《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》是中國建築第五工程局、中國建築工程總公司完成的建築類施工工法；作者分別是譚青、張劍、劉忠林、胡躍軍；適用範圍是工業與民用建築地下室超長、大面積牆體，特別適用於地下抗滲性及抗裂性牆體、地下工程的重要性和防水使用等級要求高大型公共建築工程。
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》主要的工法特點是採用快拆模板體系，縮短施工工期；利用有利的氣候條件，減少混凝土裂縫的產生；混凝土配製中摻入外加劑、聚丙烯纖維及粉煤灰技術；施工操作簡便。
2008年1月31日，《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法
- 工法編號： YJGF174-2006
- 完成單位：中國建築第五工程局、中國建築工程總公司
- 主要完成人：譚青、張劍、劉忠林、胡躍軍
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2005-2006年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的形成原因是：
東莞玉蘭大劇院地下室超長曲面牆體，在沒有採取預應力的情況下，強調裂縫綜合控制的施工技術，從設計、原材料選擇及配合比最佳化（低坍落度）到施工，包括施工環境（溫度、濕度及風速、日照等）的選擇，充分利用裂縫控制的有利條件，改變了過去只從某一個或某幾個方面採取措施控制裂縫並不理想的狀況，為2005年後類似工程裂縫控制的設計與施工提供了借鑑作用。
地下一層420米無縫整體澆築，為中國國內整澆長度最長的曲面牆體，施工難度大，施工中通過創新套用多種新工藝，添加聚丙烯纖維，有效改善了混凝土的抗裂性、耐久性等，加強混凝土澆築和養護綜合措施，解決了地下室超長混凝土牆體抗裂問題，該裂縫控制均勻密實，無缺陷、未出現結構有害裂縫。
工法特點
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的工法特點是：
1.地下室施工縫分段長、造型複雜，採用快拆模板體系，可以縮短施工工期。
2.充分利用有利的氣候條件，減少混凝土裂縫的產生。
3.混凝土配製中摻入外加劑、聚丙烯纖維及粉煤灰技術，不僅能提高混凝土的抗裂性能，而且可以改善混凝土的抗滲性、耐久性等綜合性能（圖1）。
圖1 聚丙烯纖維對混凝土的阻裂效果
4.混凝土澆築完畢後推遲拆模時間加強保濕養護。
5.施工操作簡便，採用綜合措施，合理選用常規建築材料及機具設備，不增加施工成本。
6.綜合考慮設計、材料、施工、環境、操作等多方面影響因素，裂縫控制效果明顯。
操作原理
適用範圍
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》適用於工業與民用建築地下室超長、大面積牆體，特別適用於地下抗滲性及抗裂性牆體、地下工程的重要性和防水使用等級要求高大型公共建築工程。
工藝原理
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的工藝原理敘述如下：
一、混凝土裂縫是由於混凝土在凝結硬化過程中產生體積變化，當混凝土產生收縮而結構又受到約束時，就可能產生收縮裂縫。
1.乾燥收縮：混凝土內部失水造成不可逆收縮，通過嚴格控制混凝土的水灰比和水化程度、水泥的組成和用量、細摻料和外加劑、集料的品種和用量等，加強混凝土早期養護，減少混凝土自收開裂。
2.塑性收縮：應充分考慮氣候條件風速、環境溫度、相對濕度影響，保障混凝土終凝前表面有足夠的濕潤，如在混凝土表面覆蓋塑膠薄膜、噴灑養護劑等。
3.自收縮：混凝土內部相對濕度隨水泥水化的進展而降低，加強原材料性能檢驗，嚴格控制水灰比、細摻料的活性、水泥細度等有關因素。
二、溫度裂縫是水泥水化過程中形成的水化熱與散熱條件形成的內表溫差，降溫過快或急冷急熱產生的溫差導致的收縮裂縫。控制澆築時混凝土內外溫差，做好降溫措施。
