CN117468503A - 超长混凝土无伸缩缝结构及其施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于超长混凝土无伸缩缝结构施工技术领域，具体为一种超长混凝土无伸缩缝结构及其施工工艺，所述超长混凝土无伸缩缝结构包括混凝土层，所述混凝土层用于大体积超长混凝土结构，所述安装腔用于安装混凝土滑移层；混凝土滑移层的上端面设置有卷材防水层，混凝土滑移层与混凝土层之间设置有混凝土垫层；所述横向构造钢筋的一侧安装有斜向构造钢筋。本发明通过设置混凝土滑移层以消除地基对基础的嵌固作用，释放约束力，便利了施工工作，在一定程度上提高了工程的整体性与安全性，节省了施工管理开支，满足了工程需要。
Description
技术领域
本发明属于超长混凝土无伸缩缝结构施工技术领域，具体为一种超长混凝土无伸缩缝结构及其施工工艺。
背景技术
在超长混凝土结构施工过程中，如何解决大体积超长混凝土结构因冷缩和干缩产生的开裂的问题，控制因冷缩和干缩产生的拉应力造成的危害，是一项技术难题。传统的设置后浇带的方式会在一定程度上增加施工的时间。同时，后浇带的清理工作具有一定的难度，若不能得到良好的处理，则会在一定程度上影响整个施工质量。显然，采用普通混凝土和常规的施工工艺满足不了工期和质量要求。
在授权公告号为CN218345942U、授权公告日为2023.01.20的中国实用新型专利中公开了一种无痕混凝土桥梁伸缩缝结构，该无痕混凝土桥梁伸缩缝结构包括：左预留槽和右预留槽；其中，所述左预留槽和所述右预留槽呈相对设置并分别位于伸缩缝的左右两侧；所述左预留槽和所述右预留槽内均设置有刚性连接件；所述左预留槽内和所述右预留槽内从下至上依次设置有钢纤混凝土浇筑层和沥青混凝土浇筑层，所述沥青混凝土浇筑层与桥面的沥青层平齐。该无痕混凝土桥梁伸缩缝结构的结构单一，后期维护不便，无法满足长期工作，因此，不能满足现有的需求，对此我们提出了超长混凝土无伸缩缝结构及其施工工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供超长混凝土无伸缩缝结构及其施工工艺，解决了现有技术中无伸缩缝结构的结构单一，后期维护不便，无法满足长期工作的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：超长混凝土无伸缩缝结构，包括混凝土层，所述混凝土层用于大体积超长混凝土结构，所述混凝土层的下端设置有一体成型的桩结构；
还包括：
安装腔，其设置于所述混凝土层的上端，所述安装腔用于安装混凝土滑移层；
混凝土滑移层，用于消除地基对基础的嵌固作用的混凝土滑移层安装在所述安装腔的内部，所述混凝土滑移层的上端面设置有卷材防水层，且所述混凝土滑移层与混凝土层之间设置有混凝土垫层；
横向构造钢筋，安装在所述混凝土层内部的横向构造钢筋用于提高强度，且所述横向构造钢筋的一侧安装有斜向构造钢筋。
优选的，所述混凝土层的外部设置有一体成型的混凝土截面，所述横向构造钢筋和斜向构造钢筋贯穿混凝土截面与混凝土层固定连接。
优选的，所述安装腔的内部两侧均设置有一体成型的滑动槽，所述混凝土滑移层的两侧均延伸至滑动槽内部通过滑动槽与混凝土层滑动连接。
优选的，所述滑动槽的两侧均设置有一体成型的限位滑槽，所述混凝土滑移层的上端设置有卷材防水层，所述卷材防水层的两端均嵌入限位滑槽内部与滑动槽滑动连接，通过卷材防水层固定在混凝土滑移层上方。
优选的，所述卷材防水层与混凝土滑移层之间设置有限位安装槽，所述限位安装槽用于固定和限位卷材防水层。
本发明还提供另一种技术方案：超长混凝土无伸缩缝结构的施工工艺，包括如下步骤：
步骤一：在混凝土层基础内设置温度配筋，在混凝土截面突变和转折处，增加横向构造钢筋和斜向构造钢筋，再将混凝土层浇筑在桩结构上方；
步骤二：在混凝土层内部设置有混凝土模板，使混凝土层上端加工成型安装腔和滑动槽；
步骤三：在混凝土浇筑完毕终凝后，立即进行蓄水养护，在保持混凝土表面湿润的情况下开始覆盖薄膜，在保证混凝土表面不失水的情况下得到充分养护；
步骤四：在卷材防水层与混凝土层之间的安装腔中增设混凝土滑移层；
步骤五：将基础筏板、剪力墙、地下室顶板混凝土分开浇筑，在混凝土层增加筏板、剪力墙、地下顶板混凝土构件的自由端，使其在温度应力、收缩变形方面减少约束，缩小变形，完成施工。
