陷。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明自密实混凝土结构的施工方法及其有益效果进行详细说明。

图1为待施工的开有中空圆孔的自密实混凝土结构的剖面图。

图2为本发明自密实混凝土结构的施工方法的施工示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明自密实混凝土结构的施工方法，所实施的对象是开有中空圆孔2的自密实混凝土结构1，在实际施工时，自密实混凝土结构1在中空圆孔2处设有环形模板4，自密实混凝土结构的外围用模板3围起来。由于环形模板4的圆弧底部41处为不规则的几何空间，从而导致在该部位的混凝土不易密实且表面气泡较多，这也是开有中空圆孔自密实混凝土结构等类似混凝土结构在施工过程中经常遇到的技术难题。特别是高度大于4m、长度大于20m、宽度大于4m以及中空圆孔直径大于3m的自密实混凝土结构，浇筑在环形模板4的圆弧底部41的混凝土易出现不密实且气泡多的缺陷，进而影响工程结构的混凝土质量。以下是本发明自密实混凝土结构自密实混凝土结构的施工方法针对性地解决上述问题的详细描述。

请参阅图1和图2，一种自密实混凝土结构的施工方法，其包括以下步骤：

1)对自密实混凝土结构1进行建模，支设自密实混凝土结构1外围模板3，并在中空圆孔2处设置环形模板4，并按照设计图绑扎结构内部钢筋，从而形成自密实混凝土结构模型；在图示实施方式中，自密实混凝土结构1的高为4.8m、宽为4.8m、长为50m，中空圆孔2的直径为3.6m，中空圆孔2底部与自密实混凝土结构1底部的距离为600mm；

2)采用自密实混凝土在环形模板4的两侧分别对自密实混凝土结构进行分层浇筑布料；先完成前一层浇筑后再对下一层进行浇筑，直至浇筑完毕；当自密实混凝土浇筑至环形模板4的圆弧底部41时，只在环形模板4的一侧浇筑布料，使该侧自密实混凝土能够在自重压力差的作用下，越过圆弧底部41流向环形模板4的另一侧，直至浇筑高度超过1/4环形模板4直径高度后，恢复在环形模板4的两侧同时浇筑布料。只在环形模板4的一侧浇筑布料，自密实混凝土在环形模板4的两侧形成重力压力差，由于自密实混凝土具有优异的流动性能和抗离析性能，自密实混凝土在压力差作用下越过圆弧底部41流向环形模板4的另一侧，将环形模板4的圆弧底部41均匀、密实填充，解决了该部位混凝土不易密实和气泡多的技术难题，保证了工程质量。其中在浇筑过程中，当自密实混凝土浇筑至环形模板4圆弧底部41时，在环形模板4的一侧设有两台布料机同时进行浇筑布料，两台布料机分别设置在环形模板前端和后端连续浇筑布料。两台布料机同时工作，在保证混凝土结构施工质量的前提下，有效提高了浇筑布料的工作效率。而且在浇筑过程中，自密实混凝土自由下落高度需小于1.5m，以免混凝土下落速度过大而增大模板侧压力和改变自密实混凝土组成。

在步骤2)中，每层浇筑厚度为100mm～200mm。根据浇筑试验可知，每层浇筑厚度在100mm～200mm之间时，自密实混凝土流动更加均匀、填充更加密实。

请参阅图2，在浇筑过程中，为了减缓自密实混凝土的冲击力，当自密实混凝土浇筑至内圆弧底部41时，采用出口为弯头51的下料导管5对自密实混凝土进行下料，弯头51方向朝向圆弧底部。出口为弯头51的下料导管5可以将自密实混凝土从圆弧的切线方向向圆弧底部41输送混凝土，减缓自密实混凝土的冲击力，并使得自密实混凝土更易流过环形模板4圆弧底部41，避免产生混凝土缺陷。

在本实施例中，本发明自密实混凝土结构的施工方法所采用的纤维自密实混凝土由375kg的水泥、140kg的粉煤灰、830kg的中砂、830kg的5～20mm连续级配碎石、180kg的水、0.9kg的聚丙烯纤维以及4.4kg的外加剂组成。该自密实混凝土性能指标中的坍落扩展度为625mm、U型仪填充高度大于320mm、V型漏斗通过时间为7.5S，添加有聚丙烯纤维的自密实混凝土具有优异的流动性能和抗离析性能，能有效提高填充效果。