三、綜合控制：通過在普通混凝土拌合物基礎上添加杜克裂單絲纖維，改善纖維在混凝土基體中的分散性，可以阻止水泥基體中原有微裂縫的擴展並有效延緩新裂縫的出現這種阻裂效應主要是對混凝土早期塑性開裂起抑制作用，以起到阻斷混凝土內毛細作用的效果，使其緻密、細潤提高纖維與基體的抗拉強度、抗裂能力、抗滲性、耐久及增強韌性等綜合能力（見圖2所示）。
圖2 聚丙烯纖維提高混凝土性能的綜合效果
施工工藝
- 工藝流程
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的施工工藝流程見圖3。
圖3 施工工藝流程圖
- 操作要點
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的操作要點如下：
一、混凝土配合比
根據施工現場原材料要求配置施工配合比，並進行試配，以利於混凝土配合比的最佳化設計，確保混凝土滿足以下的技術參數要求：
1.水灰比控制在0.45~0.5，坍落度控制在140~160毫米。
2.初凝時間不少於8小時。
3.砂率控制在40%~45%。
4.強度滿足設計要求。
5.摻加外加劑，外加劑能起到降低水化熱峰值及推遲峰值熱出現的時間，延緩混凝土凝結時間，減少混凝土水泥用量，降低水化熱。減少混凝土的乾縮，提高混凝土強度，改善混凝土和易性。
6.摻入0.9千克/立方米混凝土體積率的聚丙烯單絲纖維，直徑及長度為48微米/19毫米，以提高混凝土的抗拉能力，有利於混凝土的裂縫控制。
7.摻加適量粉煤灰，以降低水化熱。
8.抗滲等級：P6~P8。
二、混凝土攪拌
1.混凝土攪拌前，應測定砂、碎石含水率，並根據測試結果提出施工配合比，滿足混凝土施工和易性。
2.混凝土攪拌中，嚴格控制水灰比和坍落度要求，未經試驗員同意不得隨意加減用水量，應按投料順序上料將纖維與水泥、砂、石、粉煤灰乾拌後，再加入水攪拌均勻即可，確保攪拌物均勻搭配。
3.控制好混凝土攪拌的最短時間，當摻有外加劑或外摻料時，攪拌時間適當延長。
4.採用現場攪拌或使用商品混凝土，確定運輸的道路的距離，混凝土運輸過程中防止混凝土離析及產生初凝現象，混凝土初凝時間在澆筑前完成，確保混凝土供應質量。
三、混凝土澆築與振搗
1.混凝土澆筑前，先將與下層混凝土結合處鑿毛，在混凝土澆筑前應在底面先均勻澆築50~100毫米厚與混凝土配合比相同的水泥砂漿，掌握好砂漿下料澆築速度。
2.混凝土澆築時不定時觀察模板、鋼筋，預埋件、預留洞口有無鬆動、變形等現象，檢查鋼筋保層厚度是否符合設計要求，模板內的雜物是否清理乾淨。
3.牆體高度超過3米時，用串桶、溜管使混凝土下落分段分層連續澆築，觀看有無離析現象，坍落度值控制在160毫米之內。
4.混凝土澆築採用斜坡推進法，靠混凝土自流形成斜坡，每次推進1000毫米左右。分別向兩個方向往返澆築，每次在中部匯合，形成V字形結合面，有利於中間浮漿的抽出。同時，採用兩台混凝土輸送泵縮短了混凝土下料與凝結之間的時間差，避免了產生施工冷縫。
5.充分考慮了氣候條件對混凝土澆影響，防止雨天澆築。
6.加強混凝土現場檢驗，目測混凝土和易性外觀質量是否符合要求，保證混凝土拌合物均勻性。
7.混凝土振搗應按順序從兩邊向中間靠攏，振搗棒應快插慢拔，振點布置要排列均勻，不得欠振、過振、漏振，做到均勻振動。振動棒間距不得大於500毫米，層與層之間加強振搗，伸入下層為100毫米，促使混凝土在澆築期間散失部分熱量，減少後期升溫幅度。對預留洞口、預埋件等關鍵部位充分振動，確保混凝土均勻密實，無滲漏。
8.混凝土振搗時間控制在30秒內，防止砂、碎石大量下沉，目測混凝土表面不再顯著下沉，不出現氣泡，表面泛出水泥漿和外觀均勻即可停止，及時排除泌水，減少內部水分和氣泡。
9.對外牆後澆帶處均設鋼板網模板，其間安裝止水鋼板。由於寬度小且高度大，混凝土澆築時在模板兩邊專人負責隨時敲打模板，減少二次振搗，使混凝土到達內實外觀，增強抗滲性。
10.控制好混凝土澆築應有序連續進行，如必須間歇，其間歇時間儘量縮短，並在混凝土凝結之前，將次層混凝土澆築完畢，避免留置施工縫。
四、拆模與養護