优选的，所述步骤一中的混凝土层采取二次振捣法，所述混凝土层的原料选用低热水泥，采用普通硅酸盐水泥。
优选的，所述混凝土层中包括混凝土粗骨料，混凝土粗骨料以碎石为主、并补充卵石，且混凝土的极限拉伸值依次是1.3x10-4和1.8x10-4。
优选的，所述步骤三中的混凝土的养护时间设置为十四天，使混凝土缓慢降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力。
优选的，所述步骤四中的混凝土滑移层的施工方法包括如下步骤：
S1：在安装腔下方铺设混凝土垫层，在安装腔内部设置木模板，在木模板内部浇筑混凝土，混凝土滑移层成型，成型过程中在混凝土滑移层内部中心贯穿钢筋；
S2：浇筑完成后，拆卸木模板，对混凝土进行养护；
S3：养护完成后，在混凝土滑移层上端设置卷材防水层，卷材防水层两端切割限位安装槽，并沿着滑动槽铺设至混凝土层内；
S4：卷材防水层铺设完成后，在卷材防水层的外部固定橡胶止水带。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设置混凝土滑移层以消除地基对基础的嵌固作用，释放约束力，便利了施工工作，在一定程度上提高了工程的整体性与安全性，节省了施工管理开支，满足了工程需要，混凝土滑移层通过滑动槽进行移动，并且滑动槽提供一定的空间给混凝土滑移层位移，使混凝土滑移层与混凝土层之间的缝隙减小，从而方便后期的维护工作。
本发明通过在混凝土滑移层设置卷材防水层，卷材防水层起到抵御外界雨水、地下水渗漏的作用，当混凝土滑移层出现伸展现象位移，使得卷材防水层和橡胶止水带继续相互抵接并发生胀紧配合现象，避免地下水外渗或外界水源渗入，避免了渗漏现象的发生，可以进行长期工作。
附图说明
图1为本发明中超长混凝土无伸缩缝结构的俯视轴测图；
图2为本发明中超长混凝土无伸缩缝结构的侧视轴测图；
图3为本发明中超长混凝土无伸缩缝结构的安装腔侧视轴测图；
图4为本发明中超长混凝土无伸缩缝结构的俯视内部结构图；
图5为本发明中超长混凝土无伸缩缝结构的施工工艺的工艺流程图；
图6为本发明中混凝土滑移层的工艺流程图。
图中：1、混凝土层；101、桩结构；102、混凝土截面；103、安装腔；104、滑动槽；105、限位滑槽；2、混凝土滑移层；201、卷材防水层；202、限位安装槽；3、横向构造钢筋；301、斜向构造钢筋。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
超长混凝土无伸缩缝结构，包括混凝土层1，混凝土层1用于大体积超长混凝土结构，混凝土层1的下端设置有一体成型的桩结构101；
还包括：
安装腔103，其设置于混凝土层1的上端，安装腔103用于安装混凝土滑移层2；
混凝土滑移层2，用于消除地基对基础的嵌固作用的混凝土滑移层2安装在安装腔103的内部，混凝土滑移层2的上端面设置有卷材防水层201，且混凝土滑移层2与混凝土层1之间设置有混凝土垫层，混凝土滑移层2以消除地基对基础的嵌固作用，释放约束力，便利了施工工作，在一定程度上提高了工程的整体性与安全性，节省了施工管理开支，满足了工程需要；
横向构造钢筋3，安装在混凝土层1内部的横向构造钢筋3用于提高强度，且横向构造钢筋3的一侧安装有斜向构造钢筋301，在截面突变和转折处，增加斜向构造钢筋301，以改善应力集中，防止裂缝的出现。
安装腔103的内部两侧均设置有一体成型的滑动槽104，混凝土滑移层2的两侧均延伸至滑动槽104内部通过滑动槽104与混凝土层1滑动连接，混凝土滑移层2通过滑动槽104进行移动，并且滑动槽104提供一定的空间给混凝土滑移层2位移，使混凝土滑移层2与混凝土层1之间的缝隙减小，从而方便后期的维护工作。
在超长混凝土上方通过设置混凝土滑移层2以消除地基对基础的嵌固作用，释放约束力，便利了施工工作，在一定程度上提高了工程的整体性与安全性，节省了施工管理开支，满足了工程需要，混凝土滑移层2通过滑动槽104进行移动，并且滑动槽104提供一定的空间给混凝土滑移层2位移，使混凝土滑移层2与混凝土层1之间的缝隙减小，从而方便后期的维护工作，混凝土补偿收缩模式曲线说明膨胀混凝土对于收缩过程的产生具有一定的延迟作用，此外，该过程中抗拉强度在一定范围内有所增加，若混凝土出现收缩，由于抗拉强度的增加，将可充分与收缩应力进行抵抗，因此可较好地预防收缩裂缝的产生。
