筏板混凝土扣件式钢管支撑体系的施工应用

关键词：筏板混凝土；扣件式；钢管支撑；施工应用 

　　0 引言 

　　大体积混凝土是近年来应用较为广泛的一种建筑材料，具有强度高、可模性好、耐久性高和适用性强等特点，在建筑工程中得到了广泛的应用。而在扣件式钢管支撑体系的施工中，由于大体积混凝土的浇筑，需要及时的拆除，这就打乱原本的施工工序。因此，如何在满足大体积混凝土施工要求的基础上进行支撑体系的施工成为了相关工作人员所要急于解决的难题。基于此，本文就筏板混凝土扣件式钢管支撑体系的施工应用进行了探讨，相信会对有关方面的需要能提供一定的帮助。 

　　1 工程概况 

　　某工程建筑面积15892.8m2，建筑高度为98.2m。工程地下3层，地上部分为2栋24层办公楼、1栋28层住宅楼及相应连廊、裙楼，结构为全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。 

　　2 筏板大体积混凝土特点 

　　高层塔楼采用筏板基础，筏板基础板面标高为-13.600m，其中主楼1栋、2栋筏板厚2100mm，3栋筏板厚1500mm，局部厚度4800mm，混凝土强度等级C35。 

　　筏板面第一排双向通长设置钢筋 32@175，局部板面第二排双向通长钢筋 16@175，筏板中部附加 12@200双向钢筋网。 

　　混凝土采用材料： P.O42.5R水泥、JC-40W泵送剂、砼辉Ⅰ级粉煤灰、SS-CAS膨胀剂、SS-PP纤维。 

　　坍落度：180±30mm。 

　　筏板混凝土配合比（每立方用量kg）：水180、水泥358、粉煤灰73、膨胀剂32、细骨料729、粗骨料1048、外加剂10.6、纤维0.9。 

　　3 工艺改进及需解决的问题 

　　传统施工方法中，钢管支撑架仅起到临时支撑作用，搭设后需在浇筑混凝土前拆除，增加了施工工序，如果将钢管支撑架取代凳铁、钢筋支架或型钢支撑同时兼作冷却水循环的管网体系，将简化筏板大体积混凝土的施工流程，是一种可行的施工方案，但需解决以下问题： 

　　（1）如何合理布置钢管支撑架，满足多层钢筋的承载要求； 

　　（2）如何形成可用于冷却水循环的管网体系； 

　　（3）如何解决竖向钢管的抗渗问题。 

　　4 钢管支撑架的设置 

　　筏板钢筋共分三层，板面第一排双向通长设置钢筋 32@175，局部板面第二排双向通长钢筋 16@175，筏板中部附加 12@200双向钢筋网。工程采用φ48钢管，钢管立杆间距采用1.0m，并在筏板中部附加钢筋网处设纵横向水平钢管。 

