・第４０卷第１７期 １１０・ ２ ０ １ ４年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．１７ Ｊｕｎ． ２０１４ 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）１７—０ｌｌ０—０２ 高抛免振自密实混凝土施工技术的应用 董新和 （江苏天字建设集团有限公司太原分公司，山西太原０３０００６） 摘要：通过对某新建火车站局部站台高抛免振自密实混凝土方案的介绍，制定了该方案的施工工艺流程，并对其施工方法及施 工质量控制措施作了阐述，说明了高抛免振自密实混凝土施工技术是一项能满足复杂构件混凝土浇筑要求，且技术可靠，操作简 便，成本低的先进的混凝土施工新技术。 关键词：配合比，收缩性，高抛免振自密实混凝土，温度 中图分类号：ＴＵ５２８．０６２ １ 工程概况 新建太原铁路南站位于太原市小店区北营，地处太原市国家 级高新区、经济技术开发区及物流区等交叉辐射的核心地段。站 房主体结构为地下１层，地上２层，建筑总面积：２０．００万ｍ ，其中 客运站房建筑面积５．５万ｉｎ 。车场规模为：１０台２２线，设计年发 送旅客量可达４ ０００万人次。总投资约３０亿元，由原铁道部和山 西省共同投资兴建。该项目是“２０１１年山西省十大建筑”之一，太 原市标志性建筑之一。 ２技术方案的确定 该工程Ａ区西站台局部采用钢管混凝土结构，钢管混凝土柱 计１８根，柱设计直径：Ｄ＝（６００—９００）ｍｍ，高度：Ｈ＝８ ｍ，混凝土 设计强度等级为Ｃ５０，因该批钢管混凝土柱结构形式复杂，钢管隔 板密集，最小浇筑孔仅有１５０ ｍｍ，这给后续混凝土工程带来一定 的施工难度，为保证该区域混凝土施工质量，经设计、监理、施工、 检测等参建方共同研究，最终决定采用高抛免振自密实混凝土技 术方案，完成以上钢管混凝土柱的混凝土的施工。 ３施工工艺流程 高抛免振自密实混凝土试验、配合比确定（对比试验）一钢管 柱清理一安装导管一混凝土浇筑一浮浆清理一混凝土养护。 ４主要施工方法 ４．１ 高抛免振自密实混凝土配合比对比试验 １）根据有关要求，高抛免振自密实混凝土骨料粒径宜为： ５ ｍｉｌｌ～１５ ｌ／ｌｉＴ／小石子配置，掺１０％的ＵＥＡ—Ｔ膨胀剂，混凝土扩展 度控制在６８０ ｍｍ～７２０ ｍｍ，选用三个搅拌站进行高抛免振自密 实混凝土配合比配置工作，每个搅拌站进行两组试验，一组检验 其高抛免振自密实混凝土的抗离析性、微膨胀性，另一组检测其 施工工艺。２）三家搅拌站初始配合比如表１～表３所示。３）制作 试验工具：ａ．制作钢模具：采用３ ｍｍ厚钢板及４０角钢焊接６个 柱模型，规格８００×１ ０００，其中３个增加内隔板，内隔板上开 ＋１５ｏ ｍｍ孔洞，在内隔板四周设置排气孑Ｌ，详见图１。ｂ．制作试验 钢柱。按照现场钢柱的截面尺寸１：１加工钢结构柱子，高度４ ｍ， 向钢柱内浇筑高抛免振自密实混凝土。４）试验方法：ａ．抗离析 性、微膨胀性：在钢板模具上方放置一个钢筋篦子，篦孑Ｌ间距 ５０ ｍｌｎ，用塔吊吊起灰斗从８ ｉｎ高处将混凝土通过篦子抛人模具 中，观察混凝土是否离析，若混凝土无离析现象，对混凝土进行养 护，混凝土初凝后，在模具内蓄水１０ ｅｍ，防止混凝土早期失水产 生收缩现象。４８ ｈ后，检查混凝土与钢板间是否有缝隙，无缝隙 则说明混凝土未收缩，具有微膨胀性。ｂ．施工工艺检验：在有隔 收稿日期：２０１４—０４—０２ 作者简介：董新和（１９６８－），男，高级工程师 文献标识码：Ａ 板的模具上方搭设钢管架子，将长８ ｍ，直径１００ ｍｍ的钢导管通 过隔板插入模具内，用灰斗通过导管上的漏斗将混凝土灌入模具 内，直至混凝土灌注至钢板模具２０ ｅｍ处停止浇筑。ｅ．配合比选 择与确定：经以上三家配比不同的｝昆凝土分别进行的抗离析性与 微膨胀性、施工工艺两组对比试验，试验结果表明：丙搅拌站提供 的混凝土配合比为最优配比，其混凝土性能满足钢管混凝土柱的 抗离析与微膨胀、施工工艺等要求，可以进行钢管混凝土实体试 验。ｄ．钢管混凝土浇筑：将导管插入至最下层隔板内，通过漏斗 向导管内灌注混凝土，待混凝土灌人至隔板上２０ ｅｍ后，将导管从 下层隔板提升至上层隔板处继续浇筑，依次类推，直至混凝土浇 筑到距钢管柱顶５００ ｍｍ停止浇筑。ｅ．检测：４８ ｈ后用超声波检 测仪检测混凝土的密实度，达到要求后用该配合比及施工工艺进 行全面混凝土浇筑。 