1.拆模時間都不能少於3天，拆模後不宜直接澆水養護，應及時覆膜進行保溫養護，以儘量減少牆的表面收縮裂縫。
2.混凝土裂縫防治工作中，新澆混凝土早期養護尤為重要，在拆模後半個月內應保持濕養護，朝陽面的牆面尤其要保養好，應採取覆膜掛草袋、專人噴水等辦法保濕保溫。養護時間不得少於14天，養護混凝土時不允許用大水直接沖淋養護面。
3.混凝土澆築完畢後，常溫下在12小時之內澆水（小水）養護遇高溫時6小時之內澆水養護。牆體採用塗刷養生液養護，保證這些關鍵構件始終處於潤狀態，並加強施工中養護的監督，保證混凝土在早期時不產生收縮裂縫和溫度裂縫。
4.混凝土養護測溫點水平方向布置，測溫計留置孔內不得小於3分鐘，記錄好澆築完畢前7天混凝土內部溫度與表面的溫度的溫差值。
- 勞動組織
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的勞動組織安排如下：
一、超長曲面牆體施工組織機構配備人員以下，技術部：項目總工、技術負責、質檢員、技術員、資料員、試驗員；工程部：生產經理、鋼筋工長、模板工長、混凝土工長，預埋件工長、測量員、安全員、機電管理員；材料部及綜合部：材料主管、材料員、庫管員、後勤管理員、塔吊指揮。
二、勞務班組應按鋼筋工、木工、混凝土工、電工、水管工、機修工、混凝土泵機工等工種，具體人員按工程需求另外安排。
材料設備
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》所用的材料及設備明細如下：
一、混凝土
1.混凝土原材料符合地下防水工程質量驗收規範要求。
2.混凝土所用的原材料有以下具體要求。
（1）水泥
水泥選用早期化學收縮性較小的42.5級普通矽酸水泥，水化熱低、含鹼量低、安定性好，水泥的主要技術指標應符合標準，避免溫度應力過大而產生裂縫，水泥與外加劑之間具有良好的適應性。
（2）骨料
粗骨料：選用連續級配且壓碎指標小於12%的碎石，粒徑為25~40毫米，其含泥量不得大於0.6%，泥塊含量不得大於0.5%，且不得含有機雜質。
細骨料：選用級配較好的中砂，含泥量不得超過3%，泥塊含量不得超過2.0%，通過0.315毫米篩孔的砂不得少於15%。
（3）摻合料
外加劑應摻加緩凝劑、膨脹劑，摻量必須嚴格按照配合比來進行，進場必須有出廠合格證或質量保證書，確保其性能和質量的可靠性；外摻Ⅱ級粉煤灰，降低水熱化，有利於混凝土後期強度增長，滿足混凝土抗裂要求，有效提高混凝土泵送性能，而且還可節約水泥。
3.混凝土拌合物添加聚丙烯纖維提高纖維與基體的粘接強度，減少內部裂縫，達到了混凝土的抗裂性要求（表1）。
密度（克/立方米厘米） | 纖維長度（毫米） | 抗拉強度（兆帕） | 斷裂伸長率（%） | 彈性模量（兆帕） | 熔點（℃） | 耐酸耐鹼腐蝕 |
0.91 | 12~15 | 500 | 20~25 | 3800 | 170 | 好 |
二、鋼筋工程
切割機、調直機、彎曲機、砂輪切割機、鋼筋鉤子、鋼筋刷子、撬棍、扳手、鋼捲尺、鋼筋連線機具設備。
三、模板工程
電鋸、電刨、壓刨、手鋸、錘子、鋼捲尺、電鑽、直角尺，棉線。
四、混凝土工程
混凝土輸送泵、混凝土運輸車、輸送管、橡膠軟管、混凝土吊斗、布料桿、振搗電機、振搗棒、鐵鍬、刮槓、抹子。
五、其他設備
塔吊、雷射經緯儀、水準儀、鋼直尺、測溫計、混凝土坍落度、試模、振動台、對講機、燈具燈泡。
質量控制
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的質量控制要求如下：
1.混凝土原材料外觀質量應符合規範要求，按規範要求進行復檢，檢查產品合格證，出廠檢驗報告和進場複試報告。
2.混凝土表面密實整潔，無露筋、蜂窩、孔洞、夾渣、疏鬆、裂縫、麻面等，尺寸偏差應符合規範標準要求，垂直度用吊線、鋼尺檢查是否平整、垂直。
3.鋼筋保護層厚度應符合設計要求，要保證鋼筋、混凝土墊塊的位置正確，觀察有無露筋，預留孔洞是否方正、整齊。
4.模板及其支架就具有足夠的承載能力剛度和穩定性，能可靠的承受澆築混凝土的重量及施工荷載。施工中不得用重物衝擊模板，結構拆模後應按施工技術方案執行，外質質量應符合規範要求。