　　5 循环冷却水管网设置 

　　5.1 混凝土的最大绝热温升值计算 

　　混凝土的绝热温升值按下式计算： 

　　（1） 

　　Tmax=To+T（t）ξ （2） 

　　式（1）中W――每立方米混凝土的水泥用量，取358kg/m3； 

　　Q――每千克水泥的水化热量，取375kJ/kg； 

　　c――混凝土的比热，取0.96kJ/kg・℃； 

　　p――混凝土重力密度，取2400kg/m3； 

　　m――与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，取0.384d-1； 

　　t――混凝土龄期，取30d。 

　　混凝土最大水化热一般出现在浇筑后第3天，浇筑时混凝土入模温度为25℃。 

　　式（2）中To――混凝土入模温度，取25℃； 

　　ξ――不同浇筑厚度、龄期时的降温系数，取0.57。 

　　Tmax=To+T（t）ξ=25+58.27×0.57=58.21（℃） 

　　混凝土内部最高温度为58.21℃。 

　　5.2 混凝土表面保温层的传热系数 

　　筏板表面覆盖0.35mm厚的塑料薄膜，混凝土 

　　表面保温层的传热系数按式（3）计算： 

　　（3） 

　　式中σi――保温层材料的厚度，取0.00035m； 

　　λi――保温层材料的导热系数，取0.04W/（m・K）； 

　　βq――空气层的传热系数，取22W/（m2・K）； 

　　经计算，β=18.45W/（m2・K）。 

　　5.3混凝土浇筑体内的表层温度 

　　混凝土浇筑体内的表层温度按下式计算： 

　　（4） 

　　式中Tq――施工期间大气平均环境温度，最高气温为27.3℃，最低气温为17.4℃，取 

　　22.35℃； 

　　h′――混凝土的虚厚度，h′=kλ/β=0.08m，其中k为折减系数，取2/3，λ为混凝土导热系数，取2.33W/（m・K），β为混凝土表面保温层的传热系数，取18.45W/（m2・K）； 

　　H――混凝土的计算厚度，H=h+2h′=2.1+2×0.08=2.26m，其中h为混凝土的实际厚度，取2.1m； 

　　Tmax――混凝土最大绝热温升值，取58.21℃。 

　　5.4 温差计算 

　　混凝土浇筑体的里表温差按下式（5）计算： 

　　ΔT1（t）=Tm（t）-Tb（t） （5） 

　　式中ΔT1（t）――龄期为t时，混凝土浇筑体的里表温差（℃）； 

　　Tm（t）――龄期为t时，混凝土浇筑体内的最高温度，取58.21℃； 

　　Tb（t）――龄期为t时，混凝土浇筑体内的表层温度（℃）。 

　　ΔT1（t）=Tm（t）-Tb（t）=58.21-27.25=30.96℃>25℃ 　　5.5 须排出的水化热 

　　由上述可知，混凝土内外温差达31.52℃，大于规范允许的25℃范围，温差须降低ΔT=30.96-25=5.96℃，为求安全余量，内外温差控制在24℃范围内，温差须降低6.96℃。 

　　循环水管单层设置，按水平间距1m“蛇形”设置，每1000m2设置1个循环网，每个循环管网管线长1000m，循环网进出口水温差为30℃，循环网内须排出的最大水化热量按式（6）计算： 

　　qmax=ΔT×c×p×V （6） 

　　式中V――循环水管网范围内的混凝土量，取2100m3。 

　　qmax=ΔT×c×p×V=6.96×0.96×2400×2100=33.68×106kJ 

　　为了避免地下水沿钢管壁向上渗透，在搭设钢管支撑架前，所有立杆均采用掺有膨胀剂的水泥浆进行灌填（膨胀剂掺量与大体积混凝土掺量相同），并对钢管底座一端及钢管中部焊接一块直径为15cm的方形止水钢板，最后再在其端部垫放一块厚度为5cm的同标号混凝土垫块。 

　　工程钢筋支撑架体采用扣件式钢管满堂支撑架，φ48×3.0钢管，立杆纵横间距1.0m，水平横杆步距1.0m，支撑架搭设如图1所示。同时，利用快速直节和焊接方式使中部钢筋的短向支撑钢管形成一个内部中空的“蛇形”循环管网，从而替代以往单独设置的降温管。循环管网设置如图2所示。 

　　工程以后浇带划分为3个施工区域流水施工，每个施工区域布置8个观测点，筏板表面采用覆盖塑料薄膜养护保温。在筏板混凝土浇筑前，对循环降温管网进行加压试水检测，确保管道完好，同时循环管网在混凝土覆盖后开始使用，直至保温及测温工作结束为止。 

　　8 结语 

　　综上所述，混凝土结构扣件式钢管支撑施工属于一个系统工程，而要在此施工中既满足混凝土结构的支撑需要，又可以有效控制混凝土内部的降温，就要采用扣件式钢管支撑钢筋同时又兼作循环降温管网的方法。本文就筏板混凝土扣件式钢管支撑体系的施工应用，希望对往后类似工程有所帮助。 

　　参考文献 

　　[1]刘震.钢管扣件式模板垂直支撑系统应用安全要点[J].建筑施工.2012（05）. 

　　[2]王宗朝.高大模板钢管支撑体系在工程中的应用[J].甘肃科技.2010（18）.