表１甲搅拌站 强度 水泥 砂 石子 水 粉煤 矿粉 膨胀剂 泵送荆 水胶 砂率 等级 灰 ＵＥＡ．Ｔ ＴＬ．Ｂ 比 ％ ｌＣ５０ ３３９ ８５３ ８５３ １７８ ５０ ｌｌ１ ５６ １６．７ ０．３２ ５０ 表２乙搅拌站 强度 水泥 砂 石子 水 粉煤 超细 膨胀剂 聚羧 水灰 砂率 等级 灰 矿粉 ＵＥＡ Ｔ 酸 比 ％ Ｃ５０ ２２Ｏ ７７６ ９８８ １５２ ２ｏ０ ４８ ５２ ８．８４ Ｏ．３２ ４４ 表３丙搅拌站 Ｉ莩蓑 水泥 砂 石子 水 粉煤灰 膨胀剂ＵＥＡ Ｔ 减水剂 水灰 砂率 ＵＮＦ＿３Ｂ 比 ％ ＩＣ５０ ４３７ ５８８ ｌ ０９３ １７６ ６４ ４３ １９．Ｏ ０．３３ ３５ ａ）钢柱模型剖面 ｂ）Ｋ—Ｋ截面 图１钢柱模型图 ４．２钢管柱清理 钢管混凝土柱在混凝土浇筑前要仔细检查其内部情况，必要 时应借助手电筒照明检查，查看是否有杂物、积水，内部隔板的浇 筑孔是否被堵塞。清理干净后方可浇筑。 ４．３导管安装 根据不同柱高要求，选用相应的高抛免振自密实混凝土浇筑 漏斗导管。用塔吊或其他垂直起重设备将其吊装，慢慢插入钢管 柱内。其下口对上柱内最下层隔板的混凝土浇筑孑Ｌ，并保证导管 第４Ｏ卷第１７期 ２ ０ １ ４年６月 董新和：高抛免振自密实混凝土施工技术的应用 插入长度Ｌ￣２００ ｍｍ。 １０）高抛免振自密实混凝土填充性要求控制：在钢管构件的 ４．４混凝土运输 上、下及中部有多层隔板，隔板中部有Ｄ＝（１５０～３５０）ｍｍ的孔 高抛免振自密实混凝土的运输为搅拌运输车，为预防其在运 洞，要求高抛免振自密实混凝土依靠自身重力能自由穿越孔洞， 输过程中产生分层离析现象，在运输过程中，运输车的灌简要保 自动填充密实整个空间，尤其是隔板的四周边缘及边角处。 持慢速转动，速度应控制在（３～５）ｒ／ｍｉｎ。运输时间要加以控制， １１）高抛免振自密实混凝土的早期收缩性质量控制：要求高 要保证高抛免振自密实混凝土从配料搅拌至浇筑完成结束，控制 抛免振自密实混凝土与钢管内壁无分离现象。 在１２０ ｒａｉｎ以内ｏ １２）高抛免振自密实混凝土的运输、浇筑、间歇的全部时间不 ４．５高抛免振自密实混凝土的浇筑 应超过混凝土的初凝时间，同一施工段的高抛免振自密实混凝土 高抛免振自密实混凝土采用导管自下而上的顺序浇筑。在 应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前将上层混凝土浇筑完毕。 向上提升导管的过程中，要满足导管的下部出浆口始终掩埋在已 １３）为减少各类气泡在钢管构件内部隔板下聚集，保证混凝 浇筑的高抛免振自密实混凝土内部。在高抛免振自密实混凝土 土浇筑的密实性，每节柱高抛免振自密实混凝土浇筑至内隔板下 浇筑至第一层隔板以上２００ ｍｉｌｌ处时，慢慢提升漏斗导管，用同样 ２００ ｍｍ处，要放慢高抛免振自密实混凝土的下料速度，以达到混 方法浇筑第二层高抛免振白密实混凝土。根据不同的高度要求 凝土内部气泡全部逸出。 更换相应的漏斗导管，依次从下往上浇筑，直到高抛免振ｃａ密实 １４）高抛免振自密实混凝土在浇筑过程中，为防止钢管柱内 混凝土浇筑至设计标高停止浇筑。 部与混凝土下料方向相对的隔板因高抛免振自密实混凝土受其 ４．６ 浮浆处理 相对冲击而松散，导致分散、离析现象产生，所以高抛免振自密实 高抛免振自密实混凝土浇筑完成后，其最上部会有大量气泡 混凝土浇筑时必须采用预先定制的漏斗导管下料，严禁直接下料 逸出，将导致上部表面的浮浆泛起，为此在高抛免振自密实混凝 浇筑高抛免振自密实混凝土。 土初凝前，必须将浮浆用容器清理干净。在高抛免振自密实混凝 １５）每节钢管混凝土柱在高抛免振自密实混凝土浇筑时，留 土终凝后，将混凝土上表面凿毛，直至露出石子为宜。 置混凝土试块两组，用以高抛免振自密实混凝土的同养及标养强 ４．７高抛免振自密实混凝土养护 度的检测。 高抛免振自密实混凝土泌水性小，为减少混凝土的水分散失 １６）高抛免振自密实混凝土施工完毕后，管内混凝土的浇筑 和塑性开裂，应加强养护。高抛免振白密实混凝土初凝后应及时 质量（密实度检测）先用小锤敲击钢管的方法进行初步检查，如有 蓄水养护，以利于高抛免振自密实混凝土能够及时散热，降低水 异常则用超声波检测。对不密实部位采用钻孔压浆法进行补强， 化放热的峰值温度。 然后将钻孔补焊封固。 ５ 高抛免振自密实混凝土质量控制要点 ６结语 １）高抛免振自密实混凝土所用的水泥、水、骨料、掺料和外加 高抛免振自密实混凝土施工技术，是近几年在自密实混凝土 剂等必须具备合格证及现场抽样试验报告。 