请参阅图2，在浇筑过程中，以环形模板4的中心轴为对称轴将自密实混凝土结构1分为两侧，每侧在长度方向按相等间隔分割为6段，在图示实施方式中，自密实混凝土结构的每侧长度为25m，则每段的长度为4.16m，在对每层进行浇筑布料时采用分段浇筑方式进行，先完成该层一侧的前一段浇筑后，再对该层一侧的后一段进行浇筑，直至该层浇筑完毕。每层浇筑采用分段浇筑，可以避免自密实混凝土流动距离过长，而导致自密实混凝土的骨料与灰浆分离。自密实混凝土结构1的两侧对每层浇筑进行分段浇筑时，自密实混凝土结构1的两侧浇筑布料的方向是一致的，也即是从前一段到后一段方向，具体参考图2，浇筑方向为从左往右，以避免该层两侧的混凝土相互挤压，而导致浇筑厚度不均。

综上所述，本发明自密实混凝土结构的施工方法，在自密实混凝土浇筑至环形模板圆弧底部时，只在环形模板的一侧浇筑布料，使该侧自密实混凝土能够在自重压力差的作用下，越过圆弧底部流向环形模板的另一侧，从而解决了环形模板圆弧底部混凝土不易密实和气泡多的技术难题，保证了核电站混凝土结构质量。

与现有技术相比，本发明自密实混凝土结构的施工方法，至少具有以下优点：

1)解决了环形模板圆弧底部混凝土不易密实和气泡多的技术难题；

2)在保证混凝土结构施工质量的前提下，有效提高了浇筑布料的工作效率；

3)每层浇筑采用分段浇筑，避免自密实混凝土流动距离过长，而导致自密实混凝土的骨料与灰浆分离，提高了混凝土结构质量。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (11)

1.一种自密实混凝土结构的施工方法，包括以下步骤：

对自密实混凝土结构进行建模，支设自密实混凝土结构外围模板，并在中空圆孔处设有环形模板，按照设计图绑扎结构内部钢筋，从而形成自密实混凝土结构模型；

采用自密实混凝土在环形模板的两侧分别对自密实混凝土结构进行分层浇筑布料；其特征在于：先完成前一层浇筑后再对下一层进行浇筑，直至浇筑完毕，当自密实混凝土浇筑至环形模板圆弧底部时，只在环形模板的一侧浇筑布料，使该侧自密实混凝土能够在自重压力差的作用下，越过圆弧底部流向环形模板的另一侧，直至浇筑高度超过1/4环形模板直径高度后，恢复在环形模板的两侧同时浇筑布料。

2.根据权利要求1所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：每层浇筑厚度为100mm～200mm。

3.根据权利要求1所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：当自密实混凝土浇筑至环形模板圆弧底部时，在环形模板的一侧设有两台布料机同时进行浇筑布料，两台布料机分别设置在环形模板前端和后端连续浇筑布料。

4.根据权利要求1所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：当自密实混凝土浇筑至内圆弧底部时，采用出口为弯头的下料导管对自密实混凝土进行下料，弯头方向朝向圆弧底部。

5.根据权利要求1所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：浇筑时自密实混凝土自由下落高度小于1.5m。

6.根据权利要求1所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：所述自密实混凝土为纤维自密实混凝土，其包含有350～400份的水泥、120～150份的粉煤灰、810～840份的中砂、810～840份的5～20mm连续级配碎石、175～185份的水、0.9份的聚丙烯纤维以及4.3～4.6份的外加剂，其中1份为1个单位重量。

7.根据权利要求6所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：所述的纤维自密实混凝土由375kg的水泥、140kg的粉煤灰、830kg的中砂、830kg的5～20mm连续级配碎石、180kg的水、0.9kg的聚丙烯纤维以及4.4kg的外加剂组成。

8.根据权利要求1所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：以环形模板中心轴为对称轴将自密实混凝土结构分为两侧，每侧在长度方向按相等间隔分割为若干段，在对每层进行浇筑布料时采用分段浇筑方式进行，先完成该层一侧的前一段浇筑后再对该层一侧的后一段进行浇筑，直至该层浇筑完毕。

9.根据权利要求8所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：每段的长度为3m～5m。

10.根据权利要求8所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：自密实混凝土结构的两侧对每层浇筑进行分段浇筑时，自密实混凝土结构的两侧浇筑布料的方向是一致的。

11.根据权利要求1至10任一所述的自密实混凝土结构的施工方法，其特征在于：所述自密实混凝土结构为高度大于4m、长度大于20m、宽度大于4m以及中空圆孔直径大于3m的自密实混凝土结构。