5.混凝土曲面牆體施工縫應按設計布置澆築高度按技術按方案確定或符合規範要求。
安全措施
採用《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1.混凝土澆筑前，項目部應對操作人員進行安全技術交底，做到事前預控，事中執行，事後檢查。
2.混凝土澆筑前，應對振動器進行試運轉，振動器操作人員應穿絕緣鞋、戴絕緣手套；振動器不能掛在鋼筋上，濕手不能按觸電源開關。
3.混凝土運輸、澆築部位應有安全防護欄桿，操作平台。
4.根據施工特點編制安全操作的注意事項及具體施工安全措施
5.操作人員應熟悉作業環境和施工條件聽從指揮，遵守現場安全規則。
環保措施
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的環保措施如下：
1.成立對應的施工環境衛生管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護法律、法規和規章，加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規章制度，做好交通環境疏導，充分滿足便民的要求，認真接受城市交通管理，隨時接受相關單位的監督檢查。
2.優先選用先進的環保機械，降低施工噪聲到允許值以下，同時儘可能避免夜間施工。
3.將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內，合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。
4.對施工場地道路進行硬化，並在晴天經常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環境。
效益分析
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的效益分析如下：
1.社會效益
鋼筋混凝土曲面牆體裂縫控制進行理論分析、研究、探討，提出了裂縫控制綜合技術，並將其套用於工程實踐取得了良好的效果。通過超長曲面混凝土牆體防裂縫控制技術的實施，從而全面提高企業生產水平，以2005年後類似工程裂縫控制的設計與施工提供了借鑑作用。
2.經濟效益
可縮短施工工期，節約工期效益43.8萬元。
採用清水模板體系節約抹灰量及人工、材料費。
適量添加粉煤灰、聚丙烯纖維纖維，可減少水泥用量，不增加混凝土成本。
註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》的套用實例如下：
東莞玉蘭大劇院地下室一層外牆長達420米（如圖4所示），高分別為6.8米和5米。它由弧形牆、斜形牆、斜柱和異形柱組成的外牆。弧形牆在（D11~D1軸和C11~C1軸）牆厚為600毫米，斜形牆和斜柱在（A1~A11軸和B1~B11軸）牆厚為600毫米，斜牆和斜柱均向內傾斜62°，向上收縮，斜柱截面尺寸為600毫米×800毫米和1200毫米×800毫米，共有24根斜柱。整個地下室外牆以後澆帶分為四個施工段，最長施工段曲面牆體長達198米，如何避免因各種原因引起的肉眼可見裂縫，是該工程的一個難點。
圖4 地下一層平面圖
在超長曲面混凝土牆體中添加聚丙烯纖維，有效改善了混凝土的綜合性能，對混凝土裂縫控制起到了積極的作用，並經過精心組織、精心施工，一次整澆曲面牆體長度達198米，經地質雷達檢測地下室外剪力牆混凝土均勻密實，無缺陷、裂縫。施工中採用該項技術有效縮短了混凝土牆體施工工期，經濟效益節約67.9萬元。同時獲得社會同行業高度的評價。
註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
榮譽表彰
2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《超長曲面混凝土牆體無縫整澆施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。