技术基础上发展起来的一项新型混凝土施工技术，通过本工程实 ２）水泥采用质量稳定的Ｐ．０４２．５硅酸盐品牌水泥。 际运用，充分说明了该项混凝土施工技术是一项工艺简单，方法 ３）砂采用细度模数为２．８的中砂，含泥量不大于１．５％，泥块 简便，质量易于控制的新技术。尤其在结构复杂的钢管混凝土结 含量不大于０．３％。 构与构件的施工中更能突出其优越性。该项混凝土施工技术成 ４）石子选用粒径（５—１６）ｍｍ，含泥量不大于０．５％，泥块含量 功的解决了复杂构件混凝土难以施工的难题，同时又保证混凝土 不大于０．５％。 的密实度和结构的完整性。应用高抛免振自密实混凝土施工技 ５）粉煤灰采用Ⅱ级粉煤灰。 术能大幅度节约人工、减少材料及机械消耗。本工程采用高抛免 ６）外加剂：ＵＥＡ—Ｔ膨胀剂掺量为水泥用量的１０％，ＵＮＦ－３Ｂ减 振自密实混凝土施工计消耗１２０．００ ｍ３高抛自密实混凝土。根据 水剂掺量为水泥用量的５％。 同条件试块检测其强度均达到设计强度（２５０要求，与此同时对其 ７）原材料配合比计量误差要求：原材料计量应按质量计，且 进行超声波检测，其钢管混凝土柱的完整性均满足要求。经山西 计量允许偏差应符合表４要求。 省有关专家验收该项目被评为“２０１２年度山西省新技术应用示范 表４ 高抛免振自密实混凝土计量允许偏差表 工程”。 原材料品种 胶凝材料 骨料 ｌ 水 外加剂Ｉ掺合料 参考文献： 累计计量允许偏差 士ｌ ±２ Ｉ ±ｌ ±１ ｌ ±１ ［１］ＪＧＪ １３８－２００１，钢管混凝土组合结构技术规程［Ｓ］． 注：累计计量允许偏差为计算机控制的搅拌站每一运输车各盘计量偏差累计值 ［２］ＪＧＪ ２８３－２０１２，高抛免振自密实混凝土应用技术规程［ｓ］． ８）流动性质量控制：要求混凝土出盘时扩展度为（６８０￣７２０）ｎｒｎ， ［３］ＣＣＫＳ０２－２００４，高抛免振自密实混凝土设计与施工指南［ｓ］． １ ｈ以内不变，而且混凝土和易性良好，不泌水，不离析，不分层。 ［４］ ＣＥＣＳ １５９－２００４，矩形钢管混凝土结构技术规程［ｓ］． ９）高抛免振自密实混凝土保塑性控制：要求该高抛免振自密 ［５］ ＣＥＣＳ １８８－２００５，钢管混凝土叠合柱结构技术规程［ｓ］． 实混凝土在净空高度１０ ｍ自由下抛不分离。 ［６］ＪＧＪ ２８１－２０１２，高强混凝土应用技术规程［ｓ］． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｆｒｅｅ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｄ０ＮＧ Ｘｉｎ．ｈｅ （Ｔａｉｙｕａｎ Ｂｒａｎｃｈ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｔｉａｎｙｕ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｆｒｅｅ—ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｃｈｅｍｅ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ＨｅＷ ｒａｉｌｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈａｔ：ｆｒｅｅ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｉｔｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ，ｉｔｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ，ｉｔｓ ｃｏｓｔ ｉｓ ｌｏｗ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｘｉｎｇ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ，ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，ｆｒｅｅ—ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