混凝土层1的外部设置有一体成型的混凝土截面102，横向构造钢筋3和斜向构造钢筋301贯穿混凝土截面102与混凝土层1固定连接，通过在混凝土基础内设置必要的温度配筋，在截面突变和转折处，增加斜向构造钢筋301，以改善应力集中，防止裂缝的出现。
为有效地控制混凝土裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速度、减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造，在混凝土基础内设置必要的温度配筋，在截面突变和转折处，增加斜向构造钢筋301，以改善应力集中，防止裂缝的出现，解决了现有技术中，钢筋结构位置不稳定，无法保证混凝土的长期工作，影响使用的技术问题。
滑动槽104的两侧均设置有一体成型的限位滑槽105，混凝土滑移层2的上端设置有卷材防水层201，卷材防水层201的两端均嵌入限位滑槽105内部与滑动槽104滑动连接，通过卷材防水层201固定在混凝土滑移层2上方，卷材防水层201起到抵御外界雨水、地下水渗漏的作用，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用。
卷材防水层201与混凝土滑移层2之间设置有限位安装槽202，限位安装槽202用于固定和限位卷材防水层201，限位安装槽202将卷材防水层201的位置进行限位，使混凝土滑移层2在移动过程中，保持位置稳定，防止混凝土滑移层2错位，提高位置稳定性。
在混凝土滑移层2设置卷材防水层201，卷材防水层201起到抵御外界雨水、地下水渗漏的作用，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用，当混凝土滑移层2出现伸展现象位移，使得卷材防水层201和橡胶止水带继续相互抵接并发生胀紧配合现象，避免地下水外渗或外界水源渗入，避免了渗漏现象的发生，可以进行长期工作。
为了更好地展现超长混凝土无伸缩缝结构的施工流程，本实施例提出超长混凝土无伸缩缝结构的施工工艺，包括如下步骤：
步骤一：在混凝土层1基础内设置温度配筋，在混凝土截面102突变和转折处，增加横向构造钢筋3和斜向构造钢筋301，再将混凝土层1浇筑在桩结构101上方，以改善应力集中，防止裂缝的出现；
步骤二：在混凝土层1内部设置有混凝土模板，使混凝土层1上端加工成型安装腔103和滑动槽104，通过安装腔103和滑动槽104方便安装混凝土滑移层2，以便控制混凝土裂缝的出现和发展；
步骤三：在混凝土浇筑完毕终凝后，立即进行蓄水养护，在保持混凝土表面湿润的情况下开始覆盖薄膜，在保证混凝土表面不失水的情况下得到充分养护，再覆盖一层麻袋，经常进行浇水，使混凝土表面形成蓄水层，以提高混凝土的早期抗拉强度；
步骤四：在卷材防水层201与混凝土层1之间的安装腔103中增设混凝土滑移层2，在混凝土滑移层2表面设置导向垫层（如塑料薄膜），通过上述结构形式消除地基对基础的嵌固作用，释放约束力；
步骤五：将基础筏板、剪力墙、地下室顶板混凝土分开浇筑，在混凝土层1增加筏板、剪力墙、地下顶板混凝土构件的自由端，使其在温度应力、收缩变形方面减少约束，缩小变形，完成施工。
步骤一中的混凝土层1采取二次振捣法，可在一定程度上提升混凝土的密实性，这对于混凝土的极限拉伸值的提高具有一定的益处，浇筑后及时排除表面水分，加强养护，提高混凝土时期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量，混凝土层1的原料选用低热水泥，采用普通硅酸盐水泥，且低热水泥包括河砂，河砂选择为中粗砂，其细度模数≤2.3，同时，还应对河砂的含泥量等进行严格控制，选用连续级配的碎石，并无碱活性，对含泥量等进行严格控制。
所述混凝土层1中包括混凝土粗骨料，混凝土粗骨料以碎石为主、并补充卵石，且混凝土的极限拉伸值依次是1.3x10-4和1.8x10-4，选取连续级配的碎石，并对碱活性和含泥量等进行严格控制，主要运用15%～20%的I级粉煤灰进行取代，从而最大程度地缩减水泥用量，掺有粉煤灰的混凝土可将自生收缩变为膨胀。
