2018年 5月上
第 47卷 第 9期
施 工 技 术
C0NSTRUCT10N TECHN0I 0GY 1 33
北 京新机 场超 长 混凝 土 结构抗 裂技 术研 究 与应 用
l 工程概况
北京新机场旅客航站楼及综合换乘中心(指廊)工程坐
落于永定河北岸,北京市大兴区榆垡镇 、礼贤镇和河北省廊
坊市广阳区之间。总建筑面积约3O万 m ,其中地下建筑面
积约5.6万 m ,地上建筑面积约 24.5万 m 。工程由中南、
东南、东北 、西北、西南共 5座指廊组成,其中最大的中南指
廊建筑面积约 10万 m 。T程首层平面如图 1所示。
图1 工程首层平面
本工程 5座指廊中2座较短的指廊长度近300m,其余 3
座指廊的长度均超过了400m,且地下 3条轨道交通隧道的
长度也超过了400m,因此,各指廊地下室外墙 和轨道交通
隧道外墙均属于超长混凝土结构范围。特别是 3条轨道交
通隧道外墙 、顶板、梁还属于大体积混凝土施工范畴,超长与
大体积闪素的叠加使得混凝土发生开裂的可能性急剧增加,
所以在旌工过程中必须严格控制。
2 混凝土裂缝控制技术
2.1 控制混凝土裂缝设计措施
1)设置后浇带
以中南指廊为例 ,设置 800mm宽施_T后浇带,其中含 5
道横向施工后浇带,1道纵 向施工后浇带,间距 50~100m,
如图 2所示,施工后浇带自基础底板至地上各层顶板所涉及
的梁、板、墙均有设置,施工后浇带在混凝土浇筑后至少2个
月再浇筑混凝土。另外,由于位于其他标段的中央大厅面积
较大,因建筑功能需要 ,地上、地下结构未设置结构缝,地下
部分还 与停车楼、轨道交通中心区域连为一体,整个地下结
构尺度超大。因此,本lT程间隔 100m左右还设置了 2.3—
3m宽的结构后浇带,该后浇带在基础底板和地下室外墙设
置.通过结构后浇带的钢筋不得直通且在结构后浇带范围内
错开搭接。
2)采用补偿收缩混凝土
指廊区域部分顶板、梁采用补偿收缩混凝土。补偿收缩
混凝土是在普通混凝土中掺加一定比例的微膨胀剂,混凝土
在水化过程中产生适量膨胀,在钢筋和邻位限制下建立 0.2
~ 0.7MPa的预压应力,这一应力能大致抵消混凝土的收缩
作用,从而防止或减少混凝土构件裂缝产生,微膨胀剂的掺
量平均在胶凝材料的 8%左右。
图 2 外墙后浇带设置
3)采用添加聚丙烯纤维的混凝土
在轨道交通隧道顶板中使用添加了 PF5聚丙烯纤维的
混凝土来减少裂缝产生。聚丙烯纤维与水泥骨料有极强的
结合力,可以迅速而轻易地与混凝土材料混合均匀。而且纤
维细小、表面积大 ,仅0.9kg的聚丙烯纤维分布在 1 nl 的混
凝土中,就可以使 1m 混凝土中有2 000万 ~3 000万根纤
维不定向地分布在其中,并能在混凝土内部构成一种均匀的
乱向支撑体系,延缓和阻止早期混凝土塑性裂缝的发生和
发展。
4)设置诱导缝
指廊的地下室外墙间隔 24m左右设置诱导缝,用以控
制裂缝的位置。设置诱导缝的部位并不影响混凝土的正常
浇筑,同时还可以解决结构变形不平均的问题。
5)采用预应力混凝土技术
本 程在部分楼层的梁、板内布置预应力筋,利用预应
力混凝土可以起到约束楼板和水平构件温度变形的作用,以
减少裂缝的产生。
6)增设钢筋网片
当混凝土保护层超过40mm时,增加抗裂钢筋网片,达
到抗裂目的。
7)优化混凝土配合比
在满足设计强度要求的前提下,混凝土的配合比以尽可
能降低胶凝材料的总用量 、水泥用量和控制单方混凝土中用
水量为原则进行配制。
2.2 控制混凝土裂缝施T措施
1)加强混凝土浇筑和振捣的施T质量,并采用二次振
捣技术,控制混凝土坍落度,确保结构构件位置的准确性以
及混凝土的强度能够达到设计要求。
2)浇筑混凝土时,充分考虑天气因素,严格控制混凝土
的出机温度和浇筑温度,减少混凝土总温升,减少混凝土内
外温差,避免烈日和大风天气浇筑混凝土,
3)认真进行混凝土保温保湿养护 ,适当延长养护时间。
4)正确掌握拆模时间,避免拆模时间过早。
5)严格控制施工临时堆载 ,构件堆放 、运输 、吊装时保
持支承和吊点位置的正确稳定,避免振动碰撞。
3 混凝土裂缝监测
南于对超长混凝土结构的原材料进行了优化,为了验证
这种优化后具有低收缩性的补偿收缩混凝土和普通商品混
凝土的本质区别,在施工过程中,施工总承包单位在西南指
廊选取了6段结构形式相同的墙体进行 2种混凝土效果的
l 34 施 T 技 术 第 47卷
对比试验.其l}I 3段混凝土采用普通商品混凝士,另外 3段
采川补偿收缩混凝:i:,以便观察效果。此次测试元件选}{j
人式振弦 传感器
混凝土浇筑后 2t1左右,2种混凝土[i】于水化作JH,滩
凝 内邪温度均升高,混凝 土应变为正向,表现为膨胀。酱
通商t 混凝lt经过 2d的膨胀期后开始进入收缩阶段 ,混凝
: 的 变为负 ,表现为收缩。而具有低收缩性的补偿收缩
凝土在2t1膨胀期后lE向应变开始变小,之后又开始增大,
北京新机场超长混凝土结构抗裂技术研究与应用(论文).pdf