钢筋混凝土框架梁分层浇筑施工方法研究与应用

                  ,刘辉

摘要：由于城市轨道交通的快速发展，运用库的上盖开发项目越来越多的应用在实际的工程中，但是上盖开发不可避免的对既有地铁运用库结构产生较大影响。由于具备地铁上盖开发的建筑结构大多为多功能、大体量、大跨度的复杂结构，由上盖开发产生较大的建筑荷载和施工荷载必然施加在既有地铁运用库结构上，从而对下部结构产生极为不利的荷载工况。本文以兰州轨道东岗车辆段运用库上盖开发项目为例，详细介绍“钢筋混凝土框架梁分层浇筑”的施工方法及受力性能研究。

关键词：大体量；框架梁；荷载；分层浇筑

1 工程概况

兰州轨道东岗车辆段运用库上盖开发项目，位于地铁车辆段运用库上方，钢筋混凝土框架结构，共五层，结构总高度41.6m，单层建筑面积约40000㎡，最大层高7.55m，最大框架梁尺寸800mm×1700mm，最大跨度22m。

2 重难点分析及解决方案

2.1重难点分析

由于地铁车辆段及上盖物业开发建设时序的不同步，地铁车辆段首先作为一个独立的建筑单体进行设计，车辆段上盖开发在时序上滞后于地铁车辆段建设。本项目施工时地铁车辆段运用库已投入使用，上部结构施工时无法在库内进行回顶，且“运用库”原屋面存在恒荷载，上盖大体积混凝土梁浇筑荷载过大严重影响结构安全。

2.2解决方案

根据工程实际情况，结合运用库屋盖上部商业开发项目大截面、大跨度梁板结构的设计特点，经过受力计算与分析研究，在 “运用库”现状屋面恒荷载条件下，分阶段施工，逐级将施工荷载施加到“运用库”屋盖上。

3技术方案研究

3.1 分层浇筑技术原理

施工荷载采用分次加载的方式，盖上一层主、次梁施工荷载分别通过脚手架传递给“运用库”屋盖的主次梁。第二次浇筑混凝土前，先期浇筑的混凝土梁承担自身重量。第二次浇筑混凝土时，盖上一层楼板施工荷载通过脚手架传递给”运用库”屋盖的楼板。

采用逐级加载时，首先浇筑至主梁、次梁的2/3位置（梁截面中性轴附近），留置水平施工缝，待已浇筑完毕的梁体达到设计强度后，浇筑剩余1/3梁体及楼板。（见图3.1）先期浇筑的次梁承担自重荷载，后期二次浇筑的梁、板荷载由脚手架传递给“运用库”梁、板。

图3.1分层浇筑顺序

3.2 水平施工缝合理位置及处理措施

为了降低施工缝处的拉压应力，尽可能将水平施工缝的位置留设在靠近混凝土界限破坏的中和轴高度，即混凝土界限受压区高度。水平施工缝处的剪力靠新旧混凝土之间摩擦力产生的抗剪强度和横贯结合面的钢筋两部分承担。在施工缝的处理过程中，相应得可以采用表面毛化处理与加筋计算两类措施。

3.3模拟分析验算

（1）同一截面尺寸构件整体浇筑、与分层浇筑利用静载实验模拟分析

通过采用YJ-ⅢD型结构力学组合实验装置，使用集中力加载方式研究分期浇筑梁的极限正在能力性能，采用不同剪跨比分别对不同试件进行逐级加载，每级3KN，直至试件完全破坏。实验过程中采用千分表进行梁体竖向挠度的测量。具体实验数据及分析见下图3.2、图3.3.

图3.2各阶段荷载

图3.3实验结果分析

（2）实验结论

分期浇筑梁的极限荷载在剪跨比较大时略小于整体浇筑梁，但浇筑抗剪钢筋的极限承载力大于整浇梁及分期浇筑梁，因此在实际工程应用中，为保证分期浇筑梁的整体质量，许须加入适当抗剪措施；不同的分层高度对梁体跨中挠度影响较小，其荷载挠度曲线十分接近，且均小于整浇梁的跨中挠度；分期浇筑梁与整体浇筑梁在裂缝开展方式的区别主要在分层面上，分期浇筑梁竖向及斜向裂缝在到达分层面后均有停顿，且有横向发展的过程，这个过程延缓了裂缝向上发展的速度，但同时裂缝在到达分层面前，及离开分层面后的发展均较快。

4 工艺流程及施工技术要点

4.1 施工工艺流程

施工准备→测量放线→脚手架搭设→钢筋绑扎→梁侧模安装→混凝土浇筑（水平施工缝）→高压水枪毛化处理→混凝土浇筑完成

4.2 施工技术要点

（1）水平施工缝毛化处理

侧模安装高度比浇筑混凝土控制面高5～10㎜，为混凝土面预留冲刷厚度和便于排除冲刷水。混凝土浇筑至侧模2/3高度时不再振捣，对浇筑的混凝土面喷洒缓凝时间18h的缓凝剂溶液，自然渗透，人为制造混凝土终凝时其表面约5㎜厚砂浆层还滞后1.0～2.0h初凝的时间差，但不须要人为搅拌表层砂浆，混凝土终凝后1.5～2.5h时间段内，用压力为0.4～0.6MPa的压力水将未终凝的混凝土表层砂浆冲走，留下嵌入终凝混凝土内的粗骨料，从而达到凿毛的施工目的。

（2）排水措施

采用水冲法凿毛处理施工缝排水措施：在梁高2/3处钻孔直径16mm的排水孔，通过排水孔排至地面后按已浇筑好带有坡度的加强层面层上，顺坡度流向排水沟。对于跨度为8.1m、9.0m的梁两侧各设置一个排水孔，跨度≥10m以上的梁两侧各设置2个排水孔。第二次浇筑混凝土前采用2mm镀锌钢板紧贴于两侧模板并固定好，进行孔道封堵。

5 结语

相对比整体浇筑，大体积梁二次分期浇筑的优点明显，其支撑体系简单；混凝土的水平施工缝可位于梁体的中和轴附近，有利于提高梁本身质量；由于分期浇筑的特点，其浇筑体量小，水化热也相对较少。但与整体浇筑相比，增加了一道混凝土水平施工缝，因此需对混凝土水平施工缝进行适当处理。虽然目前二次分期浇筑已经在大截面尺寸梁的施工过程中得到了应用，但是对其荷载的传递，及卸载规律的研究较少，因此研究二次分期浇筑过程中的施工荷载变化规律对分期浇筑施工方法的应用有重要意义。

参考文献

[1]《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）

[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015

[3]王顶堂. 大体积混凝土裂缝控制技术应用研究[J]. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版), 2008,(06)