步骤三中的混凝土的养护时间设置为十四天，使混凝土缓慢降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，养护完成后，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的应力松弛效应。
该施工工艺可在一定程度上提升混凝土的密实性，这对于混凝土的极限拉伸值的提高具有一定的益处，浇筑后及时排除表面水分，加强养护，提高混凝土时期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量，选取连续级配的碎石，并对碱活性和含泥量等进行严格控制，主要运用15%～20%的I级粉煤灰进行取代，从而最大程度地缩减水泥用量，掺有粉煤灰的混凝土可将自生收缩变为膨胀，施工完成后，通过安装腔103和滑动槽104方便安装滑移层，以便控制混凝土裂缝的出现和发展，以改善应力集中，防止裂缝的出现。
步骤四中的混凝土滑移层2的施工方法包括如下步骤：
S1：在安装腔103下方铺设混凝土垫层，在安装腔103内部设置木模板，在木模板内部浇筑混凝土，混凝土滑移层2成型，成型过程中在混凝土滑移层2内部中心贯穿钢筋；
S2：浇筑完成后，拆卸木模板，对混凝土进行养护；
S3：养护完成后，在混凝土滑移层2上端设置卷材防水层201，卷材防水层201两端切割限位安装槽202，并沿着滑动槽104铺设至混凝土层1内；
S4：卷材防水层201铺设完成后，在卷材防水层201的外部固定橡胶止水带，当混凝土滑移层2出现伸展现象位移，使得卷材防水层201和橡胶止水带继续相互抵接并发生胀紧配合现象，避免地下水外渗或外界水源渗入，从而避免了渗漏现象的发生，可以进行长期工作。
通过在安装腔103下方铺设混凝土垫层，铺设完成后的卷材防水层201通过固定橡胶止水带，当混凝土滑移层2出现伸展现象位移，使得卷材防水层201和橡胶止水带继续相互抵接并发生胀紧配合现象，避免地下水外渗或外界水源渗入，从而避免了渗漏现象的发生，可以进行长期工作。
施工前，制备混凝土，采取二次振捣法，可在一定程度上提升混凝土的密实性，这对于混凝土的极限拉伸值的提高具有一定的益处，浇筑后及时排除表面水分，加强养护，提高混凝土时期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量，混凝土层1的原料选用低热水泥，采用普通硅酸盐水泥，且低热水泥包括河砂，河砂选择为中粗砂，其细度模数≤2.3，同时，还应对河砂的含泥量等进行严格控制，选用连续级配的碎石，并无碱活性，对含泥量等进行严格控制，在混凝土层1基础内设置温度配筋，在混凝土截面102突变和转折处，增加横向构造钢筋3和斜向构造钢筋301，再将混凝土层1浇筑在桩结构101上方，以改善应力集中，防止裂缝的出现，在混凝土层1内部设置有混凝土模板，使混凝土层1上端加工成型安装腔103和滑动槽104，通过安装腔103和滑动槽104方便安装混凝土滑移层2，以便控制混凝土裂缝的出现和发展，在混凝土浇筑完毕终凝后，立即进行蓄水养护，在保持混凝土表面湿润的情况下开始覆盖薄膜，在保证混凝土表面不失水的情况下得到充分养护，再覆盖一层麻袋，经常进行浇水，使混凝土表面形成蓄水层，以提高混凝土的早期抗拉强度，在安装腔103下方铺设混凝土垫层，在安装腔103内部设置木模板，在木模板内部浇筑混凝土，混凝土滑移层2成型，成型过程中在混凝土滑移层2内部中心贯穿钢筋，浇筑完成后，拆卸木模板，对混凝土进行养护，养护完成后，在混凝土滑移层2上端设置卷材防水层201，卷材防水层201两端切割限位安装槽202，并沿着滑动槽104铺设至混凝土层1内，铺设完成后的卷材防水层201通过固定橡胶止水带，当混凝土滑移层2出现伸展现象位移，使得卷材防水层201和橡胶止水带继续相互抵接并发生胀紧配合现象，避免地下水外渗或外界水源渗入，从而避免了渗漏现象的发生，可以进行长期工作，将基础筏板、剪力墙、地下室顶板混凝土分开浇筑，在混凝土层1增加筏板、剪力墙、地下顶板混凝土构件的自由端，使其在温度应力、收缩变形方面减少约束，缩小变形，完成施工。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.超长混凝土无伸缩缝结构，包括混凝土层（1），其特征在于，所述混凝土层（1）用于大体积超长混凝土结构，所述混凝土层（1）的下端设置有一体成型的桩结构（101）；
还包括：
安装腔（103），其设置于所述混凝土层（1）的上端，所述安装腔（103）用于安装混凝土滑移层2；
混凝土滑移层（2），用于消除地基对基础的嵌固作用的混凝土滑移层（2）安装在所述安装腔（103）的内部，所述混凝土滑移层（2）的上端面设置有卷材防水层（201），且所述混凝土滑移层（2）与混凝土层（1）之间设置有混凝土垫层；
横向构造钢筋（3），安装在所述混凝土层（1）内部的横向构造钢筋（3）用于提高强度，且所述横向构造钢筋（3）的一侧安装有斜向构造钢筋（301）。
2.根据权利要求1所述的超长混凝土无伸缩缝结构，其特征在于：所述混凝土层（1）的外部设置有一体成型的混凝土截面（102），所述横向构造钢筋（3）和斜向构造钢筋（301）贯穿混凝土截面（102）与混凝土层（1）固定连接。
3.根据权利要求2所述的超长混凝土无伸缩缝结构，其特征在于：所述安装腔（103）的内部两侧均设置有一体成型的滑动槽（104），所述混凝土滑移层（2）的两侧均延伸至滑动槽（104）内部通过滑动槽（104）与混凝土层（1）滑动连接。
4.根据权利要求3所述的超长混凝土无伸缩缝结构，其特征在于：所述滑动槽（104）的两侧均设置有一体成型的限位滑槽（105），所述混凝土滑移层（2）的上端设置有卷材防水层（201），所述卷材防水层（201）的两端均嵌入限位滑槽（105）内部与滑动槽（104）滑动连接，通过卷材防水层（201）固定在混凝土滑移层（2）上方。
5.根据权利要求4所述的超长混凝土无伸缩缝结构，其特征在于：所述卷材防水层（201）与混凝土滑移层（2）之间设置有限位安装槽（202），所述限位安装槽（202）用于固定和限位卷材防水层（201）。
6.一种权利要求1-5任一项所述的超长混凝土无伸缩缝结构的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在混凝土层（1）基础内设置温度配筋，在混凝土截面（102）突变和转折处，增加横向构造钢筋（3）和斜向构造钢筋（301），再将混凝土层（1）浇筑在桩结构（101）上方；
步骤二：在混凝土层（1）内部设置有混凝土模板，使混凝土层（1）上端加工成型安装腔（103）和滑动槽（104）；
步骤三：在混凝土浇筑完毕终凝后，立即进行蓄水养护，在保持混凝土表面湿润的情况下开始覆盖薄膜，在保证混凝土表面不失水的情况下得到充分养护；
步骤四：在卷材防水层（201）与混凝土层（1）之间的安装腔（103）中增设混凝土滑移层（2）；
步骤五：将基础筏板、剪力墙、地下室顶板混凝土分开浇筑，在混凝土层（1）增加筏板、剪力墙、地下顶板混凝土构件的自由端，使其在温度应力、收缩变形方面减少约束，缩小变形，完成施工。
7.根据权利要求6所述的超长混凝土无伸缩缝结构的施工工艺，其特征在于：所述步骤一中的混凝土层（1）采取二次振捣法，所述混凝土层（1）的原料选用低热水泥，采用普通硅酸盐水泥。
8.根据权利要求7所述的超长混凝土无伸缩缝结构的施工工艺，其特征在于：所述所述混凝土层（1）中包括混凝土粗骨料，混凝土粗骨料以碎石为主、并补充卵石，且混凝土的极限拉伸值依次是1.3x10-4和1.8x10-4。
9.根据权利要求8所述的超长混凝土无伸缩缝结构的施工工艺，其特征在于：所述步骤三中的混凝土的养护时间设置为十四天，使混凝土缓慢降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力。
10.根据权利要求9所述的超长混凝土无伸缩缝结构的施工工艺，其特征在于：所述步骤四中的混凝土滑移层（2）的施工方法包括如下步骤：
S1：在安装腔（103）下方铺设混凝土垫层，在安装腔（103）内部设置木模板，在木模板内部浇筑混凝土，混凝土滑移层（2）成型，成型过程中在混凝土滑移层（2）内部中心贯穿钢筋；
S2：浇筑完成后，拆卸木模板，对混凝土进行养护；
S3：养护完成后，在混凝土滑移层（2）上端设置卷材防水层（201），卷材防水层（201）两端切割限位安装槽（202），并沿着滑动槽（104）铺设至混凝土层（1）内；
S4：卷材防水层（201）铺设完成后，在卷材防水层201的外部固定橡胶止水带。
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